1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

(LUẬN án TIẾN sĩ) nghiên cứu và ứng dụng xạ khuẩn trong phòng trị bệnh héo rũ do nấm fusarium sp trên khoai lang

167 7 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Nghiên Cứu Và Ứng Dụng Xạ Khuẩn Trong Phòng Trị Bệnh Héo Rũ Do Nấm Fusarium sp Trên Khoai Lang
Tác giả Nguyễn Văn Tập
Người hướng dẫn PGS.TS Lê Minh Tường, TS. Nguyễn Đức Cương
Trường học Trường Đại Học Cần Thơ
Chuyên ngành Bảo Vệ Thực Vật
Thể loại Luận Án Tiến Sĩ
Năm xuất bản 2022
Thành phố Cần Thơ
Định dạng
Số trang 167
Dung lượng 3,61 MB

Cấu trúc

  • CHƯƠNG 1 (16)
    • 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI (16)
    • 1.2 MỤC TIÊU CỦA LUẬN ÁN (17)
    • 1.3 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN (18)
    • 1.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN (18)
    • 1.5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN (18)
    • 1.6 TÍNH MỚI CỦA LUẬN ÁN (18)
  • CHƯƠNG 2 (20)
    • 2.1 SƠ LƢỢC VỀ CÂY KHOAI LANG (20)
      • 2.1.1 Nguồn gốc, phân bố (20)
      • 2.1.2 Đặc tính thực vật (20)
      • 2.1.3 Tình hình canh tác (20)
      • 2.1.4 Giá trị cây kinh tế (21)
      • 2.1.5 Giá trị dinh dƣỡng (22)
    • 2.2 ỆNH HÉO RŨ TRÊN KHOAI LANG (0)
      • 2.2.1 Triệu chứng bệnh (23)
      • 2.2.2 Tác nhân (23)
      • 2.2.3 Đặc tính của nấm bệnh (23)
      • 2.2.4 iện pháp phòng trị (0)
    • 2.3 XẠ KHUẨN (27)
      • 2.3.1 Sự phân bố xạ khuẩn trong tự nhiên (27)
      • 2.3.2 Cấu tạo xạ khuẩn (28)
      • 2.3.3 Vai trò của xạ khuẩn trong phòng trừ sinh học bệnh cây (30)
      • 2.3.4 Phương pháp phân loại xạ khuẩn (32)
      • 2.3.5 Ứng dụng của xạ khuẩn trong phòng trừ bệnh cây (34)
    • 3.1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU (40)
    • 3.2 PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU (40)
      • 3.2.1 Dụng cụ thiết bị (40)
      • 3.2.2 Nguồn vật liệu nghiên cứu (nấm, nguồn xạ khuẩn, thuốc hóa học, giống khoai) (40)
      • 3.2.3 Các loại môi trường, hóa chất sử dụng trong nghiên cứu (41)
    • 3.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU (44)
      • 3.3.1 Nội dung 1: Thu thập, phân lập, khảo sát đặc điểm hình thái và đánh giá khả năng gây hại của các dòng nấm Fusarium spp. gây bệnh héo rũ hại khoai lang (44)
      • 3.3.3 Nội dung 3: Khảo sát cơ chế có liên quan đến khả năng đối kháng của các chủng xạ khuẩn có triển vọng (51)
      • 3.3.4 Nội dung 4: Đánh giá khả năng phòng trừ bệnh héo rũ do nấm Fusarium (56)
      • 3.3.5 Nội dung 5: Định danh chính xác đến loài các chủng xạ khuẩn có triển vọng (58)
      • 3.3.6 Nội dung 6: Đánh giá khả năng phòng trừ bệnh héo rũ hại khoai lang của các chủng xạ khuẩn có triển vọng trong điều kiện ngoài đồng (62)
    • 3.4 XỬ LÝ SỐ LIỆU (67)
  • CHƯƠNG 4 (40)
    • 4.1 NỘI DUNG 1: THU THẬP, PHÂN LẬP, KHẢO SÁT ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG GÂY HẠI CỦA CÁC DÒNG NẤM Fusarium spp. GÂY BỆNH HÉO RŨ HẠI KHOAI LANG (68)
      • 4.1.1 Phân lập các dòng nấm Fusarium spp. gây bệnh héo rũ hại khoai lang ở huyện Bình Tân, tỉnh Vĩnh Long (68)
      • 4.1.2 Đặc điểm hình thái của 10 dòng nấm Fusarium spp. gây bệnh héo rũ hại khoai (69)
      • 4.1.3 Khả năng gây hại của 10 chủng nấm Fusarium spp. gây bệnh héo rũ trên cây (71)
    • 4.2 NỘI DUNG 2: THU THẬP, PHÂN LẬP VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ĐỐI KHÁNG CỦA CÁC CHỦNG XẠ KHUẨN CÓ NGUỒN GỐC TỪ ĐẤT TRỒNG (75)
      • 4.2.1 Kết quả phân lập xạ khuẩn (75)
      • 4.2.2 Khả năng đối kháng của các chủng xạ khuẩn với nấm Fusarium oxysporum dòng VL10 trong điều kiện phòng thí nghiệm (76)
      • 4.2.3 Khả năng ức chế sự mọc mầm bào tử nấm Fusarium oxysporum của các chủng xạ khuẩn triển vọng (81)
      • 4.2.4 Khả năng ức chế sự hình thành bào tử nấm Fusarium oxysporum của các chủng xạ khuẩn triển vọng (82)
    • 4.3 NỘI DUNG 3: KHẢO SÁT MỘT SỐ CƠ CHẾ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN KHẢ NĂNG ĐỐI KHÁNG CỦA CÁC CHỦNG XẠ KHUẨN CÓ TRIỂN VỌNG (84)
      • 4.3.1 Khả năng phân giải chitin của 5 chủng xạ khuẩn trong điều kiện phòng thí nghiệm (84)
      • 4.3.2 Khả năng phân giải β–glucan của 5 chủng xạ khuẩn trong điều kiện phòng thí nghiệm (85)
    • 4.4 NỘI DUNG 4. HIỆU QUẢ PHÒNG TRỪ CỦA CÁC CHỦNG XẠ KHUẨN ĐỐI VỚI NẤM Fusarium oxysporum GÂY BỆNH HÉO RŨ TRÊN KHOAI LANG (88)
      • 4.4.1 Tỷ lệ bệnh (88)
      • 4.4.2 Chỉ số bệnh (89)
      • 4.4.3 Hiệu quả giảm bệnh (90)
      • 4.5.1 Định danh xạ khuẩn dựa vào đặc điểm nuôi cấy, đặc điểm hình thái và đặc điểm sinh hóa (91)
      • 4.5.2 Định danh các chủng xạ khuẩn bằng phương pháp sinh học phân tử (94)
    • 4.6 NỘI DUNG 6: KHẢ NĂNG PHÒNG TRỪ BỆNH HÉO RŨ HẠI KHOAI LANG CỦA CÁC CHỦNG XẠ KHUẨN TRONG ĐIỀU KIỆN NGOÀI ĐỒNG (95)
      • 4.6.1 Tình hình thời tiết và sâu hại trên ruộng trong quá trính thí nghiệm (95)
      • 4.6.2 Chiều dài dây khoai lang (96)
      • 4.6.3 Số chồi/dây khoai lang (98)
      • 4.6.4 Đường kính gốc thân (101)
      • 4.6.5 Tỷ lệ bệnh (104)
      • 4.6.6 Chỉ số bệnh (109)
      • 4.6.7 Hiệu quả giảm bệnh (115)
      • 4.6.8 Năng suất khoai lang (124)
  • CHƯƠNG 5 (68)
    • 5.1 KẾT LUẬN (127)
    • 5.2 ĐỀ XUẤT (127)
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO (128)
  • PHỤ LỤC (138)

Nội dung

LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Khoai lang (Ipomoea batatas) là loại cây màu có khả năng thích nghi tốt, được trồng rộng rãi trên toàn thế giới, đặc biệt ở Việt Nam, nơi nó là cây lương thực đứng thứ ba sau lúa và bắp Củ khoai lang là nguồn cung cấp phong phú vitamin A, vitamin C, mangan, đồng, vitamin B6, chất xơ, sắt và canxi Ngoài củ, thân và lá khoai lang cũng được sử dụng làm thực phẩm cho con người và thức ăn cho gia súc.

Năm 2018, cả nước có 117.900 ha diện tích trồng khoai lang, trong đó Đồng bằng sông Cửu Long chiếm 23.900 ha, đứng thứ 3 cả nước sau Trung du và miền núi phía Bắc, miền Trung Tuy nhiên, khu vực này dẫn đầu về sản lượng với 559.500 tấn, chiếm 40,9% tổng sản lượng khoai lang cả nước (Chi cục Thống kê huyện Định Tân, 2020).

Theo đề án tái cơ cấu ngành nông nghiệp tỉnh Vĩnh Long giai đoạn 2017 - 2020, cây khoai lang đã được chọn là một trong ba cây trồng chủ lực để chuyển đổi từ đất trồng lúa, với diện tích trồng đạt 14.718 ha vào năm 2018, trong đó huyện Tân có diện tích lớn nhất là 14.132 ha, chiếm 96% tổng diện tích trồng khoai lang của tỉnh và sản lượng đạt 365.975 tấn Việc sản xuất khoai lang mang lại lợi nhuận cao hơn nhiều so với trồng lúa, nâng cao thu nhập cho người dân và tạo ra nhiều việc làm cho lao động thủ công, góp phần phát triển kinh tế địa phương Tuy nhiên, canh tác khoai lang tại huyện Tân cũng gặp khó khăn do sự xuất hiện của nhiều mầm bệnh, trong đó bệnh héo rũ do nấm Fusarium oxysporum là một trong những bệnh gây thiệt hại lớn đến năng suất cây trồng Nấm Fusarium oxysporum tồn tại lâu trong đất và phát triển mạnh mẽ trong điều kiện thời tiết ấm áp, là vấn đề đáng lưu tâm trong quá trình canh tác khoai lang.

Đất cát chua với pH từ 4-5, thiếu đạm và lân thường dễ mắc bệnh, đặc biệt là những ruộng trồng khoai lang độc canh Nấm bệnh có khả năng lây lan qua vết thương cơ giới và qua côn trùng chích hút rễ cây Cây bị bệnh có thể chết hoặc phát triển kém, dẫn đến giảm năng suất đáng kể.

Việc phòng và trị bệnh trong nông nghiệp chủ yếu phụ thuộc vào tập quán canh tác và việc sử dụng thuốc hóa học Tuy nhiên, lạm dụng nông dược gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng như thay đổi tính độc của mầm bệnh, mất cân bằng sinh thái, ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và không mang lại hiệu quả kinh tế Theo Nguyễn Trọng Ân (2013), nông dân tại huyện Ðình Tân đã sử dụng khoảng 78 hoạt chất với hơn 148 tên thương mại thuốc bảo vệ thực vật (VTV) để quản lý dịch hại, với số lần sử dụng thuốc VTV trong vụ canh tác khoai tím Nhật lên đến 19 lần.

Nghiên cứu của Võ Ngọc Thơ (2018) cho thấy tất cả các hộ khảo sát đều sử dụng thuốc bảo vệ thực vật (VTV) với liều lượng cao hơn nhiều so với hướng dẫn, trong đó thuốc trừ sâu chiếm tỷ lệ 94,1%, thuốc trừ bệnh 82,6%, thuốc trừ cỏ 71,5% và thuốc điều hòa sinh trưởng 91% Việc sử dụng thuốc VTV của nông dân không chỉ phổ biến mà còn vượt mức khuyến cáo đáng kể.

Để hạn chế mầm bệnh mà không ảnh hưởng đến môi trường, cần có các giải pháp bền vững trong nông nghiệp, đặc biệt là việc sử dụng biện pháp sinh học Vi sinh vật đối kháng, đặc biệt là xạ khuẩn, đang trở thành một hướng đi tiềm năng trong phòng trừ bệnh cây Xạ khuẩn có khả năng ức chế mầm bệnh thông qua nhiều cơ chế như tiết kháng sinh, tiêu sinh, cộng sinh và ký sinh Chúng có thể sản xuất các enzyme ngoại bào như chitinase, glucanase, và cellulase, giúp ngăn chặn nhiều loại mầm bệnh Đáng chú ý, khoảng 80% kháng sinh được phát hiện là do xạ khuẩn tiết ra Bên cạnh đó, xạ khuẩn còn kích thích khả năng kháng bệnh của cây trồng và giúp cây chịu đựng điều kiện bất lợi Các chủng xạ khuẩn cũng đóng vai trò quan trọng trong phân giải chất hữu cơ và cố định nitơ Điều này cho thấy tiềm năng lớn của xạ khuẩn và nhu cầu nghiên cứu sâu hơn về nhóm vi sinh vật này.

Streptomyces được phân lập từ đất vùng rễ cây lúa, không chỉ hiệu quả trong phòng trị bệnh đạo ôn, bệnh đốm vằn và bệnh cháy bìa lá lúa mà còn tiết ra các enzyme như chitinase, glucanase, cellulase Gần đây, các nghiên cứu đã phát hiện nhiều chủng xạ khuẩn thuộc chi Streptomyces có khả năng quản lý các bệnh hại quan trọng trên khoai lang ở Đồng bằng sông Cửu Long, bao gồm bệnh héo xanh do vi khuẩn Ralstonia solanacearum, bệnh thối gốc do nấm Slerotium sp., và bệnh héo dây, thối củ do nấm Fusarium solani Điều này cho thấy xạ khuẩn có tiềm năng lớn trong quản lý bệnh hại trên cây khoai lang cũng như trong nông nghiệp nói chung.

“Nghiên cứu và ứng dụng xạ khuẩn trong phòng trị bệnh héo rũ do nấm

Fusarium sp trên khoai lang” đƣợc thực hiện là rất cần thiết.

MỤC TIÊU CỦA LUẬN ÁN

- Xác định đƣợc loài nấm Fusarium sp gây bệnh héo rũ trên cây khoai lang tại huyện ình Tân tỉnh Vĩnh Long

- Tuyển chọn đƣợc các chủng xạ khuẩn có khả năng quản lý bệnh héo rũ do nấm

Fusarium sp gây ra trên cây khoai lang

- Tìm hiểu cơ chế có liên quan đến khả năng quản lý bệnh của một số chủng xạ khuẩn có triển vọng.

ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN

Đối tượng nghiên cứu của đề tài này bao gồm các chủng nấm Fusarium oxysporum gây bệnh héo rũ trên cây khoai lang, cùng với các chủng xạ khuẩn có khả năng phòng trị bệnh héo rũ hại khoai lang.

- Phạm vi nghiên cứu của đề tài là các xã trồng khoai lang thuộc huyện ình Tân, tỉnh Vĩnh Long

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN

- Nội dung 1: Thu thập, phân lập và đánh giá khả năng gây hại của các chủng nấm Fusarium oxysporum gây bệnh héo rũ hại khoai lang

Nội dung nghiên cứu tập trung vào việc thu thập, phân lập và đánh giá khả năng đối kháng của các chủng xạ khuẩn có nguồn gốc từ đất trồng khoai lang đối với nấm Fusarium oxysporum, tác nhân gây bệnh héo rũ ở khoai lang Nghiên cứu được thực hiện trong điều kiện phòng thí nghiệm nhằm xác định hiệu quả của các chủng xạ khuẩn trong việc kiểm soát sự phát triển của nấm gây hại.

Khảo sát các cơ chế liên quan đến khả năng đối kháng của các chủng xạ khuẩn có tiềm năng, như khả năng phân giải chitin và β-glucan, là rất quan trọng để hiểu rõ hơn về ứng dụng của chúng trong nông nghiệp và y học Những nghiên cứu này giúp xác định các đặc điểm sinh học nổi bật của xạ khuẩn, từ đó phát triển các giải pháp hiệu quả trong việc kiểm soát dịch bệnh và cải thiện sức khỏe cây trồng.

- Nội dung 4: Đánh giá khả năng quản lý bệnh héo rũ của các chủng xạ khuẩn có triển vọng trong điều kiện nhà lưới

- Nội dung 5: Định danh chính xác đến loài các chủng xạ khuẩn có triển vọng bằng phương pháp truyền thống và phương pháp sinh học phân tử

- Nội dung 6: Đánh giá khả năng phòng trị bệnh héo rũ hại khoai lang của các chủng xạ khuẩn có triển vọng trong điều kiện ngoài đồng.

Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN

Đề tài nghiên cứu này có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao, nhằm xác định chính xác loài nấm Fusarium oxysporum gây bệnh héo rũ trên khoai lang tại huyện Ðịnh Tân, tỉnh Vĩnh Long Đồng thời, nghiên cứu cũng tìm ra các chủng xạ khuẩn có khả năng quản lý bệnh héo rũ do nấm Fusarium oxysporum gây ra Kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo, hướng đến việc phát triển chế phẩm sinh học từ xạ khuẩn, nhằm quản lý hiệu quả bệnh héo rũ trên khoai lang và các bệnh do nấm có nguồn gốc từ đất, đồng thời đảm bảo tính thân thiện với môi trường.

TÍNH MỚI CỦA LUẬN ÁN

- Xác định loài nấm Fusarium oxysporum gây hại khoai lang tại huyện Bình Tân

Nghiên cứu đã xác định được ba chủng xạ khuẩn TTr4, TL8 và TTh15 có khả năng phòng trị hiệu quả bệnh héo rũ do nấm Fusarium oxysporum gây hại trên khoai lang trong điều kiện nhà lưới.

- Khả năng đối kháng của 3 chủng xạ khuẩn TTr4, TL8 và TTh15 đối với nấm

Fusarium oxysporum gây bệnh héo rũ trên khoai lang có liên quan đến khả năng tiết enzyme chitinase và enzyme glucanase

- Xác định đƣợc loài của 3 chủng xạ khuẩn triển vọng là: TTr4 là loài

Streptomyces bacillaris; TL8 là loài Streptomyces lavendulae và TTh15 là loài Streptomyces violaceoruber

- Tuyển chọn 2 chủng Streptomyces bacillaris (TTr4) và Streptomyces violaceoruber (TTh15) có khả năng phòng trừ bệnh héo rũ hại khoai lang ở điều kiện ngoài đồng.

SƠ LƢỢC VỀ CÂY KHOAI LANG

Khoai lang (Ipomoea Batatas) thuộc họ Convolvulaceae, có nguồn gốc từ Trung Mỹ vào khoảng 2600 đến 1000 trước Công Nguyên Sau khi phát triển, khoai lang đã trở nên phổ biến toàn cầu và trở thành một trong những cây lương thực chính ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới Tại Việt Nam, khoai lang không chỉ được trồng rộng rãi ở các vùng đồng bằng và đất bãi ven sông mà còn phát triển mạnh mẽ ở các khu vực trung du và miền núi.

Khoai lang là cây thân thảo, có thể bò hoặc leo, thuộc nhóm cây đa niên Hoa của khoai lang có hình phễu, đơn tính với cuống dài Rễ củ của cây phình to, đóng vai trò quan trọng trong việc dự trữ chất dinh dưỡng.

Khoai lang có ba loại rễ chính dựa vào đặc tính và chức năng, bao gồm rễ con, rễ củ và rễ mọc từ thân Thân cây khoai lang bao gồm thân chính phát triển từ ngọn dây khoai lang được trồng, cùng với thân phụ phát triển từ các nách lá.

2004) Cây khoai lang có khả năng sinh sản bằng hạt, đồng thời có thể nhân giống vô tính bằng thân, ngọn hoặc củ (Vũ Đình Hòa, 1996)

Khoai lang, nhờ vào khả năng thích nghi tốt và dễ trồng, đã trở thành một trong những cây trồng phổ biến trên toàn cầu, từ vĩ độ 0 đến 45 độ Bắc Đây là một trong năm loại cây có củ quan trọng nhất thế giới, bên cạnh sắn, khoai mỡ, khoai sọ và khoai tây Theo FAO năm 2001, diện tích trồng khoai lang toàn cầu đạt 9.076 triệu ha với năng suất trung bình 14,92 tấn/ha, tổng sản lượng đạt 135,448 triệu tấn Tuy nhiên, trong những năm gần đây, diện tích trồng khoai lang có xu hướng giảm, mặc dù năng suất tăng nhưng chưa ổn định, dẫn đến sản lượng cũng giảm nhẹ.

Khoai lang là cây lương thực quan trọng thứ ba trên thế giới, đứng sau lúa và bắp, và được trồng rộng rãi ở khắp mọi nơi từ Bắc vào Nam Theo thống kê của FAO năm 2001, diện tích trồng khoai lang cả nước đạt 269.000 ha, với năng suất lên đến 1.745.300 tấn Đặc biệt, Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) luôn dẫn đầu về năng suất khoai lang, với diện tích trồng tăng 21.500 ha vào năm 2001, trong đó các tỉnh Vĩnh Long, Đồng Tháp và Kiên Giang có diện tích trồng khoai lang lớn nhất.

Diện tích canh tác khoai lang tại tỉnh Vĩnh Long đạt 11.765 ha, trong đó huyện Bình Tân là khu vực trồng chủ yếu với 10.563 ha, chiếm 90% tổng diện tích trồng khoai lang của toàn tỉnh (Niên giám Thống kê tỉnh Vĩnh Long, 2014).

Cây khoai lang có tiềm năng phát triển mạnh mẽ, đóng góp quan trọng trong việc tạo việc làm cho người dân địa phương Tại huyện Bình Tân, tỉnh Vĩnh Long, khoai lang đã được xuất khẩu sang nhiều quốc gia như Malaysia, Trung Quốc, Hàn Quốc và Nhật Bản, giúp tăng 46% sản lượng khoai lang toàn vùng Đồng bằng sông Cửu Long (Niên giám Thống kê tỉnh Vĩnh Long, 2014).

2.1.4 Giá trị cây kinh tế

Khoai lang là nguồn lương thực quan trọng trên toàn cầu, với 77% sản lượng được sử dụng cho con người, 13% làm thức ăn cho gia súc và 3% chế biến thành các sản phẩm khác Tuy nhiên, vẫn có khoảng 6% sản lượng bị thất thoát hoặc loại bỏ (Dương Minh, 1999 và FAO, 2001).

Vùng nguyên liệu khoai lang ình Tân đã được chứng nhận 17 ha sản xuất theo tiêu chuẩn GlobalGAP, cùng với 32 ha cánh đồng mẫu lớn áp dụng kỹ thuật canh tác an toàn Các giống khoai phổ biến trong tỉnh bao gồm khoai tím Nhật, trắng sữa, trắng giấy, bí đường, khoai bí nghệ và dương ngọc, trong đó khoai tím Nhật chiếm 70% diện tích với chất lượng ngon và năng suất cao Nhãn hiệu tập thể “Khoai lang ình Tân - BÌNH TÂN SWEET POTATOES” được Cục sở hữu trí tuệ cấp chứng nhận, góp phần xây dựng thương hiệu khoai lang Vĩnh Long ra thị trường quốc tế Khoai lang ình Tân đã xuất khẩu sang các nước như Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc và Úc.

Giống khoai lang tím Nhật có thân to, màu tím và khả năng sinh trưởng mạnh mẽ, với củ thuôn dài, vỏ nhẵn màu tím và ruột vàng đậm Giống khoai này thích nghi tốt với thổ nhưỡng tại huyện ình Tân, Vĩnh Long, mang lại năng suất cao và chất lượng tốt, được thị trường trong và ngoài nước ưa chuộng Huyện ình Tân đã phát triển mô hình trồng khoai lang “hai vụ màu, một vụ lúa”, cho lợi nhuận gấp 3 - 5 lần so với trồng lúa, giúp khoai lang tím trở thành cây chủ lực, góp phần xóa đói giảm nghèo cho người dân địa phương.

Theo Hồ Đình Hải (2014), cây khoai lang không chỉ là thực phẩm mà còn được sử dụng làm nguyên liệu chế biến nhiều sản phẩm có giá trị kinh tế cao.

- Ở một số vùng của Ấn Độ, bột khoai lang khô đƣợc trộn chung với bột mì để làm bánh mì khoai lang (chapattis)

Tại Nhật Bản, bột khoai lang được lên men cùng với bột gạo để sản xuất loại rượu truyền thống gọi là Shōchū Tương tự, ở Quảng Đông và Đài Loan, có loại rượu nấu từ khoai lang mang tên Imo-gohan.

Nước ép khoai lang đỏ tại Nam Mỹ không chỉ được sử dụng để uống mà còn được kết hợp với nước trái cây để tạo ra thuốc nhuộm cho vải Bằng cách điều chỉnh tỷ lệ các loại nước ép, người ta có thể thu được nhiều màu sắc khác nhau, từ hồng đến đen.

- Trong công nghiệp, người ta dùng khoai lang làm nguyên liệu sản xuất tinh bột và cồn công nghiệp

- Các nhà nghiên cứu giống khoai lang tại Đại học North Carolina State đang nghiên cứu các giống khoai lang phục vụ cho sản xuất nhiên liệu sinh học

Khoai lang là một loại cây trồng có giá trị dinh dưỡng cao, giàu tinh bột, chất xơ và đường, cung cấp năng lượng thiết yếu cho cơ thể.

Chất xơ thô là một yếu tố thiết yếu trong dinh dưỡng, bao gồm các hợp chất quan trọng như lignin, cellulose, hemicellulose và pectin Những thành phần này không chỉ giúp cải thiện sức khỏe tiêu hóa mà còn đóng góp vào việc duy trì cân bằng dinh dưỡng trong chế độ ăn uống hàng ngày.

ỆNH HÉO RŨ TRÊN KHOAI LANG

2.2.1 Triệu chứng bệnh ệnh héo rũ khoai lang do nấm Fusarium sp gây ra là một trong các bệnh quan trọng ở Mỹ và các nước canh tác khoai lang Triệu chứng ban đầu là các lá già có màu vàng, sau đó lan dần lên các lá non phía trên dẫn đến héo toàn dây, cuối cùng dây khoai sẽ khô và chết Các mạch dẫn bên trong dây khoai sẽ có màu nâu, sau đó rễ khoai sẽ bị mục, lớp vỏ bên ngoài của rễ, thân dây khoai sẽ xuất hiện các sợi nấm nhỏ li ti màu trắng Trong một số trường hợp, có sự chuyển màu của mạch dẫn khi gần vết bệnh nếu các dây này được lưu tồn và làm giống cho vụ sau dây khoai sẽ truyền bệnh hay dễ bị nhiễm bệnh hơn so với các dây khác (Clark, 2009)

Nấm Fusarium oxysporum f sp batatas là tác nhân gây bệnh héo dây khoai lang, tuy nhiên, một số nòi nấm khác như F oxysporum f sp nicotianae cũng có khả năng gây bệnh tương tự trên cây thuốc lá (Clark, 2009).

2.2.3 Đặc tính của nấm bệnh

- Lớp nấm ất toàn (Deuteromycetes)

Fusarium là chi nấm lớn nhất trong họ Tuberculariaceae, có khả năng hoại sinh hoặc ký sinh trên nhiều loại cây trồng, cây ăn trái và rau, gây ra hiện tượng héo rũ ở cây ký chủ Để phân loại và giám định các loài nấm Fusarium spp được phân lập, có thể dựa vào các chỉ tiêu như màu sắc tản nấm, sự thay đổi của môi trường, hình thái sợi nấm, thể bình, hình dạng đại bào tử, tiểu bào tử và bào tử áo vách dày Đồng thời, việc lây nhiễm bệnh nhân tạo trên các cây ký chủ cũng được thực hiện nhằm xác định tính gây bệnh và nguyên nhân gây bệnh.

Theo Burgess và các cộng sự (1994) đã mô tả gần 1.000 loài Fusarium, nghiên cứu khả năng sinh bào tử trên cây trồng Nhiều loài Fusarium có sự biến dị đáng kể, thay đổi đặc tính khi phát triển trên các chất nền và trong điều kiện môi trường khác nhau Chúng cũng được nhận biết nhờ khả năng tiết ra chất nhầy trong suốt, tạo nên đặc trưng riêng.

Việc phân loại nấm thuộc chi Fusarium gặp khó khăn do nhiều loài có đặc điểm hình thái tương tự, như kích thước và hình dạng bào tử, hình thái cuống bào tử đính, cùng sắc tố sợi nấm Hơn nữa, những đặc điểm này có thể thay đổi tùy thuộc vào thành phần dinh dưỡng và điều kiện môi trường, dẫn đến sự nhầm lẫn trong việc phân biệt giữa các loài như F proliferatum và F oxysporum.

Nghiên cứu sinh học phân tử chỉ ra rằng nấm Fusarium có sự đa dạng lớn về đặc tính di truyền, điều này giúp cải thiện độ chính xác trong việc xác định loài thuộc chi Fusarium Các đặc điểm hình thái của nấm cũng được ghi nhận là rất phong phú và đa dạng.

Theo Vũ Triệu Mân (2007), trên môi trường PDA, nấm xốp có màu hồng nhạt sẽ hình thành sắc tố màu đỏ tím sau 4 - 5 ngày Trên môi trường CLA (carnation leaf agar), bào tử được hình thành với số lượng lớn, trong đó đại bào tử có hình dạng hơi cong như lưỡi liềm và có 3 -

Nấm có vỏ ngăn kích thước từ 27 - 46 x 3 - 5 µm, màu sắc có thể là trong suốt hoặc vàng nhạt Tiểu bào tử có hình dạng ụ van hoặc elip, kích thước từ 5 - 12 x 2,2 - 3,5 µm, không có vách ngăn và được hình thành trong bọc giả Sau khi cấy trên môi trường PDA trong 3 - 5 tuần, nấm sẽ hình thành hậu bào tử Hệ sợi nấm phân nhánh, có vách ngăn, thường không màu nhưng sẽ chuyển sang màu nâu khi già.

Trong môi trường CLA, đại bào tử có hình dạng thon và chiều dài trung bình, trong khi tiểu bào tử lại nhỏ hơn, thường không có vách ngăn Tiểu bào tử thường hình thành trong bọc giả gắn trên các tế bào sinh bào tử rất ngắn (Urgess et al., 1994).

Nấm Fusarium sinh sản vô tính thông qua ba kiểu bào tử: đại bào tử (macroconidia), tiểu bào tử (microconidia) và bào tử vách dày (hậu bào tử chlamydospores) Đại bào tử có kích thước trung bình từ 41 - 46,8 µm chiều dài và 4,5 - 4,7 µm chiều rộng (CABI, 2007) Bệnh Fusarium oxysporum phát triển tốt trong điều kiện nhiệt độ từ 23-33 °C, với nhiệt độ tối ưu là 28 °C Độ ẩm của đất cũng đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của bệnh (CABI, 2007) Nghiên cứu của Beckman et al (1962) cho thấy nhiệt độ đất ảnh hưởng đến độ nhạy cảm và triệu chứng bệnh khi nấm Fusarium oxysporum f sp cubense tấn công cây chuối (trích dẫn bởi Nelson, 1981).

Theo nghiên cứu của Nelson (1981), nhiệt độ của đất và không khí có tác động đáng kể đến triệu chứng và sự phát triển của bệnh trên cây cẩm chướng khi bị nhiễm nấm Fusarium oxysporum f sp dianthi.

Theo Burgess và cộng sự (1994), mầm bệnh có nguồn gốc từ đất thường bị giới hạn khả năng hoạt động do sự cạnh tranh và đối kháng với các vi sinh vật khác Sự cạnh tranh này giúp ngăn chặn hoạt động của mầm bệnh, trừ khi chúng có điều kiện thuận lợi Ngoài ra, độc tính của nấm cũng bị ảnh hưởng bởi loại phân bón sử dụng; cụ thể, độc tính tăng lên khi sử dụng phân vi lượng, phân lân và đạm amôn, trong khi độc tính giảm khi bón đạm nitrat (Vũ Triệu Mân, 2007).

Sự lan truyền và lưu tồn của mầm bệnh

Nấm Fusarium, theo nghiên cứu của Shlevin et al (2003), có khả năng tồn tại lâu dài trong đất và xác bã thực vật nhờ vào cấu trúc vách tế bào dày của hậu bào tử (chlamydospores) Nghiên cứu của Suty-Heinze và Dutzmann (2004) cho thấy nấm Fusarium oxysporum có thể tồn tại trong đất và xác bã thực vật hơn 13 tháng, với khả năng lưu trữ tốt nhất trên xác bã thực vật, giúp nấm dễ dàng phát tán sang các khu vực lân cận.

Sử dụng giống kháng bệnh héo dây khoai lang là phương pháp quan trọng để giảm thiểu thiệt hại do bệnh này gây ra, với mức thiệt hại có thể lên tới 50% năng suất Để phòng trừ bệnh hiệu quả, việc áp dụng giống kháng cùng với biện pháp hóa học là cần thiết Các giống kháng phổ biến bao gồm Xushu 18, Jishu 15, Jishu 98 và Jinshan 57 (Zhang et al., 2009).

Biện pháp canh tác Hom giống

Hom bánh tẻ có chiều dài 20 - 30 cm và từ 5 - 6 mắt, được xử lý bằng nước ấm 51-54 độ C trong 10 phút hoặc thuốc trừ nấm như carbendazim (1:500) và thiophanate-methyl (1:400) trong thời gian tương tự Phương pháp xử lý bằng nước nóng được áp dụng phổ biến nhất (Zhang et al., 2009) Việc chọn phương pháp xử lý phù hợp nên dựa vào khí hậu và lịch thời vụ.

XẠ KHUẨN

Xạ khuẩn, một nhóm vi sinh vật nhân nguyên, đã được biết đến từ hàng trăm năm nay và có nhiều đặc điểm tương đồng với vi khuẩn và nấm mốc.

Vi sinh vật nhân nguyên được chia thành 7 nhóm chính: vi khuẩn, xạ khuẩn, Rickettsi, dạng L của vi khuẩn, và vi khuẩn lam (tảo lam hay thanh thực vật) Trong số đó, xạ khuẩn là nhóm vi sinh vật có ít loài gây hại cho cây trồng, theo nghiên cứu của Nguyễn Lân Dũng (2012) Hiện nay, xạ khuẩn đang được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp, đặc biệt trong lĩnh vực phòng trừ sinh học và nhiều lĩnh vực khác.

Vào năm 1950, xạ khuẩn đã được xác định về thành phần và cấu trúc Hiện nay, xạ khuẩn được phân loại vào bộ Actinomycetales theo hệ thống phân loại của Bergey, hoặc Actinomycetes theo hệ thống phân loại của Kracinhicop Đây là loại vi sinh vật Gram dương, có khả năng hình thành hệ sợi phân nhánh và có thành phần G+C trong DNA vượt quá 55% (Nguyễn Xuân Thành và cộng sự, 2009).

Xạ khuẩn thuộc về lớp Actinobacteria, bộ Actinomycetales, bao gồm 10 dưới bộ,

35 họ, 110 chi và 1.000 loài Hiện nay, 478 loài đã đƣợc công bố thuộc chi

Streptomyces và hơn 500 loài thuộc các chi khác được phân loại vào nhóm xạ khuẩn hiếm Tại Việt Nam, các chi xạ khuẩn đã được phân lập bao gồm: Streptomyces, Actinoplanes, Micromonospora, Catenoloplanes, Kineosporia, Pseudonocardia, Actinosynnemia, Amycolatopsis, Catellatospora, Couchioplanes, Nocardiopsis, Streptosporangium và Nocardia (Nguyễn Thị Thanh Thủy, 2009).

2.3.1 Sự phân bố xạ khuẩn trong tự nhiên

Xạ khuẩn là vi sinh vật phân bố rộng rãi trong tự nhiên, có mặt trong đất, nước ngọt, nước biển và trầm tích biển Chúng cũng tồn tại ở dạng cộng sinh trong hệ đường ruột của động vật đất, đóng vai trò quan trọng trong quá trình tiêu hóa, đặc biệt là ở mối (Nguyễn Xuân Thành và ctv., 2009).

Sự phân bố xạ khuẩn trong đất chịu ảnh hưởng lớn từ pH, với nghiên cứu của Hsu và Lockwood (1975) chỉ ra rằng khuẩn lạc xạ khuẩn phát triển tốt nhất trong khoảng pH từ 6,5 đến 8,5 Khi pH dưới 6,5 hoặc trên 8,5, sự phát triển của khuẩn lạc sẽ giảm Ngoài ra, nhiệt độ ôn hòa từ 25 đến 30 độ C và pH trung tính được xác định là điều kiện tối ưu cho sự phát triển của xạ khuẩn (Đỗ Thị Tuyến, 2011).

Theo Valois et al (1996) cho biết, trong sinh khối vi sinh vật đất, xạ khuẩn chiếm tỷ lệ lớn, với khoảng 29.000 - 24.000 mầm xạ khuẩn trong mỗi gam đất, tương đương 9 - 45% tổng số vi sinh vật.

2.3.2.1 Đặc điểm của xạ khuẩn

Xạ khuẩn là loại vi sinh vật có kích thước lớn hơn vi khuẩn nhưng nhỏ hơn nấm Chúng có cấu trúc sợi phân bố phức tạp và phát triển thành khuẩn lạc trên môi trường đặc, tạo nên những vân xậm và vân nhạt xen kẽ với hình dạng đặc sắc như hình tia.

Hiện tượng khuẩn ty khí sinh phát triển theo hình phóng xạ được giải thích bởi Nguyễn Như Thanh và cộng sự (2004) là do sợi khuẩn ty thấm vào môi trường xung quanh, dẫn đến sự phát triển yếu đi của chúng trong môi trường đó Ban đầu, sợi khuẩn ty lan ra môi trường bên ngoài, sau đó phát triển mạnh mẽ và tiếp tục sinh ra chất ức chế, thẩm thấu ra xung quanh, ảnh hưởng đến sự phát triển của sợi khuẩn ty, tạo nên hình phóng xạ đặc trưng.

Xạ khuẩn có khả năng tạo ra lớp sợi nấm mỏng phân nhánh, với các bào tử nằm ở cuối sợi nấm hoặc trong các túi bào tử (Dyakov, 2007).

Theo Nguyễn Lân Dũng và ctv., (2009), thì xạ khuẩn có nhiều nét khác với nấm nhƣng giống vi khuẩn nhƣ:

Khuẩn lạc xạ khuẩn trải qua hai giai đoạn: giai đoạn đơn bào và giai đoạn đa bào Trong giai đoạn đa bào, khuẩn lạc có hình dạng sợi phân nhánh phức tạp, nhưng toàn bộ hệ sợi chỉ là một tế bào duy nhất với nhiều nhân Đặc điểm nổi bật là không có vách ngăn ngang và nhân thuộc loại đơn giản, không có màng nhân.

- Kích thước rất nhỏ và giống vi khuẩn

- Nhân: giống với vi khuẩn, không có màng nhân và tiểu hạch

- Vách tế bào: không chứa celluloza hoặc kitin giống với vi khuẩn

- Phân chia tế bào giống với vi khuẩn

- Xạ khuẩn không có giới tính (không có tế bào đực, cái)

- Sống hoại sinh và kí sinh

2.3.2.2 Đặc điểm cấu tạo của xạ khuẩn a Khuẩn ty

Xạ khuẩn có cấu tạo đơn bào, dạng sợi phân nhánh, đường kính mỗi sợi từ 0,8 -

Phần sợi cắm vào môi trường gọi là khuẩn ty cơ chất, trong khi phần sợi mọc trên môi trường được gọi là khuẩn ty khí sinh Sau một thời gian phát triển, khuẩn ty khí sinh sẽ xuất hiện những nhánh nhỏ gọi là cuống bào tử, với hình dạng khác nhau tùy thuộc vào loại xạ khuẩn, bao gồm dạng thẳng, xoắn, tua cuốn hoặc vòng Bào tử có thể có hình cầu, hình bầu dục hoặc hình que (Nguyễn Lân Dũng và ctv., 2009).

Sự phân nhánh của khuẩn ty bắt đầu khi trên bề mặt sợi xạ khuẩn xuất hiện những mấu lồi, sau đó những mấu lồi này phát triển thành chồi Các chồi này tiếp tục kéo dài thành sợi, và từ những nhánh mới này, lại mọc ra chồi mới để hình thành các nhánh mới.

Màng của khuẩn ty khí sinh giàu lipit, acid nucleic và men, với hoạt tính men mạnh hơn so với khuẩn ty cơ chất, trong khi khuẩn ty cơ chất lại chứa ít hoặc không có lipit (Nguyễn Như Thanh và ctv., 2004) Hình 2.1 minh họa khuẩn lạc của xạ khuẩn.

Khác với các vi sinh vật khác, xạ khuẩn có hình dạng khuẩn lạc đa dạng, bao gồm dạng nhung tơ, màng dẻo và xù xì Kích thước khuẩn lạc của xạ khuẩn thay đổi tùy thuộc vào loài và điều kiện môi trường, với đường kính thường từ 0,5 đến 2 mm, nhưng cũng có thể đạt đến 1 cm hoặc lớn hơn.

THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU

Đề tài nghiên cứu được thực hiện từ tháng 3 năm 2016 đến tháng 10 năm 2018 tại Bộ môn Bảo vệ thực vật, Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng, Trường Đại học Cần Thơ, cùng với thực địa tại huyện Bình Tân, tỉnh Vĩnh Long.

PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU

- Đĩa Petri nuôi cấy nấm, xạ khuẩn, giấy lót, beaker

- Chai nắp thủy tinh chịu nhiệt, bình tam giác, nước cất, giấy thấm, kẹp inox

- Cọ lông, kéo, keo dán, bút lông, lame, pipette, cồn 70 0 - 90 0 , khử trùng dụng cụ, bọc giấy, dụng cụ đo nhiệt độ, ẩm độ…

Kính hiển vi, máy vi ly tâm, cân điện tử, máy đo pH, máy khuếch đại PCR (TAKARA, Nhật Bản), máy điện di, lò vi sóng, thiết bị thanh trùng, tủ sấy và tủ cấy là những thiết bị quan trọng trong phòng thí nghiệm, hỗ trợ nghiên cứu và phân tích chính xác.

3.2.2 Nguồn vật liệu nghiên cứu (nấm, nguồn xạ khuẩn, thuốc hóa học, giống khoai):

Nguồn nấm: Thu thập mẫu bệnh trên các ruộng khoai lang canh tác tại các xã thuộc huyện Bình Tân, tỉnh Vĩnh Long

Nguồn xạ khuẩn: Thu thập, phân lập từ những mẫu đất ở những ruộng trồng khoai lang trên địa bàn huyện Bình Tân, tỉnh Vĩnh Long

Thuốc hóa học dùng làm đối chứng dương cho thí nghiệm ở điều kiện nhà lưới và ngoài đồng:

- Thuốc Carbenzim 500FL do công ty cổ phần BVTV Sài Gòn sản xuất

- Tính chất: thuốc kỹ thuật dạng bột rắn, không màu Không tan trong nước tan ít trong dung môi hữu cơ

Thuốc Carbenzim 500FL chứa hoạt chất Carbendazim 500g/L, là loại thuốc trừ bệnh nội hấp có hiệu quả kéo dài và phổ tác dụng rộng Sản phẩm này được sử dụng để phòng và trị các bệnh nấm trên cây trồng, bao gồm bệnh đốm lá trên cây lạc, bệnh thán thư trên cây điều, bệnh thối quả trên cây cà phê, và bệnh phấn trắng, đốm đen trên cây hoa hồng.

Theo Quyết định số 03/QĐ-BNN-VTV ngày 03 tháng 01 năm 2017 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, thuốc BVTV chứa hoạt chất Carbendazim, Benomyl và Thiophanat – Methyl đã bị loại bỏ khỏi danh mục thuốc BVTV được phép sử dụng tại Việt Nam Do đó, thuốc Carbenzim 500FL đã chính thức bị cấm sử dụng kể từ ngày 03 tháng 01 năm 2019.

- Thuốc Tinomyl 50WP do công ty Trách nhiệm Hữu hạn Thái Phong sản xuất

Tinomyl 50WP là thuốc trừ nấm có dạng tinh thể không màu, với tính chất gần như không tan trong nước (2 mg/l ở 25°C) và tan ít trong dung môi hữu cơ Thuốc phân hủy trong môi trường axit, kiềm mạnh và điều kiện bảo quản ẩm, đồng thời không gây ăn mòn kim loại Sản phẩm này có phổ tác dụng rộng, hiệu quả trong việc kiểm soát nhiều loại nấm gây hại.

Thuốc đã được đăng ký để phòng trừ nhiều loại bệnh hại cây trồng, bao gồm bệnh đạo ôn, khô vằn, vàng lá và lem lép hạt trên lúa; bệnh đốm lá trên đậu tương; sương mai hại khoai tây; bệnh sẹo trên cây có múi; thán thư hại xoài và điều; phấn trắng hại chôm chôm; cùng với rỉ sắt hại cà phê.

- Khả năng hỗn hợp: Khi sử dụng có thể pha chung với nhiều loại thuốc phòng trừ sâu bệnh khác

Theo Quyết định số 03/QĐ-BNN-VTV ngày 03 tháng 01 năm 2017 của Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, thuốc BVTV chứa hoạt chất Carbendazim, Benomyl và Thiophanat – Methyl đã bị loại bỏ khỏi danh mục thuốc BVTV được phép sử dụng tại Việt Nam Do đó, thuốc Tinomyl 50WP cũng bị cấm sử dụng kể từ ngày 03 tháng 01 năm 2019.

* Đặc tính của giống khoai lang tím Nhật dùng trong thí nghiệm

- Tên khoa học: Ipomoea batatas (L.) Lam)

Khoai lang tím Nhật, có nguồn gốc từ Nhật Bản, được Trung tâm Nghiên cứu và Thực nghiệm Nông nghiệp Hưng Lộc nhập khẩu vào Việt Nam vào năm 1997 Từ năm 2002, loại khoai này đã được trồng phổ biến tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long.

Giống lá xẻ thùy có đặc điểm nổi bật với gân lá mặt dưới màu xanh nhạt, thân tròn nhỏ màu xanh tím và củ màu tía, thịt củ có màu tím đậm Thời gian sinh trưởng của giống này dao động từ 95-110 ngày, với năng suất đạt khoảng 15-27 tấn/ha và tỷ lệ chất khô từ 27-31%.

3.2.3 Các loại môi trường, hóa chất sử dụng trong nghiên cứu:

- Các loại môi trường sử dụng trong nghiên cứu sinh học:

Môi trường PDA (Potato dextrose agar) (Shurtleff and Averre, 1997)

Môi trường WA ( Water Agar )

Môi trường Manitol Soya Flour medium (MS) (Hobbs et al., 1989)

Nguyên liệu Định lƣợng ột đậu nành 20g

Môi trường PDA kháng sinh (Shurfleff and Averre, 1997)

Môi trường Chitin agar có điều chỉnh (Hsu and Lockwook, 1975)

Môi trường β-glucan (Renwick et al., 1991)

- Thuốc thử Lugol: 2 g KI + 1 g I2 + 100 ml nước cất

- Thuốc thử Congo red: 0,6g Congo red + 100 ml nước cất

Môi trường ISP1 (Shirlingand Gottlieb, 1966)

Môi trường ISP2 (Shurtleff and Averre, 1997)

Môi trường ISP5 (Pridham and Lyons, 1961)

Môi trường ISP6 (Tresner and Danga, 1958)

Môi trường ISP7 (Shirling and Gottlieb, 1966)

Môi trường ISP9 (Shirling and Gottlieb, 1966)

Dung dịch muối A: FeSO 4 7H 2 O - 0,1 gam; ZnSO 4 7H 2 O - 0,15 gam; MnCl2.4H2O-0,1 gam; Nước cất-100 ml

Dung dịch muối B: CuSO4.5H2O - 0,64 gam; FeSO4.7H2O - 0,11 gam; ZnSO4.7

H 2 O - 0,15 gam; MnCl 2 4H 2 O - 0,79 gam; Nước cất - 100 ml

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

3.3.1 Nội dung 1: Thu thập, phân lập, khảo sát đặc điểm hình thái và đánh giá khả năng gây hại của các dòng nấm Fusarium spp gây bệnh héo rũ hại khoai lang

* Thu mẫu và phâp lập nấm Fusarium spp gây hại trên khoai lang Cách thu mẫu

Thu hoạch dây khoai lang nhiễm bệnh vào buổi sáng sớm hoặc chiều mát, với mẫu bệnh được lấy từ các ruộng có diện tích ≥ 1000 m² tại 5 xã trồng khoai chủ lực huyện Bình Tân, mỗi xã lấy 1 mẫu Các mẫu bệnh được đặt trong túi nylon riêng biệt, tương ứng với từng ruộng, và được phân lập, nuôi cấy ngay trong ngày hoặc chậm nhất là ngày hôm sau tại phòng thí nghiệm Bệnh cây, Bộ môn Bảo vệ thực vật, Khoa Nông nghiệp, Đại học Cần Thơ.

Phương pháp phân lập mẫu bệnh: theo phương pháp của Burgess (2009)

1 Chọn vị trí mô (gốc, rễ) có triệu chứng bệnh héo rũ, cắt một đoạn và khử trùng bề mặt bằng cồn 70 0

2 Dùng dụng cụ đã khử trùng cắt mô bệnh thành những miếng cấy nhỏ (dài khoảng 5 mm)

3 Khử trùng những mẫu cấy nhỏ này bằng cồn 70 0 trong 30 giây, rửa lại với nước cất thanh trùng và để khô trên giấy thấm vô trùng

4 Tiếp tục, chuyển những mẫu này vào môi trường nghèo dinh dưỡng Water agar Đặt đĩa cấy ở nhiệt độ phòng

5 Kiểm tra đĩa cấy hàng ngày, khi các tản nấm phát triển từ những mẫu cấy, tách ròng chúng sang môi trường PDA Cuối cùng, cấy truyền từ đỉnh sợi nấm vào ống nghiệm chứa môi trường PDA để mặt nghiêng và trữ nguồn ở nhiệt độ từ 4-8 0 C

* Thí nghiệm 1: Khảo sát đặc điểm hình thái của các dòng nấm Fusarium spp gây hại trên khoai lang thu thập đƣợc

- Thời gian thực hiện: Từ tháng 3 năm2016 đến tháng 5 năm2016

- Địa điểm: phòng thí nghiệm Bệnh cây thuộc Bộ môn Bảo vệ thực vật, trường Đại học Cần Thơ

- Bố trí thí nghiệm: thí nghiệm đƣợc bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên, một nhân tố

(dòng nấm), với 4 lặp lại, mỗi lặp lại là một đĩa petri

Tiến hành thí nghiệm bằng cách cấy nấm vào giữa đĩa Petri, mỗi dòng nấm được nuôi cấy trong 10 ml môi trường PDA Điều kiện thí nghiệm được duy trì ở nhiệt độ phòng khoảng 28 độ C với chu kỳ chiếu sáng 12 giờ sáng và 12 giờ tối.

+ Quan sát bằng mắt thường: Ghi nhận thời gian nấm mọc đầy đĩa, màu sắc tản nấm, cách mọc của tản nấm trên môi trường nuôi cấy

+ Quan sát trên kính hiển vi: quan sát đặc điểm hình thái của bào tử nấm (hình dạng và kích thước của bào tử)

* Thí nghiệm 2: Đánh giá khả năng gây hại của các dòng nấm Fusarium spp trong điều kiện nhà lưới

- Thời gian thực hiện: Từ tháng 5 năm 2016 đến tháng 7 năm 2016

- Địa điểm: nhà lưới thuộc Bộ môn Bảo vệ thực vật, trường Đại học Cần Thơ

Thí nghiệm được thiết kế hoàn toàn ngẫu nhiên với một nhân tố và thực hiện 5 lần lặp lại Nghiệm thức bao gồm 11 mẫu, trong đó có 10 dòng nấm phân lập và 1 nghiệm thức đối chứng không bị lây bệnh.

- Chuẩn bị chậu và đất: Chậu nhựa dùng trong thí nghiệm có đường kính 25 cm

Diện tích bề mặt chậu đất thí nghiệm là 0,049 m² Đất được trộn với xơ dừa oai mục theo tỷ lệ 2:1 (v:v), sau đó tiến hành thanh trùng ướt ở nhiệt độ 121°C trong 30 phút và cho vào chậu nhựa thí nghiệm với khối lượng 5 kg mỗi chậu.

Để trồng khoai lang tím Nhật sạch bệnh, cần chuẩn bị hom giống có từ 6-7 mắt lá, sau đó trồng vào chậu với độ sâu 5-6 cm cho 3 mắt lá Mỗi chậu nên trồng 5 hom và tưới nước 2 lần/ngày để đảm bảo độ ẩm cho cây phát triển Tất cả các chậu cần được chăm sóc và bón phân đều nhau, phân được hòa vào nước tưới cho các chậu.

- Chuẩn bị nguồn nấm: nấm được nuôi trong đĩa petri chứa 10 ml môi trường

Trong quá trình thực hiện PDA trong 6 ngày, đầu tiên, cần chuẩn bị nước cất thanh trùng và đổ vào đĩa petri Sau đó, sử dụng lame để cạo nhẹ bề mặt đĩa nhằm thu thập bào tử nấm Tiếp theo, huyền phù bào tử nấm được lọc qua vải lọc để thu được dung dịch tinh khiết Huyền phù này sau đó được chuyển vào lame đếm và quan sát dưới kính hiển vi để xác định mật số bào tử Cuối cùng, điều chỉnh mật số bào tử đến mức cần thiết là 5x10^6 bào tử/ml.

Lây bệnh nhân tạo cho khoai lang được thực hiện sau 15 ngày trồng, với việc di chuyển các chậu vào phòng ủ bệnh ở nhiệt độ 25°C và độ ẩm ≥ 96% Trước khi lây bệnh, các chậu khoai được che chắn bằng màng nilo để ngăn chặn sự lây lan của nấm khác Huyền phù nấm Fusarium spp với mật số 5x10^6 bào tử/ml được tưới 15 ml cho mỗi chậu, trong khi nghiệm thức đối chứng sử dụng 15 ml nước cất thanh trùng Sau khi lây bệnh, các chậu khoai lang được đặt trong phòng ủ và che tối trong 24 giờ, sau đó chuyển ra điều kiện ánh sáng bình thường và phun sương để duy trì độ ẩm cho sự phát triển của nấm bệnh.

- Tỷ lệ bệnh (TLB) (%) TLB = (Số cây bị bệnh/tổng số cây quan sát)*100

- Chỉ số bệnh (Y%) đƣợc tính theo công thức

Bảng phân cấp bệnh đƣợc cải tiến dựa bào bảng phân cấp bệnh cho cây dƣa hấu của Tziros et al., (2007) và đƣợc phân 4 cấp nhƣ sau:

Cây khỏe mạnh thường có lá xanh tươi và phát triển tốt Khi cây bắt đầu xuất hiện mất màu diệp lục tố ở những lá bên dưới hoặc có dấu hiệu héo, đây là dấu hiệu cấp độ 2 của sự suy giảm sức khỏe cây Cấp độ 3 nghiêm trọng hơn khi hoại tử xuất hiện ở các lá bên dưới, trong khi lá ở trên bị vàng và héo Cuối cùng, nếu tình trạng không được cải thiện, cây có thể chết, đánh dấu cấp độ 4 trong quá trình suy thoái.

* Định danh đến loài các chủng nấm gây bệnh héo rũ hại khoai lang dựa vào trình tự vùng ITS-rDNA

Sau khi hoàn thành thí nghiệm 1 và thí nghiệm 2, chúng tôi sẽ lựa chọn dòng nấm đại diện cho các dòng nấm phân lập, dựa trên đặc điểm hình thái, tính sinh học và triệu chứng đặc trưng của bệnh héo rũ trên khoai lang Mẫu nấm sẽ được ly trích DNA tại phòng thí nghiệm bệnh cây thuộc bộ môn Bảo vệ Thực vật, trường Đại học Cần Thơ, và mẫu DNA này sẽ được gửi đi giải trình tự gen tại Công ty TNHH MTV Sinh hóa Phù Sa.

* Ly trích DNA của nấm (thực hiện tại phòng thí nghiệm bệnh cây, thuộc bộ môn

Bảo vệ Thực vật, trường Đại học Cần Thơ)

Nấm được nuôi cấy trên môi trường PDA trong 6 ngày ở nhiệt độ phòng, sau đó tiến hành thu thập sợi nấm và bào tử nấm để ly trích DNA theo phương pháp của Saitoh et al (2006).

* Phản ứng PCR và giải trình tự vùng gene ITS (thực hiện tại Công ty Trách nhiệm Hữu hạn MTV Sinh hóa Phù Sa)

Các mẫu nấm đƣợc khuyếch đại với cặp mồi ITS1 và ITS4

Trình tự của ITS1 5’-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3’;

Hỗn hợp phản ứng PCR có thể tích 25 µl được chuẩn bị trong tuýp 0,5 ml với các thành phần hóa chất bao gồm: 13,35 µl nước, 2,5 µl buffer, 2 µl MgCl2, 4 µl dNTPS, 0,25 µl Taq polymerase, 0,25 µl mồi ITS1, 0,25 µl mồi ITS4 và 2 µl DNA của nấm.

Phản ứng PCR được thực hiện bằng cách đưa hỗn hợp PCR của mỗi chủng nấm vào máy PCR, bắt đầu với giai đoạn biến tính DNA ở 95°C trong 5 phút Sau đó, quy trình lặp lại 30 chu kỳ với giai đoạn biến tính ở 95°C trong 1 phút, giai đoạn bắt cặp ở 53°C trong 30 giây và giai đoạn kéo dài ở 72°C trong 90 giây Cuối cùng, có một giai đoạn kéo dài 5 phút ở 72°C để đảm bảo các sợi DNA được bổ sung hoàn toàn Sản phẩm PCR sau đó được bảo quản ở 4°C Tiếp theo, sản phẩm PCR được điện di trên gel agarose 2% trong môi trường TBE 1X với điện áp 100V trong 30 phút Gel sau khi điện di sẽ được nhuộm bằng ethidium bromide trong 30 phút và chụp hình dưới ánh sáng UV.

Sản phẩm PCR được tinh sạch bằng bộ QIA quickPCR Purification Kit của QIAGEN Sau khi tinh sạch, sản phẩm PCR SEQ sẽ được giải trình tự trên hệ thống máy ABI 3130XL Trình tự mẫu nấm thu được sẽ được so sánh với các trình tự có sẵn trong ngân hàng gene NCBI (National Center for Biotechnology Information) để xác định loài của mẫu nấm khảo sát.

NỘI DUNG 1: THU THẬP, PHÂN LẬP, KHẢO SÁT ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG GÂY HẠI CỦA CÁC DÒNG NẤM Fusarium spp GÂY BỆNH HÉO RŨ HẠI KHOAI LANG

Fusarium spp GÂY BỆNH HÉO RŨ HẠI KHOAI LANG

4.1.1 Phân lập các dòng nấm Fusarium spp gây bệnh héo rũ hại khoai lang ở huyện Bình Tân, tỉnh Vĩnh Long

Từ tháng 3 đến tháng 5 năm 2016, chúng tôi đã thu thập và phân lập 10 dòng nấm Fusarium spp gây bệnh héo rũ trên khoai lang tại huyện Bình Tân, tỉnh Vĩnh Long Mẫu bệnh được lấy từ các ruộng khoai lang có diện tích trên 1.000 m², nơi nông dân chuyên canh khoai lang Thông tin về sự phân bố các dòng nấm theo địa điểm thu mẫu được trình bày chi tiết trong Bảng 4.1.

Bảng 4 1 Danh sách các dòng nấm Fusarium spp đã đƣợc thu thập ở huyện Bình Tân, tỉnh Vĩnh Long

STT Ký hiệu chủng Địa điểm phân lập

1 Fo.BT1 Ấp Hƣng ình, xã Tân Hƣng, huyện Bình Tân-Vĩnh Long

2 Fo.BT2 Ấp Hƣng Lợi, xã Tân Hƣng, huyện Bình Tân-Vĩnh Long

3 Fo.BT3 Ấp Thành Hậu, xã Thành Trung, huyện Bình Tân-Vĩnh Long

4 Fo.BT4 Ấp Tân Hương, xã Tân Lược, huyện Bình Tân-Vĩnh Long

5 Fo.BT5 Ấp Tân Phú, xã Tân Thành, huyện Bình Tân-Vĩnh Long

6 Fo.BT6 Ấp Thành Hậu, xã Thành Trung, huyện Bình Tân-Vĩnh Long

7 Fo.BT7 Ấp Thành Lễ, xã Thành Trung, huyện Bình Tân-Vĩnh Long

8 Fo.BT8 Ấp Thành An, xã Thành Đông, huyện Bình Tân-Vĩnh Long

9 Fo.BT9 Ấp Thành Khương, xã Thành Đông, huyện Bình Tân-Vĩnh Long

10 Fo.BT10 Ấp Thành Khương, xã Thành Đông, huyện Bình Tân-Vĩnh Long

* Ghi chú: Fo: Fusarium oxysporum

Triệu chứng bệnh héo rũ trên khoai lang ở ngoài đồng:

Triệu chứng ban đầu của bệnh héo xanh ở khoai lang là lá già chuyển màu vàng, sau đó lan dần lên các lá non, dẫn đến hiện tượng héo toàn bộ cây và cuối cùng là cây khô chết Mạch dẫn bên trong dây khoai có màu nâu, rễ khoai bị mục và xuất hiện các sợi nấm màu trắng trên lớp vỏ ngoài Bệnh do vi khuẩn Ralstonia solanacearum gây ra có thể xuất hiện ở cả cây con và cây trưởng thành, với triệu chứng lá héo rũ nhanh chóng, sau đó tái xanh và cây chết Cây lớn dễ phát hiện với các nhánh héo, lá tái xanh, và sau 2-5 ngày, toàn bộ cây sẽ héo xanh Trên thân cây có thể thấy sọc nâu và vỏ thân xù xì, trong khi mô xylem có màu nâu sẫm và chứa dịch nhờn vi khuẩn Khi cắt ngang thân, dịch vi khuẩn có thể chảy ra ngoài nếu ấn nhẹ hoặc ngâm trong nước.

Bệnh héo rũ ở khoai lang tại huyện Bình Tân, tỉnh Vĩnh Long thể hiện qua các triệu chứng rõ rệt Hình A đến D minh họa các triệu chứng héo, trong khi hình E và F cho thấy tình trạng mạch dẫn bị hóa nâu.

4.1.2 Đặc điểm hình thái của 10 dòng nấm Fusarium spp gây bệnh héo rũ hại khoai lang thu thập tại huyện Bình Tân, tỉnh Vĩnh Long

Hình dạng khuẩn ty của 10 dòng nấm phân lập khá giống nhau, với sợi nấm màu trắng hoặc không màu, hệ sợi phân nhánh và có vách ngăn Sợi nấm mịn, đan vào nhau, dưới có các sắc tố tím hoặc vàng, tập trung ở tâm và nhạt dần ra xung quanh Bào tử không màu, tiểu bào tử thường không có vách ngăn, kích thước trung bình 8,5 x 3,25 μm, có dạng hình trứng, bầu dục hoặc hình elip, được hình thành sau 2 - 3 ngày nuôi cấy Đại bào tử có 3 - 5 vách ngăn, kích thước trung bình 35 x 4,5 μm, cũng có dạng hình trứng, bầu dục hoặc hình elip, hình thành sau 2 - 3 ngày nuôi cấy Bào tử áo có vách dày, hình tròn hoặc hình trứng, nằm tận cùng hoặc chen giữa các sợi nấm.

Sợi nấm Fusarium oxysporum phát triển cành bào đài trực tiếp từ sợi nấm, mang theo bào tử ở đầu Sau 6 ngày nuôi cấy, sợi nấm đã kín mặt đĩa petri, phù hợp với các mô tả của Barnet và Hunter (1986), Burgess (1981), Agrios (2005) và CABI (2007) về đặc điểm hình thái của loài này Kết quả cho thấy 10 dòng nấm phân lập đều thuộc loài Fusarium oxysporum.

Hình 4 2 Đặc điểm hình thái của dòng nấm Fusarium oxysporum (Fo.BT10) gây bệnh héo rũ hại khoai lang (A): Tản nấm;

(D): Bào tử áo và (E): Cành bào đài mang tiểu bào tử

4.1.3 Khả năng gây hại của 10 chủng nấm Fusarium spp gây bệnh héo rũ trên cây khoai lang

Khả năng gây hại của 10 dòng nấm Fusarium oxysporum gây bệnh héo rũ trên khoai lang trong điều kiện nhà lưới được đánh giá qua tỷ lệ bệnh và chỉ số bệnh, như thể hiện trong Bảng 4.2 và Bảng 4.3.

Tỷ lệ bệnh ở các nghiệm thức qua các thời điểm khảo sát được thể hiện trong Bảng 4.2 Sau 5 ngày kể từ khi lây bệnh nhân tạo (NSLB), triệu chứng bệnh bắt đầu xuất hiện ở các lá bên dưới gần gốc, với tỷ lệ bệnh dao động từ 8,0% đến 36,0% Nghiệm thức Fo.BT10 có tỷ lệ bệnh cao nhất đạt 36%, khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức Fo.BT1, Fo.BT3, Fo.BT4 (đều 8,0%) và Fo.BT9 (12,0%).

Bảng 4 2 Tỷ lệ bệnh héo rũ trên cây khoai lang do 10 dòng nấm Fusarium oxysporum gây ra ở điều kiện nhà lưới qua các giai đoạn khảo sát

Tỷ lệ bệnh (%) qua các thời điểm khảo sát

5 NSLB 7 NSLB 14 NSLB 21 NSLB 35 NSLB

2 Fo.BT2 24,0ab 44,0ab 68,0ab 72,0 bc 74,0 b

7 Fo.BT7 24,0ab 40,0ab 52,0 c 76,0 bc 78,0 b

8 Fo.BT8 28,0ab 40,0ab 56,0 bc 68,0 c 74,0 b

9 Fo.BT9 12,0 bc 44,0ab 60,0abc 74,0 bc 82,0 b

Trong nghiên cứu về sự phát triển của bệnh trên dây khoai lang, các triệu chứng bệnh đã xuất hiện rõ rệt ở thời điểm 7 ngày sau khi lây bệnh nhân tạo, với tỷ lệ bệnh dao động từ 36,0% đến 56,0% Đến ngày thứ 14, lá già bắt đầu héo và rủ xuống, với nghiệm thức Fo.BT10 ghi nhận tỷ lệ bệnh là 72,0%, cao hơn so với các nghiệm thức khác Tại thời điểm 21 ngày, gần như toàn bộ lá trên dây khoai đều bị héo, với Fo.BT10 có tỷ lệ bệnh lên tới 88,0%, cho thấy sự khác biệt ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức khác Cuối cùng, ở ngày thứ 35, lá cây hoàn toàn héo, rễ bị thối đen và mạch dẫn hóa nâu, trong đó Fo.BT10 tiếp tục thể hiện khả năng gây hại cao nhất với tỷ lệ bệnh vượt trội so với các nghiệm thức còn lại.

Chỉ số bệnh ở các nghiệm thức qua các thời điểm khảo sát cho thấy sự biến động rõ rệt Tại thời điểm 5 NSLB, nghiệm thức Fo.BT10 có chỉ số bệnh cao nhất là 10%, khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức Fo.BT1 (2,0%), Fo.BT2 (3,0%), Fo.BT3 (2,0%) và Fo.BT4 (2,0%) Đến thời điểm 7 NSLB, chỉ số bệnh của nghiệm thức Fo.BT10 tăng lên 23,0%, cao hơn nhưng không có sự khác biệt ý nghĩa với Fo.BT2 (15,0%) và Fo.BT4 (16,0%) Tại thời điểm 14 NSLB, Fo.BT10 đạt chỉ số bệnh 38,0%, khác biệt có ý nghĩa so với các nghiệm thức khác như Fo.BT1 (26,0%), Fo.BT3 (18,0%) và Fo.BT6 (20,0%) Cuối cùng, tại thời điểm 21 NSLB và 35 NSLB, Fo.BT10 ghi nhận chỉ số bệnh cao nhất lần lượt là 58,0% và 83,0%, đều khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức còn lại.

Tất cả 10 dòng nấm Fusarium oxysporum đều có khả năng gây bệnh héo rũ trên khoai lang, với triệu chứng điển hình và mức độ gây hại khác nhau Dòng nấm Fo.BT10 cho thấy khả năng gây bệnh cao nhất, với tỷ lệ bệnh và chỉ số bệnh vượt trội so với các dòng nấm khác Do đó, dòng nấm Fo.T10 sẽ được sử dụng cho các thí nghiệm tiếp theo.

Bảng 4.3 Chỉ số bệnh héo rũ trên cây khoai lang khi chủng nhiễm với các chủng nấm

Fusarium oxysporum ở điều kiện nhà lưới qua các giai đoạn

Chỉ số bệnh (%) qua các thời điểm

5 NSLB 7 NSLB 14 NSLB 21 NSLB 35 NSLB

4 Fo.BT4 2,0 b 16,0ab 32,0ab 44,0 cd 65,0 b

5 Fo.BT5 7,0ab 10,0 bc 28,0ab 51,0 b 67,0 b

6 Fo.BT6 4,0ab 10,0 bc 20,0 bc 49,0 bc 66,0 b

8 Fo.BT8 8,0ab 12,0 bc 22,0 bc 47,0 bcd 64,0 b

9 Fo.BT9 5,0ab 11,0 bc 24,0 bc 52,0 b 68,0 b

Trong cùng một cột, các số có chữ theo sau giống nhau không có sự khác biệt ý nghĩa thống kê trong phép thử Duncan’s Kết quả có dấu * cho thấy sự khác biệt ý nghĩa thống kê ở mức 5% NSLB đề cập đến ngày sau khi bệnh nhân được lây bệnh.

Cả 10 dòng nấm Fusarium spp phân lập từ khoai lang tại huyện Bình Tân, tỉnh Vĩnh Long có hình thái tương đồng, với sợi nấm màu trắng hoặc không màu, phân nhánh và có vách ngăn Sau 6 ngày nuôi cấy, sợi nấm phát triển kín mặt đĩa petri Bào tử không màu, tiểu bào tử hình trứng hoặc hình elip được hình thành sau 2-3 ngày, trong khi đại bào tử lớn có 3-5 vách ngăn, hình liềm, xuất hiện sau 3-5 ngày Các bào tử áo có vách dày, hình tròn hoặc hình trứng, nằm giữa các sợi nấm Tất cả 10 dòng nấm đều có khả năng gây bệnh héo rũ trên khoai lang, với triệu chứng điển hình của bệnh do nấm Fusarium oxysporum Do đó, tất cả đều thuộc loài Fusarium oxysporum.

Dòng nấm Fo.BT10, được xác định là có khả năng gây hại nặng nhất, đã được định danh đến loài dựa vào trình tự gen vùng ITS (Martin và Rygiewicz, 2005) Kết quả giải trình tự gen vùng ITS của chủng Fo.BT10 cho thấy sự tương đồng 100% với đoạn gen của loài Fusarium oxysporum (mã số MH855101.1) trên ngân hàng gen (phụ lục 3.1) Nghiên cứu của Thanaa Mousa et al (2018) cũng đã xác định các dòng nấm Fusarium oxysporum f sp batatas gây bệnh héo rũ trên khoai lang ở Ai Cập.

Hình 4 3 Triệu chứng bệnh héo rũ trên khoai lang trong điều kiện nhà lưới

(A) nghiệm thức đối chứng tưới nước cất thanh trùng;

(B) nghiệm thức tưới dòng nấm Fo.BT10 (C) và (D): triệu chứng mạch dẫn bị hóa nâu ở nghiệm thức tưới dòng nấm Fo T10

NỘI DUNG 2: THU THẬP, PHÂN LẬP VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ĐỐI KHÁNG CỦA CÁC CHỦNG XẠ KHUẨN CÓ NGUỒN GỐC TỪ ĐẤT TRỒNG

4.2.1 Kết quả phân lập xạ khuẩn

Từ tháng 03 đến tháng 05 năm 2016, chúng tôi đã thu thập và phân lập 120 chủng xạ khuẩn từ các vùng đất trồng khoai lang tại huyện Bình Tân, tỉnh Vĩnh Long, bao gồm 18 chủng từ xã Tân Hưng và các xã khác như Thành Đông.

Tại xã Thành Trung, có 21 chủng nấm được phát hiện; xã Tân Thành ghi nhận 25 chủng; xã Tân Lược với 15 chủng; và xã Tân Quới (hiện nay là thị trấn Tân Quới) có 19 chủng Sự phân bố các dòng nấm theo địa điểm thu mẫu được thể hiện trong Bảng 4.4.

Bảng 4 4 Danh sách các chủng xạ khuẩn đƣợc phân lập từ đất trồng khoai lang tại các xã thuộc huyện Bình Tân, tỉnh Vĩnh Long

STT Ký hiệu Địa điểm Số lƣợng

1 TH1 – TH18 xã Tân Hƣng, huyện Bình Tân 18

2 TĐ1 – TĐ22 xã Thành Đông, huyện Bình Tân 22

3 TTr1 – TTr21 xã Thành Trung, huyện Bình Tân 21

4 TTh1 – TTh25 xã Tân Thành, huyện Bình Tân 25

5 TL1 – TL15 xã Tân Lƣợc, huyện Bình Tân 15

6 TQ1 – TQ19 xã Tân Quới, huyện Bình Tân 19

Trong môi trường nuôi cấy (môi trường MS), các chủng xạ khuẩn thể hiện sự đa dạng rõ rệt về màu sắc của khuẩn ty cơ chất và khuẩn ty khí sinh, cùng với sắc tố khuếch tán trên môi trường và hình dạng khuẩn lạc.

Các chủng xạ khuẩn phát triển chậm, thường mất từ 2 đến 4 ngày tùy theo loại Bề mặt khuẩn lạc khô ráo, không nhẵn bóng như vi khuẩn, chủ yếu có hình dạng tròn, với một số chủng tạo thành vòng đồng tâm Màu sắc của chúng rất đa dạng, bao gồm trắng, xám, nâu, và có khả năng khuếch tán sắc tố trong môi trường Hệ sợi của xạ khuẩn cũng có khả năng ăn sâu vào môi trường.

Nghiên cứu của Naidenova và Vladimirova (2000 - 2002) chỉ ra rằng trong 13 chủng xạ khuẩn phân lập, có sự đa dạng về màu sắc khuẩn ty cơ chất (vàng, đen, xanh, nâu, ) và khuẩn ty khí sinh (trắng, xám, đỏ, ) Màu sắc khuẩn lạc thay đổi tùy thuộc vào môi trường, và một số chủng xạ khuẩn có khả năng khuếch tán sắc tố Hình dạng khuẩn lạc rất phong phú, bao gồm các dạng tròn, oval, với rìa khuẩn lạc có thể mịn, lồi lõm hoặc có vòng Các ghi nhận tương tự cũng được Atta et al thực hiện.

(2012), các chủng xạ khuẩn có màu sắc khuẩn ty cơ chất có màu vàng nâu và khuẩn ty khí sinh thay đổi tùy loại môi trường

Hình 4 4 Một số hình ảnh về khuẩn lạc của các chủng xạ khuẩn phân lập đƣợc

4.2.2 Khả năng đối kháng của các chủng xạ khuẩn với nấm Fusarium oxysporum dòng VL10 trong điều kiện phòng thí nghiệm

Qua thí nghiệm đánh giá khả năng đối kháng của 120 chủng xạ khuẩn đối với nấm Fusarium oxysporum gây bệnh héo rũ hại khoai lang, 28 chủng xạ khuẩn đã được chọn lựa nhờ thể hiện khả năng đối kháng hiệu quả Kết quả được xác định thông qua chỉ tiêu bán kính vòng vô khuẩn (BKVVK) và hiệu suất đối kháng (HSĐK) trong điều kiện phòng thí nghiệm Khả năng đối kháng của các chủng xạ khuẩn này đã được kiểm tra với 5 lần lặp lại, và kết quả chi tiết được trình bày trong các bảng 4.5 và 4.6.

4.2.2.1 Bán kính vòng vô khuẩn (BKVVK)

Bán kính vòng vô khuẩn (BKVVK) của 28 chủng xạ khuẩn đối với nấm

Fusarium oxysporum được nêu trong Bảng 4.5 Sau 2 ngày từ khi bố trí thí nghiệm (NSBT), hầu hết các chủng xạ khuẩn đã cho thấy khả năng kháng lại nấm.

Fusarium oxysporum được đánh giá qua chỉ tiêu BKVVK với nhiều mức độ khác nhau Trong đó, chủng xạ khuẩn TTr4 đạt BKVVK cao nhất là 16,8 mm, nhưng không có sự khác biệt đáng kể so với các chủng xạ khuẩn TL8, TĐ7, TTh15, TTh12, và TL10, có BKVVK lần lượt là 16,6 mm, 16,0 mm, 16,4 mm, 16,2 mm và 16,2 mm Tuy nhiên, sự khác biệt này có ý nghĩa thống kê ở mức 5% so với các chủng xạ khuẩn còn lại.

Bảng 4 5 Khả năng đối kháng của 28 chủng xạ khuẩn với nấm Fusarium oxysporum qua các thời điểm khảo sát

STT Nghiệm thức án kính vòng vô khuẩn qua các thời điểm (mm)

4 TQ8 13,2 mo 10,4 gi 3,8 jk 2,0 eh

Trong nghiên cứu này, các số liệu trong cùng một cột với chữ theo sau giống nhau không có ý nghĩa thống kê khác biệt trong phép thử Duncan’s Kết quả cho thấy ở 3 nhóm thử nghiệm (NSBT), tất cả các chủng xạ khuẩn đều có BKVVK giảm dần Tuy nhiên, các chủng xạ khuẩn TTr4, TL8, TĐ7, TTh15, TTh12 và TL10 vẫn duy trì hiệu quả kháng cao với BKVVK dao động từ 12,0 đến 12,6 mm.

Trong nghiên cứu về các chủng xạ khuẩn, BKVVK của tất cả các chủng tiếp tục giảm theo thời gian, tuy nhiên, các chủng TL8, TĐ7, TTh15, TTh12, TL10 và TTr4 vẫn cho thấy hiệu quả đối kháng cao với BKVVK, dao động từ 7,6 đến 9,4 mm Đặc biệt, chủng xạ khuẩn TL-8 và TTr-4 có BKVVK cao nhất đạt 9,4 mm, vượt trội và có ý nghĩa thống kê so với các chủng khác Đến thời điểm 5 NSBT, chủng TTr4 ghi nhận BKVVK cao nhất là 7,4 mm, tiếp theo là các chủng TL8, TĐ7, TTh15, TTh12 và TL10 với BKVVK lần lượt là 6,6 mm, 4,2 mm, 6,4 mm, 4,8 mm và 6,2 mm.

4.2.2.2 Hiệu suất đối kháng (HSĐK)

Hiệu suất đối kháng (HSĐK) của các chủng xạ khuẩn đối với nấm Fusarium oxysporum được trình bày trong Bảng 4.6 Tại thời điểm 2 NSBT, các chủng xạ khuẩn thể hiện HSĐK khác nhau, dao động từ 6,67% đến 64,20% Chủng xạ khuẩn TTr4 có HSĐK cao nhất, đạt 64,20%, theo sau là các chủng TL8 (61,20%), TĐ7 (52,80%), TTh15 (58,40%), TTh12 (55,60%) và TL10 (55,40%), tất cả đều có sự khác biệt rõ rệt so với các chủng xạ khuẩn còn lại.

Vào thời điểm 3 NSBT, HSĐK của các chủng xạ khuẩn thể hiện với nấm

Fusarium oxysporum có sự khác biệt ý nghĩa thống kê Trong đó, các chủng xạ khuẩn

Các chủng xạ khuẩn TL8, TĐ7, TTh15, TTh12, TL10 và TTr4 duy trì hiệu suất đối kháng cao, với HSĐK lần lượt là 60%; 48,8%; 56,6%; 49,6%; 54,4% và 64,8%, cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các chủng còn lại Tại thời điểm 4 NSBT, các chủng này tiếp tục thể hiện hiệu suất đối kháng cao Đến thời điểm 5 NSBT, chủng TTr4 đạt khả năng đối kháng cao nhất với HSĐK 64,2%, vượt trội và khác biệt có ý nghĩa so với các chủng thí nghiệm khác Các chủng TL8, TĐ7, TTh15 và TL10 lần lượt có HSĐK là 56,0%; 46,4%; 53,3% và 45,2%.

Hiệu suất đối kháng qua các thời điểm khảo sát (%)

12 TTr9 21,33 fgh 12,67 fg 17,65 fg 14,07 gh

13 TQ1 20,00 gh 12,83 fg 9,17 kl 10, 37 jkl

14 TTh2 20,00 gh 11,33 fgh 11,85 ij 9,16 kl

15 TQ4 18,67 hi 11,33 fgh 9,24 kl 8,89 kl

22 TTh4 14,66 jk 7,67 ij 15,98 gh 13,42 ghi

23 TL7 12,00 kl 7,67 ij 16,81 fg 9,68 jkl

Ghi chú: Trong cùng một cột, những số có chữ theo sau giống nhau không có sự khác biệt ý nghĩa thống kê trong phép thử Duncan’s Sự khác biệt ý nghĩa thống kê được xác định ở mức 5% NSKBT: Ngày sau khi bố trí.

Các chủng xạ khuẩn thí nghiệm đều cho thấy khả năng đối kháng với nấm Fusarium oxysporum, trong đó chủng TTr4 có khả năng đối kháng cao nhất và duy trì hiệu quả đến 5 ngày sau khi thí nghiệm được thực hiện Ngoài ra, các chủng TL8, TTh15, TL10 và TĐ7 cũng cho thấy khả năng đối kháng cao (>45%) Do đó, năm chủng xạ khuẩn TTr4, TL8, TTh15, TL10 và TĐ7 đã được chọn để tiến hành các thí nghiệm tiếp theo.

Khả năng kháng của xạ khuẩn trong thí nghiệm có thể liên quan đến việc chúng tiết ra các chất ức chế sự phát triển của nấm Theo Phạm Văn Kim, điều này cho thấy tiềm năng ứng dụng của xạ khuẩn trong việc kiểm soát sự phát triển của nấm gây hại.

NỘI DUNG 3: KHẢO SÁT MỘT SỐ CƠ CHẾ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN KHẢ NĂNG ĐỐI KHÁNG CỦA CÁC CHỦNG XẠ KHUẨN CÓ TRIỂN VỌNG

4.3.1 Khả năng phân giải chitin của 5 chủng xạ khuẩn trong điều kiện phòng thí nghiệm

Khả năng phân giải chitin của các chủng xạ khuẩn được trình bày trong bảng 4.9 Sau 3 ngày cấy (NSKC), tất cả các chủng xạ khuẩn đều thể hiện khả năng phân giải chitin với bán kính vòng phân giải (KVPG) dao động từ 10,87 mm đến 11,87 mm Đặc biệt, hai chủng TL8 và TTr4 có KVPG lần lượt là 11,87 mm và 11,67 mm, cho thấy sự khác biệt ý nghĩa so với các chủng xạ khuẩn còn lại.

Bảng 4 9 Bán kính (mm) vòng phân giải chitin của các chủng xạ khuẩn thí nghiệm qua các thời điểm khảo sát

STT Nghiệm Thức án kính (mm) vòng phân giải ở các thời điểm sau khi cấy

Theo kết quả nghiên cứu, tại thời điểm 5 NSKC, các chủng xạ khuẩn TL8 và TTr4 có giá trị KVPG cao, không khác biệt so với chủng TTh15 nhưng cao hơn và có sự khác biệt ý nghĩa so với các chủng xạ khuẩn khác Đến thời điểm 7 NSKC, chủng TL8 và TTr4 vẫn duy trì KVPG cao nhất, trong khi chủng TTh15 cũng có KVPG cao hơn và khác biệt ý nghĩa thống kê so với các chủng còn lại (Hình 4.6).

Hình 4 8 Khả năng phân giải chitin của các chủng xạ khuẩn thí nghiệm ở thời điểm 7 ngày sau khi cấy

* HÀM LƢỢNG CHITINASE DO CÁC CHỦNG XẠ KHUẨN TIẾT RA

Kết quả thí nghiệm cho thấy hàm lượng enzyme chitinase của 5 chủng xạ khuẩn sau 3 ngày nuôi lắc (NSNL) dao động từ 18,71 đến 32,17 IU/ml Chủng TTr4 có hàm lượng chitinase cao nhất là 32,17 IU/ml, tiếp theo là hai chủng TL8 và TTh15 với hàm lượng lần lượt là 25,61 IU/ml và 25,52 IU/ml, có sự khác biệt ý nghĩa thống kê 1% so với hai chủng còn lại Tương tự, ở thời điểm 5 và 7 NSNL, chủng TTr4 vẫn duy trì hàm lượng enzyme chitinase cao nhất, trong khi hai chủng TL8 và TTh15 tiếp tục có hàm lượng cao hơn và khác biệt ý nghĩa thống kê 1% so với các chủng còn lại.

Bảng 4 10 Hàm lƣợng chitinase do 5 chủng xạ khuẩn ở thời điểm 3, 5 và 7 ngày sau khi nuôi lắc

STT Chủng xạ khuẩn Hàm lƣợng (IU/ml) chitinase của 2 chủng xạ khuẩn

Các số trong cùng một cột có các chữ cái giống nhau sẽ không được coi là khác biệt qua phép kiểm định Ducan **: Sự khác biệt có ý nghĩa ở mức 1%.

Hàm lượng chitinase của các chủng xạ khuẩn có sự biến đổi qua các thời điểm khảo sát, trong đó chủng xạ khuẩn TTr4 tiết ra hàm lượng chitinase cao nhất và duy trì đến 7 ngày sau khi thực hiện thí nghiệm.

Kết quả thí nghiệm cho thấy tất cả các chủng xạ khuẩn đều có khả năng đối kháng tốt với nấm Fusarium oxysporum, đồng thời tiết enzyme chitinase phân giải chitin, một thành phần quan trọng trong vách tế bào nấm Nghiên cứu của Nguyễn Hồng Quí và Lê Minh Tường (2016) cũng chỉ ra rằng chủng xạ khuẩn HG10 có khả năng đối kháng với nấm Colletotrichum sp., tác nhân gây bệnh thán thư trên xoài, và cũng có khả năng tiết enzyme chitinase.

4.3.2 Khả năng phân giải β–glucan của 5 chủng xạ khuẩn trong điều kiện phòng thí nghiệm

Kết quả đánh giá khả năng phân giải β-glucan của 5 chủng xạ khuẩn cho thấy tất cả đều có khả năng này sau 10 NSKC, với chủng TTr4 đạt BKVPG cao nhất là 11,86 mm Ở 12 NSKC, TTr4 tiếp tục dẫn đầu với BKVPG 13,40 mm, và sau 14 NSKC, chủng này vẫn giữ vị trí cao nhất với BKVPG 15,80 mm, trong khi chủng TL8 và TTh15 lần lượt có BKVPG 12,80 mm và 11,13 mm, đều cao hơn và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các chủng còn lại.

Bảng 4 11 Bán kính (mm) vòng phân giải β-glucan của các chủng xạ khuẩn thí nghiệm qua các thời điểm khảo sát

Bán kính vòng phân giải (mm) ở các thời điểm sau khi cấy

Ghi chú: Trong cùng một cột, các chữ theo sau có ý nghĩa tương tự không khác biệt qua phép thử Duncan Ký hiệu * cho thấy sự khác biệt về ý nghĩa thống kê ở mức 5% NSKC đại diện cho ngày sau khi cấy.

Hình 4 9 Khả năng phân giải β-glucan của các chủng xạ khuẩn thí nghiệm ở 14 ngày sau khi cấy

* HÀM LƢỢNG β-GLUCANASE DO CÁC CHỦNG XẠ KHUẨN TIẾT RA

Kết quả thí nghiệm ở Bảng 4.12 cho thấy, tại thời điểm 10 NSNL, cả 5 chủng xạ khuẩn đều tiết enzyme β-glucanase với hàm lượng từ 0,312 – 0,360 IU/ml mà không có sự khác biệt ý nghĩa Tuy nhiên, đến 12 NSNL, hàm lượng enzyme của các chủng xạ khuẩn có sự biến động rõ rệt, trong đó chủng TTr4 đạt hàm lượng cao nhất là 0,583 IU/ml, tiếp theo là hai chủng TL8 và TTh15 với hàm lượng lần lượt 0,483 IU/ml và 0,478 IU/ml, cho thấy sự khác biệt ý nghĩa so với hai chủng còn lại Tại thời điểm 14 NSNL, chủng TTr4 tiếp tục cho thấy khả năng tiết enzyme β-glucanase cao nhất với 0,754 IU/ml, trong khi hai chủng TL8 và TTh15 đạt 0,678 IU/ml và 0,682 IU/ml, vẫn cao hơn và có sự khác biệt ý nghĩa so với hai chủng thí nghiệm còn lại.

Trong cấu trúc nấm, β-glucan đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của thành tế bào Khả năng ức chế nấm bệnh của các chủng xạ khuẩn liên quan đến việc tiết enzyme β-glucanase để phân giải β-glucan Kết quả thí nghiệm cho thấy cả 5 chủng xạ khuẩn đều có khả năng tiết enzyme β-glucanase, trong đó 3 chủng TTr4, TL8 và TTh15 thể hiện khả năng phân giải β-glucan cao và kéo dài đến 14 ngày sau thí nghiệm.

Nghiên cứu trước đây chỉ ra rằng xạ khuẩn có khả năng ức chế nấm bệnh nhờ vào việc tiết enzyme β-glucanase Cụ thể, nghiên cứu của Lê Minh Tường và cộng sự (2018) cho thấy chủng xạ khuẩn thuộc chi Streptomyces có khả năng sản sinh enzyme β-glucanase cao, giúp ức chế mầm bệnh do nấm Fusarium solani gây ra, ảnh hưởng đến cây có múi tại Đ SCL Thêm vào đó, Gobalakrishnan và các cộng sự (2013) đã phát hiện ra rằng năm chủng xạ khuẩn (CAI-24, CAI-121, CAI-127, KAI-32 và KAI-90) đều có khả năng đối kháng mạnh với nấm F oxysporum f sp ciceri và cũng có khả năng tiết enzyme β-glucanase.

Bảng 4 12 Hàm lƣợng β-glucanase do chủng xạ khuẩn ở thời điểm 10, 12 và 14 ngày sau khi nuôi lắc

Hàm lƣợng β-glucanase (IU/ml) qua các thời điểm khảo sát

Các số trong cùng một cột có chữ cái giống nhau không có sự khác biệt qua phép kiểm định Ducan **: Sự khác biệt có ý nghĩa ở mức 1%.

Kết quả thí nghiệm cho thấy, tất cả 5 chủng xạ khuẩn chống lại nấm Fusarium oxysporum đều có khả năng sinh enzyme chitinase và β–glucanase Các enzyme này có vai trò quan trọng trong việc phân hủy chitin và β–glucan, thành phần chính của vách tế bào nấm, giúp phá vỡ cấu trúc của nấm bệnh Việc sử dụng các chủng xạ khuẩn này trong phòng trị bệnh héo rũ hại khoai lang sẽ tăng cường hiệu quả đối kháng, nhờ vào cơ chế đấu tranh sinh học Nghiên cứu của Renwick et al (1991) chỉ ra rằng hơn 50% các chủng xạ khuẩn vùng rễ có khả năng tiết enzyme β-glucanase, chitinase và siderophores.

Ba chủng xạ khuẩn TTr4, TL8 và TTh15 không chỉ có khả năng đối kháng cao bằng cách ức chế sự phát triển của khuẩn ty nấm, mà còn ngăn chặn sự hình thành và mọc mầm của bào tử nấm Fusarium oxysporum Đồng thời, các chủng này cũng tiết ra enzyne chitinase và β–glucanase với hiệu suất cao Do đó, ba chủng xạ khuẩn này sẽ được áp dụng trong thí nghiệm tiếp theo.

NỘI DUNG 4 HIỆU QUẢ PHÒNG TRỪ CỦA CÁC CHỦNG XẠ KHUẨN ĐỐI VỚI NẤM Fusarium oxysporum GÂY BỆNH HÉO RŨ TRÊN KHOAI LANG

Tỷ lệ bệnh qua các thời điểm khảo sát đƣợc trình bày ở Bảng 4.13 Tại thời điểm

Bốn ngày sau khi lây bệnh, các nghiệm thức xử lý xạ khuẩn cho thấy tỷ lệ bệnh thấp hơn và khác biệt có ý nghĩa so với nghiệm thức đối chứng âm (ĐC (-)) là 100% Trong số đó, nghiệm thức chủng TTr4, khi được tưới hai lần vào hai ngày trước và hai ngày sau khi lây bệnh nhân tạo (TTr4-TS), đạt tỷ lệ bệnh thấp nhất là 10% và có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức còn lại.

Bảng 4 13 Tỷ lệ bệnh héo rũ trên khoai lang do nấm Fusarium oxysporum gây ra qua các thời điểm khảo sát

Trong cùng một cột, các số có chữ cái giống nhau không có sự khác biệt ý nghĩa thống kê ở mức 5% theo phép thử Duncan Các ký hiệu được sử dụng bao gồm: NSLB đại diện cho ngày sau khi lây bệnh nhân tạo, T cho tưới trước, S cho tưới sau, và TS cho tưới hai lần vào hai ngày trước và hai ngày sau khi lây bệnh nhân tạo.

Tại thời điểm 6 NSLB, nghiệm thức TTr4-TS ghi nhận tỷ lệ bệnh thấp nhất là 14%, khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức khác Ở thời điểm 8 NSLB, tỷ lệ bệnh của nghiệm thức TTr4-TS vẫn duy trì ở mức thấp nhất là 17%, với sự khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức còn lại Đến thời điểm 10 NSLB, nghiệm thức TTr4-TS tiếp tục có tỷ lệ bệnh thấp nhất là 25%, vẫn giữ được sự khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức khác (Hình 4.7).

Tỉ lệ bệnh (%) qua 4 thời điểm khảo sát

4 TL8-T 44,0 cd 55,0 cd 63,0 bc 62,0 cd

6 TL8-S 60,0 bc 65,0 bc 56,0 bcd 90,0ab

9 TTh15-S 44,0 cd 50,0 cdef 55,0 bcd 75,0 bc

Hình 4 10 Triệu chứng bệnh héo rũ trên khoai lang ở thời điểm 6 ngày sau khi lây bệnh của các nghiệm thức thí nghiệm

Chỉ số bệnh qua các thời điểm khảo sát được trình bày trong Bảng 4.14 Tại thời điểm 4 NSLB, các nghiệm thức xử lý xạ khuẩn cho thấy chỉ số bệnh thấp hơn và có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức đối chứng âm (ĐC (-)) Trong đó, nghiệm thức TTr4 xử lý kết hợp 2 ngày trước và 2 ngày sau khi lây bệnh nhân tạo (TTr4-TS) có chỉ số bệnh thấp nhất là 10,0%, khác biệt rõ rệt so với các nghiệm thức còn lại Ở thời điểm 6 NSLB, nghiệm thức TTr4-TS vẫn duy trì chỉ số bệnh thấp nhất là 15,0% và có sự khác biệt có ý nghĩa so với các nghiệm thức khác.

Bảng 4 14 Chỉ số bệnh (%) héo rũ trên khoai lang do nấm Fusarium oxysporum gây ra qua các thời điểm khảo sát

Chỉ số bệnh (%) qua các thời điểm khảo sát

8 TTh15-TS 29,0 c 44,0 def 42,5 ef 41,0 de

Trong cùng một cột, các số theo sau bởi chữ cái giống nhau không có sự khác biệt ý nghĩa thống kê ở mức 5% qua phép thử Duncan Các ký hiệu NSLB, T, S, và TS lần lượt đại diện cho ngày sau khi lây bệnh nhân tạo, tưới trước, tưới sau, và tưới hai lần vào hai ngày trước và sau khi lây bệnh nhân tạo Tại thời điểm 8 NSLB, nghiệm thức TTr4-TS có chỉ số bệnh thấp nhất đạt 18,0%, và sự khác biệt này có ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức còn lại.

Chỉ số bệnh NSLB không có nhiều biến động, dao động từ 21,5% đến 96,0% Nghiệm thức TTr4-TS ghi nhận chỉ số bệnh thấp nhất ở mức 21,5%, tiếp theo là nghiệm thức TTr4-T với chỉ số bệnh 38,5%, không có sự khác biệt so với nghiệm thức TTh15-.

TS (41,0%) nhƣng thấp hơn và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức còn lại

Hiệu quả giảm bệnh héo rũ trên khoai lang trong điều kiện nhà lưới được trình bày qua các thời điểm khảo sát Tại thời điểm 4 NSLB, các nghiệm thức xử lý xạ khuẩn đều cho thấy hiệu quả giảm bệnh với mức độ khác nhau Nghiệm thức TTr4-TS đạt hiệu quả giảm bệnh cao nhất là 90,0%, có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức khác.

Tại thời điểm 6 NSLB, nghiệm thức TTr4-TS cho thấy hiệu quả giảm bệnh cao nhất, đạt 86,0%, với sự khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức khác Ở thời điểm 8 NSLB, hiệu quả của nghiệm thức TTr4-TS vẫn đứng đầu và có sự khác biệt thống kê so với các nghiệm thức còn lại Đến thời điểm 10 NSLB, nghiệm thức TTr4-TS tiếp tục duy trì hiệu quả giảm bệnh cao nhất là 75%, trong khi ba nghiệm thức TTr4-T, TL8-TS, và TTh15-TS đạt hiệu quả giảm bệnh 52,0%, đều cao hơn và có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức khác.

Kết quả từ Bảng 4.9, Bảng 4.10 và Bảng 4.11 cho thấy rằng nghiệm thức chủng xạ khuẩn (TTr4, TL8 và TTh15) đạt hiệu quả tối ưu khi được xử lý kết hợp vào thời điểm 2 ngày trước.

Hai ngày sau khi lây bệnh nhân tạo, tỷ lệ bệnh và chỉ số bệnh đều thấp, với hiệu quả giảm bệnh đạt mức cao nhất kéo dài đến 10 ngày sau khi lây bệnh nhân tạo.

Bảng 4 15 Hiệu quả giảm bệnh héo rũ trên khoai lang do nấm Fusarium oxysporum gây ra qua các thời điểm khảo sát

Hiệu quả giảm bệnh (%) qua các thời điểm khảo sát

4 TL8-T 56,0 bc 45,0 cd 37,0 bc 38,0 bce

9 TTh15-S 56,0 bc 50,0 bcd 45,0 bc 25,0 de

Trong cùng một cột, các số theo sau bởi một hay nhiều chữ cái giống nhau không có sự khác biệt đáng kể về mặt thống kê ở mức 5% qua phép thử Duncan Các ký hiệu được sử dụng bao gồm: NSLB cho ngày sau khi lây bệnh nhân tạo; T cho tưới trước; S cho tưới sau; và TS cho tưới hai lần vào hai ngày trước và hai ngày sau khi lây bệnh nhân tạo.

Khả năng đối kháng của các chủng xạ khuẩn đối với nấm bệnh có thể được giải thích nhờ vào khả năng tiết ra enzyme chitinase và β–glucanase, giúp phân hủy chitin và β–glucan trong vách tế bào nấm Khi áp dụng các chủng xạ khuẩn này trong phòng trừ bệnh héo vàng trên khoai lang, enzyme chitinase và β–glucanase sẽ phát huy tác dụng làm phá vỡ cấu trúc vách tế bào nấm Nghiên cứu của Taechowisan et al (2003) đã chỉ ra rằng enzyme chitinase có khả năng ức chế sự phát triển của nấm, trong khi El-Mehalawy et al (2004) cũng xác nhận rằng việc tiết enzyme chitinase và β-glucanase từ xạ khuẩn đóng vai trò quan trọng trong việc phá hủy vách tế bào nấm bệnh.

Cephalosporium maydis gây héo muộn trên ngô (bắp) Nghiên cứu của Park et.al.,

(2012) còn chỉ ra rằng chủng Streptomyces torulosus PCKOK-0324 tiết ra enzyme β- glucanase có khả năng kháng và gây ức chế đối với nấm Phytophthora capsici và

Rhizoctonia solani gây bệnh thối rễ trên ớt

4.5 NỘI DUNG 5: ĐỊNH DANH CHÍNH XÁC ĐẾN LOÀI CÁC CHỦNG XẠ KHUẨN CÓ TRIỂN VỌNG TRONG PHÒNG TRỊ BỆNH HÉO RŨ HẠI KHOAI LANG

4.5.1 Định danh xạ khuẩn dựa vào đặc điểm nuôi cấy, đặc điểm hình thái và đặc điểm sinh hóa

Kết quả khảo sát về đặc điểm nuôi cấy, hình thái và sinh hóa của ba chủng xạ khuẩn thí nghiệm được trình bày chi tiết trong Bảng 4.16, Bảng 4.17, Hình 4.9 và Hình 4.10.

Chủng TTr4 là một loại xạ khuẩn Gram dương, có chuỗi bào tử và cuống sinh bào tử dạng thẳng, với bề mặt bào tử trơn và màu trắng khi nuôi cấy Chủng này không hình thành sắc tố tan trong môi trường nuôi cấy nhưng có khả năng sinh melanin Ngoài ra, TTr4 còn có khả năng tiết ra các enzyme ngoại bào như protease, amylase và lipase, dựa trên các đặc điểm chung đã được nghiên cứu trước đây.

Bảng 4 16 Đặc điểm về hình thái và sinh hóa của 3 chủng xạ khuẩn thí nghiệm Đặc điểm Chủng xạ khuẩn thí nghiệm

Cuống sinh bào tử Thẳng Mốc câu Mốc câu

Chuỗi bào tử Thẳng Rợn sóng Thẳng

Bề mặt bào tử Trơn Trơn Trơn

Màu sắc Trắng Trắng Nâu

Sắc tố melanin Có Không có Có

Tiết enzym Proteas, lipase, amylase

Chủng TL8 là một loại xạ khuẩn có chuỗi bào tử dạng gợn sóng và cuống sinh bào tử dạng mốc câu, với bề mặt bào tử trơn màu trắng trên môi trường nuôi cấy Chủng này không hình thành sắc tố tan và không có khả năng sinh melanin Theo các nghiên cứu trước đây, TL8 thuộc nhóm Gram dương và có khả năng tiết ra các enzyme ngoại bào như protease, amylase và lipase.

KẾT LUẬN

Đã thu thập và phân lập 10 dòng nấm Fusarium gây bệnh héo rũ trên khoai lang, trong đó dòng nấm Fo.BT10 thuộc loài Fusarium oxysporum là dòng gây hại nặng nhất.

Trong nghiên cứu, 5 chủng xạ khuẩn TTr4, TL8, TTh15, TL10 và TĐ7 đã cho thấy khả năng kháng nấm Fusarium oxysporum cao trong số 120 chủng xạ khuẩn được thử nghiệm Đặc biệt, chủng TTr4 nổi bật với khả năng ức chế sự mọc mầm bào tử nấm, trong khi hai chủng TTr4 và TĐ7 có khả năng ức chế sự hình thành bào tử rất hiệu quả trong nhóm 5 chủng xạ khuẩn này.

Ba (03) chủng TTr4, TL8 và TTh15 thể hiện khả năng tiết ra phân giải chitin cao và β-glucan trong số 5 chủng xạ khuẩn thí nghiệm

Ba (03) chủng xạ khuẩn TTr4, TL8 và TTh15 thể hiện khả năng phòng trừ bệnh héo rũ hại khoai lang trong điều kiện phòng thí nghiệm và nhà lưới

Chủng TTr4 là loài Streptomyces bacillaris, chủng TL8 là loài Streptomyces lavendulae % và chủng TTh15 là loài Streptomyces violaceoruber

Hai chủng xạ khuẩn TTr4 và TTh15 có khả năng phòng trừ bệnh héo rũ hại khoai lang hiệu quả trong điều kiện ngoài đồng Khi xử lý kết hợp các chủng này ở các mức 20, 40, và 60 sau khi trồng, hiệu quả phòng trừ bệnh héo rũ trên khoai lang đạt kết quả tương đương với việc sử dụng thuốc hóa học trong cả hai vụ trồng.

ĐỀ XUẤT

Nghiên cứu tính an toàn của hai chủng xạ khuẩn TTh15 và TTr4 đối với môi trường, đồng thời đánh giá khả năng phòng trừ bệnh héo rũ hại khoai lang trong điều kiện ngoài đồng tại nhiều vùng trồng khoai lang khác nhau Quy trình nhân nuôi hai chủng xạ khuẩn này được nghiên cứu nhằm phát triển chế phẩm sinh học thân thiện với môi trường, góp phần hiệu quả vào việc phòng trừ bệnh héo rũ hại khoai lang.

Ngày đăng: 23/12/2023, 17:54

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w