Nghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh học

Nghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh họcNghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra và biện pháp phòng trừ sinh học

ĐẠI HỌC HUẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGÔ THẠCH QUỲNH HUYÊN

NGHIÊN CỨU BỆNH NỨT THÂN CHẢY NHỰA CÂY

DƯA HẤU (Citrullus lanatus(Thunb.) Matsum & Nakai)DO NẤMDidymella bryoniae(Auersw.) Rehm GÂY RA

VÀ BIỆN PHÁP PHÒNG TRỪ SINH HỌC

LUẬN ÁN TIẾN SĨ BẢO VỆ THỰC VẬT

HUẾ - 2024

NGÔ THẠCH QUỲNH HUYÊN

NGHIÊN CỨU BỆNH NỨT THÂN CHẢY NHỰA CÂY

DƯA HẤU (Citrullus lanatus(Thunb.) Matsum & Nakai)DO NẤMDidymella bryoniae(Auersw.) Rehm GÂY RA

VÀ BIỆN PHÁP PHÒNG TRỪ SINH HỌC

LUẬN ÁN TIẾN SĨ BẢO VỆ THỰC VẬT

NGÀNH: BẢO VỆ THỰC VẬTMÃ SỐ: 9620112

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOAHỌCGS TS TRẦN ĐĂNG HÒA

HUẾ - 2024

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là kết quả nghiên cứu của tôi, số liệu được trình bày trongLuận án này là bản gốc của tác giả, trung thực, chính xác, danh dự và chưa từng đượcbảo vệ ở bất kỳ một học vị nào.

Thừa ThiênHuế,ngàythángnăm2024

TÁC GIẢ LUẬN ÁN

Ngô Thạch Quỳnh Huyên

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận án, em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầygiáo hướng dẫn, GS.TS Trần Đăng Hòa là người Thầy đầu tiên tại Trường Đại họcNông Lâm Huế, đã hướng dẫn, chỉ dạy em trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu tạiTrường và PGS.TS Lê Như Cương là người Thầy đã đặt những viên gạch đầu tiên choquá trình xây dựng ý tưởng nghiên cứu, nền móng vững chắc để thực hiện luận án.

EmxinchânthànhbiếtơnsâusắcđếnCôgiáoTS.TháiThịHuyềnđãluônluôn động viên,cổ vũ và giúp đỡ tận tình cho em trong quá trình nghiêncứuvà hoàn thành luậnán.

Em xin chân thành cảm ơn đến Ban giám hiệu nhà trường, quý Thầy, Cô giáoKhoa Nông học, Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế đã truyền dạy kiến thức vàđịnh hướng cho em trong quá trình học tập phù hợp với chuyên môn và khả năng củamình, đồng thời đã hỗ trợ, giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thực hiện luận án.

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến cơ quan, các đồng nghiệp đã tạo điều kiện cho tôihoàn thành luận án này.

Cuối cùng, con xin chân thành cảm ơn đến Mẹ đã truyền đạt kinh nghiệm côngtáctronglĩnhvựcbảovệthựcvậtvàhỗtrợconthựchiệnluậnán.Xinđượcchiasẻniềm vui này đếnchồng và các con đã luôn ủng hộ, cổ vũ để việc học tập được hoàn thành.Conxincảmơngiađìnhvàtấtcảbạnbèđãgiúpđỡ,độngviêntrongsuốtquátrìnhhọc tập, nghiêncứu và hoàn thành luậnán.

TÁC GIẢ LUẬN ÁN

Ngô Thạch Quỳnh Huyên

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Từ viết tắt Nghĩa của từ

Bs Bacillus subtilis

CABI Centre for Agriculture and Biosciences International/ Trung tâm Nôngnghiệp và Khoa học Sinh học Quốc tế”.

CĐHTTTV Chất điều hòa tăng trưởng thực vật

ISR Induced Systemic Resistance/ Kích thích tính kháng hệ thống

MEGA Molecular evolutionary genetics analysis

NT Nghiệm thức

PGPR Plant growth promoting rhizobacteria/ Vi khuẩn kích thích sinh trưởngvùng rễ

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀNGHIÊNCỨU 4

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂYDƯAHẤU 4

1.1.1 Nguồn gốc và sự phân bố câydưahấu 4

1.1.2 Đặc điểm hình thái và sinh lý câydưahấu 5

1.1.3 Giá trị dinh dưỡng và kinh tế của câydưahấu 7

1.2 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT DƯA HẤU TRÊN THẾ GIỚI, TẠI VIỆT NAM VÀ PHÚYÊN .81.3 NGHIÊN CỨU VỀ BỆNH NỨT THÂN CHẢY NHỰA TRÊN CÂY DƯA HẤU DO NẤM Didymella bryoniaeGÂYRA 12

1.3.1 Vị trí phân loại nấmDidymellabryoniae 12

1.3.2 Đặc điểm hình thái và di truyền nấmDidymella bryoniae 13

1.3.3 Bệnh nứt thân chảy nhựa trên cây dưa hấu do nấmDidymella bryoniaegâyra.171.3.4 Các nghiên cứu về nấmDidymella bryoniaetrên Thế giới vàViệtNam 19

1.4 BIỆN PHÁP SINH HỌC TRONG PHÒNG TRỪ TÁC NHÂNGÂYBỆNH 20

1.4.1 Vi khuẩn Bacillus và khả năng kiểm soát tác nhân gây bệnhcâytrồng 20

1.4.2 Vi khuẩn Bacillus và khả năng kích thích sinh trưởngthựcvật 26

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁPNGHIÊNCỨU 29

2.1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂMNGHIÊNCỨU 29

2.2 ĐỐI TƯỢNGNGHIÊNCỨU 30

2.3 NỘI DUNGNGHIÊNCỨU 31

2.4 PHƯƠNG PHÁPNGHIÊNCỨU 32

2.4.1 Điều tra, đánh giá tình hình sản xuất và sâu bệnh gây hại trên dưa hấu tại Phú Yên 32

2.4.2 Thu thập, phân lập và định danh tác nhân gây bệnh nứt thân chảy nhựa trên cây dưahấu332.4.3 Đánh giá khả năng xâm nhiễm, gây bệnh và gây hạicâydưa hấu của các dòng nấmDidymella bryoniaethu thập tạiPhú Yên 36

2.4.4 Đánh giá khả năng kiểm soát sự phát triển nấmDidymella bryoniaecủa một số chủng vi khuẩnBacillusspp trong điều kiệninvitro 39

2.4.5 Đánh giá khả năng hạn chế bệnh nứt thân chảy nhựa do nấmDidymella bryoniaecủa một số chủng vi khuẩnBacillusspp trong điều kiện nhà lưới có lây nhiễm bệnh nhântạo 41

2.4.6 Hiệu quả hạn chế bệnh nứt thân chảy nhựa do nấmDidymella bryoniaegây ra và kích thích sinh trưởng cây dưa hấu của một số chủng vi khuẩnBacillusspp chọn lọc điều kiện ngoàiđồngruộng 42

2.4.7 Đánh giá khả năng kích thích sự sinh trưởng và phát triển cây dưa hấu của một số chủng vi khuẩnBacillusspp trong điều kiệninvitro 44

2.4.8 Đánh giá khả năng kích thích sự tăng trưởng và phát triển của cây dưa hấu của một số chủng vi khuẩnBacillusspp chọn lọc trong điều kiệnnhàlưới 45

2.4.9 Đánh giá khả năng kích thích sự tăng trưởng và phát triển của cây dưa hấu của một số chủng vi khuẩnBacillusspp chọn lọc trong điều kiện ngoàiđồngruộng 45

2.4.10 Phân lập hoạt chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh từ chủng vikhuẩnBacillusspp 47

2.4.11 Xử lýsốliệu 48

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀTHẢOLUẬN 49

3.1 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ CÁC ĐỐI TƯỢNG SINH VẬT GÂY HẠI TRÊN CÂY DƯA HẤU TẠIPHÚYÊN 49

3.1.1 Thời vụ gieo trồng và cơ cấu giống dưa hấu tạiPhú Yên 49

3.1.2 Công thức luân canh dưa hấu ởPhúYên 52

3.1.3 Tình hình sâu, bệnh hại cây dưa hấu ởPhúYên 56

3.2 KẾT QUẢ THU THẬP, PHÂN LẬP VÀ ĐỊNH DANH TÁC NHÂN GÂY BỆNH NỨT THÂN CHẢY NHỰA CÂYDƯAHẤU 63

3.2.1 Kết quả đánh giá các triệu chứng bệnh nứt thân chảy nhựa do

nấmDidymellabryoniaegâyra trên cây dưa hấu ngoàiđồng ruộng 63

3.2.2 Kết quả khảo sát đặc điểm hình thái của tác nhân gây bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu bằnghìnhthái 653.2.3 Kết quả định danh tác nhângâybệnh nứt thân chảy nhựa trên cây dưa hấu bằng kỹ thuật sinh họcphântử 693.3 KHẢ NĂNG XÂM NHIỄM, GÂY BỆNH VÀ GÂY HẠI CÂY DƯA HẤU CỦA

NẤMDidymella bryoniaeTHU THẬP VÀ PHÂN LẬP TẠI PHÚ YÊN TRONG ĐIỀU

KIỆNNHÀLƯỚI 763.3.1 Khả năng xâm nhiễm tự nhiên hay có tác động cơ học của

nấmDidymellabryoniaethu thập và phân lập tại Phú Yên trong điều kiệnnhàlưới 763.3.2 Khả nănggâybệnh và gây hại cây dưa hấu của nấmDidymella bryoniaethuthập và phân lập

tại Phú Yên trong điều kiệnnhàlưới 79

3.4 KHẢ NĂNG KIỂM SOÁT SỰ PHÁT TRIỂN NẤMDidymella bryoniaeCỦA MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨNBacillusspp TRONG ĐIỀU KIỆNINVITRO 81

3.5 KHẢ NĂNG HẠN CHẾ BỆNH NỨT THÂN CHẢY NHỰA DO NẤM DIDYMELLA

BRYONIAE CỦA MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨNBacillusspp TRONG ĐIỀU KIỆN NHÀ

LƯỚI CÓ LÂY NHIỄM BỆNHNHÂNTẠO 853.6 HIỆU QUẢ HẠN CHẾ BỆNH NỨT THÂN CHẢY NHỰA DO

NẤMDidymellabryoniaeCỦA MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨNBacillusspp ĐIỀU

KIỆN NGOÀI ĐỒNGRUỘNG 903.7 KHẢ NĂNG KÍCH THÍCH TĂNG TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CÂY DƯA HẤU

CỦA MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨNBacillusspp TRONG ĐIỀU KIỆNINVITRO 943.7.1 Ảnh hưởng của vi khuẩnBacillusspp đến tỷ lệ nẩy mầm của hạtdưahấu 943.7.2 Ảnh hưởng của vi khuẩnBacillusspp đến chiều dài rễ mầm, chiều dài thânmầm

963.8 KHẢ NĂNG KÍCH THÍCH TĂNG TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÂY DƯA

HẤU CỦA MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨNBacillusspp TRONG ĐIỀU KIỆN NHÀLƯỚI

3.9 HIỆU QUẢ KÍCH THÍCH SỰ SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CÂY DƯA

HẤU CỦA MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨNBacillusspp Ở ĐIỀU KIỆN ĐỒNG

3.9.1 Ảnh hưởng của một số chủng vi khuẩnBacillusspp đến chiều dài cây dưahấu99

3.9.2 Ảnh hưởng của một số chủng vi khuẩnBacillusspp đến số lá trên cây dưa hấu

3.9.3 Ảnh hưởng của một số chủng vi khuẩnBacillusspp đến đến sự ra hoa của cây

dưahấu 1033.10 HOẠT CHẤT LIÊN QUAN ĐẾN KHẢ NĂNG KÍCH THÍCH SINH TRƯỞNG

VÀ PHÁT TRIỂN CÂY DƯA HẤU CỦA CHỦNG VI KHUẨNBacillusspp S20D12

KẾT LUẬN VÀĐỀNGHỊ 1101 Kếtluận 1102 Đềnghị 110DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN111 TÀI LIỆUTHAMKHẢO 112

DANH MỤC BẢNG

Bảng1.1 Top 15 quốc gia sản xuất dưa hấu lớn nhất Thế giớinăm2021 9Bảng1.2 Tình hình sản xuất dưa hấu ở Phú Yên trong giai đoạn 2014-2021 11Bảng1.3 Diện tích sản xuất dưa hấu (ha) tại các địa phương ở Phú Yên trong

giaiđoạn 2014-2021 11Bảng1.4 Primer và điều kiện phản ứng PCR để xác địnhDidymellabryoniae 17

Bảng2.1 Địa điểm thu thập các chủng vi khuẩn được sử dụng trong nghiên cứu.30Bảng3.1

Thời vụ gieo trồng dưa hấu chính tại Phú Yên năm 2018-2019 49Bảng 3.2 Diện tích sản xuất dưa hấu (ha) tại các địa phương ở Phú Yên giai đoạnnăm2014-2021 50Bảng 3.3 Thời vụ gieo trồng chính và cơ cấu giống dưa hấu tại ba vùng sinh tháithựchiện nghiên cứu ở Phú Yên năm 2018-2019 51Bảng 3.4Các công thức luân canh cây trồng phổ biến tại ba vùng sinh thái thựchiệnnghiên cứu ở Phú Yên năm2018 -2019 53Bảng 3.5 Các công thức luân canh cây trồng khác ở ba vùng sinh thái được điều trabổsung trong năm 2019-2022 55Bảng 3.6 Mức độ phổ biến của một số đối tượng sâu hại chính trên cây dưa hấu ởPhúYên năm 2018-2019 56Bảng 3.7 Tình hình xuất hiện các đối tượng sâu hại chính trên cây dưa hấu tại bavùng

sinh thái thực hiện nghiên cứu ở Phú Yên năm 2018 - 20195 8

Bảng 3.8 Mức độ phổ biến của một số bệnh hại chính trên cây dưa hấu ở Phú Yênnăm2018-2019 61Bảng 3.9 Tình hình xuất hiện các đối tượng bệnh hại chính trên cây dưa hấu tại bavùng

sinh thái thực hiện nghiên cứu ở Phú Yên năm 2018 - 20196 2

Bảng 3.10 Địa điểm thu thập các mẫu nấm bệnhD bryoniaeở các vùng sinh tháinghiên

cứu tỉnhPhúYên 65Bảng 3.11 So sánh độ tương đồng (%) của trình tự nucleotid vùng phiên mã của

cácmẫu nấm bệnhD bryoniaephân lập tại Phú Yên với các trình tự khác

tạiGenbank 72Bảng 3.12 Hệ số tương đồng di truyền giữa trình tự vùng phiên mã của các

mẫunấmbệnhD bryoniaephân lập tạiPhú Yên 75

Bảng 3.13K h ả n ă n g x â m n h i ễ m c ủ a D bryoniaevà gây bệnh nứt thân chảy

nhựa trêncâydưahấu 77

Bảng 3.14 Khả năng gây hại của các mẫu nấmD bryoniaeđược phân lập từ câydưahấu

sau 14 ngày lây nhiễm bệnhnhân tạo 79

Bảng 3.15 Khả năng kiểm soát sự phát triển sợi nấmD bryoniaespp DB-03 củavikhuẩnBacillusspp trong điều kiện in vitro ở 25 oC và chiếu sáng

Bảng 3.20Tỷ lệ bệnh nứt thân chảy nhựa trong điều kiện xử lý vi

thân mầm và rễ cây dưa hấu(106CFU/ml) 97Bảng3.24 ẢnhhưởngcủamộtsốchủngvikhuẩnBacillusspp.đếntỷlệmọccủacâydưa

hấu(106CFU/ml) 98Bảng3.25 ẢnhhưởngdịchbàotửmộtsốchủngvikhuẩnBacillusspp.đếnchiềudàicây dưa

hấu ngoàiđồngruộng 100Bảng3.26 Sốlátrênthânchínhcâydưahấuđượcxửlývớidịchbàotửmộtsốchủngvi

khuẩnBacillusspp (106 CFU/mL) theothờigian 102

Bảng3.27 ẢnhhưởngcủadịchbàotửmộtsốchủngvikhuẩnBacillusspp.đếnsựrahoa trên

cây dưa hấu sau3 0 NST 103

DANH MỤC HÌNH

Hình1.1 Cây dưa hấuCitrullus lanatus(Thunberg) Matsum & Nakai được trồngtại

Phú Yên vụ Đông xuân 2022–2023 5

Hình1.2 Giai đoạn sinh sản vô tínhPhomacucurbitacearum 14

Hình1.3 Giai đoạn sinh sản hữu tínhDidymellabryoniae 15

Hình1.4 Giai đoạn sinh sản hữu tínhDidymellabryoniae 15

Hình1.5 Mô hình vi sinh vật có ích ở vùng rễ kích thích khả năng tăng trưởng vàphát triển của cây trồng (Pérez-Montaño và cs,2014)[140] 27

Hình2.1 Các địa điểm thu mẫu bệnh nứt thân chảy nhựa trêncâydưa hấu tại PhúYên 29

Hình2.2 Phương pháp đánh giá khả năng kiểm soát nấmD bryoniaecủa một sốchủng vi khuẩnBacillusspp (Le và cs, 2012)[112,113] 40

Hình2.3 Khoảng cách giữa luống × luống (2,5m) và cây ×cây(0,5m) 47

Hình3.1 Vết bệnh màu nâu, không đều, vòng tròn đồng tâm trên lá cây dưa hấuđược trồng ngoàiđồngruộng 64

Hình3.2 Vếtnứttrênthân(A:vịtrígiữathân;B:vịtrítrênthângầnrễ)donấmDidymella bryoniaegây ra bệnh nứt thân chảy nhựa trên câydưahấu 64

Hình3.3 Đốm úng nước trên trái do nấmDidymella bryoniaegâyra 64

Hình3.4 Cấu trúc chứa bào tử nấmDidymella bryoniaeđược hình thành trên bềthân cây dưa hấu thu thập ngoàiđồngruộng 66

Hình3.5 Hình thái tản nấmDidymella bryoniaetrên môi trường PDA sau 03 ngàynuôicấytrongđiềukiệnsáng,ở25oC(A)vàtrongđiềukiệntối,ở4oC(B) 68

Hình 3.6 Cấu trúc bào tử phân sinh (conidia) của nấmDidymellabryoniaehìnhthànhtrênmôitrườngPDAđượcquansátdướikínhhiểnvi(độphóngđạiX40) Hình 3.7 Giai đoạn sinh sản hữutínhDidymellabryoniae 68

Hình 3.8Sản phẩm PCR khuếch đại của các mẫu nấm bệnhD bryoniaethu thậpvàphân lập tạiPhúYên 69

Hình 3.9 Sự tương đồng trình tự nucleotide vùng phiên mã ITS của các mẫunấmbệnhD bryoniaethu thập tại Phú Yên so với các gen tham chiếuđãcôngbốtạiGenbank 73

Hình 3.10Cây phát sinh loài thể hiện mối quan hệ giữa các mẫu nấmbệnhDidymellabryoniaespp được thu thập tại Phú Yên với các loài khác

đã được côngbốtrênGenbank 74Hình3.11 Một số vị trí nucleotid sai khác giữa trình tự gen của cácdòng nấm bệnh

D bryoniaespp thu thập được tạiPhúYên 76

Hình 3.12 Biểu hiện sự xâm nhiễm của mẫu nấm bệnhDidymella bryoniaetrên lácây

dưa hấu sau 48 giờ (A) và 72giờ(B) 81Hình 3.13 Vết bệnh trên lá và vết nứt trên thân cây dưa hấu sau 7 ngày lây nhiễmbệnh

nhân tạo bằng nấmDidymellabryoniae 81Hình 3.14 Khả năng kiểm soát sự phát triển sợi nấmD bryoniaespp DB – 03 củavikhuẩnBacillusspp trong điều kiện in vitro ở 25oC và chiếu sángsau10n g à y 83

Hình 3.15 Khả năng kiểm soát sự phát triển sợi nấmD bryoniaespp DB – 03 củavikhuẩnBacillusspp trong điều kiệnin vitroở 4oC và che tối sau 10ngày .84

Hình 3.16 Cây phát sinh loài thể hiện mối quan hệ của các chủng vi khuẩnBacillus

spp S1F3,S18F11,S20D12 89Hình3.17 Vùnggiớihạnđườngcongdiễnbiếnbệnhnứtthânchảynhựatrêncâydưahấu

(AUDPC) ở các nghiệm thức sử dụng vi khuẩnBacillusspp 93

Hình3.18 Ảnh hưởng của dịch bào tử một số chủng vi khuẩnBacillusspp đến

sựnẩy mầm của hạtdưahấu 97

104Hình3.21 Hoa cái (trái) và hoa đực (phải) của cây dưa hấu ngoàiđồngruộng 104Hình3.22 Sự hiện diện của chất điều hòa tăng trưởng thực vật auxin (IAA) sản

sinhbởi vi khuẩnBacillusspp S20D12 được đọc bằngNMRC13 106

Hình3.23 Sự hiện diện của chất điều hòa tăng trưởng thực vật auxin (IAA) sản

sinhbởi vi khuẩnBacillusspp S20D12 được đọc bằng NMR 1–H 107

MỞ ĐẦU1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀTÀI

Cây dưa hấu (Citrullus lanatus(Thunb.) Matsum & Nakai) là loài thực vật phổ

biến nhất trong họ Bầu bí (Cucurbitaceae), có nguồn gốc từ miền nam châu Phi Dưahấu chủ yếu được trồng ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, trong đó phần lớn diện tíchđược trồng ở vùng Đông Nam Á, châu Phi, Caribe và miền Nam nước Mỹ Dưa hấu cógiá trị kinh tế quan trọng trong họ Bầu bí và được trồng chủ yếu để ăn tươi hoặc dùnglấy hạt (Robinson và Decker-Walters, 1997) [149].

Năm 2021, Việt Nam thuộc Top 10 nước sản xuất dưa hấu nhiều nhất thế giớivới với diện tích diện tích trồng dưa hấu 63.948 ha, sản lượng 1.534.613 tấn, năng suất23,99 tấn/ha (FAOSAT, 2023) [73] Trong những năm gần đây, sản xuất dưa hấu tạiPhú Yên có xu hướng gia tăng và trở thành một trong những cây trồng phổ biến trongsảnxuấtnôngnghiệpđịaphương.Sảnlượngdưahấucủatoàntỉnhđạt35.903,37tấnvà năng suất23,33 tấn/ha, xấp xỉ năng suất bình quân của cả nước(2021).

Câydưahấuthuộcnhómcâycóthânmềm, yếu,chứanhiềuchấtdinhdưỡngnên dễ bị cácđối tượng sinh vật gây hại làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng suất vàchất lượng quả Trong đó,

phải kể đến bệnh nứt thân chảy nhựa do nấmDidymella bryoniae(Auersw.) Rehm gây ra Đây là bệnh

gây hại chính ở nhóm cây họ Bầu bí nói chung và cây dưa hấu nói riêng Bệnh phân bốtrên toàn Thế giới, đặc biệt ở các vùng Trung vàNamMỹ,Caribbean,ChâuÁ,ChâuPhi,ChâuÂuvàChâuĐạiDương.Bệnhcóthểgâygiảm năngsuất 30% dưới điều kiện thời tiết thuận lợi cho phát triển bệnh (Keinath và cs, 2022)[72].

Biểu hiện triệu chứng bệnh nứt thân chảy nhựa trên cây dưa hấu là các đốm trònnhỏ, màu nâu hoặc đen xuất hiện trên lá Từ mép lá, đốm bệnh lớn dần và lan rộng tớicuống lá, làm lá héo Bệnh diễn biến nặng tiếp tục phát triển theo cuống lá tới thâncây,

tạo ra vết nứt trên thân và chảy giọt dịch màu nâu Bệnh nứt thân chảy nhựa do nấmD.bryoniaegâyra có thể được

nhận diện thông qua quan sát các biểu hiện bệnh trên câyngoàiđồngruộnghayquansátcấutrúcbàotửcủanấmgâybệnhtrongđiềukiệnphòng thí nghiệm.Ngoài ra, một số phương pháp kỹ thuật sinh học phân tử hiện đại giải trình tự gene cóthể xác định chính xác tác nhân gây bệnh Hiện nay, các biện pháp để quản lý bệnh nứtthân chảy nhựa trên cây dưa hấu như sử dụng thuốc hóa học để xử lý hạt giốnghayphunphòng trừ nấm gây bệnh trên đồng ruộng, luân canh cây trồng để giảm tỷ lệ nhiễmbệnh hoặc sử dụng vi sinh vật có ích có khả năng kiểm soát nấm gây bệnh Sử dụngthuốc hóa học là phương thức quản lý bệnh phổ biến được nông dân áp dụngrộngrãi,tuynhiêngiảiphápnàykhókiểmsoátdưlượngthuốcbảovệthựcvậttrênquả, tác động đếnmôi trường và sức khỏe con người, giảm giá trị kinh tế cây dưa hấu.Việc

sử dụng các vi sinhvậtcó íchnhưnấm hay vikhuẩnđểđểphòngtrừbệnhgâyhạicâytrồng

Mộtsốchủngvikhuẩn có khảnăngkiểmsoátnấmD.bryoniaevàhạnchế bệnhnứt thân chảynhựagâyhạicâydưa hấutrênđồng ruộng đã đượcnghiêncứunhư Pseudomonas,Bacillus,StreptomyceshayBreviBacillus(Zhaovàcs, 2016; Nguyễn ThịThu Nga và cs,2010;

UtkhedevàKoch, 2002)[93,134, 169].

Phú Yên nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa,thời tiếtkhí hậu nóng ẩm,thuậnlợichothờivụcanhtácdưahấu.Tuynhiênviệcgieotrồngcâydưahấuliêntụcđãtạođiềukiệnthuậnlợi chonấm gâybệnh tồntại,tíchlũytrên đồng ruộngvàphát sinhgâyhại.Nhằmquảnlýbệnhnứtthânchảynhựacóhiệuquả,antoàn cho môi trường và đảmbảochấtlượngsảnphẩm,cầnxâydựngvàthựchiệnmộthệthốngquảnlýsinhvậtgâyhạitổnghợpvớinhiềubiện pháp như quảnlýsức khỏeđất, canh tác,giống vàsửdụngcácyếutốkiểmsoátbệnh hại bằngphương pháp hóahọchaysinhhọc.Tuy nhiên các nghiên cứu ứng dụng sửdụng tác nhân sinh học cụ thể và trên diện rộng trong việc phòng chốngbệnhnứtthânchảynhựatrêncâydưahấucònnhiềuhạnchế.Đểcócơsởkhoahọcnhằmxâydựngchiếnlượcquảnlýbềnvữngbệnhnứtthânchảynhựadưahấuvàhạnchếônhiễmmôitrườngcần nghiêncứuđặcđiểm sinh học,sinh tháihọc phù hợp với biệnpháp phòng

trừsinhhọcnấmD.bryoniaeg â y bệnhnứtthânchảynhựacâydưahấutạiPhúYên.Xuất phát từ

những lý do trên, đề tài luận án “Nghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu

nlàcấpthiết và phù hợp với yêu cầu của thực tiễn sảnxuất.

2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀTÀI2.1 Mục tiêuchung

- Đánh giá được thực trạng sản xuất dưa hấu tại Phú Yên và mức độ gây hại, diễn

biến bệnh nứt thân chảy nhựa do nấmD bryoniaegây ra trên cây dưa hấu tại PhúYên.

bryoniaev à khảnăngthúcđẩysinhtrưởng,pháttriểncâydưahấutrongđiềukiệnphòng thí nghiệm, nhà

lưới và đồngruộng.

3 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰCTIỄN3.1 Ý nghĩa khoa học

Cung cấp dữ liệu khoa học về đặc điểm hình thái, sinh học, trình tự gene của nấm

D bryoniaegây bệnh nứt thân chảy nhựa trên cây dưa hấu tại Phú Yên, ghi nhận khả

năng xâm nhiễm, phát sinh và phát triển của bệnh tại Phú Yên.

TuyểnchọnđượcmộtsốchủngvikhuẩncóíchBacillusspp.làmcơsởkhoahọc cho việc

phòng, chống bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưahấu.

3.2 Ý nghĩa thựctiễn

Kếtquảnghiêncứulàcơsởkhoahọcđểứngdụngtrongviệcxâydựngquytrình quản lý bệnh

nứt thân chảy nhựa bằng vi khuẩn có íchBacillusnhằm hạn chế sử dụng thuốc bảo vệ thực

vật hóa học, đồng thời khuyến cáo các giải pháp an toàn trong quản lý bệnh hại đếnmôi trường và sức khỏe người tiêu dùng cũng như người sảnxuất.

Cung cấp các dẫn chứng của loài nấm gây bệnh nứt thân chảy nhựa trên câydưahấu, việc nhận diện triệu chứng bệnh nứt thân chảy nhựa chính xác sẽ giúp cho việc phòng trừ bệnh chủ động và hiệu quảhơn.

4 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬNÁN

(1) Xác định được các đặc điểm hình thái và mối quan hệ di truyền của

loàiD.bryoniaegây bệnh nứt thân, chảy nhựa tại PhúYên.

(2) Xácđịnh đượcmộtsốchủngvikhuẩncóíchBacillusspp.cókhảnăng kiểmsoátsựpháttriển nấmD.bryoniaevàhạnchế bệnhnứt thânchảy nhựa câydưahấuởđiềukiệninvitro,nhàlướivàđồngruộng;trongđóchủngBacillusspp.SD20D12 đạt hiệu quả

(3) Bước đầu xác định sự hiện diện của hoạt tính auxin (IAA) trong dịch bào tử

của chủng vi khuẩnBacillusspp SD20D12 có vai trò như chất điều hòa tăng trưởngthực vật, kích thích tăng trưởng và phát triển cây dưa hấu trong điều kiệnin vitro, nhà

lưới và đồngruộng.

CHƯƠNG1.TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊNCỨU1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY DƯAHẤU

1.1.1 Nguồngốcvàsựphânbốcâydưahấu

Câydưahấu(Citrulluslanatus(Thunberg)Matsum&Nakai)thuộcgiớiPlantae, ngànhAngiospermaea, bộ Cucurbitales, họ Cucurbitaceae (họ Bầu bí), chiCitrullus(Kutty và cs,2013) [102].Dưa hấu có tên gọi chung làCitrullisdo H A Schrader đề nghị vào năm

1836 và tiếp tục bảo lưu danh pháp bởi các đề xuất độc lập khác của Anguria Miller

(1754) và Colocynthis Miller (1754).Momordica lanataThunberg (1794) là tên khoađược hầu hết các nhà Thực vật học chấp nhận,Citrullus

tênkhoahọccâydưahấulàCitrulluslanatus(Thunberg)vàtrùnghợpvớitênkhoahọc đã được

Matsumura và Nakai đã đề nghị vào năm 1920 Đến nay, tên khoa học của cây dưa hấu

được sử dụng phổ biến rộng rãi làCitrullus lanatus(Thunberg) Matsum & Nakai (Kutty

và cs, 2013) [102] Họ Bầu bí (Cucurbitaceae) có hơn 900 loài thực vật, bao gồm dưachuột, dưa hấu, dưa gang, bí ngô và nhiều loạikhác.

Sựtiếnhóadướisựthuầnhóacâytrồngcủaconngườidiễnratronglịchsửphần lớn khôngđược ghi chép cụ thể và chính xác, mặc dù đã được mô phỏng và xây dựng lại dựa trên cácminh chứng lịch sử và phát triển cây trồng bao gồm khảo cổ học, thực vật học, di truyềnhọc, hoa viên cảnh quan, ngôn ngữ học và các ngành khác (Ellul và cs, 2007; Zohary vàHopf, 2000; Paris, 2013) [70, 173, 138] Một trong những minh chứng lịch sử đáng kể nhấtlà nguồn gốc cây dưa hấu thuộc họ Bầu bí (Janick và cs, 2007)[71].Cáchìnhảnhvềcâydưahấutừthờikỳtrungcổđượclưulạikháítvànhững mô tả ban đầu xuấtbắt nguồn từ giai đoạn cuối thời trung cổ (Paris và cs, 2009) [139] Một số loài cây thuộc họBầu bí có nguồn gốc từ Ai Cập cổ đại và từ những vùng đất

xungquanhkhuvựcbiểnĐịaTrungHảicóniênđạithờiLaMã,mộttrongsốđólàcâydưa hấu (C.

lanatus) (Janick và Paris, 2007)[78].

Dưa hấu được trồng phổ biến ở nhiều nơi trên Thế giới Trung Đông, Châu Mỹ,ChâuPhi,ẤnĐộ,NhậtBảnvàChâuÂulànhữngkhuvựcsảnxuấtdưahấuquantrọng Dưa hấu cónguồn gốc từ vùng nhiệt đới Châu Phi Sự canh tác dưa hấu bắt đầu từ thời Ai Cập cổ đại vàẤn Độ, sau đó lan rộng đến các quốc gia khác nhau như Địa TrungHải,TrungĐôngvàChâuÁ(Fehér,1993)[75].Đếnthếkỷthứ10,câydưahấuđãđược

dunhậpvàoTrungQuốc–mộttrongnhữngquốcgiasảnxuấtdưahấulớnnhấtthếgiới hiện nay.Dưa hấu được trồng ở châu Âu vào thế kỷ thứ 13 và châuMỹvào thế kỷt h ứ

16 Ở Việt Nam, dưa hấu được biết đến từ câu chuyện truyền thuyết Mai An Tiêm vớihạt giống từ trời do chim từ phương Tây mang đến Hiện nay, dưa hấu được trồngphổ

biến ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, trong đó hơn nửa diện tích được trồng ở vùngĐông Nam Á, Châu Phi, vùng biển Caribê và miền Nam nước Mỹ (Ellul và cs, 2007)[70] Thông qua việc việc canh tác và chọn lọc kéo dài, các kiểu hình mới của cây dưahấu đã tiến hóa và thay đổi, các giống được trồng ngày nay có ít điểm tương đồng vớicác giống châu Phi cổ đại (Fehér, 1993) [75].

1.1.2 Đặcđiểmhìnhtháivàsinhlýcâydưahấu

Sảnxuấtdưahấuđòihỏimộtchukỳsinhtrưởngdàivàđiềukiệnkhíhậuthíchhợp.Hiệnnay,người tiêu dùngđãcónhiềunhận thức cao về giá trịdinhdưỡng vàcôngdụngẩmthực củaloạicâytrồngnày.Đi kèm nhucầutiêuthụ sản phẩmcâydưa hấu và sựcảitiếnđadạngvềgiốngcâytrồng,đểthuđượclợinhuận,ngườisảnxuấtphảitạorasảnlượngdưachấtlượngcao,đadạng về hình thức nhưcácloại quả nhỏ vàkhônghạt, cùng vớisựpháttriểncáckỹthuậtchếbiếnsauthuhoạchdướidạngsảnphẩmđónggóicắtsẵn,đãcảithiệnsựtiệnlợicủaviệcphụcvụloạinôngsảnnày.

Dưa hấu là cây nhỏ, thân mềm, có lông, phân nhánh, màu sắc lá thay đổi xanh –

bầubícóláđượcphânchiathànhcácthùylá(Hình1.1).Trongquátrìnhcanhtác,quan sát bốn dấuhiệu sau đây có thể xác định được thời điểm quả dưa hấu chín: (1) Các tua xoăn màu xanhnhạt trên thân gần vị trí đậu quả chuyển sang màu nâu và khô Một số giống tua xoanchuyển sang màu nâu từ 5 – 10 ngày trước khi quả chín hoàn toàn; (2) Bề mặt lớp vỏ giảmđộ bóng và chuyển sang xỉn màu; (3) Lớp vỏ của quả sần sùi và dễ dàng dùng tay ấn nhẹtạo vết nứt trên vỏ; (4) Quả khi chín có màu xanh đậm, lớp vỏ tại vị trí gần sát mặt đất sẽchuyển sang màu vàng, vỏ có màu xanh càng đậm thì khi chín xuất hiện màu vàng càng rõ(Wehner, 2008)[170].

Hình 1.1Cây dưa hấuCitrullus lanatus(Thunberg) Matsum & Nakai được trồng tại

Phú Yên vụ Đông xuân 2022 – 2023

Cây dưa hấu có thể được trồng trên đồng ruộng bằng cách gieo hạt hoặc câycon (Wehner, 2008) [170] Để đạt tỷ lệ gieo trồng cao, hạt dưa hấu nên được gieo đểnẩy mầm trong bầu có chưa giá thể phù hợp Điều quan trọng kiểm soát độ ẩm, nhiệtđộ và ánhsángthíchhợpđểhạtnảymầmvàcấyrangoàiđấttrồngkhicâykhôngquálớn.Đểđạthiệuquảcao,ngườisảnxuấtnênsửdụngmàngphủnhựađểbảovệđất,giữđấtẩm, lữu trữnguồn dinh dưỡng có trong đất và bảo vệ cây con tránh khỏi côn trùng gây hại Cây đượctrồng thành từng luống, giữa các cây được trồng với khoảng cách rộng vìcây có thân bò Khoảngcách trồng giữa cáccâydưa hấu có thể tùy thuộc vào quy mô của vườn trồng, lượng nước tướisẵn có và chất lượng đất Khoảng cách giữa các cây điển hình trong hàng dao động từ1 – 1,8m trên đất được tưới tiêu, đến một cây cách nhau 1,8–3,04mtrênđấtkhô.Khoảngcáchhàngthườngthayđổitừ1,82–5,4m.Việckiểm soát chất lượngcủa đất, côn trùng và dịch bệnh cần được điều chỉnh theo khoảng cách giữa các cây.Người sản xuất có thể điều chỉnh khoảng cách trồng để đạt được chất lượng quả, kíchthước và sản lượng dưa tốt nhất cho nhu cầu thị trường Một số ngườisảnxuấtgieohạtthànhhaihàngkhoảngcáchdưới1m,chophépcáccâynonmọccùng nhau đểbảo vệcâycon tránh bị ảnh hưởng bởi gió Dưa hấu có thể được cấy trên đất trống hoặcgieo hạt trên đất có phủbạt.

Câydưahấu(C.lanatus)thíchứngvớikhíhậunóng,khôhạnvàđượcthuầnhóa trong điều

kiện canh tác ở vùng nhiệt đới (Schaffer và cs, 2013) [138] Cường độ ánh sáng mạnh vànhiệt độ cao thúc đẩy sự ra hoa và phát triển quả cây dưa hấu (Wehner, 2008)[170].Nhiệtđộđấttrồngtốiưuđểhạtdưahấunẩymầmlàtừ21,1–35oC,hạtsẽ không nảy mầmnếu nhiệt độ đất dưới 15,5oC (Shrefler và cs, 2015)[162].

Dưahấupháttriểntốtnhấttrênđấtthịtphacát,thoátnướctốtvàđộpHthấp,nhưng pháttriểntốt nhấtởvùngtrồngđộ pH của đấtkhoảngtừ 6,0 đến6,8,bón vôinếuđộpHcủađấtdưới5,5.Khitrồngtrênđấtthịt,câypháttriểnchậm,kíchthướcvàchấtlượngquả dưahấuthườngkém hơn Đất cát mịn tạo ranhữngquả dưacóchất lượngcao,nhấtlà khicóchếđộchămsóctốt,cungcấpđủnướcvàbónphân.Sửdụnghệthốngtướinhỏgiọttrởnênphổbiếnhơnvới các vườn trồngcó quy môlớn.Tướinhỏ giọt kết hợp với bón phâncóthểcungcấpchocâydưahấunguồnnitơthíchhợpvàliêntụcmàkhôngcầnbónlượnglớn cùngmột lúc(Shrefler và cs, 2015)[162].

Việclựachọnmộthoặcnhiềugiốngdưahấuphùhợplàmộttrongnhữngquyếtđịnhquantrọngnhất củangườisảnxuất.Sử dụng cácgiống khôngphù hợp vớithịtrườngtiêudùngvàtìnhhìnhsảnxuấtcụthểsẽdẫnđếnviệclợinhuậnthấp,cóthểvídụviệcgieotrồngmộtsốgiốngphổbiếnđểphụcvụnhucầutiêudùngtạiđịaphươngnhưngkhôngphùhợpđểvậnchuyểnxacũng không manglạihiệuquảkinh tế cao cho người sản xuất Do đó,ngoàikhảnăng được thịtrườngưachuộng,cácgiốngdưa hấu sửdụng phảicónăngsuấtcaoổnđịnh,thíchứngvớivùngsảnxuấtvàcócácđặctínhkhángbệnhnhấtđịnhởmứcđộ

cao Ngoàicác giống dưa hấu có hạthaygiống dưachuyênlấyhạtthông thường,việclaitạocácgiốngdưa không hạt cũng là xuhướngpháttriểnđểphục vụ nhu cầu ngườitiêudung.Dưa hấutambộithườngđược gọi là dưahấukhông hạt,làsựlai giữa mộtgiốnglưỡngbộithôngthường(haibộnhiễmsắcthể)vàmộtdòngtứbội(bốnbộnhiễmsắcthể).Dưatambội có hạt chưaphát triển,nhưng đôikhicó một hoặc nhiềuhạt phát triển Việctrồngcâytambộiphảibaogồmgiốngdưahấucóhạtrảiráckhắpruộngđểlàmnguồnphấnhoacầnthiếtcho quátrình hình thànhquảkhônghạt Sử dụng giốngcóquảănđượchoặcgiốngcókhảnăngtạophấnhoa chỉ nhằmmục đích cungcấp phấn hoa Dưa hấu tam bộicóthểđượcsảnxuấtởbấtcứnơinàomàdưahấuthôngthườngđượctrồng.Cácloạikhông hạtthườngđược trồngtrênđồngruộngbằngphươngphápcấyghép,dochi phí hạt giống vàkhókhăn trongviệctrồngcây (Shrefler và cs, 2015)[162].

Tùy theotừngloại giốngvànhu cầu của thịtrườngtiêuthụ, quả dưahấucókíchthước thay đổitừnhỏ, vừa, lớn hoặc khổnglồvớitrọng lượngtừ 2 –20kg;hìnhdángđadạng nhưhìnhtròn,hình obovate(hìnhdạngtrứng ngược,đầunhỏvềphíacuốnlá),hình khốihoặctráitim;màuvỏđơn sắc (xanhlácâynhạt,đậm;đỏ, trắnghay vàng) hoặcđasắc(màuxanh hayxámcócácsọc trắnghẹp hayrộng); thịt quảthườngmàuđỏ,một sốkhácmàuvàng,camhoặctrắng, ngọtvà cóhạt haykhônghạt(Wehner,2008)[170].Dưa hấu cómàu xanhnhạt và xanh xámítbịtổnthươngdocháynắnghơncácloạidưacómàuxanhđậmvàsọc(Shreflervàcs,2015)[162].

1.1.3 Giátrịdinhdưỡngvàkinhtếcủacâydưahấu

Dưahấubaogồmda,vỏ,thịtvàhạt.Vỏănđượcchiếmkhoảng40%tổngkhốilượngdưahấunhưngthườngbịloạibỏnhưchấtthảigâyracácvấnđềvềmôitrường.Vỏdưahấu rấtgiàu nguồnaxitbéo, khoáng chất, hợpchấtphenolicvàchấtxơ.Nócũng chứacarbohydratehòa tan,carotenoids, alkaloid, saponinvàphytates.Vỏquảdưa hấu(Watermelon Rind–WMR)làmộtdạngchấtthảinông nghiệpcógiátrị kinhtếvàcầnđượckhai tháctriệtđể Hầuhếtvỏ quả dưa hấu sau khiđượcgọt,sơchếvàlàmsạchcóthể được dùng làm nguyênliệuđể chế biến thànhđường,màuthực phẩm haychiết xuấthoạtchấtacidcitric Ngàynay, xuhướngphục hồi cácthành phầncógiátrịtừcácbộphận thựcphẩm bịbỏquênvàđưachúngtrởlạichuỗi thứcănmộtcách kinhtếvàbền vữngđangngày càngtrởnênquantrọng Điều nàycóthể giúp giảmthiểuthấtthoátvàlãngphílươngthực,giảm tácđộng đếnmôitrường, tốiđahóalợi nhuận nông nghiệpvàcảithiện tínhbềnvững củalươngthựcở quymôthương mại bằngcách chuyểnđổi chấtthảinôngnghiệpcógiátrịcaonày thànhcácchấtcóhoạt tínhsinhhọccảitiến, tănggiátrịthươngmạicủa chấtthảisinhhọc (Devivà Prabhavathy, 2023) [66].Các sản phẩmtáichếtừchất thảinôngnghiệpcógiátrịgia tăng đơngiản, tiếtkiệm chi phívàđượcngườidân ưachuộng.Hơnnữa, nguồnnguyênliệudễdàngtìmkiếm,cóthể xây dựngđượcm ô hìnhtổ

chức đào tạo tập huấn, cải thiện sinh kế cho người nông dân, đặc biệt là đối tượng phụnữ ở các nhóm tự lực, hộ sản xuất để cải thiện nền kinh tế người dân địa phương.

Dưa hấu được dùng như một dạng thực phẩm tươi ăn trực tiếp bằng cách cắt lát,miếng (thường có trong salad trái cây), nước ép, sản xuất thành kẹo và hạt có thể ănđược Dưa hấu được dùng như trái cây hàng ngày tương tự như táo, chuối và cam(Wehner, 2008) [170] Dưa hấu là thực phẩm có nhiều khoáng chất, thịt quả chứa hàmlượng carotenoid lớn và cung cấp nước Dưa hấu chứa 5 – 10% đường, 0,22% kali,0,016% natri, 0,022% canxi trong trọng lượng tươi thịt quả Hàm lượng vitamin A, Ctrongthịtquảdưahấucaohơn40%sovớicàchua.Hạtdưahấuchứacácacidbéokhông bão hòa đa nhưlinoleic acid (50 – 60% trọng lượng khô), oleic acid (15% trọng lượng khô) và các acid béo bão hòanhư palmitic acid, stearic acid và glyceridelưutrữ Các acid béo được sử dụng để điều chếdầu, mỹ phẩm và điều trị bệnh Dầu từ hạt dưa hấulànguồndượcliệusửdụngtrongđiềutrịungthư,bệnhtimmạchvànhhoạtđộngởmức

giancủalinoleicacidvàα-linolenicacidđượcsửdụngtrongcôngnghệgen(El-Adawy và Taha,2001; Logaraj, 2010) [71,119].

Sắctốđỏlycopenecótrongthịtquảdưahấulàmộtdạngcarotenoidcókhảnăng chống oxyhóa hiệu quả Một chế độ ăn giàu hàm lượng lycopene có khả năng giảm nguy cơ mắcmột số bệnh ung thư, chủ yếu là ung thư tuyến tiền liệt (Giovannucci, 2002) [86] Dưa hấulà nguồn cung cấp lycopene quen thuộc trong thực phẩm, chứa trung bình 48,6 lycopene/gtrọng lượng tươi (Holden và cs, 1999)[94].

Dưa hấu có chứa hai loại axit amin là citrulline và arginine (Perkins-Veazie vàcs,2007)[141].Citrullinelàtiềnchấtcủaarginine,mộtaxitaminbánthiếtyếucầnthiết cho trẻ sơ sinhvà người lớn bị bệnh nặng hoặc bị thương (Flynn và cs, 2002) [77].Argininecóthểđượctạorathôngquanitricoxitsynthasehoặcthôngquaarginasetrong

chutrìnhurê(TongvàBarbul,2004)[167].Cácaxitamincitrullinevàarginineđãđược các nhà yhọc nghiên cứu vì tính hữu ích trong điều trị bệnh thiếu máu hồng cầu hìnhliềm,chứcnăngmiễndịch,chữalànhvếtthươngvàsứckhỏetimmạch(TongvàBarbul, 2004) [167].Ngoài ra, citrulline còn có khả năng giảm lượng mỡ trong cơ thể sau khi chuyển hóa thànharginine, ngăn chặn hoạt động của phosphatase kiềm không đặc hiệu (TNAP) của mô và ngănngừa sự tích tụ chất béo Hàm lượng citrulline trong vỏ quả dưa hấu nhiều hơn trong thịt quả (Devivà Prabhavathy, 2023)[66].

1.2 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT DƯA HẤU TRÊN THẾ GIỚI, TẠI VIỆT NAM VÀPHÚYÊN

ầuthếgiới(SchaffervàParis,2016)[156].Hiệnnay,sảnlượngdưahấutạicác

quốcgiaChâuÁchiếmhơn80%sảnlượngdưahấutrêntoànThếgiới.TrungQuốclànướcsảnxuấtdưa hấulớnnhất,sảnlượngchiếm67,6% trênThếgiới Châu Phi, ChâuÂu vàBắcMỹcósản lượngtương đương,đạtkhoảng3 – 4triệutấnmỗi năm.Mỗi mộtkhuvựchayquốcgiasẽcóhệthốngsảnxuấtdưahấukhácnhau,tùythuộcvàokhíhậunôngnghiệp,từ nhàkínhđến cánh đồng phù hợp với mức độ ứngdụng côngnghệ caokhácnhau.Hầuhết,ởcácvùngnôngthôn,dưahấuđượctrồngxenkẽvớicácloạicâyraumàukhác(Dubevà cs,2021) [69].Một sốquốcgia có diệntích trồngdưa hấuvàsảnlượngcaonhấtThếgiớinhư:Trung Quốc,Thổ NhĩKỳ,ẤnĐộ,Algeria, Brazil, Nga, Pakistan,Hoa

60,5triệu tấn/năm,tiếptheolà Thổ NhĩKỳ 3,4triệu tấn/năm, Iran3,2triệutấn/năm… (Bảng1.1) (FAOSAT, 2023)[73].

Bảng 1.1Top 15 quốc gia sản xuất dưa hấu lớn nhất Thế giới năm 2021

tấn/ha (Bảng 1.1) (FAOSAT, 2023) [73].Việt Namcókhí hậu nhiệt đớigiómùa ẩm, phùhợp vớisựpháttriểncủa câydưa hấu Tại khu vựcmiền Trung,dưahấu được trồng tập trungở Thừa Thiên Huế, Quảng Nam, Quảng Ngãi, Phú Yên.

Trong những năm gần đây, sản xuất dưa hấu tại Phú Yên có xu hướng gia tăngvàtrởthànhmộttrongnhữngcâytrồngcótiềmnăngcanhtáctrongsảnxuấtnôngnghiệp

ởPhúYên.Sảnlượngdưahấucủatoàntỉnhđạt35.903,37tấnvànăngsuất23,33tấn/ha Phú Yên là tỉnhven biển Nam trung bộ có địa hình địa hình dốc từ Tây sang Đông, đồi núi chiếm 70% diện tíchtoàn tỉnh Thổ nhưỡng tại Phú Yên có các nhóm đất chính là đất đỏ vàng, đất xám bạc màu, đấtđen, đất phù sa dọc theo sông, suối và đất cát ven biển Phú Yên nằm trong khu vực nhiệt đới giómùa, có hai mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa khô Tài nguyên khí hậu thủy văn tỉnh Phú Yên kháđa dạng các chế độ mưa, chế độ nhiệt, chế độ ẩm, tương đối thuận lợi cho nôngnghiệp.Tuynhiên, trong nhữngnăm gần đây, khí tượng thủy văn có nhiều thayđổi.

Trong giai đoạn từ 2014 – 2021, tình hình sản xuất dưa hấu tại Phú Yên ổn địnhqua các năm và chủ yếu gieo trồng trong vụ Đông xuân để phục vụ Tết Nguyên Đánvàxuấtkhẩu.Năm2014,tổngdiệntíchgieotrồngdưahấulà1.159ha,năngsuấtbìnhquân là 16,92 tấn/ha.Năm 2020, tổng diện tích gieo trồng dưa hấu là 1.977,81 ha, năng suất bình quân là 23,01 tấn/ha.Năm 2021, do tình hình dịch bệnh, diện tích dưa hấu năm 2021 có giảm so với năm 2020, tổngdiện tích dưa hấu là 1.538,73 ha, năng suất bình quân là 23,33 tấn/ha (Bảng1.2).

Tại Phú Yên, cây dưa hấu được tập trung trồng chủ yếu ở các huyện miền núinhư huyện Sông Hinh (xã Đức Bình Đông, Đức Bình Tây, Ea Trol, Sơn Giang), huyệnSơnHòa(xãSơnHội,EaChàRang,SơnPhước,SơnHà,SơnĐịnh),huyệnĐồngXuân

(xãĐaLộc,XuânLãnh,XuânQuang1,XuânQuang2,XuânQuang3)vàcác xãvùng đất đồithuộc huyện Tuy An (xã An Nghiệp, An Lĩnh), huyện Tây Hoà (xã Hoà Phú,HoàTânTây),huyệnPhúHoà(xãHoàHội).Cácđịaphươngcònlạidiệntíchtrồngdưa không đángkể (Bảng1.3).

Sản xuất nông nghiệp gặp nhiều khó khăn do các nguyên nhân như biến đổi khíhậu, diễn biến sâu bệnh gây hại cây trồng phức tạp và việc lạm dụng thuốc bảo vệ thựcvật có nguồn gốc hóa học trong nông nghiệp Thành phần sâu bệnh hại phổ biến vàgâyhại nặng ở Phú Yên là bọ trĩ, sâu xanh ăn lá, sâu khoang và bệnh nứt thân chảy nhựa Cây dưa hấu mặc dù có giá trị dinh dưỡng vàkinh tế cao, nhưng diện tích và năng suất còn hạn chế, chưa đáp ứng được nhu cầu và thị hiếu của thị trường Việc quản lý trong sảnxuất có nhiều bất cập, kém bền vững như sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu không đúng liều lượng, không đảm bảo thời gian cách lydẫn đến dư lượng thuốc bảo vệ thực vật còn tồn đọng trên sản phẩm thu hoạch, gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người và môitrường, làm giá trị kinh tế câydưa.

Bảng 1.2Tình hình sản xuất dưa hấu ở Phú Yên trong giai đoạn 2014 - 2021Năm

Sản lượng (tấn)Đông

XuânCả năm Tỷ lệgieotrồng(%)XuânĐôngnămCảXuânĐôngCả năm

Nguồn: Cục thống kê tỉnh Phú Yên, 2022

Bảng 1.3Diện tích sản xuất dưa hấu (ha) tại các địa phương ở Phú Yên trong giai

đoạn 2014 - 2021

SôngCầu

Trước nhu cầu tiêu thụ của thị trường nói chung và xu hướng sản xuất của địaphương nói riêng, Nhà nước đã xây dựng định hướng lâu dài cho việc sản xuất nôngsản, tạo động lực thúc đẩy các vùng sản xuất rau, quả phát triển theo hướng bền vững,góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng bằng nhiều văn bản, cụ thể như Quyết định số124/QĐ-TTgngày02/02/2012vềviệcphêduyệtQuyhoạchtổngthểpháttriểnsảnxuất ngành nôngnghiệp đến năm 2020 và tầm nhìn đến năm 2030, Quyết định số 899/QĐ- TTg ngày10/6/2013 về việc phê duyệt Đề án tái cơ cấu ngành nông nghiệp theohướng nâng cao giá trị gia tăngvà phát triển bền vững của Thủ tướng Chính phủ; Quyết định số 1976/QĐ-UBND ngày 10/10/2017 về việc phê duyệtQuy hoạch tổng thể phát triển sản xuất nông nghiệp tỉnh Phú Yên đến năm 2025, tầm nhìn đến năm 2030, Chỉ thị số 14/CT-UBNDngày23/8/2013vềviệctăngcườngquảnlýsảnxuất,tiêuthụrauđểđảm để đảm bảo antoàn thực phẩmtrênđịa bàn tỉnh của UBND tỉnh PhúYên;Công văn số 854/SNN ngày26/8/2013 về việc tăng cườngquảnlý sản xuất tiêu thụ rau để đảm bảoATTPtrênđịabàntỉnh,Côngvănsố916/SNNngày14/10/2011vềviệctăngcườngkiểmsoátviệc sửdụng hóa chất trong sản xuất thực phẩm nông sản của Sở Nông nghiệp và PTNT PhúYên Để đảm bảo chất lượng các loại nông sản, đặc biệt sản phẩm rau,quảxanhđòihỏicácnhàkhoahọcvàngườisảnxuấtcầnđưaranhiềugiảiphápthựchiện.

1.3 NGHIÊNCỨUVỀBỆNHNỨTTHÂNCHẢYNHỰATRÊNCÂYDƯAHẤU DO

NẤMDidymella bryoniaeGÂYRA

1.3.1 Vị tríphân loại nấmDidymellabryoniae

NấmDidymella bryoniaethuộc giới Fungi, ngành Ascomycota, bộDothideomycetes, họ Didymellaceae, chiDidymella Tên khoa họclàMycosphaerellamelonishayDidymella bryoniae(sinh sản hữu tính) vàPhoma

cucurbitacearum(Fr.) Sacc (sinh sản vô tính).

Họ Didymellaceae là một trong những họ đa dạng nhất trong bộ nấmPleosporales (Ascomycota, Pezizomycotina, Dothideomycetes), với hơn 5400 taxođược liệt kê tại MycoBank (Crous và cs, 2004) [64] Hệ thống phân loại của họDidymellaceae đã trải qua những thay đổi đáng kể thông qua các phân tích về hình tháihọc và phát sinh loài dựa trên dữ liệu về trình tự DNA của các chủng được được địnhdanh trước đó (Chen và cs, 2015a) [55] Theo Aveskamp và cs (2010) [39], họ

Didymellaceae gồm ba chi chính làAscochyta,Didymella,Phomavà các nhóm tương

đồng khác được nhóm lại trong họ Didymellaceae, vùng ranh giới của họ

Didymellaceae, gồm các chiEpicoccum,Peyronellaea,Stagonosporopsisvà đề nghịthêm các chi khác làBoeremia,LeptosphaerulinavàMacroventuria Trong những

nghiên cứu mới nhất, dựa trên cơ sở dữ liệu về trình tự DNA đa locus, họDidymellaceae được phân loại và phân chia thành 19 chi, bao

gồm:Allophoma,Heterophoma, Calophoma(Chen và cs, 2015a, b) [55, 56],Ascochyta,

Didymella,

Phoma,Phomatodes,Epicoccum,Peyronellaea,Stagonosporopsis,Boeremia,Leptosphaerulina, Macroventuria, Nothophoma(Aveskamp và cs, 2010)

[57].NấmD.bryoniaep h â n bốkhắpThếgiới,ghinhậnxuất hiện nhiều ở Trung và Nam Mỹ,

Caribê, Châu Á, Châu Phi, Châu Âu và Châu Đại Dương (CABI, 2015) [52] Dựa trên sự biếnđộng di truyền của thực vật ký chủ và tác nhân gây bệnh, Santos và cs (2009) [154] đã đánh giá

khả năng gây bệnh của nấmD.bryoniaeđối với câytrồng.

1.3.2 ĐặcđiểmhìnhtháivàditruyềnnấmDidymellabryoniae

Cácđặc điểm về cấutrúcbào tử của nấmD.bryoniaecóthểđượcxác địnhbằngcác

phươngpháp gồmphântích môitrường sinh trưởng, pháttriển của bào tửnấmgâybệnh,cácđặcđiểmvềcấutrúc,hình dạng bàotử,kích thước bàotửnấmgâybệnhvà

kỹthuậtsinh họcphântử NấmD.bryoniaecóhai hình thứcsinhsảnlàsinhsản

Ở giai đoạn sinh sản vô tính, nấm có tên khoa học làPhoma

cucurbitacearum(Fr.) Sacc Tên khoa họcDidymella bryoniae(Auersw.) Rehm được

công bố năm1881 do Rehm đề nghị, sau đó ông chuyển những loài đuợc mô tả bởi Auerswald (1869) đến chi mới

làDidymellaSacc (Nguyễn Thị Thu Nga, 2010) [134] Quả thể vô tính có tên

làquảcành(pycnidia)tạoracácbàotửphânsinh(conidia)đểthựchiệncơchếditruyền Quả cành có dạnghình cầu, màu đen, đường kính 120 – 180 µm và được hình thànhngaytrênbềmặtmôkýchủ.Quảcànhchứabàotửphânsinh,mỗibàotửcó1-2tếbào dạng hình thoi,kích thước 6 - 13µm (Keinath, 2002) [158] (Hình1.2).

Hình 1.2Giai đoạn sinh sản vô tínhPhoma cucurbitacearum

(A) Quả cành (pycnidia) màu đen, 120 – 180µm, bám trên bề mặt lá, thân và

quả (B) Bào tử phân sinh (conidia), đơn bào, đầu trong, hình trụ, trong suốt, không cóvách ngăn hoặc vách ngăn đơn (Newark và cs, 2014) [132]

Ởgiaiđoạnsinhsảnhữutính,nấmcótênlàMycosphaerellamelonis(Pass.)Chiu & J C WalkerhayD bryoniae(Auersw.) Rehm (Chiu và Walker, 1949) [60], cơ chế

ditruyềnđượcthựchiệnbằngquảthểcódạnghìnhbầu(perithecia)tạoracácbàotửtúi (ascospores).Quả thể dạng hình bầu được hình thành do sự dung hợp hữu tính của hai sợi nấm khácnhau, sợi nấm có vách và sợi nấm phân nhánh Nhân của sợi nấm dung hợp thành hợp tử(n × n = 2n), sau các lần phân bào nguyên phân và giảm phân tạo ra

(ascospore) được chứa bên trong một túi bào tử (asci) Quả thể dạng hình bầu màu đen,đuờng kính từ 140 – 200µm, bên trong chứa các túi bào tử có kích thuớc 60 - 90 × 10 -15µm Bào tử túi có dạng hình trụ hoặc elip, nhọn hai đầu, có vách ngăn ngang và kíchthuớc 15 - 21 × 5 - 8µm (Punithalingam và Holiday, 1972) [144] (Hình 1.3) Giai đoạnhữu tính của nấm được quan sát thấy xảy ra ngoài tự nhiên tại các vùng trồng dưa hấu ởBrazil (Santos và Filho, 2009)[154].

Ngoài ra,mộttrườnghợpđặcbiệt hiếmkhixuấthiệnởgiai đoạnsinhsảnhữutínhlàsựxuấthiện của các cấutrúcgiả quả thể bầu(psuedothecia) Quảthể giả dạng hìnhbầuchỉđượctìmthấytrêncâybịnhiễmbệnh,đặcbiệtlàthâncây.Quảthểgiảcómàuđen,kích

thước125–213µm,chứacáctúibàotử.Mỗitúibàotửchứatámbàotửtúi(Hình1.4).

Tùy vào thời điểm và điều kiện thời tiết, nấmD bryoniaecó thể hình thành quả

thể dạng hình bầu bầu hoặc quả cành trên cây ký chủ hay đôi khi có thể được tìm thấytrong cùng mô cây ký chủ bị tổn thương Các bào tử túi ở giai đoạn hữu tính đóng vaitrò là nguồn bệnh sơ cấp, đó là mầm bệnh chính và dễ dàng phát tán xa nhờ gió Bàotử phân sinh ở giai đoạn vô tính đóng vai trò là nguồn bệnh thứ cấp, được giải phóng ởdạng keo, di chuyển trong khoảng cách ngắn nhờ giọt nước.

Hình 1.3Giai đoạn sinh sản hữu tínhDidymella bryoniae

(A) Quả thể dạng hình bầu (perithecia) màu đen, 200 µm (B) Túi bào tử (asci)chứa bào tử túi (ascospore) (C) Bào tử túi (Newark và cs, 2014) [132]

Hình 1.4Giai đoạn sinh sản hữu tínhDidymella bryoniae

(A) Quả thể giả dạng hình bầu (pseudothecia) màu đen, 125 – 213 µm (B) Túibào tử (asci) chứa 8 bào tử túi (ascospore) (C) Bào tử túi, 14 – 16 x 4 – 6 µm (Newark

và cs, 2014) [132]

Đểchẩnđoánchínhxáctácnhângâybệnh,cácmẫubệnhthuđượccầnphảiđược phân lập vàlàm thuần, sau đó so sánh với các mẫu đã biết trước đó hoặc được kiểm tra lại bằng cách lâynhiễm bấm bệnh trên cây khỏe Để chứng minh chủng vi sinh vật thu thập và phân lập đượcthuộc họ Didymellaceae cần đánh giá dựa trên các quan sát vềhìnhtháivàxácđịnhloàithựcvậtkýchủ(Aveskamp,2010;Chen,2015a)[39,55].Tuy nhiên, việcđịnh danh chính xác loàinấmcần dựa trên các phân tích về mặt di truyềnbằngcáckỹthuậtsinhhọcphântửgồmkỹthuậtphảnứngchuỗitrùnghợp(polymerase chainreaction – PCR) vàkỹthuật DNA đa hình và nhân bản ngẫu nhiên (RAPD) (Somai,2002; Basim, 2016) [158, 43] Qua đó, xác định trình tự vùng phiên mã bêntrong5,8SrDNA(ITS),trìnhtựDNAcủatiểuđơnvịlớn28SrDNA(LSU),tiểuđơnvị

Chỉthịditruyềngồmchỉthịtruyềnthốngvàchỉthịphântử.Chỉthịtruyềnthốnggồmchỉ thị hình thái (tínhtrạng; đặc điểm hình thái nhưmàusắc, kiểu hình hạt; đặc điểm sinhtrưởng…),chỉthịtếbào(cấutrúcnhiễmsắcthể)vàchỉthịsinhhóa.Chỉthịphântử(chỉ thị DNA)nằm gần hoặc liên kết với gen, ít hoặc không ảnh hưởng đến kiểu hình, đánhdấusựthayđổitrongphântửDNAvàđượcchiathànhnhiềuloạidựatrênsựkhácnhau

Các phân tích dựa trên phương pháp điện di đã chứng minh việc phân loại cácloài thành nhiều chi khác nhau tùy theo sự giống nhau về mặt tiến hóa dựa trên trình tựcácvùngITScủachúng.Cáctrìnhtựđượcphântíchchothấymốiliênhệvớicácchủng phân lập có

liên quan đếnD bryoniaevà phù hợp với đặc điểm nhận dạng nucleotide

đượckhaitháctừcơsởdữliệuGenBank.KỹthuậtphảnứngchuỗitrùnghợpPCRthông thường đã tạo racác đoạn phân tử khuếch đại có kích thước khoảng 120; 780 và 560bptươngứngvớicácđoạncặpprimerDB-F3/DB-R3,GSBF1/GSBR1vàITS1/ITS4(Bảng 1.4) (Basim,2016) [43].

Bảng 1.4Primer và điều kiện phản ứng PCR để xác địnhDidymella bryoniae

PrimersChuỗi trình tự nucleotid

Điều kiệnthực hiệnphản ứngPCR điện di

Điều kiệnthực hiệnphản ứngPCR – real

GCTTGTAGGCGAATAATGAGCC-1 phút 95oC,45 giây 60oC,1 phút 72oC,10 phút 72oC

15 giây94oC,30 giây60oC,30 giây72oC,2 phút 72oC

3 phút 95oC,35 vòng

1 phút 95oC,45 giây 60oC,1 phút 72oC,10 phút 72oC

30 vòng

2 phút58oC,60 giây 72oC,5 phút 72oC

1.3.3 BệnhnứtthânchảynhựatrêncâydưahấudonấmDidymellabryoniaegâyra

Các đối tượng sinh vật gây hại trên cây trồng thuộc họ Bầu bí gồm sâu hại,bệnh

hại gây ra bởi nấm, vi khuẩn, virus và tuyến trùng Trong đó, bệnh nứt thân chảy nhựa do nấmDidymella

bryoniae(Auersw.) Rehm gây ra là bệnh gâyhạichính trên nhóm cây họ Bầu bí nói

chung và cây dưa hấu nói riêng (Somai và cs, 2002; Newark, 2014) [158, 132] Bệnhnứt thân chảy nhựa được ghi nhận tại nhiều nơi trên thế giới nhưngbệnhgâyhạinặngnhấtởnhữngvùngđịalýcókhíhậunóngvàẩm(SitterlyvàKeinath, 1995, Choi

và cs, 2010) [97, 59] Bệnh nứt thân chảy nhựa do nấmD bryoniaegây ra có nguồn bệnh

tồn tại từ đất, không khí hoặc lây lan từ nguồn hạt giống Tuy nhiênnhữngbộphậncủacâybịnhiễmvàchếttừvụtrướclàmộttrongnhữngnguồnlâybệnh

chínhtrêndưahấu(NguyễnThịThuNga,2009)[15].Nguồnbệnhsơcấptrênruộng

dưamớitrồngcóthểtừhạtgiống,trongđấthaytừkhôngkhídogiómangbàotửtừnơi khác đến.

NấmD bryoniaecó thể tồn tại trong hạt Bào tử trên bề mặt hạt có thể sống

sót21thángvàsựtồntạicủasợinấmtronghạtđượcghinhận41,7%sau24tháng(Chen và cs, 2021) [58].

Hầu hết cây con được ghi nhận do nấmD bryoniaetrong nhà lưới

trướckhiđemrangoàiđồng.Việcsửdụngnhữnghạtgiốngbịnhiễmbệnhđểgieotrồng làm gia tăng

sự nghiêm trọng của bệnh trên đồng ruộng Trong đất,D bryoniaecó thể hình thành bào tửáo để lưu tồn ít nhất trong hai năm (Keinath, 2002) [158] NấmD.bryoniaecó thể tồn

lưu trong hạt giống hay trên xác bả thực vật nằm trong đất trên hai năm ở dạng vô tính(pycnidia) hay hữu tính (pseudothecia), sợi nấm hoặc các bào tử

váchdày.NguồnbệnhnấmD.bryoniaec ó thểbắtnguồntừđất,hạtgiống,khôngkhí,… Trong các con

đường lan truyền thì lan truyền qua đất là nghiêm trọng nhất Ngoài ra mầm bệnh có thể bắt nguồndo mưa và nước tưới từ lá, thân cây bệnh xâm nhiễm lên các lá cây khỏe Bệnh gây hại nặng ảnhhưởng đến năng suất và phẩm chất trái (Guner và Wehner, 2003; Santos, 2009) [83, 154] Bệnhcòn một số tên gọi phổ biến khác như bệnh chạy dây, bệnh bã trầu, bệnh xì mủ thân, bệnh bạclá…

Trongcácchỉsốvềkhíhậu,nhiệtđộvàẩmđộlàhaiyếutốchủđạoxácđịnhtính chất biến độngdi truyền của nấm gây bệnh, ảnh hưởng đến diễn biến phát sinh gây hại của bệnh nứt thân chảynhựa trên cây dưa Ngoài đồng ruộng, nhiệt độ tối ưu cho khả năng bệnh phát sinh gây hạinặng trên cây dưa hấu là là 24oC Trong điều kiện phòng thí nghiệm, sự xâm nhiễm mạnh

của nấmD bryoniaevà gây thối quả khi nhiệt độ dao động khoảng 27,2 - 23,8oC vàdiễn biến bệnh giảm ở 29,4oC Ngoài ra, ẩm độ cũng đóng vai trò quan trọng gây ảnh

hưởng đến khả năng xâm nhiễm của nấmD bryoniaevà phát triển của mầm bệnh, ẩm

độ tuyệt đối cao và đất ẩm ướt là điều kiện thuận lợi cho sự xâmnhiễm.

CâydưahấucóthểbịnấmD.bryoniaex â m nhiễmởbấtkỳgiaiđoạnsinhtrưởng nào của cây,

từ cây con đếncâytrưởng thành, ra hoa, đậu quả (Newark, 2014) [132] Triệu chứngnhiễm bệnh có thể quan sát thấy trên các bộ phận của cây dưa hấu như lá, thân, rễ và

trái (Neergaard, 2010) [65, 134] Bào tử nấmD bryoniaecó thể xâm nhập vào cây ký

chủ gián tiếp qua vết thương cơ học hay côn trùng chích hút hoặc trực tiếp bằng cáchhình thành đĩa áp xâm nhiễm qua lớp cutin trên bề mặt lá hay khí khổng(Neergaard,1989;2010)[65;134].Thôngthườngvịtrínấmxâmnhiễmxảyraởtếbào biểu bìhoặc giữa những tế bào bảo vệ của khí khổng này với khí khổng kia Sau khi xâm nhiễmthành công, sợi nấm tăng trưởng trong những khoảng trống gian bào, kết quả là tế bào bị

phá hủy (Nguyễn Thị Thu Nga, 2009) [19] NấmD bryoniaetạo ra nhiều loại enzymethủy phân nhưpolygalacturonase(PG),pectin methylesterasevàcellulase, trongđópolygalacturonaselà enzyme quan trọng nhất dẫn đến sự phá vỡ tế bào Chiu vàWalker (1949) [60] cũng quan sát thấy trường hợp nấmD bryoniaexâm

nhiễmtrựctiếplênlớpbiểubìlácâydưahấu,sựxâmnhiễmquakhíkhổngkhôngquan sátđược.Hiện nay, biện pháp phòng trừ bệnh hại được người nông dân áp dụng chủ yếulà sử dụng thuốc hóa học Tuy nhiên, với việc sử dụng thuốc không đúng liều lượng,không đảm bảo thời gian cách ly dẫn đến dư lượng thuốc bảo vệ thực vật trên quả vượtmứcchophép.Nhằmquảnlýbệnhhạicóhiệuquả,antoànchomôitrườngvàđảmbảo

chấtlượngsảnphẩm,cầnxâydựngvàthựchiệnmộthệthốngquảnlýsinhvậthạitổng hợp vớinhiều biện pháp như canh tác, giống, sinh học và hóa học Trong đó, việc sử dụng vi sinhvật như một tác nhân sinh học để quản lý bệnh hại đang là xu hướng tích cực trong quảnlý nông nghiệp hiệnđại.

1.3.4 CácnghiêncứuvềnấmDidymellabryoniaetrênThếgiớivàViệtNam

Chiu và Walker (1949) [60] đã thực hiện các nghiên cứu đầu tiên về bệnh nứt

thân chảy nhựa do nấmD bryoniaegây ra trên cây họ Bầu bí thông qua các quan sátđặc điểm hình thái của của bào tử và độc tính gây bệnh của nấmD bryoniae Các

nghiên cứu khác tiếp tục được thực hiện dựa vào sự đánh giá đa dạng di truyền bằngphương pháp kỹ thuật hiện đại như RAPD (Random-amplified polymorphic DNA),AFLP của đoạn ITS rDNA hay giải trình tự đoạn ITS rDNA (Somai và cs, 2002;Babu,2015; Basim, 2016) [158, 42, 43] Nghiên cứu về độc tính của nấm cho thấy cácenzym phân hủy thành tế bào

nhưpolygalacturonase(PG),pectate lyase(PL), pectin lyase Gal) vàcellulase(Cx) liên quan đến khả năng gây bệnh của nấmD bryoniae(Zhang và

(PNL),β-galactosidase(β-cs, 2010)[48].

Nghiên cứu của Basim và cs (2016) [43] ghi nhận khả năng gây bệnh của nấm

D.bryoniaet r ê n câydưahấu(Citrulluslanatus(Thumb.)),dưalưới(CucumismeloL.), dưa chuột(Cucumis sativusL.) và bí ngô (Cucurbitaspp.) Cây dưa hấu mẫn cảm đối với bệnh

nứt thân chảy nhựa do nấmD bryoniaehơn so với các loài cây trồng khác

hạnchếrõràngnấmD.bryoniaetronginvitro.HaichủngA12vàC28cũnghạnchếrõ ràng bệnh

hại trên rễ với hiệu lực 44,2% và trên các bộ phận phía trên 40,3% Khi sửdụngchocâytrongvườnươmvàthờiđiểmtrồngraruộngchủngA12cònlàmtăngsinh

khối 18,4-49,0% so với đối chứng Các chủng A12 và C28 đều thể hiện khả năng khutrú tốt trên rễ dưa hấu (Zhao và cs, 2022) [72].

Tác nhângâybệnh, nấmD bryoniaecó khả năng tồn tại trên nhiều vị trí,gâyhại ở

nhiều bộ phận của cây trồng do đó để hạn chế bệnh hại cần sử dụng một hệ thống tổnghợp bao gồm sử dụng hạt giống sạch bệnh, giống kháng bệnh, sử dụng cây consạchbệnh,loạibỏtàndưcâybệnh,loạibỏcâykýchủphụ,luâncanhcâytrồng,càyvùi tàn dư, sửdụng tác nhân sinh học, sử dụng thuốc hóa học và thu hoạch bảo quản tốt để hạn chế bệnhthối trái sau thu hoạch… (Paret và cs, 2015)[117].

ra ở miền Trung trên cơ sở triệu chứng bệnh hại và đặc điểm hình tháitác nhân gây bệnh (VũHuy Trung và cs, 2005) [27] Các tác giả cũng đã công bố về biện pháp quản lý bệnh nứt thân chảy nhựa dưa hấu trong đó sửdụng thuốc hóa học như Topsin M, Viben-C, Derosal, Ridomil đem lại hiệu quả kinh tế cao (Vũ Huy Trung và cs, 2005) [27].Biện pháp canh tác gồm vệ sinh đồng ruộng sau vụ trồng, khử trùng hạtgiống,khửtrùngđấttrướckhitrồnglàcầnthiết.Luâncanhnhữngcâykháchọbầubíít nhất là 2 nămcó hiệu quả để giảmtỷlệ bệnh (Paret và cs, 2014; 2015) [132,117].

Theo Nguyễn Thị Thu Nga và cs (2010) [134] vi khuẩnP fluorescens231-1 đãđượcđịnhdanhlạilàPseudomonasaeruginosa231-1,cókhảnăngứcchếsựpháttriển

Từnhữngdữliệukhoahọctrêncóthểthấyrằngchưacónhiềucôngbốvềnghiên cứu sự đa dạng

di truyền quần thể nấmD bryoniaegây hại trên cây trồng ở Việt Nam Các nghiên cứu

chủ yếu tập trung nghiên cứu giám định và các biện pháp quản lý bệnhnhưhóahọcvàsinhhọc.Đâylàlàcơsởkhoahọcvàthựctiễnchothựchiệnđềtàithành công có đónggóp về khoa học và ứng dụng vào thực tiễn sản xuất ở miềnTrung.

1.4 BIỆN PHÁP SINH HỌC TRONG PHÒNG TRỪ TÁC NHÂN GÂYBỆNH

1.4.1 VikhuẩnBacillusvàkhảnăngkiểmsoáttácnhângâybệnhcâytrồng

1.4.1.1 Cơ chế kiểm soát bệnh tác nhân gây bệnh cây trồng của vikhuẩn

Trong tự nhiên các loài vi sinh vật có ích luôn tồn tại, phần lớn đều có lợi chocon người, cây trồng và nguồn tài nguyên thiên nhiên Nghiên cứu và ứng dụng vi sinh

vậtcóíchnóichungvàvikhuẩnnóiriênglàbiệnphápkiểmsoátsinhhọctácnhângây bệnh hạicây trồng, đây chính là chìa khóa khởi tạo nền nông nghiệp bền vững (Azcón-AguilarvàBarea,1997)[41].Hiệnnaynhómvisinhvậtsửdụngnhiềuđểkiểmsoátvà

hạnchếdiễnbiếnbệnhgâyhạicâytrồnglàcácchủngvisinhvậtvùngrễkíchthíchsinh trưởng thực vật(PGPR – Plant Growth Promoting Rhizobacteria) PGPR là những vi sinh vật cư trú tại vùngrễ của cây trồng, dễ dàng hình thành khuẩn lạc, có hệ số nhânlớnvàảnhhưởngtrựctiếphoặcgiántiếpđếntácnhângâybệnhhạiởthựcvật.Vikhuẩn có thể có lợi choquá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng hoặc trung tính, vi khuẩn vùng rễ có nhữngkhác biệt ưu thế hơn so với vi khuẩn trong đất (Lynch, 1990; Lê Như Cương và cs, 2019;Nguyễn Xuân Vũ, 2021) [124, 8, 32] Trong các nhóm tác nhân sinh học được sử dụng đểphòng chống bệnh hại cây trồng, nấm và vi khuẩn là nhóm vi sinh vật đang được nghiên cứuứng dụng phổ biến trên Thế giới cũng như tạiViệtNam.Tuynhiêncácnghiêncứuứngdụngsửdụngtácnhânsinhhọccụthểvàtrên diện rộngtrong việc phòng chống bệnh nứt thân chảy nhựa trên cây dưa hấu vẫn còn hạnchế.

Trong các vi sinh vật đất, vi khuẩn chiếm ưu thế với khoảng 95% về số lượng.Một gram đất có thể chứa 108– 109tế bào vi khuẩn và số lượng vi khuẩn có thể phânlập và nuôi cấy được chiếm khoảng 1% số vi khuẩn hiện diện trong đất (Glick, 2012)[84].Cácloàivikhuẩncókhảnăngứcchếsinhtrưởngvàpháttriểncủacácloàivisinh vật gây hạikhác được gọi là vi khuẩn đối kháng Sự phân bố vi khuẩn trong đất phụ thuộc vào điềukiện dinh dưỡng trong đất như nhiệt độ, ẩm độ, và một số các yếu tố khác như muối, acidvà thảm thực vật Quan hệ đối kháng giữa vi khuẩn có ích và tác nhân gây bệnhchocâytrồng phụ thuộc vào môi trường, cây ký chủ và tính đặchiệu.

Vi sinh vật có thể có thể tác động đến cây trồng thông qua cơ chế đối kháng tácnhân gây bệnh như sản sinh các chất kháng sinh (Brucker, 2008; Mazurier, 2009;Sherathia, 2016) [50, 128, 160] hoặc thông qua sự tổng hợp, khoáng hoá hoặc chuyểnhoá các chất dinh dưỡng xảy ra trong quá trình chuyển hoá vật chất của vi sinh vật nhưquá trình cố định nitơ, phân giải lân, sinh tổng hợp auxin, gibberellin, etylen (Costa,2018;Gomes,2018)[61,82].Bằngcáchtậndụngcácchấtdinhdưỡngđượcgiảiphóng liên tục từrễ hoặc lá của cây trồng đang sinh trưởng và phát triển, các chủng vi khuẩn có ích sẽ xâmnhập bề mặt lá, hệ thống rễ và lớp đất xung quanh cây trồng một cách hiệuquả.

Vi khuẩn tác động có lợi đến cây trồng bằng cách bảo vệ cây tránh bị mầmmống gây bệnh thực vật tấn công cây trồng thông qua ba cơ chế chính: [1] Cạnh tranhchất dinh dưỡng; [2] Sản sinh các độc chất thực vật (allelochemical); [3] Kích thíchtính kháng hệ thống kháng ở cây trồng (ISR – Induced Systemic Resistance) (Cawoyvà cs, 2011) [54].

[1] Cơ chế cạnh tranh không gian sống và chất dinhdưỡng

Sựcạnhtranhvềkhônggiansống,cácnguồntàinguyênnhưchấtdinhdưỡngvà oxy, sinhkháng sinh hay tạo protein thường xảy ra giữa các sinh vật sống trong đất.Đâylàquátrìnhdiễnraliêntụcgiữacácnhómvisinhvậttrongđấtđểđạttrạngtháicân

gâybệnhđểchiếmcácnguồndinhdưỡng.Vớilượngchấtnềntươngđốithấptrongvùng rễ, hiệu quả hấpthu và chuyển hóa chất dinh dưỡng của vi khuẩn là yếu tố then chốttrongkhảnăngcạnhtranh.Sựcạnhtranhvềcácnguyêntốvilượngnhưsắt,đồng,kẽm, mangan …cũng xảy ra trong đất Sắt là yếu tố tăng trưởng thiết yếu cho mọi sinh vật sống và sự khanhiếm dạng đặc hiệu sinh học ở môi trường sống trong đất dẫn đến sự cạnh tranh gay gắt(Loper và Henkels, 1997) [120] Siderophore là một loại proteine sinh ra trong quá trình sinhtrưởng của vi sinh vật, nó có khả năng hấp thụ các ion Fe+3trong môi trường với áp lực caonhằm phục vụ trực tiếp cho sự sinh trưởng và hô hấp của vi sinh vật, làm cho môitrường xung quanh nghèo sắt, dẫn đến các loại vi sinh vậtkháckhôngcóđủionFe+3choquátrìnhsinhtrưởngcủacây,dođóchúngsẽkhôngsinh

trưởngđược(LopervàHenkels,1997;HaasvàDéfago,2005;ĐặngThịNgọcThanhvà cs, 2016;Louden và cs, 2011) [120, 88, 24,122].

[2] Cơ chế ức chế trực tiếp tác nhân gây bệnh hại câytrồng

Cơ chế kháng sinh: Vi sinh vật có thể tiết ra một số hoạt chất kháng sinh(antibiosis)cótácdụngkìmhãmsựpháttriểncủasinhvậtkhác,ứcchếmầmbệnhđược sinh ra trongquá trình sinh trưởng của vi sinh vật, giúp cây trồng sinh trưởng và phát triển Trong số rất

nhiều phân tử có hoạt tính sinh học đượcBacillustổng hợp, cáchoạt chất kháng sinh như kanosamine,

zwittermicine hay aminoglycoside hoặc các phân tử hợp chất peptide có khả năng kháng nấm hay diệt khuẩn có khả năng ức chế sự tăngtrưởng của các tác nhân gây bệnh hại thực vật Đối kháng (hay kháng sinh) là cơ chế được biết đến nhiều nhất và quan trọng nhất được sửdụng để hạn chế sự xâm nhập của mầm bệnh vào mô câychủ.

Các loàiBacillusnhưB.amyloliquefaciens,B.subtilis,B.cereus,B.licheniformis,

B.megaterium,B.mycoidesvàB.pumilusđượcbiếtđếnlànhữngvikhuẩnsản xuất

cácphântửkháng sinh.Bacillus subtiliscó4 – 5%bộ gen dùngđểtổnghợpkháng

hợpchất peptideđại diện cho nhómkhángsinhBacilluschiếmưuthế, thể được cấu

tạohoàntoàntừcác acid aminvà cónhiềukích thước khácnhau Các loài vi

ngsinhnhư oligopeptide, rhizocticin phosphono-oligopeptide, lipopeptidetuầnhoàn

acidamin,bảnchấtcủachutrìnhpeptide,độdàivàsựphânnhánhcủachuỗiaxitbéo

tạotừcácchuỗipeptidecơbảnvàxuấthiệnhoạtchấtkhángsinhaminoglycoside(Stein, 2005)

[164].CáclipopeptidecLPBacillusthểhiệncáchoạtđộngkhángsinhcụthểnên có thể tham gia

một cách khác nhau vào sự đối kháng của các mầm bệnh thực vật khác nhau Ngoài ra, các

loài vi khuẩnBacilluscòn có thể tạo ra các chuỗi heptapeptide có

khảnăngliênkếtvớiacidbéotựdođểhìnhthànhcáchoạtchấtkhángsinhnhưsurfactin, iturinvàfengycin.

Cơ chế ức chế khác: Khác với cơ chế kháng sinh với khả năng sản sinh các hoạtchất có trọng lượng phân tử thấp và không cần tiếp xúc vật lý, cơ chế ký sinh cũng làmột cơ chế quan trọng được sử dụng bởi một số vi sinh vật có khả năng phá hủy thànhtếbàomầmbệnhbằngcácenzymephânhủy.Vikhuẩncókhảnăngkýsinhvàsảnxuất các enzymephânhủythành tế bào và gắn lên bào tử hoặc sợi nấm của mầm bệnh (Whipps, 2001).Một số tương tác khác xảy ra giữa tác nhân gây bệnh và vi khuẩn có ích đã dẫn đếnkhả năng kiểm soát sinh học như sự hình thành màng sinh học, bất hoạt yếu tố nảymầm của mầm bệnh và suy thoái các độc tố gâybệnh.

[3] Cơ chế kíchkháng

Vi khuẩn kích thích sinh trưởng thực vật (PGPB) là vi khuẩn sống xung quanhvùng rễ của cây trồng, khi tương tác với rễ cây có thể kích thích cơ chế kháng bệnh tựnhiên của cây trồng, chống lại vi khuẩn hay nấm gây bệnh Hiện tượng này được gọi làtính kháng hệ thống (ISR) (Ryu và cs, 2004) [152] Các vi khuẩn có khả năng sản sinh

chấtgâycảmứngISRbaogồmcácvikhuẩngramâmnhưPseudomonasspp.vàSerratiaspp.hayvikhuẩngramdươnglàBacillusspp.(Bent,2006;Kloeppervàcs,2004,2006) [45, 99,68].

Tínhkhánghệthốngcâytrồng(ISR)làmộtquátrìnhgồmi)tếbàothựcvậtnhận biết các chấtkích thích được tạo ra bởi các tác nhân cảm ứng, ii) sự truyền tín hiệu cầnthiếtđểtruyềntrạngtháicảmứngtrongcâyvàiii)cơchếbảovệđượckíchhoạthạnchế hoặc ức chế sựxâm nhập của mầm bệnh vào mô thực vật (Van Loon, 2007) [44] Việc phân lập một số chủngPGPR có hiệu quả trong kiểm soát sinh học hoạt động của tác nhân gây bệnh đã làm sáng tỏ sựđa dạng trong phương thức hoạt động của vi khuẩn có ích thông qua cơ chế kích hoạt hệ thốngbảo vệ ở cây trồng Do tính hệ thống củacâytrồng, khả năng phòng thủ được nâng caođược thể hiện ở rễ cũng như ở lá Sự kíchthíchhệthốngmiễndịchthựcvậtnàyđạidiệnchomộttrongnhữngkhíacạnhmớiđược

pháthiệnvềtươngtácgiữathựcvậtvàvikhuẩn(BakkervàVanLoon,2007)[44].Một số chủng vikhuẩn có thể làm giảm sự xâm nhiễm bệnh thông qua kích hoạt nhanh các phản ứng phòngvệ của cây khi mầm bệnh tấn công, tăng cường sức đề kháng của cây trồng (Conrath và cs,2006) [63] Các phân tử bảo vệ như phytoalexin hay protein (chitinase,β- 1, 3-glucanase, chấtức chế proteinase…) và li gn in c ó tác dụ ngc ủn gc ố

thànhtếbào(VanLoon,2007)[44].Thànhtếbàodàylên,phântửbảovệdínhvàothành tế bào hoặc cácmô lân cận tế bào thực vật bị tổn thương là những rào cản ngăn chặn mầm bệnh lấy chất dinhdưỡng và làm chậm sự xâm nhập của nấm (Lugtenberg và cs, 2002)[107].

1.4.1.2 CácnghiêncứuvềkhảnăngkiểmsoáttácnhângâybệnhcâytrồngcủavikhuẩnBacillus trênThế giới và ViệtNam

B subtilisthu được từ kết tủa sau phản ứng với amoni sunphat ở pH 2.0 đã ức chế hoạt

nấmbệnhthôngquaviệctiếthoạtchấtN-acetylglucosaminidasevàglucanase(Manjula & Podile,

2005) [127] Ngoài ra, vi khuẩnB subtiliscũng có thể hạn chế bệnh thánthư trên cây đậu tương và cây

bông (Bakker, 2007; Bettiol, 2011) [44,54].

Hoạt động đối kháng củaBacillusspp liên quan đến nhiều cơ chế như kháng

sinh, cạnh tranh dinh dưỡng và không gian sống và kích kháng, trong đó kháng sinh là

cơ chế phổ biến Các vi khuẩn vùng rễ thuộc chi vi khuẩnBacillusgồm nhiều loàin h ư

B subtilis,B cereus,B amyloliquefaciens,B pumlus,B maycoides,B.pastueri,B.sphaericus… có thể sản sinh nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học khác

nhau và có ức chế nhiều mầm bệnh gây hại thực vật (Gnanamanickam, 2009;

B.subtilischủngAF1cóhiệuquảhạnchếbệnhthốitráiởcâycamvàbệnhgỉsắtởcâylạc Chế

phẩm từ vi khuẩnBacillusđể trừ nấm bệnh hại cây trồng như nấmR.

solani,Fusariumspp.,Pyricularia oryzae(Kumar và cs, 2011; Jangir và cs, 2018)

Một số vi khuẩnBacillusspp có khả năng tiết ra các loại kháng sinhnhưsurfactin, fengycin, iturincó bản chất là lipopeptide và các enzyme phân hủy váchtế bàonấmnhưchitinasevàcellulases(β-1,3,β-1,4),dẫnđếnứcchếvàkìmhãmkhảnăng gây hại của

nấm bệnh (Gisi và cs, 2009; Ashwini và Srividya, 2014) [87, 40] Các hoạt

chấtliênquanđếnkhảnăngkhángnấmbệnhcủavikhuẩnBacillusnhưpumilacidinsảnsinhbởiB.pumiluscókhảnănghạnchếnấmbệnhR.solani,Pythiumaphanidermatum

tăngkhảnăngkhángbệnhhệthốngchocâytrồng(Ongenavàcs,2007)[135].Hoạtchất kháng sinh

peptide như lantibamel hay rhizocticin phosphono – oligopeptide được sản xuất bởiB.

subtilisthể hiện các hoạt động kháng nấm và diệt khuẩn (Stein, 2005; Borisova và cs,

2010) [164, 48].B cereusUW85 tạo ra hai loại kháng sinh diệt nấm, zwittermicin A và

kanosamine, được cho là góp phần ngăn chặn bệnh chết cây cỏ linh lăng

doPhytophthora medicaginisgây ra (Silo-Suh và cs, 1994) [155] Zwittermicin A cũng

có thể kiểm soát bệnh thối quả dưa chuột (Smith và cs, 1993) [157] và ngăn chặn cácbệnh khác ở cây trồng (Silo-Suh và cs, 1998)[167].

Bacillusbrevis(BreviBacillusbrevis) vàB polymyxa(PaeniBacilluspolymyxa)

sản xuất kháng sinh gramicidin S và polymyxin B peptide có tác dụng ức chế mạnh sự

nảy mầm của nấmBotrytis cinereagây bệnh mốc xám trong ống nghiệm nhưng cũngthể hiện hoạt tính cao trong điều kiện tự nhiên chống lại bệnh do nấmB cinereagây ra

trên dâu tây (Haggag, 2008) [89].

Thí nghiệm trên cây đậu và cà chua cho thấy sự biểu hiện quá mức của gen sinh

tổng hợp hoạt chất kháng sinh surfactin và fengycin ở chủngB subtilissản xuất cóliên

quanđếnsựgiatăngđángkểvềkhảnănggâyratínhkhángcủacácdẫnxuất.Hơnnữa, việc giảmbệnh ở cấp độ vĩ mô do sản xuất quá nhiều surfactin có liên quan đến những thay đổi traođổi chất liên quan đến phòng vệ trong các mô thực vật chủ (Ongena vàcs, 2007) [135] Các hợpchất dễ bay hơi như 2,3-butanediol (Ryu và cs, 2004) [152] và

lipopeptidelànhữnghợpchấtduynhấtđượchìnhthànhbởiBacillusspp.đượcxácđịnh là tác nhân có thể

gây ra hiệu ứng kích kháng cho câytrồng.

Tại Việt Nam, các nghiên cứu cho thấy tiềm năng của việc sử dụng các chủngvi

khuẩnBacillusspp.nhưlàtácnhânphòngtrừsinhhọccóhiệuquảtrongkiểmsoátmột số bệnh gây

hại trên cây trồng (Nguyễn Thị Thu Cúc và cs, 2016) [2] Việc áp dụng vi khuẩn vùng rễtrong sản xuất nông nghiệp đang chủ yếu khai thác theo 2 hướng, như phân bón vi sinh vàứng dụng trong phòng trừ sinh học Các kết quả nghiên cứu đã xác định khả năng phòng

trừ sinh học của các chủng vi khuẩn vùng rễ nhưB.amyloliquefaciens(Trần Vũ Phến vàcs, 2011; Trần Vũ Phến và cs, 2013) [20, 21],Bacillusspp (Trịnh Thành Trung và cs,

2013; Trần Vũ Phến và cs, 2014) [30,22].

Nguyễn Thị Thu Nga và cs (2010) [134] đã thực hiện nghiên cứu đầu tiên sử

dụng hai chủng vi khuẩnPseudomonas fluorescens231-1 vàBacillus8 có khả năngphòng chống bệnh nứt thân chảy nhựa trên cây dưa hấu do nấmD bryoniaegây ratrongđiềukiệnnhàlưới.Tiếpđó,việcsửdụngvikhuẩnP.fluorescens231-1vớinghiệm

thức(áođất,tướihạtvàphunlá)cũngmanglạihiệuquảphòngchốngcaođốivớibệnh nứt thân

chảy nhựa do nấmD bryoniaegây ra ở điều kiện ngoài đồng (Nguyễn Thanh Giàu và

Nguyễn Trung Long, 2010)[134].

Vi khuẩnB subtiliscó thể kết hợp với thuốc hóa học trong phòng trừ bệnh héo

xanh khoai tây cho hiệu quả cao (Nguyễn Tất Thắng và cs, 2011) [26] Nghiên cứu của

Trịnh Thành Trung và cs (2013) [30] cho rằng vi khuẩnBacillusvớichủngB.amyloliquefacienssubsp.plantarumspp 1901 phân lập tại rừng Quốc gia

Hoàng Liên là chủng có tiềm năng trong sản xuất chế phẩm sinh học để thương mạivới hiệu quả cao Một số nghiên cứu về tác nhân sinh học trong quản lý bệnh hại chothấy sử dụng TRICO-ĐHCT trộn và tưới vào đất có khả năng hạn chế bệnh hại so vớiđối chứng (Dương Minh và cs, 2010) [16].

MộtsốchủngvikhuẩnBacillustrêncâytrồngtạimiềnTrungViệtNamđãđược phân lập

và định danh (Le và cs, 2018)[109].

1.4.2 VikhuẩnBacillusvàkhảnăngkíchthíchsinhtrưởngthựcvật

1.4.2.1 Cơ chế kích thích sinh trưởng thực vật của vikhuẩn

Vi sinh vật được sử dụng như một liệu pháp kiểm soát một số đối tượng sinhvậtgâyhạithânthiệnvớimôitrườngthaychocácliệupháphoáhọc,gópphầntạonênmột nền nôngnghiệp xanh và bền vững Ứng dụng vi sinh vật vào nông nghiệp không gâyảnhhưởngtiêucựcđếnsứckhoẻconngười,vậtnuôihayônhiễmmôitrường,làmtăng năng suất,chất lượng nông sản Ngoài khả năng trực tiếp làm giảm tỷ lệ mắc bệnh trên cây trồng, cácvi sinh vật có ích còn có tác dụng tích cực khác đối với cây trồng như thúc đẩy sự tăngtrưởng và dinh dưỡng thực vật (chất kích thích thực vật hay phân bón sinh học) hoặc tạođiều kiện cho sự tương tác giữa cây chủ và các sinh vật có ích khác (Antoun và Prevost,2006) [38] (Hình1.5).

Trong quá trình sinh trưởng, PGPR có khả năng tăng cường sinh trưởng của câytrồngthôngquacơchếtácđộnggiántiếphoặctrựctiếp.Cơchếgiántiếpgồmhoạthoá ACCdeaminase, tổng hợp antibiotics và các enzyme thuỷ phân, tăng cường tính kháng hệthống (Brucker và cs, 2008; Mazurier và cs, 2009; Sherathia và cs, 2016)[50,128, 160].Cơ chế trực tiếp gồm: [i] Tăng cường quá trình trao đổi và hoạt hóa các chất dinhdưỡngchocâynhưhoàtanphosphate,cốđịnhnitơ,tổnghợpsiderophore;[ii]Tácđộng trực tiếpđến phytohormone, sản sinh các chất điều hòa tăng trưởng thực vật (CĐHTTTV) nội sinh(Costa và cs, 2018; Gomes và cs, 2018) [61,82].

Một số vi sinh vật có khả năng sản xuất CĐHTTTV như auxin, gibberellin,cytokinin hay tạo ra enzyme phân hủytiền chất ethylene để hạn chế nồng độ ethylene nội sinh trong cây, làm tăngkhả năng sinh trưởng và sự phát triển của thực vật đặc biệt trong điều kiện stress (Francis và cs, 2010; Lugtenberg và Kamilova, 2009) [62,106].