BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI ĐIỀU TRA THU THẬP XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN, TRIỆU CHỨNG VÀ MỨC ĐỘ GÂY HẠI CỦA TUYẾN TRÙNG NỐT SƯNG (Meloidogyne sp.) HẠI CÂY HỌ CÀ (SOLANACEAE) TẠI LÂM ĐỒNG

Nguyên nhân dẫn đến tính trạng trên là do việc sử dụng đất quá mức không có thời gian cho đất phục hồi, sử dụng nhiều phân hóa học, thuốc trừ dịch hại đã làm nảy sinh các loại bệnh lây l

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

ĐIỀU TRA THU THẬP XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN, TRIỆU CHỨNG VÀ

MỨC ĐỘ GÂY HẠI CỦA TUYẾN TRÙNG NỐT SƯNG (Meloidogyne sp.)

HẠI CÂY HỌ CÀ (SOLANACEAE) TẠI LÂM ĐỒNG

CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: TRẦN THỊ MINH LOAN

ĐÀ LẠT, 2017

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

ĐIỀU TRA THU THẬP XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN, TRIỆU CHỨNG VÀ

MỨC ĐỘ GÂY HẠI CỦA TUYẾN TRÙNG NỐT SƯNG (Meloidogyne sp.)

HẠI CÂY HỌ CÀ (SOLANACEAE) TẠI LÂM ĐỒNG

THÀNH VIÊN THAM GIA:

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 Tổng quan tài liệu 3

1.1 Vị trí phân loại, lịch sử nghiên cứu về tuyến trùng nốt sưng, đặc điểm sinh học và phân loại tuyến trùng nốt sưng 3

1.1.1 Sơ lược về tuyến trùng ký sinh thực vật và tuyến trùng nốt sưng 3

1.1.2 Vị trí phân loại 3

1.1.3 Lịch sử nghiên cứu 4

1.1.4 Đặc điểm sinh học, sinh thái học của tuyến trùng nốt sưng 5

1.2 Tình hình gây hại của tuyến trùng nốt sưng trên các loại cây rau họ cà (cà chua, cà tím và khoai tây) 12

1.2.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 12

1.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 13

1.3 Các biện pháp quản lý tuyến trùng nốt sưng 14

Chương 2 Nội dung và phương pháp nghiên cứu 18

2.1 Điều tra thu thập, xác định thành phần tuyến trùng gây nốt sưng hại cây họ cà tại Lâm Đồng 18

2.2 Xác định triệu chứng và mức độ gây hại của tuyến trùng nốt sưng hại cây họ cà tại Lâm Đồng 21

2.3 Xử lý số liệu 22

Chương 3 Kết quả và thảo luận 23

3.1 Thành phần loài tuyến trùng nốt sưng hại cà tím, cà chua và khoai tây 23

3.2 Biểu hiện, mức độ gây hại và tần suất xuất hiện tuyến trùng nốt sưng trên cà tím, cà chua và khoai tây 29

Kết luận và kiến nghị 33

Kết luận 33

Kiến nghị 33

TÀI LIỆU THAM KHẢO 34

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1 Thành phần tuyến trùng gây hại cà tím, cà chua và khoai tây tại Đơn Dương, Đức Trọng và Đà Lạt 28Bảng 2 Tần suất các loài tuyến trùng hại cà tím, cà chua và khoai tây tại Lâm Đồng 28Bảng 3 Số lượng vườn khảo sát và bị xâm nhiễm, tỉ lệ xâm nhiễm, số lượng tuyến trùng J2 trong đất và mức độ gây hại trên cà tím, cà chua và khoai tây tại Đơn Dương, Đức Trọng và Đà Lạt 30

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1: Vòng đời của tuyến trùng Meloidogyne spp 6

Hình 2a 100µm ở độ phóng đại 4X 20

Hình 2b 100µm ở độ phóng đại 10X 20

Hình 3a 10 µm ở độ phóng đại 40X 20

Hình 3b 10 µm ở độ phóng đại 100X 20

Hình 4a Vân mẫu con cái M incognita (40X) 24

Hình 4b.Vulva và hậu môn con cái M incognita (100X) 24

Hình 5a Đuôi của J2 M incognita (100X) 24

Hình 5b Đầu J2 M incognita (100X) 24

Hình 6a Vân mẫu con cái M javanica (40X) 25

Hình 6b Hậu môn và vulva con cái M javanica (100X) 25

Hình 7a Đuôi tuyến trùng J2 M javanica (100X) 26

Hình 7b Đầu tuyến trùng J2 M javanica (100X) 26

Hình 8a Vân mẫu con cái loài M arenaria (40X) 27

H 8b Hậu môn và vulva con cái M arenaria (100X) 27

Hình 9a Đuôi J2 M arenaria (40X) 27

Hình 9b Đầu J2 M arenaria (100X) 27

MỞ ĐẦU

Lâm Đồng là tỉnh luôn đi đầu trong việc sản xuất rau chất lượng cao, an toàn trong cả nước Các chương trình về sản xuất rau an toàn, sản xuất rau theo hướng nông nghiệp công nghệ cao được đặc biệt được chú trọng Diện tích trồng rau toàn tỉnh khoảng 44.159 ha, năm 2011 với sản lượng rau khoảng 1.398.469 (Sở NN và PT Nông thôn tỉnh Lâm Đồng, 2012) Tuy nhiên, sản lượng rau tập trung chủ yếu ở các vùng Đà Lạt, Đức Trọng và Đơn Dương

Các loại rau họ cà là một trong các loại rau ăn quả được trồng khá phổ biến, vì thời gian một vụ không dài chỉ khoảng 3 tháng đến 10 tháng (tùy loại), giá trị thương mại cao, mẫu mã đẹp, sản phẩm có thể sử dụng làm thức ăn sống hoặc qua chế biến, dễ bảo quản, vì thế được sử dụng phổ biến trong các nhà hàng khách sạn lớn Tuy nhiên trong những năm gần đây, các loại rau có giá trị thương phẩm cao, trong đó có nhóm rau họ cà bị giảm đi về diện tích Nguyên nhân dẫn đến tính trạng trên là do việc sử dụng đất quá mức không có thời gian cho đất phục hồi, sử dụng nhiều phân hóa học, thuốc trừ dịch hại đã làm nảy sinh các loại bệnh lây lan trong đất như thối nhũn, virus và tuyến trùng gây hại, đã ảnh hưởng rất lớn đến khả năng sản xuất rau của các thành phố và các huyện của tỉnh Lâm Đồng hiện tại và tương lai

Hiện nay, tuyến trùng nốt sưng đã và đang gây ra thiệt hại nặng nề và ảnh hưởng khá lớn đến năng suất cũng như chất lượng cây trồng, trong đó có cây họ

cà Tuyến trùng nốt sưng không những là nguyên nhân làm giảm năng suất, chất lượng cây trồng và còn là nguyên nhân gián tiếp làm tăng tỉ lệ cây nhiễm virus, héo xanh và tăng đầu tư, gây thiệt hại kinh tế và môi trường, mục tiêu sản xuất rau theo tiêu chuẩn VIETGAP, rau an toàn rất khó thành công Tuy nhiên, việc nghiên cứu về tuyến trùng ở Việt Nam nói chung, đặc biệt trên cây họ cà ở khu vực Lâm Đồng nói riêng còn khá mới mẻ, chưa có dữ liệu khoa học về việc điều tra thu thập, định danh tuyến trùng nói chung và tuyến trùng nốt sưng nói riêng tại Lâm Đồng

Tuyến trùng nốt sưng Meloidogyne spp xâm nhập gây nên các nốt sưng trên rễ

cây họ cà, làm giảm mức độ sử dụng chất dinh dưỡng của cây, làm hư hại bộ rễ,

làm giảm năng suất do tăng tỷ lệ quả cà bị dị dạng, đặc biệt giảm chất lượng sản phẩm Những nghiên cứu về các dịch bệnh do tuyến trùng gây ra, đặc biệt là

tuyến trùng gây bệnh nốt sưng do nhóm tuyến trùng Meloidogyne spp trên các

loại họ cà ở Lâm Đồng vẫn chưa được chú trọng Để có cơ sở khoa học trong việc quản lý hiệu quả tuyến trùng nốt sưng hại cây họ cà từ đó lựa chọn cây trồng canh tác hợp lý là một nhu cầu bức thiết trong sản xuất rau tại Lâm Đồng Mục tiêu của đề tài

- Xác định được thành phần loài tuyến trùng nốt sưng (Meloidogyne spp.)

và loài có vai trò gây hại quan trọng cây cà chua, cà tím và khoai tây ở một số vùng tại Lâm Đồng

- Xác định triệu chứng và mức độ gây hại do tuyến trùng nốt sưng

(Meloidogyne spp.) gây nên trên cây cà chua, cà tím, khoai tây

Chương 1 Tổng quan tài liệu

1.1 Vị trí phân loại, lịch sử nghiên cứu về tuyến trùng nốt sưng, đặc điểm sinh học và phân loại tuyến trùng nốt sưng

1.1.1 Sơ lược về tuyến trùng ký sinh thực vật và tuyến trùng nốt sưng

Tuyến trùng ký sinh thực vật dinh dưỡng bằng cách sử dụng kim, thường là một ống rỗng qua đó các chất tiết từ tuyến thực quản được tiêm vào trong các tế bào thực vật và khối tế bào sẽ được chuyển hóa thành dạng lỏng để tuyến trùng

dễ dàng hút vào cơ thể chúng Tuyến trùng ký sinh thực vật bắt buộc hoàn thành một phần vòng đời hoặc hoàn toàn trong môi trường đất có liên quan chặt chẽ với rễ cây Chúng lây lan rộng và thích nghi với hầu hết các vùng sinh thái Chúng tấn công chủ yếu ở rễ làm giảm năng suất và gây ra các thiệt hại về kinh

tế (Bird và Kaloshian, 2003)

Quá trình ký sinh của tuyến trùng sẽ làm cho tế bào thực vật bị ảnh hưởng, dẫn đến hiện tượng chết cây hoặc giảm sức sống ở đầu rễ và ngọn, rễ bị tổn thương, u sưng, lá và thân bị nhăn và biến dạng

Tuyến trùng nốt sưng (root – knot nematodes) được coi là nhóm tuyến trùng ký sinh phổ biến nhất trong ngành nông nghiệp Nhóm tuyến trùng này phân bố rộng khắp thế giới và ký sinh trên hầu hết các loại cây trồng ở các vùng khí hậu khác nhau Chúng gây thiệt hại về sản lượng thu hoạch cũng như chất lượng sản phẩm cây trồng (Taylor và Sasser, 1978) Hiện nay đã định danh và xác định được hơn 100 loài tuyến trùng nốt sưng ký sinh thực vật (Karssen và cs, 2013), trong đó tuyến trùng nốt sưng thường có xu hướng phát triển mạnh và lan rộng ở những vùng có khí hậu nóng ẩm (Taylor và Sasser, 1978, Perry và cs,

2009)

1.1.2 Vị trí phân loại

Tuyến trùng Meloidogyne thuộc giới Animalia, ngành Nematoda Potts,

1932, lớp Chromadorea Inglis, 1983, bộ Rhabditida Chitwood, 1933, phân bộ Tylenchida Thorne, 1949, họ Meloidogynidae Skarbilovich, 1959, giống

Meloidogyne Goldi, 1987

1.1.3 Lịch sử nghiên cứu

Tuyến trùng ký sinh thực vật đã được biết đến vào khoảng năm 1743 khi Needham đã tìm thấy chúng trong hạt lúa mì bị dị tật Tiếp theo đó đến 1759 bệnh gây ra trên củ cải đường được xác định là do tuyến trùng gây ra Tuy nhiên, tuyến trùng nốt sưng được mô tả lần đầu tiên trên cây đậu và Berkeley (1855) đã có xuất bản phẩm đầu tiên về tuyến trùng nốt sưng trên cây dưa leo trồng trong vườn tại nước Anh Jobert (1878) đã mô tả nốt sưng trên cà phê

có chứa tuyến trùng tuổi 2 ở Brazil Vào năm 1884, Muller đã minh chứng vùng , “perineal pattern (vùng chậu)“ khi mô tả về tuyến trùng nốt sưng Tuyến trùng nốt sưng được đề nghị tên là Meloidogyne vào năm 1887 khi

Goldi mô tả về tuyến trùng nốt sưng Meloidogyne exigua trên cà phê ở Brazil

Vào năm 1892 bài báo xuất bản mô tả về loài tuyến trùng bởi Goldi được đặt

tên khoa học là Heterodera marioni Tên khoa học này được sử dụng rộng rãi

cho tuyến trùng nốt sưng cho đến năm 1949, khi Chitwood đã đưa nhóm tuyến trùng nốt sưng ra khỏi nhóm tuyến trùng bào nang và đặt tên theo tên

khoa học mà Goldi đã đặt tên cho tuyến trùng nốt sưng là Meloidogyne Nhà khoa học Chitwoodi đã mô tả lại các loài tuyến trùng Meloigogyne arenaria,

M exigua, M incognita, M javanica, M hapla và loài M incognita và M acrita Những loài này được chia thành các nhóm khác nhau dựa vào đặc

điểm hình thái học của vùng đáy (perineal pattern), hình dáng chỗ bướu (knob) của kim, chiều dài kim và lỗ tuyến nội tiết tuyến lưng (dorsal gland orifice) Từ xuất bản đầu tiên của Chitwood, đã có nhiều loài tuyến trùng được mô tả và xuất bản dựa vào đặc điểm của con cái và tuyến trùng tuổi 2 (second-stage juveniles) (Perry và cs, 2009)

Vào những năm 1970s, có nhiều phương pháp khác nhau để phân loại tuyến trùng nốt sưng Một trong những kỹ thuật quan trọng trong phân loại tuyến trùng nốt sưng là sử dụng kiểu hình isozyme để phân loại 4 loài tuyến

trùng phổ biến là M arenaria, M hapla, M incognita và M javanica Kỹ thuật này cũng sử dụng thành công để phân loại tuyến trùng M enterolobii

Kỹ thuật này cũng có thể nhuộm con cái trong nốt sưng ở rễ mà không cần tách chúng khỏi vùng rễ

Trong những năm gần đây, kỹ thuật sinh học phân tử phát triển, có thể

sử dụng kỹ thuật PCR trong định danh các loài tuyến trùng nốt sưng Ưu điểm của phương pháp này là có thể sử dụng một đoạn DNA của tuyến trùng J2, J3, con cái hoặc con đực để phân loại mà không cần thiết phải sử dụng kỹ thuật giải phẫu con cái

Vào cuối thế kỷ XX và đầu thế kỷ XXI với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật đặc biệt là sự phát triển của sinh học phân tử, việc phân loại định danh tuyến trùng ngoài việc dựa vào đặc điểm giải phẫu sinh học còn dựa vào việc phân tích phân tử và vật chất di truyền của tuyến trùng (Floyd và cs, 2002) Những công trình nghiên cứu phân loại tuyến trùng dựa trên cơ sở sinh học phân tử chủ yếu dựa trên đặc tính của tuyến trùng cảm nhiễm tuổi 2 Phân loại tuyến trùng gây bệnh sưng rễ trên cà tím dựa vào bản đồ gen, chủ yếu gồm

các nhóm tuyến trùng: Meloidogyne incognita (Mccarter và cs, 2003), M javanica (Boiteux và Charchar, 1996), đánh giá sự đa dạng và tiến hóa dựa vào bộ gen của Meloidogyne spp (Castagnone-Sereno và cs, 2013)

Định danh tuyến trùng nốt sưng vùng nhiệt đới bao gồm các loài

Meloidogyne incognita, M javanica và M arenaria sử dụng thử nghiệm phức

hợp PCR (Kiewnick và cs, 2013) Sử dụng kỹ thuật SCAR-PCR để định danh

các loài tuyến trùng nốt sưng ký sinh phổ biến (Meloidogyne incognita, M javanica, M hapla, M fallax, M chitwoodi, M arenaria) ở Nam Phi

1.1.4 Đặc điểm sinh học, sinh thái học của tuyến trùng nốt sưng

Tuyến trùng nốt sưng có đặc điểm lưỡng hình, con cái hình quả lê hoặc phình to ra và chứa túi trứng bên trong Đặc điểm hình dạng của con cái và con đực được hình thành khác nhau trong các giai đoạn phát triển Thời kỳ đầu của quá trình phát triển là lần lột xác thứ nhất ở trong trứng và nở thành tuyến trùng tuổi 2 Lần lột xác này có dạng hình giun và xâm nhiễm, di chuyển vào trong đất

và tấn công vào rễ của ký chủ (Eisenback và Triantaphyllou, 1991)

Vòng đời của tuyến trùng Meloidogyne sp khoảng 1- 2 tháng (hình 1)

Chúng xâm nhập vào cây trồng ở tuổi J2 Chúng phát triển bên trong tế bào ở

những tế bào có chứa nhiều protein và phát triển thành những con trưởng

thành Sau đó phát triển thành tuyến trùng tuổi 2 và di chuyển ra đất rồi tiếp

tục tấn công vào cây trồng Nếu không có rễ chứng có thể tự tìm nguồn thức

ăn khác hoặc tự thiết lập cơ chế tự bảo vệ và trải qua 3 giai đoạn lột xác để

phát triển thành con trưởng thành Một số loài sinh sản đơn tính Con đực

không có vai trò trong việc sinh sản Con cái có hình quả lê và không thể di

chuyển đến vùng khác để kiếm thức ăn

Hình 1: Vòng đời của tuyến trùng Meloidogyne spp

Nguồn: Wesemael và cs, 2014

Cách xâm nhiễm của tuyến trùng Meloidogyne spp (Eisenback và

Triantaphyllou, 1991): Hầu hết các loài của giống này trứng được giữ trong

túi gelatin nằm ngoài cơ thể phình rộng của con cái Tuyến trùng tuổi 1 được

phát triển bên trong trứng, sau đó lột xác phát triển thành tuyến trùng tuổi 2 chui ra khỏi trứng Giai đoạn phát triển từ trứng đến tuyến trùng tuổi 2 khi gặp ký chủ và điều kiện nhiệt độ, độ ẩm thích hợp Trứng của tuyến trùng nốt sưng có thể tồn tại rất lâu và có khả năng chịu đựng được với các điều kiện khắc nghiệt, cho đến khi gặp ký chủ thích hợp thì phát triển thành tuyến trùng cảm nhiễm J2 Tuyến trùng J2 thường ở trong đất dễ bị tác động bởi các yếu

tố môi trường, vì thế mà khi gặp ký chủ thích hợp nó có thể tấn công và phát triển rất nhanh J2 xâm nhiễm vào tế bào vật chủ và tạo nên các khối khổng lồ

để lấy dinh dưỡng, đồng thời để lại những nốt sưng trên rễ (Perry và cs, 2009)

Tuyến trùng Meloidogyne sp tuổi 2, đây là pha cảm nhiễm là giai đoạn

thú vị trong đặc điểm sinh học của tuyến trùng, nó có nhiều cách khác nhau

để sống sót khi điều kiện tự nhiên không thuận lợi Ấu trùng cảm nhiễm tuổi

2 (J2) có thể xâm nhập tại ngay các cạnh các nốt sưng hoặc có thể xâm nhập vào rễ mới Tuyến trùng chỉ xâm nhập vào những cây trồng thích hợp với chúng Khi chưa gặp được cây chủ thích hợp chúng có thể tồn tại thời gian dài trong đất Trong thời gian này tuyến trùng lấy dinh dưỡng bằng cách sử dụng nguồn thức ăn dự trữ trong ruột của chúng Tuyến trùng cảm nhiễm tuổi

2 có thể xâm nhập vào rễ do các chất của vật chủ tiết ra

Tuyến trùng tuổi 2 di chuyển đến miền lông hút của rễ, xâm nhập và di chuyển nhanh vào bên trong tế bào, vào mạch dẫn và phát triển ở những điểm

cố định bên trong rễ và sử dụng thức ăn của ký chủ J2 có thể lấy thức ăn ở cả phần tế bào phloem và xylem và tạo thành những tế bào chuyên hóa khổng lồ,

dự trữ chất dinh dưỡng và tạo ra những u lồi Sau khi xâm nhập vào rễ, tuyến trùng di chuyển từ vùng vỏ rễ đến vùng kéo dài của rễ, tế bào bị tách dọc ra, sau đó tuyến trùng cư trú tại vùng mô phân sinh của vỏ rễ và bắt đầu quá trình dinh dưỡng Khi lấy dinh dưỡng, tuyến trùng cắm phần đầu vào mô mạch của

rễ, tiết enzyme tiêu hóa làm cho các quá trình sinh lý, sinh hóa của mô rễ thay đổi và hình thành các điểm dinh dưỡng cho tuyến trùng Vùng dinh dưỡng mà tuyến trùng cư trú gồm 5 – 6 tế bào khổng lồ là những tế bào nhiều nhân được

tạo thành trong vùng nhu mô hoặc vùng libe Tuyến trùng tuổi 2 ký sinh và phát triển khoảng 10 - 20 ngày (thông thường 14 ngày) (Perry và cs, 2009), sau đó lột xác phát triển thành tuyến trùng tuổi 3 và tuổi 4 và cuối cùng là con cái trưởng thành Giai đoạn phát triển từ tuyến trùng J3 đến J4 khoảng 4 - 6 ngày Ở giai đoạn này chúng ngừng ăn Tuyến trùng thay đổi hình dạng đáng

kể, trương phình lên, hình thành cơ quan sinh sản ở mặt lưng hoặc mặt bụng (Eisenback và Hunt, 2009)

Những tế bào khổng lồ có kích thước rất lớn, có thể lên đến 100 lần so với tế bào bình thường Những tế bào khổng lồ này phát triển thành những hợp bào và có chứa trứng, tuyến trùng J1, J2, J3, J4 và con cái trưởng thành Sau khi trứng nở, J2 có thể từ trong nốt sần được giải phóng vào đất, gặp điều kiện thuận lợi, chúng di chuyển và xâm nhập vào các rễ cây khác trên đồng ruộng để bắt đầu một vòng đời mới (Eisenback và Hunt, 2009)

Sự phát triển của tuyến trùng tuổi 2 phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện môi trường Được nở ra từ trứng, tuyến trùng tuổi 2 khá linh động và có khả năng di chuyển một khoảng cách lớn (40-100cm) trong đất khi độ ẩm đất thích hợp để tìm kiếm ký chủ J2 tìm đến khu vực xung quang miền lông hút của rễ và xâm nhập vào bên trong và di chuyển đến vùng ưa thích để lấy thức ăn Thành tế bào

cơ thể được bao bọc bởi lớp cutin và không di chuyển, chúng được điều khiển bởi hệ thống thần kinh, cho phép tuyến trùng đáp ứng với điều kiện môi trường

Hệ tiêu hóa ban đầu được hình thành ở khu vực vùng môi, dinh dưỡng và thức

ăn tuyến trùng dự trữ ở ruột, chính vì thế mà ruột trương phòng lên và chúng không thể di chuyển Năng lượng dự trự ở ruột sau đó di chuyển đến tế bào mầm sinh dục để phát triển thành con trưởng thành (Eisenback và Triantaphyllou, 1991)

Sự phát triển của tuyến trùng tuổi 2 phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện môi trường Được nở ra từ trứng, tuyến trùng tuổi 2 khá linh động và có khả năng di chuyển một khoảng cách lớn (40-100cm) trong đất khi độ ẩm đất thích hợp để tìm kiếm ký chủ J2 tìm đến khu vực xung quang miền lông hút của rễ và xâm nhập vào bên trong và di chuyển đến vùng ưa thích để lấy thức ăn Thành tế bào

cơ thể được bao bọc bởi lớp cutin và không di chuyển, chúng được điều khiển bởi hệ thống thần kinh, cho phép tuyến trùng đáp ứng với điều kiện môi trường

Hệ tiêu hóa ban đầu được hình thành ở khu vực vùng môi, dinh dưỡng và thức

ăn tuyến trùng dự trữ ở ruột, chính vì thế mà ruột trương phòng lên và chúng không thể di chuyển Năng lượng dự trự ở ruột sau đó di chuyển đến tế bào mầm sinh dục để phát triển thành con trưởng thành (Eisenback và Triantaphyllou, 1991)

Đối với con đực có dạng hình giun và hiện tại chưa có tài liệu chứng minh về khả năng ký sinh trên đồng ruộng của chúng Con đực thường được tìm thấy ở trong điều kiện bất lợi (Perry và cs, 2009)

Con cái: Con cái có hình quả lê, không di chuyển cho dù cổ vẫn có hệ cơ

để con cái có thể di chuyển phần đầu và tìm kiếm thức ăn Con cái gia tăng kích thước và hình thành các bộ phận sinh sản với hình dáng và kích thước thay đổi

Hệ thống tiêu hóa được chuyên hóa 6 tế bào lớn tuyến trực tràng chứa hậu môn hình thành vùng bao xung quanh chứa trứng và một phần kết tủa hình thành lỗ sinh dục cái (Vulva) (Eisenback và Triantaphyllou, 1991)

Trứng của tuyến trùng nốt sưng có nhiều kích thước và hình dạng khác nhau, thông thường hình oval và chiều dài trứng khoảng 95µm và chiều rộng khoảng 40µm Trứng được cấu tạo bởi lớp noãn hoàng bên ngoài khoảng 30nm,

ở giữa là lớp chitin khoảng 400nm và trong cùng là lớp glucolipid rất mỏng Thông thường trứng không bị ảnh hưởng bởi hóa chất (Whitehead, 1968; Eisenback và Triantaphyllou, 1991)

Tuyến trùng Meloidogyne spp sinh sản bằng 2 cách: một vài loài sinh sản

hữu tính – giao phối bắt buộc, còn đa phần các loài khác sinh sản lưỡng tính không cần con đực Các loài sinh sản lưỡng tính cũng gồm 2 loại: lưỡng tính bắt buộc và lưỡng tính tạm thời Lưỡng tính bắt buộc xảy ra ở một số loài chỉ có con cái và sự phân chia của noãn bào chỉ gồm một lần phân chia giảm phân; lưỡng tính tạm thời, sinh sản lưỡng tính giảm phân khi không có mặt con đực và hữu tính khi có con đực Ở những loài này tỷ lệ tuyến trùng đực – cái trong một quần thể thường không cân bằng và rất hay thay đổi, trong đó tỷ lệ con đực phụ thuộc

vào vật chủ và các điều kiện môi trường (Whitehead, 1968, Triantaphyllou,

1979, Perry và cs, 2009) Do đó một số loài tuyến trùng có thể không tìm thấy con đực trong đất hoặc trong rễ

Những nốt sưng ở rễ khác nhau giữa các loài khác nhau Meloidogyne hapla thường tác động vào rễ bất định để phát triển thành những nốt sưng Meloidogyne trifoliophila phát triển trên bộ bộ kéo dài của rễ, trứng của

chúng thì bao phủ nốt sưng Những loài khác thì cách tạo nốt sưng và trứng phát triển đồng thời với sự phát triển của rễ Những nốt sưng có thể là to nhỏ khác nhau tùy thuộc vào ký chủ Những ký chủ có rễ cọc hoặc rễ gỗ thì nốt sưng thường nhỏ hoặc khi mật số tuyến trùng thấp, mùa vụ không thích hợp thì nốt sưng cũng nhỏ

Trong phân loại học tuyến trùng chủ yếu dựa vào đặc tính sinh học, giải phẫu của tuyến trùng tuổi 2 và tuyến trùng trưởng thành Ngoài ra, có thể dựa vào tập tính sống thành bầy đàn, phân tích đặc tính cảm nhiễm để phân loại

tuyến trùng Meloidogyne spp (Mccarter và cs, 2003)

Định danh tuyến trùng nốt sưng thường rất khó khăn Các phương pháp định danh tuyến trùng nốt sưng dựa vào đặc điểm hình thái của tuổi 2 và con cái trưởng thành (Jebson, 1987, Eisenback, 1985, Taylor và Sasser, 1978), dựa vào izozyme của con cái (Esbenshade và Triantaphyllou, 1990) và phản ứng khuyếch đại gen PCR (Zijlstra và cs, 2000)

Mật số tuyến trùng trong đất chịu tác động bởi nhiều yếu tố khác nhau Mật số tuyến trùng tăng khi tìm thấy ký chủ thích hợp, còn ngược lại khi gặp điều kiện bất lợi thì chúng tồn tại một thời gian dài trong đất và phát triển khi

có ký chủ mới Thông thường khi gặp ký chủ thích hợp thì mật số tuyến trùng

sẽ tăng nhanh Tuy nhiên, khi rễ bắt đầu bị khô và chết thì số lượng tuyến trùng cũng giảm dần Vì vậy, trong một số trường hợp, mật số tuyến trùng gia tăng thì không có nghĩa là mức độ xâm nhiễm vào rễ của tuyến trùng cao Mật số tuyến trùng cao nhất phụ thuộc vào hệ thống rễ cây ký chủ và điều kiện môi trường

Số lượng tuyến trùng trong đất phụ thuộc rất nhiều vào thế hệ hay vòng đời của tuyến trùng Ở những vùng nhiệt đới tuyến trùng phát triển mạnh ở ngưỡng nhiệt độ dao động khoảng 25 – 30 oC và phát triển chậm lại nếu nhiệt

độ dưới 20 oC Hơn thế nữa, vòng đời của tuyến trùng ngắn hơn những vùng khí hậu lạnh (Van Gundy, 1985) Trong số đó, có một số loài tuyến trùng phát triển thích hợp ở nhiệt độ 20 – 25 oC và phát triển vài thế hệ trong mọt năm Một số loài tuyến trùng không xâm nhiễm trong suốt mùa đông hoặc không

nở trứng để chuyển thành tuổi J2 trong suốt mùa khô Tuy nhiên, khi có mưa hoặc có nước tưới, thì trứng nở rất nhanh chóng thành J2 và tìm nguồn thức

ăn mới Số lượng trứng trên bọc trứng và tỉ lệ trứng nở có vai trò quan trọng trong việc gia tăng mật số truyến trùng trong đất Thậm chí một số loài tuyến trùng không nở trứng hoặc số lượng trứng nở thành tuổi J2 rất ít nếu gặp ký chủ ở mùa vụ thứ nhất Tuy nhiên vào mùa vụ thứ 2 thì số lượng tuyến trùng tăng nhanh chóng (Perry và cs, 2009)

Đáp ứng của cây trồng và hệ rễ của cây ký chủ: Phản ứng của cây ký chủ có vai trò quan trọng trong việc duy trì và phát triển mật số tuyến trùng nốt sưng Một số loại cây trồng, khi bị tuyến trùng tấn công thì rễ sẽ bị chết

Vì thế sau khi tuyến trùng tuổi J2 xâm nhập vào rễ sẽ phát triển và tạo một chu kỳ phát triển rất nhanh Số lượng tuyến trùng liên quan đến thế hệ của chúng trong rễ Vì thế những cây trồng có thời gian thu hoạch ngắn thì tuyến trùng chỉ kịp phát triển một ít vòng đời Những cây trồng mà trồng cây con sẽ

có vòng đời tuyến trùng ngắn hơn cây gieo hạt Đối với cà chua, trồng cây con có số lượng tuyến trùng gấp đôi so với cây gieo hạt trong cùng điều kiện gieo trồng Tương tự, những cây lâu năm vòng đời tuyến trùng sẽ dài hơn so với cây hàng năm (Perry và cs, 2009) Vì thế mật số tuyến trùng sẽ đạt tối đa sau vài năm gieo trồng Mật số tuyến trùng sẽ giảm sau đó và tiếp tục tăng khi thay đổi mùa Các loài tuyến trùng nốt sưng thường tấn công khác nhau vào các vùng đắt mặt và đất sâu (Perry và Moens, 2006)

Mỗi loài tuyến trùng khác nhau sẽ có sự thích hợp với điều kiện nhiệt độ

để trứng nở Một số loại cây trồng phát triển trong điều kiện thích hợp để nở

trứng thì mật số tuyến trùng sẽ tăng cao Ví dụ ở Ý, trên một số cây trồng như

cà chua, ớt ngọt, thuốc lá, mật số Meloidogyne incognita cao nhất vào thời

điểm mùa hè (cuối hè, đầu thu), nhưng mật số sẽ giảm thấp 87% sau 1 tháng

và 94% sau 6 tháng (Di Vito và cs, 1992 ) Ở ngưỡng nhiệt độ -15 oC và 37oC thì tuyến trùng không thể sống sót được 15 ngày (Kable và Mai, 1968)

Sự tồn tại của tuyến trùng trong đất phụ thuộc vào độ ẩm đất Sự khác nhau của độ ẩm trong đất ảnh hưởng khác nhau đến sự sống sót của tuyến trùng Độ ẩm thấp và đất khô có số lượng tuyến trùng thấp hơn trong đất có

độ ẩm cao (Simons, 1973)

1.2 Tình hình gây hại của tuyến trùng nốt sưng trên các loại cây rau họ cà (cà chua, cà tím và khoai tây)

1.2.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Trên thế giới có nhiều nghiên cứu về tuyến trùng nốt sưng hại khoai tây, cà chua và cà tím Việc điều tra, phân loại các loài tuyến trùng nốt sưng trên nhóm cây trồng trên cũng được nghiên cứu ở các nước và các vùng khác nhau trên thế giới Có nhiều loài tuyến trùng nốt sưng hại cây họ cà đã được công bố

Cà tím là cây trồng được trồng phổ biến ở các vùng Trung Đông và châu Á

Tại các nước nhiệt đới tuyến trùng nốt sưng hại cà tím chủ yếu là các loài M incognita, M javanica, M arenaria và M hapla (Kayani và cs, 2012; Ibrahim

và Mokbel, 2009; Gautam và cs, 2014)

Cà chua là cây trồng rất mẫn cảm với tuyến trùng nốt sưng Vì thế hầu hết các loài tuyến trùng nốt sưng đều gây hại trên cà chua Các loài tuyến trùng nốt

sưng hại cà chua đã được phát hiện là M incognita, M javanica, M araneria,

M hapla, M exigua, M ethiopica, M chitwoodi, M hispanica, M enterolobii,

M fallax và M minor Tuy nhiên, tuyến trùng vùng nhiệt đới chủ yếu là các loài

M incognita, M javanica, M arenaria (Wesemael và cs, 2011) Khảo sát tuyến trùng nốt sưng hại cà chua cũng đã được công bố với các loài phổ biến là M incognita, M javanica và M arenaria (Esfahani, 2009)

Trên khoai tây có nhiều loài tuyến trùng nốt sưng gây hại, phổ biến ở các

vùng châu Âu Có 8 loài tuyến trùng gây hại chủ yếu trên khoai tây là M

chitwoodi, M minor, M fallax, M hapla, M arenaria, M incognita và M javanica Tuyến trùng nốt sưng gây hại phổ biến ở vùng Bắc Âu là M hapla, M fallax vùng Nam Âu là M incognita, M minor và ở Columbia là M chitwoodii

Ngoài ra trên khoai tây, các loài tuyến trùng nốt sưng gây hại khác là

M.arenaria, M javanica (Wale và cs, 2008) Các loài tuyến trùng nốt sưng M incognita, M arenaria, M javanica thường phân bố chủ yếu ở các vùng có khí hậu ấm, còn các loài M hapla, M fallax, M minor, và M chitwoodi thường

phân bố ở các vùng có khí hậu lạnh (Mugniéry và Phillips, 2007)

Triệu chứng điển hình của tuyến trùng nốt sưng gây hại trên khoai tây là rễ

xuất hiện các nốt u sưng, tròn trên rễ M incognita và M javanica thường gây các nốt sưng lớn trên rễ, trong lúc đó các loài như M chitwoodi và M fallax thường gây những nốt sưng rất nhỏ, còn M hapla thường gây nốt sưng và phát

triển mạnh ở những rễ bên của rễ (Palomares-Rius và cs, 2014)

Tuyến trùng nốt sưng có vai trò gây hại quan trọng ở những vùng nhiệt đới

Trong đó M incognita và M javanica gây hại rộng khắp và làm hư hại hệ rễ của

cây trồng ở những vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới (Mugniéry và Phillips, 2007)

Trong lúc đó các loài tuyến trùng như M chitwoodi, M fallax và M hapla lại

gây hại phổ biến ở những vùng có khí hậu ôn hòa và khí hậu lạnh Rius và cs, 2014)

(Palomares-1.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Những nghiên cứu về tuyến trùng hại ở Việt Nam chỉ mang tính bước đầu Có nhiều công trình nghiên cứu về phân loại các loài tuyến trùng gây hại trên cây trồng nhưng những nghiên cứu này chủ yếu tập trung ở miền Bắc và một số ít các tài liệu nghiên cứu về tuyến trùng ở miền Nam tập trung chủ yếu trên các loại cây cà phê và hồ tiêu, một số tập trung nghiên cứu trên các loại cây rau chủ yếu là cà chua, xà lách, cải thảo, cà rốt Các nghiên cứu này chủ yếu tập trung là các biện pháp phòng trừ tuyến trùng nốt sưng bằng các biện pháp khác nhau như sử dụng abamectin và ethoprophos trên cải thảo (Loan và

cs, 2015), chitosan trên cà rốt (Vượng và cs, 2013) và xà lách (Thuy và cs, 2016)

Những nghiên cứu về xác định sự đa dạng về cấu trúc thành phần loài tuyến trùng nốt sưng ở một số tỉnh, trong đó đánh giá mức độ đa dạng sự bắt

gặp của tuyến trùng Meloidogyne sp trong các mẫu điều tra Tiêu biểu cho

những nghiên cứu đó là công trình nghiên cứu xác định thành phần đa dạng loài tuyến trùng trong đất trồng thang long tại Bình Thuận và có đánh giá mức độ, nhiễm tuyến trùng nốt sưng rễ, kết quả nghiên cứu cho thấy có 2 mẫu

nghiên cứu có phát hiện tuyến trùng Meloidogyne sp (Nhân và cs, 2012)

Hoặc công trình nghiên cứu về sử dụng tuyến trùng để đánh giá chất lượng

đất trồng tiêu cho thấy sự xuất hiện của tuyến trùng Meloidogyne sp trong

các mẫu điều tra tại tỉnh Bình Phước (Hiếu và cs, 2012), tại Đồng Nai (Nga

và cs, 2015) Tuy nhiên, việc định danh và xác định loài tuyến trùng nốt sưng

chỉ được xác định cụ thể trên cây lúa là tuyến trùng M graminicola (Xuyên

và cs, 2012) và ảnh hưởng của tuyến trùng M incognita trên cây thuốc lá

(Xuyên, 1995.a) hoặc cây cà tím (Loan và cs, 2016) Theo Châu và Thanh

(2000) thì có 3 loài tuyến trùng nốt sưng đã được phát hiện ở Việt Nam là M incognita, M javanica và M arenaria Theo kết quả nghiên cứu của Bin (1990) thì tuyến trùng nốt sưng M arenaria trên khoai tây, M incognita actita trên cải bắp M cynariensis trên artichoke và M javanica trên đậu cô ve

Theo kết quả nghiên cứu của Khuong (1983) thì tìm thấy hai loài tuyến trùng

nốt sưng là M incognita và M javanica hại cây cà chua và khoai tây ở các

tỉnh miền Nam Việt Nam Tuy nhiên những tài liệu công bố về tuyến trùng nốt sưng hại cây trồng Việt Nam chủ yếu là tài liệu công bố dưới dạng tiếng Anh Cho đến hiện nay, chưa có tài liệu công bố về tuyến trùng nốt sưng hại các loại cây rau tại Lâm Đồng

1.3 Các biện pháp quản lý tuyến trùng nốt sưng

Tuyến trùng nốt sưng có phổ ký chủ rộng và cũng có tác hại khá lớn đối với các loại cây trồng vùng Trung và Nam Mỹ, Nam Phi và nhiều nước Châu Á Đặc biệt các loài tuyến trùng bào nang này phát triển rất mạnh ở vùng nhiệt đới (Lamberti, 1997; Ornat và Sorribas, 2008)

Cũng giống như các loại bệnh hại khác, bệnh hại do tuyến trùng gây ra đều

có thể sử dụng biện pháp hóa học, sinh học, vật lý, cơ học và biện pháp canh tác Trong tất cả các biện pháp nêu trên thì biện pháp hóa học là biện pháp có hiệu quả nhanh nhất và kinh tế nhất Các loại thuốc hóa học được sử dụng trong phòng trừ tuyến trùng hại đều sử dụng cơ chế thẩm thấu qua rễ Thuốc hóa học trong phòng trừ tuyến trùng đầu tiên được Carter sử dụng đó là dicloropropen – dicloropropan (D-D) vào năm 1943, sau đó hàng loạt các loại thuốc phòng trừ tuyến trùng đã được tìm ra và nghiên cứu Các loại thuốc sử dụng để xử lý đất đa phần là các loại thuốc có khả năng xông hơi có thể tồn tại ở dạng khí hoặc dạng lỏng Các loại thuốc thường được sử dụng Methyl bromide, 1,3 dichloropropene, Ethylene dibromide, Metam-sodium Dazomet, Methyl isothiocyanate, Thionazin

Ethoprophos, Fensulfothion, Aldicarb, OxamyI) Các chất xông hơi sinh học chỉ

có tác dụng tốt trong điều kiện đất ít hàm lượng hữu cơ và nhiệt độ đất khoảng

12 – 15oC Trong đó methyl bromide là chất khá độc, hiện nay hầu hết các nước trên thế giới đã cấm sử dụng chất này trong việc xử lý đất Đối với mỗi loại cây trồng khác nhau sẽ có một nhóm tuyến trùng gây hại đặc trưng nên việc sử dụng các hoạt chất hóa học này cũng sẽ rất khác nhau Trên cây cà chua, sử dụng các loại hoạt chất Aldicarb, Ethoprophos, OxamyI, Fenamiphos rải đều trên luống và vùi vào đất để xử lý, còn hoạt chất Dazomet được rải đều trong đất và kết hợp với tưới nước, dùng để xử lý đất trước khi trồng Các biện pháp này cũng đã ứng dụng trên nhiều quốc gia, kể cả Việt Nam Tuy nhiên, các loại thuốc hóa học trong việc tiêu diệt tuyến trùng hại đều ảnh hưởng đến sinh thái đất

Vào giữa cuối thế kỷ XX, nhiều loại thuốc hóa học được sử dụng để tiêu diệt tuyến trùng Tuy nhiên, các loại thuốc hóa học này làm mất cân bằng sinh thái, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và môi trường Sử dụng các loại thuốc hóa học quá nhiều làm tồn dư một lượng khá lớn trong nông sản, chất lượng nông sản bị giảm sút, ảnh hưởng đến người tiêu dùng Vì những lý do mà cần có những biện pháp khác để thay thế các loại thuốc hóa học như biện pháp vật lý, sinh học và canh tác

Các biện pháp như sử dụng nhiệt độ cao, sử dụng hơi nóng có hiệu quả khá lớn trong việc tiêu diệt tuyến trùng gây hại Nhưng biện pháp này đòi hỏi chi phí

cao và thường có tác dụng trong một thời gian ngắn Biện pháp được sử dụng khác nhiều trong việc ức chế và khống chế tuyến trùng gây hại khá phổ biến trên thế giới là biện pháp canh tác Sử dụng cây thiên địch cũng là một lựa chọn tốt cho việc phòng trừ tuyến trùng hại

Sikora (1992) cho rằng việc sử dụng các biện pháp kết hợp như luân canh cây trồng, khử trùng đất, sử dụng cây thu hút, sinh vật đối kháng có kết hợp với

sử dụng thuốc hóa học đúng nồng độ sẽ có hiệu quả hơn trong việc phòng trừ tuyến trùng hại Còn theo Kerry (1990) sử dụng các cây trồng ngắn ngày có tác dụng tiêu diệt và thu hút tuyến trùng là biện pháp hiệu quả trong việc quản lý tuyến trùng hại

Nhổ bỏ cây trồng là biện pháp quản lý tuyến trùng, tuy nhiên biện pháp này khó thực hiện bởi vì hệ rễ của cây trồng phát triển chỉ lớp đất mặt (khoảng 30cm), nhưng tuyến trùng có thể phát triển ở độ sâu khoảng 30 – 100cm, do đó biện pháp này chỉ hiệu quả tức thời và hiệu quả cho cây trồng trong nhà kính hoặc cây vườn ươm

Sử dụng cây có khả năng đề kháng cũng là một biện pháp quản lý tuyến trùng, tuy nhiên có nhiều loài tuyến trùng có khả năng gây bệnh trên một loại ký chủ nên việc sử dụng biện pháp này khó có hiệu quả cao (Taylor và Sasser, 1978; Perry và cs, 2009)

Luân canh cây trồng là biện pháp lâu đời nhất và được xem là một biện pháp khá hiệu quả trong việc kiểm soát tuyến trùng hại Luân cânh cây trồng sẽ làm thu hút sự tấn công của tuyến trùng vào một cây nào đó và vì thế mà sẽ làm giảm mật độ gây hại đối với tuyến trùng vụ sau Luân canh cây trồng sẽ khó thực hiện trong điều kiện khai thác để canh tác độc canh một canh trồng nào đó có hiệu quả kinh tế cao, vì thế mà luân canh cây trồng phải được trồng nối tiếp các cây trồng khác nhau (Ciancio và Mukerji, 2008)

Vệ sinh đồng ruộng cũng là phương pháp để hạn chế khả năng gây hại của tuyến trùng (Trivedi và Barker, 1986)

Theo những nghiên cứu của các nhà khoa học, có 6 biện pháp tác động vào cây trồng nhằm hạn chế sự phát triển của tuyến trùng gây hại, bao gồm: nhổ bỏ