Nghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạch

Nghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạchNghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạch

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

CHÂU TRÙNG DƯƠNG

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CÁC HỢP CHẤT THIÊN NHIÊN TRONG PHÒNG TRỪ BỆNH THÁN THƯ TRÊN TRÁI XOÀI CÁT CHU

(Mangifera indica var Chu)

SAU THU HOẠCH

NGÀNH KHOA HỌC CÂY TRỒNG

MÃ NGÀNH: 62620110

2024

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

CHÂU TRÙNG DƯƠNG

MÃ SỐ NCS: P0217001

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CÁC HỢP CHẤT THIÊN NHIÊN TRONG PHÒNG TRỪ BỆNH THÁN THƯ TRÊN TRÁI XOÀI CÁT CHU

(Mangifera indica var Chu)

SAU THU HOẠCH

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH KHOA HỌC CÂY TRỒNG

CHẤP THUẬN CỦA HỘI ĐỒNG

Luận án này với tựa đề là “Nghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong

phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau

thu hoạch”, do nghiên cứu sinh Châu Trùng Dương thực hiện theo sự hướng dẫn của

TS Lưu Thái Danh và TS Nguyễn Thị Ngọc Trúc Luận án đã báo cáo và được Hội

đồng đánh giá luận án tiến sĩ thông qua ngày ……/……/20…… Luận án đã được chỉnh sửa theo góp ý và được Hội đồng đánh giá luận án xem lại

Ủy viên Phản biện 3

Phản biện 2 Phản biện 1

Người hướng dẫn Chủ tịch Hội đồng

LỜI CẢM ƠN Xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:

TS Lưu Thái Danh và TS Nguyễn Thị Ngọc Trúc, người đã tận tình hướng dẫn, động viên, giúp đỡ, truyền đạt những kiến thức quý báu và tạo mọi điều kiện thuận lợi

cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án

Chân thành cám ơn:

Quý thầy cô lãnh đạo và các anh chị bạn bè đồng nghiệp trường Cao đẳng Kinh tế – Kỹ thuật Cần Thơ luôn quan tâm hỗ trợ, động viên tôi trong quá trình học tập và thực

hiện đề tài

Quý thầy cô và các anh chị Khoa Khoa học cây trồng, Khoa Bảo vệ thực vật, Khoa

Di truyền và Chọn giống cây trồng – Trường Nông nghiệp, Bộ môn Hóa học -Khoa Khoa học tự nhiên - Trường Đại học Cần Thơ luôn quan tâm hỗ trợ tôi hoàn thành đề tài

Cuối cùng, xin tỏ lòng biết ơn đến gia đình và người thân đã luôn quan tâm, động viên và hỗ trợ tôi trong quá trình học tập, tạo điều kiện tốt nhất để tôi có được kết quả như ngày hôm nay

Châu Trùng Dương

TÓM TẮT

Bệnh thán thư là một trong những bệnh gây thiệt hại nặng cho trái xoài Cát Chu

sau thu hoạch Nấm thuộc chi Colletotrichum là tác nhân chính gây bệnh Việc sử dụng

các loại thuốc hóa học kiểm soát nấm gây bệnh sẽ kích thích sự phát triển của các chủng nấm kháng thuốc, cùng với những lo ngại về sức khỏe người tiêu dùng do dư lượng thuốc hóa học trên sản phẩm và ô nhiễm môi trường đã thúc đẩy việc tìm kiếm các giải pháp thay thế an toàn và hiệu quả Biện pháp sử dụng hợp chất thiên nhiên nguồn gốc thực vật (tinh dầu) ức chế nấm là một trong những giải pháp khả thi Do đó, luận án

được thực hiện từ năm 2018-2023 nhằm xác định (1) Loài nấm Colletotrichum spp có

độc tính cao gây bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu; (2) Khả năng ức chế nấm

Colletotrichum spp gây bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu của tinh dầu đơn và hỗn

hợp tinh dầu trong điều kiện in vitro và in vivo; (3) Hiệu quả giảm bệnh thán thư do nấm

Colletotrichum spp trên trái xoài Cát Chu của các loại tinh dầu đơn và hỗn hợp tinh dầu Mười sáu thí nghiệm và 5 công việc được thực hiện tại Đại học Cần Thơ và Trường Cao đẳng Kinh tế-Kỹ thuật Cần Thơ Xoài Cát Chu và nguồn nấm bệnh thán thư thu thập ở Đồng bằng sông Cửu Long, 15 tinh dầu thực vật được sử dụng để đánh giá khả năng ức chế nấm và hiệu quả giảm bệnh thán thư trên trái Xoài Cát Chu

Hai dòng nấm gây bệnh thán thư trên trái xoài có độc tính cao được phân lập Qua khảo sát hình thái và so sánh trình tự DNA vùng ITS với cơ sở dữ liệu gen của National

Center for Biotechnology Information, hai dòng nấm tương đồng với Colletotrichum

gloeosporioides và Colletotrichum scovillei

Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) của tinh dầu các giống cam đối với C

gloeosporioides và C scovillei dao động trong khoảng 4 – 8%, và nồng độ diệt nấm tối thiểu (MFC) của các loại tinh dầu cam giống nhau (16%) Khả năng ức chế sự phát triển của bệnh thán thư ở xoài tăng lên cùng với nồng độ tinh dầu cam và đạt cao nhất ở nồng

độ 16% với 39,5–49,4% ức chế C gloeosporioides và 30,4–47,5% ức chế C scovillei

MIC và MFC của tinh dầu sả Chanh, vỏ quế và lá quế lần lượt là 1 và 2 ; 0,2 và

0,8; 0,1 và 0,4 µL/mL đối với C gloeosporioides MIC và MFC của vỏ và lá quế đều là 0,4 µL/mL đối với C scovillei Hỗn hợp tinh dầu sả Chanh/lá quế (0,8/0,05; 1,2/0,025

µL/mL), sả Chanh/vỏ quế (1,2/0,025 µL/mL), tinh dầu lá quế (0,4 µL/mL), vỏ quế (0,8 µL/mL) có khả năng ức chế bệnh thán thư trên xoài (42,4–52,8%) tương đương với

thuốc Antracol (Probineb 4,2 mg/mL) đối với loài C gloeosporioides Đối với loài C

scovillei chỉ hỗn hợp tinh dầu sả Chanh/lá quế (0,8/0,05; 1,0/0,025 µL/mL) (42,8–43%) tương đương với thuốc Antracol

Các hỗn hợp tinh dầu sả Chanh/lá quế (0,4/0,2; 0,8/0,05; 1,2/0,025 µL/mL) và tinh dầu sả Chanh (2 µL/mL), lá quế (0,4 µL/mL) có hiệu quả giảm bệnh thán thư tương đương với thuốc Antracol (Probineb 4,2 mg/mL) Đặc biệt, xoài được phun huyền phù nấm sau đó được xử lý bằng hỗn hợp tinh dầu sả Chanh/lá quế (1,2/0,025 µL/mL) có tỉ

lệ bệnh thấp hơn so với đối chứng tự nhiên (không được phun huyền phù nấm và tinh

dầu) Tinh dầu sả Chanh, lá quế và vỏ quế đơn lẻ và hỗn hợp của chúng giúp duy trì độ cứng trái tốt hơn, không làm ảnh hưởng đến pH, TSS, TA, vitamin C, màu sắc thịt, vỏ trái và tỷ lệ hao hụt khối lượng so với các trái không xử lý tinh dầu

Tóm lại, tinh dầu lá quế và vỏ quế đơn lẻ cùng với hỗn hợp của chúng với sả Chanh

có thể được sử dụng làm thuốc diệt nấm sinh học để kiểm soát bệnh thán thư trên xoài giai đoạn sau thu hoạch

Từ khóa: tinh dầu, Colletotrichum spp., xoài, sả chanh, quế, hiệp lực

ABSTRACT

Anthracnose is one of the most severe diseases causing heavy loss for post-harvest

mangoes Fungi from Colletotrichum genus are main causal agents of this disease The

synthetic fungicides are often applied to control anthracnose However, the frequent use

of the chemicals stimulating development of drug-resistant fungal strains, along with consumer health concerns over chemical drug residues on products, and environmental pollution have promoted the search for safe and effective alternatives One of feasible solutions is to use essential oils (EOs) as fungicides Therefore, the thesis was conducted from 2018-2023 to determine (1) Identifying highly toxic fungi causing anthracnose on Cat Chu mangoes; (2) The antifungal ability of EOs and EO mixtures against

Colletotrichum spp causing anthracnose disease on Cat Chu mangoes under in vitro and

in vivo conditions; (3) The effectiveness of reducing anthracnose disease caused by Colletotrichum spp on Cat Chu mangoes of EOs and EO mixtures 16 experiments and

5 works were carried out at Can Tho University and Can Tho Technical Economic College Cat Chu mango and anthracnose fungal source were collected in the Mekong Delta, 15 plant essential oils were used to evaluate the ability to inhibit fungi and effectively reduce anthracnose on Cat Chu mango fruits

Two highly toxic fungal strains that cause anthracnose on Cat Chu mangoes were isolated Through the morphological observation and comparison of DNA sequence of ITS region with the gene database of the National Center for Biotechnology Information,

two fungal strains were identical to Colletotrichum gloeosporioides and Colletotrichum

scovillei species

The minimum inhibitory concentration (MIC) of orange EOs against C

gloeosporioides and C scovillei ranged from 4 to 8%, and the minimum fungicidal

concentration (MFC) of orange EOs was the same (16%) The ability to inhibit anthracnose development in artificially infected mangoes increased with orange EO concentration, and it was the highest when treated with 16% EO, resulting in 39.5–

49.4% inhibition for C gloeosporioides and 30.4–47.5% for C scovillei MIC and MFC

of lemon grass (LG), cinnamon bark (CB) and cinnamon leaf (CL) EOs were 1 and 2 ;

0.2 and 0.8; 0.1 and 0.4 µL/mL, respectively, for C gloeosporioides MIC and MFC of

CB, LB were 0.4 µL/mL for C scovillei Mango anthracnose disease can be inhibited

(42.4–52.8%) by a combination of LG/CL EOs (0.8/0.05; 1.2/0.025 µL/mL), LG/CB EOs (1.2/0.025 µL/mL), CL EOs (0.4 µL/mL), and CB (0.8 µL/mL) These were

comparable to that of Antracol for C gloeosporioides Only EO mixture comparable to that of Antracol for C scovillei was LG/CL mixture (0.8/0.05; 1.0/0.025 µL/mL) with

42.8–43% of inhibition

Mixtures of LG/CL EOs (0.4/0.2; 0.8/0.05; 1.2/0.025 µL/mL) and LG (2 µL/mL),

CL (0.4 µL/mL) is as effective in reducing anthracnose as Antracol (Probineb 4.2 mg/mL) Particularly, mangoes sprayed with spore suspension and then treated with

LG/CL mixture of 1.2/0.025 µL/mL had lower disease rate than natural control (not sprayed with spore suspensionand EOs) EOs alone and their mixtures of LG/CL maintained good fruit firmness, and negligibly affected pH, TSS, TA, vitamin C, flesh color, fruit peels and weight loss rate as compared to fruits without EO treatment

In conclusion, cinamon leaf and cinamon bark EOs alone and their mixture with lemon grass can be used as biofungicides to control anthracnose on mango in post harvest

Keywords: essential oil, Colletotrichum spp., mango, cymbopogon citratus, cinnamon, synergistic

LỜI CAM ĐOAN

Tôi tên là Châu Trùng Dương, là nghiên cứu sinh ngành Khoa học cây trồng, khóa 2017 Tôi xin cam đoan luận án này là công trình nghiên cứu khoa học thực sự của bản thân tôi được sự hướng dẫn của TS Lưu Thái Danh và TS Nguyễn Thị Ngọc Trúc

Các thông tin được sử dụng tham khảo trong luận án được thu thập từ các nguồn đáng tin cậy, đã được kiểm chứng, được công bố rộng rãi và được tôi trích dẫn nguồn gốc rõ ràng ở phần danh mục tài liệu tham khảo Các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án này là do chính tôi thực hiện một cách nghiêm túc, trung thực và không trùng lắp với các đề tài khác đã được công bố trước đây

Tôi xin lấy danh dự và uy tín của bản thân để đảm bảo cho lời cam đoan này

Người hướng dẫn 1 Tác giả thực hiện

TS Lưu Thái Danh Châu Trùng Dương

Người hướng dẫn 2

TS Nguyễn Thị Ngọc Trúc

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT ii

ABSTRACT iv

LỜI CAM ĐOAN vi

MỤC LỤC vii

DANH SÁCH BẢNG x

DANH SÁCH HÌNH xii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xiv

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1

1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN ÁN 1

1.2 MỤC TIÊU CỦA LUẬN ÁN 2

1.3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3

1.4 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA NGHIÊN CỨU 3

1.5 TÍNH MỚI CỦA LUẬN ÁN 3

1.6 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 3

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5

2.1 CÂY XOÀI 5

2.1.1 Cây xoài 5

2.1.2 Phân bố 5

2.1.3 Đặc điểm thực vật 6

2.1.4 Xoài Cát Chu 10

2.1.5 Các đặc tính liên quan đến chất lượng của quả xoài 11

2.2 TỔNG QUAN VỀ NẤM GÂY BỆNH THÁN THƯ TRÊN TRÁI XOÀI 12

2.2.1 Tác nhân gây bệnh thán thư trên xoài 12

2.2.2 Triệu chứng 13

2.2.3 Cách thức xâm nhiễm 15

2.3 PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI NẤM COLLETOTRICHUM 16

2.3.1 Dựa vào đặc điểm hình thái 16

2.3.2 Dựa vào kỹ thuật sinh học phân tử 18

2.4 TỔNG QUAN VỀ TINH DẦU THỰC VẬT 20

2.4.1 Giới thiệu về tinh dầu 20

2.4.2 Thành phần hóa học của tinh dầu 21

2.4.3 Các họ thực vật có chứa tinh dầu 22

2.4.4 Các tinh dầu thực vật 23

2.5 CƠ CHẾ ỨC CHẾ NẤM CỦA TINH DẦU 30

2.6 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP PHÒNG TRỪ BỆNH THÁN THƯ TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 33

2.6.1 Tình hình nghiên cứu trong nước 33

2.6.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 35

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39

3.1 THỜI GIAN, ĐỊA ĐIỂM, THIẾT BỊ VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 39

3.1.1 Thời gian và địa điểm 39

3.1.2 Vật liệu và thiết bị 39

3.2 PHƯƠNG PHÁP 41

3.2.1 Nội dung 1: Phân lập và định danh các loài nấm Colletotrichum spp có độc tính cao gây bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu 41

3.2.2 Nội dung 2: Đánh giá khả năng ức chế nấm Colletotrichum spp gây bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu của tinh dầu đơn và hỗn hợp tinh dầu trong điều kiện in vitro và in vivo 44

3.2.3 Nội dung 3: Đánh giá hiệu quả giảm bệnh thán thư do nấm Colletotrichum spp trên trái xoài Cát Chu của các loại tinh dầu đơn lẻ và hỗn hợp tinh dầu 54

3.3 PHÂN TÍCH SỐ LIỆU 57

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 58

4.1 PHÂN LẬP VÀ ĐỊNH DANH CÁC LOÀI NẤM COLLETOTRICHUM SPP CÓ ĐỘC TÍNH CAO GÂY BỆNH THÁN THƯ TRÊN TRÁI XOÀI CÁT CHU 58

4.1.1 Phân lập và đánh giá độc tính của các loài Colletotrichum spp trên trái xoài Cát Chu

58 4.1.2 Định danh bằng đặc điểm hình thái và giải trình tự nấm Colletotrichum sp 59

4.2 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ỨC CHẾ NẤM COLLETOTRICHUM SPP GÂY BỆNH THÁN THƯ TRÊN TRÁI XOÀI CÁT CHU CỦA TINH DẦU ĐƠN VÀ HỖN HỢP TINH DẦU TRONG ĐIỀU KIỆN IN VITRO VÀ IN VIVO 63

4.2.1 Hàm lượng tinh dầu vỏ trái của 4 giống cam 63

4.2.2 Thành phần hóa học của tinh dầu vỏ cam 64

4.2.3 Khả năng kháng nấm Colletotrichum spp của tinh dầu vỏ cam trong điều kiện in vitro 65

4.2.4 Khả năng ức chế bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu của tinh dầu vỏ cam trong điều kiện in vivo 67

4.2.5 Hàm lượng các loại tinh dầu 70

4.2.6 Thành phần hóa học của các loại tinh dầu 70

4.2.7 Khả năng kháng nấm Colletotrichum spp của các loại tinh dầu trong điều kiện in vitro 80

4.2.8 Hiệu quả tương tác của các tinh dầu được chọn đến khả năng kháng nấm gây bệnh thán thư trong điều kiện in vitro 86

4.2.9 Khả năng ức chế bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu của tinh dầu đơn lẻ và hỗn hợp tinh dầu trong điều kiện in vivo 89

4.3 HIỆU QUẢ GIẢM BỆNH THÁN THƯ DO NẤM COLLETOTRICHUM SPP TRÊN TRÁI XOÀI CÁT CHU CỦA CÁC LOẠI TINH DẦU ĐƠN LẺ VÀ HỖN HỢP TINH DẦU 93

4.3.1 Ảnh hưởng của tinh dầu vỏ cam Sành đến chất lượng trái xoài Cát Chu

93

4.3.2 Ảnh hưởng của tinh dầu đơn lẻ và hỗn hợp tinh dầu đến chất lượng trái xoài Cát Chu 95

4.3.3 Hiệu quả giảm bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu của tinh dầu đơn lẻ và hỗn hợp tinh dầu sử dụng phương pháp chủng bệnh bằng cách phun huyền phù nấm 98

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 107

5.1 KẾT LUẬN 107

5.2 ĐỀ NGHỊ 107

TÀI LIỆU THAM KHẢO 108

PHỤ LỤC 1 DANH MỤC CÁC BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ 132

PHỤ LỤC 2 BẢNG PHÂN TÍCH PHƯƠNG SAI 133

PHỤ LỤC 3 SỐ LIỆU 153

DANH SÁCH BẢNG

3.1 Dãy nồng độ tinh dầu các giống cam trong thí nghiệm tìm MIC 47 3.2 Dãy nồng độ tinh dầu các giống cam trong thí nghiệm tìm MFC 47 3.3 Dãy nồng độ các loại tinh dầu trong thí nghiệm tìm MIC đơn 50 3.4 Dãy nồng độ các loại tinh dầu trong thí nghiệm tìm MFC đơn đối với

loài C gloeosporioides 50

3.5 Dãy nồng độ các loại tinh dầu trong thí nghiệm tìm MFC đơn đối với

loài C scovillei 50

3.6 Dãy nồng độ các loại tinh dầu sử dụng trong thí nghiệm tìm MIC

tương tác đối với loài C gloeosporioides 51 3.7 Dãy nồng độ các loại tinh dầu sử dụng trong thí nghiệm tìm MIC

tương tác đối với loài C scovillei 51 3.8 Dãy nồng độ các loại tinh dầu sử dụng trong thí nghiệm tìm MFC

tương tác đối với loài C gloeosporioides 52 3.9 Dãy nồng độ các loại tinh dầu sử dụng trong thí nghiệm tìm MFC

tương tác đối với loài C scovillei 52 3.10 Dãy nồng độ các loại tinh dầu sử dụng trong thí nghiệm đánh giá khả

năng ức chế đối với loài Colletotrichum gloeosporioides 53 3.11 Dãy nồng độ các loại tinh dầu sử dụng trong thí nghiệm đánh giá khả

năng ức chế đối với Colletotrichum scovillei 54 3.12 Dãy nồng độ các loại tinh dầu sử dụng trong thí nghiệm đánh giá ảnh

hưởng của tinh dầu đến chất lượng trái xoài 56 3.13 Dãy nồng độ các loại tinh dầu sử dụng trong thí nghiệm đánh giá hiệu

quả giảm bệnh của tinh dầu 57 4.1 Chiều dài vết bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu qua các ngày sau

khi lây bệnh 59 4.2 Thành phần hóa học của tinh dầu các giống cam 65 4.3 Đường kính vòng kháng nấm (mm) dưới ảnh hưởng của nồng độ tinh

dầu các giống cam trên 2 loài nấm 66 4.4 MIC và MFC của tinh dầu các giống cam trên 2 loài nấm 66 4.5 Hiệu quả ức chế nấm gây bệnh thán thư của tinh dầu các giống cam

trên 2 loài nấm 69

4.6 Thành phần hóa học của các tinh dầu 76 4.7 Đường kính vòng kháng nấm (mm) dưới ảnh hưởng của các loại tinh

dầu trên 2 loài nấm theo thời gian 82 4.8 MIC và MFC (µL/mL) của tinh dầu sả Chanh, lá quế và vỏ quế trên 2

loài nấm 84 4.9 FICi và FFCi của hỗn hợp tinh dầu sả Chanh và quế 88 4.10 Hiệu quả ức chế nấm gây bệnh thán thư của tinh dầu đơn lẻ và hỗn

hợp tinh dầu trên 2 loài nấm 91 4.11 Chất lượng trái xoài Cát Chu dưới ảnh hưởng của tinh dầu cam Sành 94 4.12 Hao hụt khối lượng (%) trái xoài Cát Chu dưới ảnh hưởng của tinh

dầu cam Sành theo thời gian 94 4.13 Chất lượng trái xoài Cát Chu dưới ảnh hưởng của tinh dầu đơn lẻ và

hỗn hợp tinh dầu 96 4.14 Hao hụt khối lượng (%) trái xoài Cát Chu dưới ảnh hưởng của tinh

dầu đơn lẻ và hỗn hợp tinh dầu theo thời gian 97 4.15 Hao hụt khối lượng (%) trái xoài Cát Chu dưới ảnh hưởng của tinh

dầu đơn lẻ và hỗn hợp tinh dầu theo thời gian 100 4.16 Độ cứng (kgf/cm2) trái xoài Cát Chu dưới ảnh hưởng của tinh dầu đơn

lẻ và hỗn hợp tinh dầu theo thời gian 101 4.17 pH của trái xoài Cát Chu dưới ảnh hưởng của tinh dầu đơn lẻ và hỗn

hợp tinh dầu theo thời gian 102 4.18 Độ Brix, TA và Vitamin C của trái xoài Cát Chu dưới ảnh hưởng của

tinh dầu đơn lẻ và hỗn hợp tinh dầu theo thời gian 103 4.19 Màu sắc vỏ trái xoài Cát Chu dưới ảnh hưởng của tinh dầu đơn lẻ và

hỗn hợp tinh dầu theo thời gian 104 4.20 Màu sắc thịt trái xoài Cát Chu dưới ảnh hưởng của tinh dầu đơn lẻ và

hỗn hợp tinh dầu theo thời gian 104

DANH SÁCH HÌNH

2.1 Cây xoài 6

2.2 Lá xoài 7

2.3 Rễ cây xoài 7

2.4 Hoa xoài 8

2.5 Các dạng trái xoài 9

2.6 Hạt trái xoài 10

2.7 Trái xoài Cát Chu 11

2.8 Triệu chứng nhiễm thán thư trên xoài: trên lá (A, B, C); trên hoa (D); trên trái (E-H) 14

2.9 Quá trình xâm nhiễm của nấm Colletotrichum trên xoài 16

2.10 Các dạng bào tử, đĩa áp, gai xâm nhiễm của nấm Colletotrichum sp 17 2.11 Cấu trúc trình tự vùng gen ITS trên nấm 19

2.12 Cấu trúc của một số Terpenoid 22

2.13 Cơ chế kháng nấm của tinh dầu 32

3.1 Sơ đồ tổng quát các bước nghiên cứu của luận án 40

3.2 Sơ đồ mô phỏng phương pháp bố trí thí nghiệm 46

4.1 Triệu chứng bệnh thán thư do nấm Colletotrichum gây ra trên trái: dòng TG3 (A, B); dòng HG2 (C) 58

4.2 Trái xoài Cát Chu sau 8 ngày lây bệnh nhân tạo: TG3 (A); HG2 (B); đối chứng (C) 59

4.3 Đặc điểm hình thái dòng nấm TG3: bào tử (A), đĩa áp (B), tản nấm mặt trên (C), mặt dưới (D) sau 7 ngày nuôi cấy trên môi trường PDA 60 4.4 Đặc điểm hình thái dòng nấm HG2: bào tử (A), đĩa áp (B), tản nấm mặt trên (C), mặt dưới (D) sau 10 ngày nuôi cấy trên môi trường PDA 61

4.5 Cây quan hệ giữa dòng nấm TG3, HG2 với các loài Colletotrichum spp 62

4.6 Hàm lượng tinh dầu ly trích (%) của các giống cam 64

4.7 Hiệu quả ức chế nấm gây bệnh thán thư của tinh dầu các giống cam

thời điểm 8 ngày sau khi chủng 69 4.8 Hàm lượng tinh dầu ly trích (%) của các loài thực vật 70 4.9 Khả năng kháng nấm của các loại tinh dầu thực vật đối với nấm

Colletotrichum spp.: (A) loài C gloeosporioides và (B) loài C scovillei trên môi trường PDA thời điểm 2 ngày sau khi cấy 83 4.10 Hiệu quả ức chế nấm gây bệnh thán thư của tinh dầu đơn lẻ và hỗn

hợp thời điểm 8 ngày sau khi chủng 92 4.11 Chất lượng trái xoài Cát Chu dưới ảnh hưởng của tinh dầu cam Sành

thời điểm 0 và 8 ngày sau khi xử lý 95 4.12 Chất lượng trái xoài Cát Chu dưới ảnh hưởng của tinh dầu sau 8

ngày 98 4.13 Tỷ lệ bệnh (%) của các nghiệm thức tại thời điểm 12 ngày sau khi

xử lý 99 4.14 Chất lượng trái xoài Cát Chu dưới ảnh hưởng của tinh dầu đơn lẻ và

hỗn hợp tinh dầu theo thời gian 106

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

CFU Colony Forming Unit (Đơn vị hình thành khuẩn lạc)

DMSO Dimethyl Sulfoxide

DNA Deoxyribonucleic Acid

ĐBSCL Đồng bằng sông Cửu Long

EO Essential Oil (Tinh dầu)

FFCi Fractional Fungicidal Concentration Index (Chỉ số tỷ số nồng độ

diệt nấm) FICi Fractional Inhibitory Concentration Index (Chỉ số tỷ số nồng độ ức

chế nấm)

GC Gas Chromatography (Sắc kí khí)

GC – MS Gas Chromatography – Mass Spectrometry (Sắc kí khí-khối phổ) ITS Internal Transcribed Spacer (Vùng đệm trong được sao mã)

KI Kovats Index (Chỉ số Kovats)

MFC Minimum Fungicidal Concentration (Nồng độ diệt nấm tối thiểu) MIC Minimum Inhibitory Concentration (Nồng độ ức chế tối thiểu) NCBI National Center for Biotechnology Information (Trung tâm Thông

tin Công nghệ sinh học Quốc gia) NIST National Institute of Standards and Technology (Viện Tiêu chuẩn

và Công nghệ quốc gia) NSKC Ngày sau khi chủng

OD Optical Density (Mật độ quang học)

PDA Potato Dextrose Agar (Thạch khoai tây)

PDB Potato Dextrose Broth (Dung dịch khoai tây)

TA Total Acid (Acid tổng)

TSS Total soluble solids (Tổng chất rắn hòa tan)

WA Water Agar (Môi trường thạch)

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN ÁN

Xoài (Mangifera indica L.) là một trong những cây ăn trái được trồng phổ biến ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới với màu sắc hấp dẫn, mùi vị thơm ngon và có giá trị dinh dưỡng cao Tại Việt Nam, xoài Cát Chu được trồng khá phổ biến ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL), với chất lượng ngon, độ ngọt vừa phải (độ Brix 14,4%), tỷ lệ ăn được cao 76,5% (Nguyễn Bảo Vệ và Lê Thanh Phong, 2011) Trái xoài có giá trị kinh tế cao, tuy nhiên trái dễ bị hư hỏng rất nhanh sau khi thu hoạch do sản xuất ethylene cao cũng như sự tấn công của các vi sinh vật gây bệnh (Ploetz, 2003) Bệnh do các tác nhân lây nhiễm trên thực vật đã gây ra sự thay đổi trong suốt quá trình sinh trưởng và cả giai đoạn sau khi thu hoạch làm ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng, cảm quan và thời gian lưu trữ

(Agrios, 2005) Trong đó, bệnh thán thư do các loài nấm Colletotrichum spp gây ra trên

trái xoài Cát Chu là một trong những nguyên nhân chính làm hư hỏng và thất thoát sản lượng trái thương mại sau thu hoạch rất lớn

Việc sử dụng thuốc hóa học để kiểm soát bệnh sau thu hoạch đem lại những lo ngại về tác hại tiềm ẩn đối với môi trường và sức khỏe con người do dư lượng trong

nông sản và dễ tạo ra các loài nấm kháng thuốc (Mari et al., 2014; Ramírez-Benítez et

al., 2020) Những hạn chế trên đã thúc đẩy sự phát triển các giải pháp phòng trừ bệnh thán thư hiệu quả, an toàn cho người tiêu dùng và môi trường Một trong các giải pháp

đó là sử dụng các hợp chất thiên nhiên (tinh dầu) Tinh dầu (EO) là hỗn hợp các hợp

chất hữu cơ dễ bay hơi có nguồn gốc từ thực vật (Tisserand & Young, 2013) EO là chất chuyển hóa thứ cấp rất quan trọng trong việc bảo vệ cây trồng vì có hoạt tính kháng vi

sinh vật (Tajkarimi et al., 2010), nhờ vào tính kỵ nước của các thành phần hóa học (chủ

yếu là các hydro carbon) trong tinh dầu giúp cho tinh dầu có thể xâm nhập vào vùng

nằm giữa 2 lớp phospholipid của màng tế bào vi sinh, dẫn đến sự phá vỡ cấu trúc màng

tế bào và sự toàn vẹn của màng tế bào Tinh dầu ức chế tính kháng thuốc của nấm nhờ

sự phối hợp tương tác giữa các thành phần hóa học (Varma & Dubey 1999) Ngoài ra, tinh dầu an toàn cho con người vì chúng dễ phân hủy sinh học và không để lại dư lượng độc hại trên trái

Tinh dầu vỏ cam là một trong những loại tinh dầu có nhiều, sẵn có và rẻ tiền trên thị trường Cam là một trong những loại trái cây thuộc họ cam quýt phổ biến nhất, với tổng sản lượng trên thế giới khoảng 48 triệu tấn/năm trong giai đoạn 2022–2023, trong

đó sản lượng cam ở Việt Nam ước đạt khoảng 1,15 triệu tấn (USDA, 2023) Cam thường được tiêu thụ dưới dạng sản phẩm tươi hoặc có thể được sử dụng làm nguyên liệu thô

để sản xuất nước trái cây và chất cô đặc Phần lớn chất thải cam được thải ra môi trường

(Manthey & Grohmann, 2001); chỉ một lượng nhỏ được sử dụng để sản xuất mật đường,

pectin và tinh dầu (Gavahian et al., 2019) Ở Đồng bằng sông Cửu Long, vùng nông

nghiệp quan trọng của Việt Nam (khí hậu nhiệt đới), có ba giống cam vỏ xanh được

trồng phổ biến Giống cam Sành (Citrus reticulata × sinensis) được ưa chuộng nhất, tiếp theo là giống cam Xoàn (Citrus sinensis) và cam Mật (Citrus sinensis) Giống cam Navel (Citrus sinensis) là loại phổ biến nhất trên thế giới, được trồng rộng rãi ở vùng khí hậu cận nhiệt đới (Aussie oranges, 2023) Nhiều nghiên cứu chứng minh tinh dầu

vỏ cam có khả năng ức chế đối với C gloeosporiodes trong điều kiện in vitro, và tinh

dầu cam có khả năng làm giảm đáng kể bệnh thán thư trên trái xoài (Abd-Alla & Haggag,

2013; Rabari et al., 2018) Cho đến nay, chưa có nghiên cứu so sánh nào về hoạt tính

kháng nấm của tinh dầu từ cam vỏ xanh và cam vỏ vàng đối với Colletotrichum spp

gây bệnh thán thư xoài

Ngoài tinh dầu cam, một số loại tinh dầu khác đã được chứng minh là có hoạt tính

ức chế mạnh đối với nấm gây bệnh thán thư trên trái xoài sau thu hoạch như tinh dầu sả

(Duamkhanmanee, 2008), húng quế (Abd-AllA et al., 2013), quế (Perumal et al., 2017)

Tuy nhiên, khả năng ứng dụng thương mại của các loại tinh dầu này làm thuốc diệt nấm vẫn còn hạn chế Do tinh dầu riêng lẻ cần được sử dụng ở nồng độ tương đối cao để ức chế nấm và kiểm soát sự phát triển của bệnh một cách hiệu quả Điều này làm tăng chi phí ứng dụng nên sản phẩm tinh dầu không khả thi về mặt kinh tế Đồng thời tinh dầu ở nồng độ cao còn có tác động không tốt đến cảm quan và chất lượng của trái cây Tinh

dầu sả với nồng độ cao (1-2%) có tác dụng diệt nấm Colletotrichum acutatum gây bệnh thán thư trên xoài nhưng cũng có tác động tiêu cực đến chất lượng trái xoài (Danh et al.,

2021) Các loại tinh dầu có thể được kết hợp với nhau để tăng hiệu quả kiểm soát bệnh thán thư, khi 2 hoặc 3 tinh dầu được kết hợp với nhau, nồng độ hiệu quả của mỗi loại tinh dầu trong hỗn hợp rất thấp và không ảnh hưởng đến chất lượng của trái (Nikkhah

et al., 2017; Nikkhah & Hashemi, 2020; Bounar et al., 2020)

Hiện nay chưa có nghiên cứu nào so sánh hiệu quả của các loại tinh dầu hiện có ở

Việt Nam trong việc ức chế Colletotrichum spp gây bệnh thán thư trên xoài Ngoài ra,

các nghiên cứu về tác động tương tác của hỗn hợp tinh dầu lên sự phát triển của

nữa, các thông tin khoa học về ảnh hưởng của tinh dầu đơn lẻ và hỗn hợp tinh dầu lên các chỉ tiêu về chất lượng trái xoài không có nhiều Vì vậy, luận án “Nghiên cứu sử

dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát

Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạch” được thực hiện

1.2 MỤC TIÊU CỦA LUẬN ÁN

- Xác định loài nấm Colletotrichum spp có độc tính cao gây bệnh thán thư trên

trái xoài Cát Chu

- Xác định khả năng ức chế nấm Colletotrichum spp gây bệnh thán thư trên trái

xoài Cát Chu của tinh dầu đơn và hỗn hợp tinh dầu trong điều kiện in vitro và in vivo

- Xác định hiệu quả giảm bệnh thán thư do nấm Colletotrichum spp trên trái xoài

Cát Chu của tinh dầu đơn và hỗn hợp tinh dầu

1.3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

- Đối tượng nghiên cứu chủ yếu của luận án là tinh dầu của một số loài thực vật (cam Sành, Xoàn, Mật, Navel, vỏ quế, lá quế, sả Chanh, sả Java, củ gừng, củ nghệ, bưởi

Da Xanh, chanh không hạt và húng quế) và nấm gây bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu

- Phạm vi nghiên cứu của luận án là đánh giá khả năng ức chế của các loại tinh dầu đơn lẻ và hỗn hợp trên nấm gây bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu ở ĐBSCL giai đoạn sau thu hoạch và giúp trái giữ được phẩm chất tốt

1.4 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA NGHIÊN CỨU

Về khoa học: Từ kết quả nghiên cứu của luận án, khả năng ức chế nấm

Colletotrichum spp gây bệnh thán thư trên trái xoài sau thu hoạch của một số loại tinh dầu đơn và hỗn hợp đã được chứng minh Luận án cung cấp thông tin hữu ích về việc

sử dụng tinh dầu trong quá trình bảo quản trái xoài Cát Chu sau thu hoạch làm giảm bệnh thán thư trên trái và vẫn giữ được chất lượng của trái

Về thực tiễn: Kết quả đề tài có thể ứng dụng trong bảo quản trái xoài sau thu hoạch, hạn chế nấm gây bệnh thán thư, duy trì chất lượng trái

1.5 TÍNH MỚI CỦA LUẬN ÁN

- Phân lập và định danh được loài nấm Colletotrichum scovillei là tác nhân mới

gây bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu ở Đồng bằng sông Cửu Long

- Đã xác định được thành phần hoá học và hàm lượng tinh dầu từ các nguồn thực vật khác nhau như cam Sành, cam Xoàn, cam Mật và cam Navel, vỏ quế, lá quế, sả Java,

sả Chanh, gừng, nghệ, vỏ bưởi, vỏ chanh, bạc hà, húng quế và ngò rí

- Xác định 3 loại tinh dầu (sả Chanh, lá quế và vỏ quế) cho khả năng ức chế nấm

Chanh với tinh dầu lá quế hoặc vỏ quế đem lại hiệu quả tốt hơn khi sử dụng tinh dầu đơn lẻ và thuốc hóa học thương mại trong việc ức chế nấm gây bệnh thán thư trên xoài Cát Chu Tinh dầu và hỗn hợp không ảnh hưởng đến giá trị cảm quan và chất lượng trái Xoài Cát Chu

1.6 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Nội dung 1: Phân lập và định danh các loài nấm Colletotrichum spp Có độc tính

cao gây bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu

- Phân lập và đánh giá độc tính của các loài nấm Colletotrichum spp gây bệnh

thán thư trên trái xoài Cát Chu, để chọn các loài nấm có độc tính cao cho các nghiên cứu tiếp theo

- Định danh các loài nấm bằng đặc điểm hình thái kết hợp với giải trình tự DNA vùng ITS

Nội dung 2: Đánh giá khả năng ức chế nấm Colletotrichum spp gây bệnh thán thư

trên trái xoài Cát Chu của tinh dầu đơn và hỗn hợp tinh dầu trong điều kiện in vitro và

in vivo

- Ly trích tinh dầu vỏ trái của 4 giống cam (Sành, Xoàn, Mật và Navel)

- Phân tích thành phần hóa học của tinh dầu vỏ cam bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS) và sắc ký khí (GC)

- Đánh giá khả năng ức chế nấm Colletotrichum spp của tinh dầu vỏ cam trong điều kiện in vitro

- Đánh giá khả năng ức chế bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu của tinh dầu vỏ cam trong điều kiện in vivo

- Ly trích các loại tinh dầu vỏ quế, lá quế, thân lá sả Chanh, lá sả Java, củ gừng, củ nghệ, vỏ cam Sành, vỏ bưởi Da Xanh, vỏ chanh không hạt và thân lá húng quế

- Phân tích thành phần hóa học của các loại tinh dầu này bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS) và sắc ký khí (GC)

- Đánh giá khả năng ức chế nấm Colletotrichum spp của các loại tinh dầu trong điều kiện in vitro

- Đánh giá hiệu quả tương tác của các tinh dầu được chọn đến khả năng ức chế

nấm gây bệnh thán thư trong điều kiện in vitro

- Đánh giá khả năng ức chế bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu của từng loại tinh

dầu đơn lẻ và hỗn hợp tinh dầu trong điều kiện in vivo

Nội dung 3: Đánh giá hiệu quả giảm bệnh thán thư do nấm Colletotrichum spp

trên trái xoài Cát Chu của các loại tinh dầu đơn lẻ và hỗn hợp tinh dầu

- Đánh giá ảnh hưởng của tinh dầu vỏ cam Sành đến chất lượng trái xoài Cát Chu

- Đánh giá ảnh hưởng của từng loại tinh dầu đơn lẻ và hỗn hợp tinh dầu đến chất lượng trái xoài Cát Chu

- Đánh giá hiệu quả giảm bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu giai đoạn sau thu hoạch của từng loại tinh dầu đơn lẻ và hỗn hợp tinh dầu sử dụng phương pháp chủng bệnh bằng cách phun huyền phù nấm

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 CÂY XOÀI

2.1.1 Cây xoài

Cây xoài là một trong những loại cây ăn trái được trồng từ rất lâu đời trên trái đất

Cây xoài (Mangifera indica L.), thuộc chi Mangifera, họ Anacardiaceae có nguồn gốc

ở vùng Đông Nam Á Căn cứ vào sinh thái, sinh lý thực vật, tế bào học, giải phẫu và hạt

phấn của chi Mangifera cho thấy cây xoài có nguồn gốc ở Myanmar, Thái Lan và Ấn

Độ Ngoài ra, vùng bán đảo Malaysia cũng được xem là trung tâm của các giống xoài (Ngô Hồng Bình, 2015)

Ở Việt Nam có nhiều giống xoài ngon nổi tiếng như xoài cát Hoà Lộc, Cát Chu, Thanh Ca và Gòn Bên cạnh đó còn có nhiều loài bán hoang dại như xoài Hôi, Quéo và Mắc Trai Việt Nam là một trong những nước nằm trên bán đảo Đông Dương nên cũng

có thể là quê hương của một số giống xoài (Vũ Công Hậu, 1996; Trần Thế Tục, 1998)

2.1.2.2 Việt Nam

Cây xoài được trồng khắp nơi trên cả nước Tuy nhiên, những vùng trồng xoài chủ yếu tập trung từ vĩ tuyến 14 trở vào, từ Bình Định đến các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long (Trần Thế Tục, 1996) Các vùng xoài phân bố chính ở Việt Nam là: Vùng Đồng bằng trung du và miền núi phía Bắc, vùng duyên hải miền Trung, vùng miền Đông Nam

bộ và Tây Nguyên, Đồng bằng sông Cửu Long Đồng bằng sông Cửu Long đây cũng là vùng trồng xoài chính của Việt Nam (chiếm khoảng trên 50% diện tích và khoảng 60%

về sản lượng của cả nước) tập trung ở các tỉnh Đồng Tháp, Tiền Giang, Hậu Giang, An Giang, Vĩnh Long (Ngô Hồng Bình, 2015)

2.1.3 Đặc điểm thực vật

2.1.3.1 Cây xoài

Cây xoài có hình dạng đối xứng trong điều kiện thông thoáng Cây có thân thẳng

và phân nhánh đối xứng Cây mọc thẳng và phát triển nhanh vào mùa hè với tán cây

rộng và tròn (Yadav et al., 2018) Cây xoài có tán thường phân nhánh cách mặt đất 0,6–

2 m và phát triển tán hình mái vòm (Hình 2.1) Sự thay đổi về hình dạng tán và độ rộng

của tán thay đổi giữa các giống và có do sự cạnh tranh từ các cây khác Xoài trồng ở

vùng rừng rậm có cành cao hơn nhiều so với cây đơn lẻ và có hình dạng giống chiếc ô Cây xoài cao từ 10 – 40 m với bán kính tán khoảng 10 m Cây sống lâu năm, một số cây

đã sống hơn 300 năm tuổi và vẫn cho trái Cây giống bằng hạt sống hơn 100 năm tuổi

trong khi cây ghép chỉ sống được khoảng 80 năm tuổi hoặc thấp hơn (Yadav et al.,

trưởng Cuống lá có chiều dài thay đổi từ 1 đến 12 cm, luôn phồng lên ở gốc Nó có rãnh

ở mặt trên Các gân thứ cấp trên lá ở một số giống có từ 18 đến 30 cặp Mặt trên của lá bóng và có màu xanh đậm trong khi mặt dưới của lá có màu xanh nhạt Ở giai đoạn lá non mềm và rũ xuống (Hình 2.2) Màu của lá non thường thay đổi tùy theo giống, có màu đỏ nâu, hồng, vàng nâu Khi lá phát triển, màu sắc của nó thay đổi từ đỏ nâu sang xanh lục, chuyển qua các sắc thái khác nhau và trở thành xanh đậm khi trưởng thành

(Yadav et al., 2018)

Hình 2.2 Lá xoài

2.1.3.3 Rễ

Xoài là cây ăn trái lâu năm, nhờ có bộ rễ khoẻ ăn sâu vào đất nên có thể mọc trên các loại đất khác nhau Rễ xoài chia làm 3 loại rễ chính là rễ cọc, rễ ngang và rễ tơ (Hình 2.3) Phần lớn rễ tập trung ở tầng đất từ 0-50 cm đặc biệt rễ có thể ăn sâu 3,8m Rễ cọc

có thể ăn sâu bao nhiêu phụ thuộc vào giống xoài, tuổi cây, cách nhân giống cũng như tình hình quản lý đất Cây xoài được trồng bằng hạt hay ghép rễ cọc sẽ ăn sâu và phát triển Trồng bằng cách chiết hoặc giâm cành rễ mọc ra xung quanh gốc, và rễ cọc không phát triển Khi tuổi cây tăng lên thì rễ ngang cũng bắt đầu tăng lên, tỉ lệ rễ mọc thẳng giảm xuống Hạn chế sự sinh trưởng của rễ thẳng, thúc đẩy rễ ngang phát triển giúp cho việc phát triển tán làm cho cây nhanh vào giai đoạn thu hoạch trái Xoài chịu được hạn hán kéo dài từ 4-5 tháng và tốt hơn so với các loại cây ăn trái khác (Ngô Hồng Bình, 2015)

Hình 2.3 Rễ cây xoài

(nguồn: https://www.shutterstock.com/vi/image-photo/mango-root-tree-517713484)

2.1.3.4 Hoa xoài

Hoa ra từng chùm, chùm hoa dài mọc trên ngọn cành hay nách lá, có khi mang theo lá và cũng có khi không mang theo lá Chùm hoa có chiều dài từ 10 – 50 cm Cuống hoa có màu sắc khác nhau giữa các giống từ xanh nhạt, xanh vàng hoặc hồng pha xanh Trên trục chính của chùm hoa có 2-5 lần phân nhánh Một chùm hoa có 100 – 4000 hoa, một cây có tới hàng triệu hoa (Hình 2.4) Hoa xoài nhỏ với đường kính từ 2 - 14 mm, có mùi thơm Số lượng cánh hoa, đài hoa và nhị đực đều là 5 nhưng nhị đực thường chỉ có một cái phát triển còn lại bị thoái hoá Hoa xoài chia thành 2 loại: Hoa đực và hoa lưỡng tính, phân bố trên cùng một cây Hoa lưỡng tính có nhị cái màu vàng nhạt, có bầu thường mọc ở giữa, vòi nhụy cắm chính trên bầu nhị Hoa đực có bầu nhị thoái hóa Trên hoa lưỡng tính và hoa đực đều có từ 1 đến 3 nhị phát triển bình thường, có bao phấn đính với chỉ nhị gọi là nhị hữu thụ Bên cạnh đó còn có từ 1– 3 nhị bị thoái hoá đính với hạt phấn lép gọi là nhị bất thụ (Ngô Hồng Bình, 2015)

Hình 2.4 Hoa xoài

2.1.3.5 Bao phấn và hạt phấn

Bao phấn hoa xoài có màu tím, đỏ hồng, đậm hoặc nhạt tuỳ theo giống, có 4 thuỳ

rõ rệt Mặt cắt đứng có hình thang cân hoặc hình chữ nhật, mặt cắt ngang có hình số 8

và lõm ở 2 đầu Khi mở, bao phấn nứt theo rãnh xẻ lúc này hạt phấn được tung ra ngoài

và bám trên bao phấn Hạt phấn có màu tím sẫm, kích thước nhỏ trung bình khoảng 28

µm Hạt phấn có màng ngoài mỏng, có một đến hai điểm nhô ra, đó là điểm của lỗ mầm Khi hạt phấn chín, nảy mầm có ống phấn vươn dài để tiến hành thụ phấn, thụ tinh (Ngô Hồng Bình, 2015)

2.1.3.6 Trái xoài

Sau khi thụ phấn, thụ tinh xong thì trái xoài phát triển hình dạng và độ lớn, màu sắc của trái có thể nhận biết tuỳ theo giống Thời gian phát triển của trái tùy thuộc vào nhóm giống (chín sớm, chính vụ và chín muộn) Thời gian từ khi thụ tinh cho đến khi trái chín khoảng 2 tháng đối với giống chín sớm, 3-3,5 tháng đối với giống chín chính

vụ, 4 tháng đối với giống chín muộn Trong giai đoạn từ 2,5 – 3 tháng sau khi thụ tinh xoài lớn rất nhanh sau đó chậm lại (Ngô Hồng Bình, 2015) Trái của các giống xoài khác

nhau về kích thước, hình dạng, màu sắc, thành phần chất xơ và mùi vị Trái xoài là một loại trái mọng nước và hơi nén Trái có hình dạng gần tròn, hình bầu dục, hình trứng thuôn dài hoặc giống hình thận, thường có mỏ ở đỉnh và thường có cạnh lệch nhiều hay

ít tùy theo giống Trái có chiều dài từ 5-25 cm và nặng từ vài gam đến 2,26 kg (Yadav

et al., 2018) Thịt trái nhiều nước có xơ hoặc không có xơ Thịt trái màu vàng nhạt đến vàng đậm, vàng cam hoặc hồng cam mỗi trái có 1 hạt Có 2 loại hạt là đơn phôi và đa phôi (Ngô Hồng Bình, 2015)

Hạt xoài có kích thước lớn, dẹt, hình thận ở giữa chứa một hoặc nhiều phôi và chứa

tinh bột (Hình 2.6) Hạt có thể chiếm tới 20% khối lượng trái (Yadav et al., 2018) Theo

Ngô Hồng Bình, (2015) cấu tạo của vỏ xoài bao gồm: Gân (là các sọc theo chiều dài hạt), xơ (ở khắp hạt, dài nhất là ở bụng và lưng hạt), lớp vỏ cứng dày màu nâu, lớp vỏ vàng trong suốt nằm sát lớp vỏ cứng, bao màu nâu mềm bao quanh lá mầm nối liền với cuống bằng một sợi nhỏ, lá mầm (có nhiệm vụ cung cấp dinh dưỡng cho cây con)

ha Tại Ðồng Tháp, đến nay diện tích trồng xoài là hơn 14.000 ha với sản lượng gần 140.000 tấn/năm Các giống xoài được trồng phổ biến ở Việt Nam gồm có Cát Hòa Lộc, Cát Chu, Thanh Ca, Tứ Quý, Đài Loan, Úc và Thái

Xoài Cát Chu là giống địa phương có nguồn gốc ở Cao Lãnh, tỉnh Đồng Tháp Cát Chu được trồng phổ biến ở các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long, đặc biệt ở Đồng Tháp, Tiền Giang, Vĩnh Long và Hậu Giang Xoài Cát Chu có nhiều kiểu hình và kiểu gen khác nhau Cùng với xoài Tượng, Thơm, Cát Chu có tổ tiên là xoài Thanh Ca, giống xoài bản địa lâu đời ở Đồng bằng sông Cửu Long Cây thích hợp trồng ở vùng đất phù

sa, đất thịt pha cát hoặc sét nhẹ, đất nhiều hữu cơ Cây sinh trưởng khoẻ, có tán dạng tròn, đâm cành ngang, tán lá dày Lá thuôn hình lưỡi mác, phiến lá dây, phẳng, đuôi lá hơi cụt, ngắn, mép lá hơi gợn sóng Về đặc điểm ra hoa đậu trái, phát hoa xoài Cát Chu phát triển trong 28 ngày, có từ 500-2.000 hoa, trong đó tỉ lệ hoa lưỡng tính là 47,4% Hoa nở trong 14 ngày nhưng hoa lưỡng tính nở tập trung ở ngày thứ 6 trong khi hoa đực

nở tập trung chậm hơn hoa lưỡng tính 2 ngày Hoa nở tập trung vào buổi sáng với tỉ lệ 75,5% đối với hoa lưỡng tính và 62,9% đối với hoa đực Hiện tượng rụng trái non tập trung ở giai đoạn 20 ngày sau khi đậu trái Khối lượng trái xoài Cát Chu phát triển theo đường cong đơn giản qua hai giai đoạn: Phát triển chậm trong 30 ngày đầu sau khi đậu trái, sau đó phát triển nhanh đến khi thu hoạch ở giai đoạn 80 ngày sau khi đậu trái Tốc

độ tăng trưởng tối đa về kích thước và khối lượng trái xuất hiện lần lượt ở giai đoạn 40

và 50 ngày sau khi đậu trái (Trần Văn Hâu, 2011) Trái có dạng thuôn, đầu trái tròn, cuống trái nhô cao, trái khi già có nhiều chấm to dạng bất định (Hình 2.7) Khối lượng trái trung bình 300 – 400 g Khi chín vỏ trái màu vàng đậm, bề mặt vỏ trái có nhiều chấm nhỏ màu nâu đen (Hình 2.7) (Ngô Hồng Bình, 2015) Đây là một trong những giống xoài có phẩm chất ngon, có khả năng cho năng suất cao do dễ ra hoa và đậu trái

Khi chín trái có độ ngọt vừa phải (độ Brix 14,4%), tỷ lệ ăn được cao 76,5% (Nguyễn Bảo Vệ và Lê Thanh Phong, 2011)

Hình 2.7 Trái xoài Cát Chu

2.1.5 Các đặc tính liên quan đến chất lượng của trái xoài

Trong quá trình sinh trưởng và chín của trái xoài, xảy ra những thay đổi về thành phần hóa học, bao gồm chất xơ không thay đổi nhiều, hàm lượng chất rắn không tan, thay đổi polysaccharide và thủy phân tinh bột thành đường, sau đó là làm mềm trái, sinh tổng hợp các hợp chất dễ bay hơi, phân hủy lục lạp, sinh tổng hợp sắc lạp và carotenoid

(Joas et al., 2012; Dar et al., 2016) Những thay đổi về sinh lý sinh hoá này là nguyên

nhân dẫn đến trái bị mềm đi và ảnh hưởng đến chất lượng trái (Gill et al., 2017)

2.1.5.1 Chất rắn hoà tan (TSS) và acid tổng (TA)

Trong quá trình trái chín, tổng hàm lượng chất rắn hòa tan (TSS) có xu hướng tăng trong khi độ acid tổng (TA) giảm TA tăng từ tuần thứ sáu đến tuần thứ mười sau khi đậu trái, và sau đó khi trái càng chín thì TA càng giảm Ở hầu hết các thị trường, xoài phải được thu hoạch có TSS trong khoảng 9–10% Acid, đường và các hợp chất phenolic

là thành phần hương vị chính trong trái xoài Tỷ lệ TSS/TA thường được sử dụng để đo

độ chín và mùi vị ở một số thị trường tiêu thụ trái xoài Tỷ lệ càng cao thì trái càng ngọt

khử và phân hủy đường không khử thành đường khử (Liu et al., 2022)

2.1.5.2 Độ cứng

Trái xoài bị mềm đi rất nhanh trong quá trình chín sau thu hoạch Nguyên nhân chủ yếu là do sự phân hủy polysaccharide cấu trúc (pectin, cellulose và hemicellulose)

và tinh bột Pectin, cellulose và hemicellulose trong thành tế bào trải qua những thay đổi sinh lý trong quá trình chín, như bị phân hủy, khử ester và khử polymer Các monosaccharide và oligosaccharide được hình thành từ các quá trình sinh lý này sẽ bị hòa tan hoặc tiếp tục phân hủy Sự phân hủy các thành phần polysaccharide cấu trúc xảy

ra giữa các tế bào liên kết, dẫn đến sự mở rộng không gian giữa các tế bào, từ đó dẫn đến làm mềm trái Mặt khác, một lượng lớn tinh bột phân bố trong tế bào trái bị thủy phân bằng enzyme trong quá trình chín, do đó làm giảm khả năng hỗ trợ tế bào và làm

hư cấu trúc tế bào (Liu et al., 2022)

2.1.5.3 Màu sắc vỏ trái

Màu sắc của vỏ trái là yếu tố quan trọng thể hiện sự trưởng thành và chất lượng của trái xoài Màu sắc thay đổi từ xanh sang cam, vàng hoặc đỏ tùy thuộc vào giống xoài khi trái chín Trong trái xoài, sắc tố xanh được cho là do sự hiện diện của chất diệp

lục (Sudhakar et al., 2016; Nelson & Cox, 2017) Việc giảm hàm lượng chất diệp lục

trong vỏ có tương quan với sự gia tăng hàm lượng β-carotene khi quá trình chín (Ketsa

et al., 1999) Chất diệp lục và carotenoids quyết định màu sắc vỏ của một số loại trái

(Sánchez-González et al., 2016) Khi trái chưa chín sẽ có màu xanh, do lượng chất diệp lục nhiều sẽ che khuất các carotenoid Màu vàng của carotenoids bị lộ ra do sự phân hủy

chất diệp lục trong quá trình chín (Charoenchongsuk et al., 2015) Hàm lượng chất diệp

lục trong trái giảm là do ethylene, chất này thúc đẩy quá trình tổng hợp de novo của

enzyme chlorophyllase trong vỏ trong quá trình chín (Mir et al., 2001; Choo, 2018)

Ngoài ra, chất diệp lục cũng có thể bị phân hủy do hoạt động của peroxidase có khả năng mở vòng porphyrin, gây mất màu (Kato & Shimizu, 1985) Trái xoài xanh chứa lượng diệp lục nhiều gấp ba lần so với β-carotene trong vỏ, trong đó hoạt tính enzyme

của chlorophyllase và peroxidase chỉ bằng một nửa so với trái xoài chín (Medlicott et

al., 1986; Ketsa et al., 1999) Tổng hàm lượng carotenoid trong vỏ tăng khoảng năm lần

trong quá trình chín, có thể là do sự tổng hợp carotenoid (Medlicott et al., 1986) Sự tích

tụ anthocyanin cũng góp phần tạo nên màu đỏ của vỏ xoài, phụ thuộc vào mức độ tiếp xúc với ánh nắng mặt trời (Medlicott & Thompson, 1985)

2.2 TỔNG QUAN VỀ NẤM GÂY BỆNH THÁN THƯ TRÊN TRÁI XOÀI 2.2.1 Tác nhân gây bệnh thán thư trên xoài

Bệnh thán thư có nghĩa là bôi đen, là bệnh gây hại trên lá, thân hoặc trên trái Triệu chứng điển hình là các đốm sẫm màu hoặc vết bệnh lõm xuống Bệnh cũng là nguyên nhân của một số trường hợp gây chết nhánh hoặc chết cành, bệnh được gây ra bởi nấm

tạo bào tử trong cấu trúc đĩa đài màu đen Tác nhân gây bệnh thán thư là chi Glomerella

thuộc ngành nấm Ascomycota Chúng chủ yếu được tìm thấy trong tự nhiên ở giai đoạn

bào tử Chi Glomerella giai đoạn tạo bào tử gọi là Colletotrichum hay Gloeosporium

gây bệnh trên hầu hết cây trồng hằng niên và đa niên (Agrios, 2005)

Tại Brazil Lima et al (2013) cho rằng 5 loài của chi Colletotrichum đã được xác định trên Xoài là (C karstii, C dianesei, C tropicale, C fructicola, C asianum), trong

đó C dianesei là loài mới Tất cả đều gây hại trên hại trên trái xoài C gloeosporioides

là yếu tố giới hạn năng suất của việc canh tác xoài tại Đài Loan, bệnh chủ yếu xảy ra giai đoạn sau thu hoạch của trái và là nguyên nhân gây thất thoát nghiêm trọng

Theo Lê Hoàng Lệ Thủy (2008) đã phân lập được một 105 chủng nấm gây bệnh thán thư trên xoài (73 chủng) và sầu riêng (32 chủng), được phân lập từ các mẫu bệnh thu thập tại các tỉnh Tiền Giang, Đồng Tháp, Vĩnh Long, An Giang, Sóc Trăng, Cần

Thơ, Cà Mau và Trà Vinh; chúng được khảo sát các đặc tính sinh học Dựa trên các đặc

tính sinh học và bảng phân loài của Sutton (1980), Simmonds (1965), Mordue (1971),

Swart (1999) và CABI (2003), đã xác định được tên hai loài nấm là Colletotrichum

acutatum và Colletotrichum gloeosporioides và một loài nấm còn lại chưa xác định được

tên là Colletotrichum sp Loài C acutatum chỉ gây hại trên lá, hoa và trái xoài Loài C

gloeosporioides gây hại trên xoài lẫn sầu riêng Thán thư trên xoài do 2 loài nấm gây ra,

chủ yếu là do C gloeosporioides còn C.acutatum chỉ gây hại ở vài nơi (Uddin et al.,

2018)

Bệnh do chi Colletotrichum gây thiệt hại lâu dài cho sản xuất nông nghiệp trên thế

giới làm thất thu năng suất trên những sản phẩm quan trọng như rau cải, ngũ cốc và

nhiều loại trái cây khác (Waller, 1992) Đối với xoài, bệnh thán thư do nấm

trồng xoài trên thế giới, làm giảm việc mở rộng thương mại xuất khẩu xoài (Sangeetha

& Rawal, 2008), làm trở ngại trong việc sản xuất xoài ở các quốc gia đặc biệt là các vùng có độ ẩm cao tỷ lệ mắc bệnh có thể lên đến gần 100% (Akem, 2006; Haggag, 2010) Bệnh tấn công từ giai đoạn cây con trong vườn ươm cho đến cây trưởng thành, tấn công tất cả bộ phận của cây như lá non, hoa, trái non, cành non làm cây kém phát triển, hoa không đậu trái và rụng trái non (Litz, 2009) làm giảm phẩm chất trái là nguyên

nhân gây ra tổn thất sau thu hoạch (Rivera-Vargas et al., 2006)

2.2.2 Triệu chứng

Bệnh có nhiều triệu chứng khác nhau trên các bộ phận của cây như lá, hoa, trái

(Timmer et al., 1998) (Hình 2.8) Trên lá non, đầu tiên xuất hiện những đốm nhỏ như mũi kim có màu nâu sẫm đến đen, hình dạng không định hình, khi tròn hoặc bầu dục, hoặc hình ngôi sao lớn khoảng 3-5mm về sau vết bệnh liên kết với nhau thành những mảng và lan rộng ra, ở giữa vết bệnh, lớp tế bào bị khô và có những lỗ thủng làm lá non không phát triển và đôi khi biến dạng Trái non bị nhiễm xuất hiện các điểm đen, teo lại

và rụng Trái cây nhiễm bệnh ở giai đoạn trưởng thành mang nấm vào lưu trữ và gây ra thiệt hại đáng kể trong quá trình bảo quản, vận chuyển và trao đổi (Haggag, 2010) Ban đầu là những đốm đen tròn, bất định trên vỏ trái, đây chính là những bào tử đã phát triển (Kumari & Singh, 2017) Khi trái chín những đốm này có thể lan toàn bộ bề mặt vỏ trái,

làm trái mềm và thối Khi điều kiện ẩm độ cao, những vết nứt sâu lớn, những vùng đen

bị bao phủ bởi những cơ quan sinh sản màu hồng của nấm, biến màu và chảy nước

(Chala et al., 2014), chỉ trên trái chín tìm thấy được bào tử màu hồng đến cam với triệu chứng là đốm đen chìm xuất hiện trên vỏ trái trong suốt quá trình chín (Akem, 2006) Vết bệnh xuất hiện trên vỏ, nhưng trong trường hợp nặng nấm có thể xâm nhập thịt trái (Akem, 2006)

Bệnh bắt nguồn từ đính bào tử của nấm Colletotrichum gloeosporioides phát triển trên cánh hoa, phát hoa, cành, trái, lá Đây là nguồn lây nhiễm chính (Chala et al., 2014)

Đính bào tử sinh sản nhanh trong điều kiện ẩm độ cao và phát tán, lây nhiễm nhờ vào giọt nước mưa Khi đĩa áp được hình thành để giúp cho việc xâm nhập vào biểu bì, vòi xâm nhiễm sẽ được đĩa áp tạo ra Trên trái nhỏ, bệnh tạo ra những đốm nâu nhỏ và không phát triển nếu nhiễm sớm Khi đĩa áp phát triển và trái đạt kích thước quá 4-5 cm thì sự xâm nhiễm ngừng Sự nhiễm ngầm phát triển trở lại khi nồng độ và sự hình thành các chất ức chế nấm của trái giảm vào giai đoạn trái chín Trên trái lớn, những vết tổn thương lan tỏa khắp trái nhưng thường phát triển từ cuống tới phần chóp trái Trên trái vết tổn thương thường không sâu và chỉ xâm nhập vào thịt trái khi phần lớn vỏ bị nhiễm Trái tồn trữ, những đốm tròn đen được hình thành và sau đó liên kết lại thành những vết bất định bao phủ cả trái (Kumari và Singh, 2017), nấm tăng trưởng nhanh hình thành khối nâu hoặc đốm hoại tử nâu với đường kính 20-25 mm, khi vết bệnh cũ sẽ nứt ra (Kumari và Singh, 2017)

Hình 2.8 Triệu chứng nhiễm thán thư trên xoài: trên lá (A, B, C); trên hoa (D); trên trái (E-H)

(Nguồn Tovar-Pedraza et al., 2020)

2.2.3 Cách thức xâm nhiễm

Nấm xâm nhiễm chủ động bằng cách nảy mầm tạo ống mầm và hình thành đĩa áp Nấm phát triển tối ưu ở ẩm độ 95-100 %, lây lan nhanh chóng qua các mô, đi vào trong

tế bào qua các ngõ gian bào Mặc dù, quá trình xâm nhiễm ở các loài Colletotrichum sp

là tương tự nhau trong giai đoạn tiền xâm nhiễm, nhưng có sự khác biệt nhau trong quá

trình xâm nhiễm sau này (sau khi xâm nhập vào kí chủ) (Rojas et al., 2010) Nghiên cứu của Hyde et al (2009) cũng khẳng định sự khác biệt chính giữa các loài Colletotrichum

trong quá trình xâm nhiễm thường xảy ra sau khi xâm nhập

Quá trình xâm nhập của nấm Colletotrichum vào mô ký chủ qua các giai đoạn

có giai đoạn ngưng nghỉ hoặc ở trạng thái nghỉ cho đến khi trái chín mới phát triển bệnh (4) Triệu chứng và phát triển bệnh: Các vết bệnh màu đen và lõm phát triển lớn một cách nhanh chóng trên các vị trí nấm bệnh tấn công

(5) Sự sinh sản của mầm bệnh: Các bào tử dính nhau được tạo trên các vết bệnh khi gặp điều kiện thời tiết mưa nhiều, ẩm độ cao

(6) Sự lưu tồn của mầm bệnh: Mầm bệnh của nấm Colletotrichum lưu tồn trên các

cành nhiễm bệnh, cành rụng và lá già

Hình 2.9 Quá trình xâm nhiễm của nấm Colletotrichum trên xoài

(Nguồn Uddin et al., 2018)

2.3 PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI NẤM COLLETOTRICHUM

2.3.1 Dựa vào đặc điểm hình thái

Chi Colletotrichum được Tole mô tả đầu tiên năm 1790 với tên Vermicularia nhưng sau đó được Corda gọi là Colletotrichum vào năm 1873 (Vinnere, 2004) Nấm

Colletotrichum sp thuộc nhóm nấm bất toàn (Deuteromycetes), bộ nấm đĩa đài

(Molanconiales) Ở giai đoạn sinh sản hữu tính, nấm Colletotrichum thuộc lớp nấm nang (Ascomycetes) có tên là Glomerella cũng sinh ra bào tử đơn bào (Barnett & Hunter, 1972)

Theo Marin-Felix et al (2017), đặc điểm hình thái của nấm Colletotrichum sp khi

nuôi cấy trong đĩa petri trên môi trường Potato Dextrose Agar (PDA) thường có các đặc trưng như: Tản nấm có màu xám đến đen ở trung tâm, sợi nấm mọc trên bề mặt môi trường, hệ sợi nấm thưa đến dày như bông gòn, màu trắng, vàng sẩm hoặc xanh ô liu

nhạt Hệ sợi nấm ban đầu màu trắng, sau đó chuyển dần sang màu xám đến đen, xanh ô liu hoặc xám khói, xuất hiện những vòng tròn đồng tâm

Nấm sinh sản vô tính cho ra các bào tử đính đơn bào, có dạng hình thoi, hình liềm hoặc hình trụ không màu và đôi khi có giọt dầu bên trong bào tử Sợi nấm chi

Colletotrichum có vách ngăn và dịch trong suốt, ổ nấm có hình thành gai cứng (setae), màu sẫm Bào tử có kích thước trung bình từ 8,34-16,68 x 2,1-3,74 µm Đĩa đài dạng tròn hoặc gối, có sáp màu đen, gai ở mép rìa đĩa đài hoặc giữa các cành bào đài Cành bào đài đơn bào, thon dài, bào tử trong suốt (Hình 2.10) Bào tử một tế bào, hình trứng hoặc dạng thon hoặc hình liềm, nấm sống kí sinh và là giai đoạn hoàn toàn vô tính của

chi Glomerella (Barnett & Hunter, 1972)

Hình 2.10 Các dạng bào tử, đĩa áp, gai xâm nhiễm của nấm Colletotrichum sp

(Nguồn Liu et al., 2016)

Nghiên cứu của Barquero Quirós et al (2013) cho thấy khuẩn lạc nấm

như đỏ, bào tử hình thon dài nhọn hai đầu Crouch et al (2009) chỉ ra rằng hình dạng và

kích thước bào tử cũng như đĩa áp không đủ thông tin để phân loại và ít sử dụng để chẩn

đoán đối với chi Colletotrichum Những chi có cùng đặc điểm hình thái có thể khác biệt

đáng kể trong sinh lý và đặc tính gây hại Phân loại chỉ dựa vào đặc điểm hình thái khó xác định chính xác loài gây bệnh Do đặc điểm hình thái có thể chịu sự ảnh hưởng của

yếu tố môi trường như nhiệt độ, ẩm độ, điều kiện địa lý từng khu vực; điều kiện xâm

nhiễm Theo nghiên cứu của Baxter et al (1983) mô tả loài Colletotrichum dựa trên sự

tăng trưởng trên môi trường MSA và CDY ở 20oC; Sutton (1980) dùng PDA kết hợp với chiếu xạ cận cực tím 12 giờ xen kẽ tối 12 giờ tại 25oC; những nghiên cứu khác đã

sử dụng PDA trong tối ở 25oC hoặc thạch tổng hợp nghèo chất dinh dưỡng (SNA) (Cai

hợp với các đặc tính khác như kỹ thuật sinh học phân tử để xác định chính xác loài gây

bệnh trong chi Colletotrichum

2.3.2 Dựa vào kỹ thuật sinh học phân tử

Hệ thống nhận dạng Colletotrichum theo truyền thống phụ thuộc nhiều vào đặc tính hình thái (Bailey & Jeger, 1992; Freeman et al., 1998) Nhưng nghiên cứu Sutton (1992) cho rằng chỉ dựa vào đặc tính hình thái không cung cấp đủ thông tin để định dạng

chính xác, đặc biệt đối với những phức hợp loài (species complex) như C

dựa vào kỹ thuật sinh học phân tử nhất là giải trình tự vùng ITS Vùng gen ITS (Internal Transcribed Spacer) là vùng đệm trong được sao mã (là khoảng sao chép bên trong DNA nhân), có tính chuyên biệt cao thường được sử dụng để xác định sự khác biệt giữa các loài Kích thước nhỏ khoảng 600 – 700 bp, trình tự lặp cao khoảng 30.000 bản sao cho mỗi tế bào nên sẽ dễ dàng được khuếch đại từ mẫu DNA nhỏ (Nguyễn Đức Thành, 2014) Vùng ITS bao gồm ba thành phần ITS1, gen 5,8S của rRNA và ITS2, được định

vị giữa những gen có mã là những bán đơn vị RNA ribosome của nhân 18S, 28S, 5,8S (Baldwin, 1992; Nguyễn Đức Thành, 2014) Vùng ITS được đọc từ đầu 5’ – 3’ và sự sao chép của vùng này xảy ra trong DNA nhân (Hình 2.11) Trình tự ITS chỉ ra sự biến thiên trong cùng loài khi khuếch đại vùng ITS bằng phương pháp PCR Các cặp mồi thường được sử dụng trong các nghiên cứu nấm (ITS1F / ITS2 và ITS3 / ITS4) và một cặp mồi (ITS86F / ITS4) đã được chứng minh là khuếch đại hiệu quả vùng ITS2 của

một phạm vi rộng đơn vị phân loại nấm trong môi trường (Op De Beeck et al., 2014)

Hình 2.11 Cấu trúc trình tự vùng gen ITS trên nấm

(Nguồn Bouqellah, 2019)

Để giải được trình tự các đoạn DNA cần thực hiện phản ứng PCR để khuếch đại vùng gen ITS Phản ứng PCR (Polymerase Chain Reaction) hay còn gọi là phản ứng khuếch đại DNA, là một kỹ thuật sinh học phân tử được sử dụng để khuếch đại một hoặc một vài bản sao của một đoạn DNA theo cấp lũy thừa, tạo ra hàng ngàn đến hàng triệu bản sao của một trình tự DNA nào đó (Solanki, 2012) Một quá trình PCR được thực hiện thông qua 3 bước chính là biến tính, gắn mồi và kéo dài Ba giai đoạn này được lặp lại 20-40 lần, gấp đôi số lượng bản sao DNA mỗi lần Giai đoạn biến tính: Ở bước đầu tiên, hai sợi xoắn kép của DNA biến tính tách ra ở nhiệt độ cao Ở bước thứ hai, nhiệt

độ được hạ xuống và hai sợi DNA trở thành khuôn cho DNA polymerase tổng hợp đoạn DNA mục tiêu Trong giai đoạn này, dung dịch chứa DNA mẫu và tất cả các thành phần cốt lõi khác được đun nóng đến 94-95oC Giai đoạn gắn mồi: Nhiệt độ phản ứng giảm xuống còn 50-65oC trong 20-40 giây để mồi gắn vào sợi DNA đơn Nhiệt độ này cần phải đủ thấp để cho phép mồi bắt cặp với sợi DNA, nhưng phải đủ cao cho quá trình bắt cặp đặc hiệu, nghĩa là mồi chỉ nên gắn hoàn toàn với phần trình tự bổ sung trên mạch khuôn Nếu nhiệt độ quá thấp, mồi sẽ gắn không đặc hiệu Nếu quá cao, mồi có thể không gắn được Thông thường nhiệt độ gắn mồi thường thấp hơn 3-5oC so với Tm của mồi dùng trong phản ứng Polymerase liên kết với các phân tử lai DNA mồi – khuôn và

bắt đầu tổng hợp DNA Các đoạn mồi được thiết kế để bổ sung theo thứ tự các đoạn

ngắn của DNA trên mỗi đầu của chuỗi được sao chép Đoạn mồi được xem là tác nhân đầu tiên trong quá trình tổng hợp DNA Enzyme polymerase chỉ có thể thêm các base DNA vào một chuỗi DNA kép Chỉ khi đoạn mồi được kết nối thì enzyme polymerase

có thể gắn và bắt đầu tạo ra chuỗi DNA bổ sung mới từ các cơ sở DNA có liên kết rời

rạc lúc đầu Hai chuỗi DNA tách rời được bổ sung và chạy theo các hướng ngược Bước

này thường mất khoảng 10-30 giây Giai đoạn kéo dài: Trong bước cuối cùng này, nhiệt được tăng lên 720C để cho phép DNA mới được tạo ra bởi một enzyme Taq DNA polymerase đặc biệt bổ sung thêm các base DNA Các chuỗi ADN mới được tạo ra bằng cách sử dụng các sợi DNA khuôn Enzyme DNA polymerase kết hợp các nucleotide DNA tự do với nhau Enzyme này thường là Taq polymerase, một enzyme ban đầu được phân lập từ một vi khuẩn ưa nhiệt gọi là Thermus aquaticus Thứ tự mà trong đó các nucleotide tự do được thêm vào được xác định bởi trình tự nucleotide trong sợi DNA gốc (mẫu) Kết quả của mỗi chu kỳ PCR là hai chuỗi DNA mục tiêu, mỗi chuỗi chứa một sợi mới được tạo ra và một sợi ban đầu (Trần Phước Đường, 2010)

Một số nghiên cứu đã xác định được nấm Colletotrichum sp bằng kỹ thuật sinh học phân tử Nghiên cứu của Kamle et al (2013) khi khuếch đại đoạn gen bằng kỹ thuật

PCR với cặp mồi MKCgF và MKCgKR có trình tự lần lượt là 5’TTGCTTCGGCGGGTAGGGTC3’và 3’ACGCAAAGGAGGCTCCGGGA5’ với

chiều dài đoạn gen nhận diện là 380 bp đã xác định được loài Colletotrichum

gloeosporiodes so với các loài Colletotrichum sp như C acutatum, C falcatum và C

capsici gây hại trên cây trồng Một nghiên cứu khác của Sreenivasaprasad et al (1996)

đã phát hiện loài Colletotrichum acutatum từ mẫu cây dâu tây khi sử dụng đoạn mồi oligonucleotide (Ca Int 2) được tổng hợp từ vùng đệm ITS một vùng của DNA

ribosome Cặp mồi Ca Int 2 và ITS4 được sủ dụng để nhận dạng loài Colletotrichum

CaInt và ITS4 để nhận dạng bệnh thán thư trên cà chua Đoạn DNA được khuếch đại có

chiều dài 450 bp đã xác định loài nấm gây hại trên cà chua là nấm Colletotrichum

gloeosporiodes Nghiên cứu Cullen et al (2002) khi sử dụng kỹ thuật PCR với cặp mồi

đặc hiệu để nhận biết là Cc1NF1 và Cc2NR1 đã xác định được nhóm loài của

chi Colletotrichum và 46 loài gây bệnh thực vật nhân thực và nhân sơ khác (Cullen et

al., 2002)

2.4 TỔNG QUAN VỀ TINH DẦU THỰC VẬT

2.4.1 Giới thiệu về tinh dầu

Tinh dầu thường được mô tả như là chất biến dưỡng thứ cấp của cây trồng, được tổng hợp từ cây trồng nhưng không có vai trò chính trong sự tăng trưởng và phát triển

của cây trồng (Croteau et al., 2000) Sự tạo thành tinh dầu trong cây cho đến ngày nay

vẫn chưa có một lý thuyết nào chứng minh bằng thực nghiệm thật đầy đủ Một số giả thuyết cho rằng đầu tiên protid và glucid được tạo thành và sau đó từ những chất này tạo ra tinh dầu Tinh dầu tạo thành luôn thay đổi tùy thuộc vào mức độ phát triển của cây, kết hợp với chức năng của chúng ở từng giai đoạn (ra hoa, kết quả hoặc mất đi các chất dinh dưỡng dự trữ) Sự thay đổi tinh dầu trong cây có xu hướng tích lũy dần những hợp chất oxy nhiều hơn các hợp chất khác Tinh dầu trong cây được tạo ra và tích trữ

trong các mô Ở các cây khác nhau, tinh dầu chứa trong các bộ phận khác nhau của cây (Nguyễn Năng Vinh và Nguyễn Thị Minh Tú, 2009)

Tinh dầu là một hợp chất tự nhiên với các đặc điểm như dễ bay hơi, có mùi đặc trưng và tồn tại ở dạng lỏng ở nhiệt độ phòng, số ít ở dạng rắn như menthol, camphor Trong tự nhiên, tinh dầu thường ở trạng thái tự do và chỉ một số ít ở trạng thái tiềm tàng Tinh dầu có nhiều trong họ long não, họ hoa môi, họ cam, họ sim, họ hoa tán Trong thực vật, tinh dầu được tạo ra và tích trữ trong các mô tinh dầu có thể phân bố ở mọi bộ phận của cây như ở hoa (hồng, nhài, cam, chanh), ở lá (bạch đàn, bạc hà, hương nhu), ở

vỏ cây (quế), ở thân cây (hương đàn), ở rễ (gừng, nghệ, xuyên khung) Ngoài ra, tinh dầu còn được tìm thấy ở tế bào (họ long não, họ gừng), lớp biểu bì (họ hoa hồng), ống tinh dầu (họ thông), túi tinh dầu (họ sim) Tuy nhiên, cũng có một số loại tinh dầu chỉ

có ở một số bộ phận trên cây Hàm lượng tinh dầu trong những cây khác nhau cũng rất khác nhau, hoa hồng hàm lượng tinh dầu khoảng 0,25%, bạc hà hàm lượng tinh dầu khoảng 1%, quả hồi và nụ đinh hương hàm lượng tinh dầu có thể lần lượt là 5% và 15% (Nguyễn Khang và Phạm Văn Khiển, 2001) Tinh dầu ít tan trong nước, tan tốt trong cồn và các dung môi hữu cơ, tan một phần trong dung dịch kiềm Đa số tinh dầu không

có màu hoặc màu vàng nhạt, một số ít có màu như tinh dầu quế có màu nâu sẫm Tinh

dầu có vị cay và hắc Tỷ trọng của tinh dầu thường vào khoảng 0,85-0,95, một số tinh

dầu nặng hơn nước như tinh dầu đinh hương, tinh dầu quế Tinh dầu có chỉ số khúc xạ vào khoảng 1,45-1,56 Nếu thành phần hóa học của tinh dầu có nhiều nối đôi thì có chỉ

số khúc xạ cao hơn Vì tinh dầu là hỗn hợp không có nhiệt độ sôi xác định, điểm sôi của tinh dầu thay đổi theo thành phần của hợp chất Khi hạ nhiệt độ một số tinh dầu có thể kết tinh như tinh dầu hồi, tinh dầu bạc hà Dưới ảnh hưởng của nhiệt độ, ánh sáng, không khí, nước, tinh dầu dễ bị oxy hóa và nhựa hóa một phần (Vương Ngọc Chính, 2005)

2.4.2 Thành phần hóa học của tinh dầu

Tinh dầu là phần thu được từ việc chưng cất mô thực vật bằng hơi nước Tinh dầu

có thành phần khá phức tạp Những phức hợp trong tinh dầu bao gồm nhiều phân nhóm hóa học, chủ yếu là terpenes, phenylpropanoids và những phức hợp khác chiếm tỷ lệ

nhỏ (Bakkali et al., 2008) Terpenes hay isoprenes, terpenoids hoặc isoprenoids khi có chứa oxy, được biết đến như là một nhóm lớn nhất của hợp chất thiên nhiên (Morris et

al.,1979; Schelz et al., 2006; Mayaud et al., 2008) (Hình 2.12) Danh pháp “Terpenes”

được mô tả lần đầu khi nhóm này được phân lập từ nhựa thông-một monoterpene giàu

nước thu được từ nhựa của các loài thông (Pinus spp.) (Mayaud et al., 2008) Terpene

đã được coi là polymer của isoprene (C5H8) (Hammer et al., 1999) Bao gồm monoterpene có khối lượng phân tử thấp (C10H16) và sesquiterpenes (C15H23) Monoterpene có cấu trúc mạch hở, đơn vòng, chất béo hoặc chất thơm Một số dạng hợp chất bao gồm carbohydrates, alcohols, aldehydes, ketones, esters, ethers, oxides, peroxides và acids (Tisserand & Balacs, 1995) Diterpenes (C20H32) thường chiếm lượng

nhỏ trong hầu hết tinh dầu (Doran et al., 2009)

Hình 2.12 Cấu trúc của một số Terpenoid

(Nguồn Dhifi et al., 2016)

2.4.3 Các họ thực vật có chứa tinh dầu

Tinh dầu là sản phẩm có nguồn gốc từ thực vật nên dễ chịu tác động bởi các yếu

tố trong đó chi và loài cùng với điều kiện canh tác, địa lý là một trong những yếu tố quyết định đến hoạt tính sinh học cũng như chất lượng của tinh dầu Ngoài ra, sự lựa chọn bộ phận của thực vật như hoa, trái, vỏ, hạt hoặc cành để phân tích cũng rất quan trọng, chất chuyển hóa cũng khác nhau giữa dạng tươi và dạng khô (Cooper và Nicola, 2014) Một số họ thực vật có chứa tinh dầu phổ biến:

- Họ nguyệt quế (Lauraceae) bao gồm quế (Cinnamomum), Aniba, màng tang (Litsea) và Laurus Tinh dầu quế là loại tinh dầu phổ biến nhất trong họ Tinh dầu vỏ

quế chứa nhiều cinnamaldehyde (Mayaud et al., 2008), trong lá eugenol chiếm phần lớn (Wang et al., 2009)

- Họ hòa thảo (Poaceae) có chi Cymbopogon bao gồm sả Chanh (Cymbopogon

citratus or C flexuosus ), sả Java (C nardus hay C winterianus) và sả hoa hồng (C

martinii) Thành phần chính của tinh dầu sả Chanh gồm neral, geranial và citral (Mayaud

et al., 2008)

- Họ gừng (Zingiberaceae) có khoảng 47 chi và 500 loài thuộc họ Zingiberaceae

và chúng phân bố khắp vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới Ở Việt Nam có khoảng 21 chi

và hơn 100 loài (Nguyễn Quốc Bình, 2011)

- Họ cam quýt (Rutaceae) bao gồm cam (Citrus sinensis), chanh (C limon), quýt hồng (C reticulata), quýt (C tangerina), bergamot (C aurantium sp bergamia) và bưởi (C paradisi ) tinh dầu chủ yếu được thu từ vỏ trái, phần lớn chứa limonene (Mayaud et

al., 2008), riêng bergamot có lượng limonene thấp hơn, lượng linalool cao hơn so với các loại còn lại (Fisher & Phillips, 2006)

- Họ hoa môi (Lamiaceae) bao gồm bạc hà (Mentha), hương thảo (Rosmarinus), húng quế (Ocimum), xô thơm (Salvia), kinh giới cay (Origanum), xạ hương (Thymus) lavender (Lavandula)

- Họ hoa tán (Apiaceae) bao gồm ngò (Coriandrum sativum), tiểu hồi cần (Pimpinella anisum), thì là (Anethum graveolens ) và tiểu hồi (Foeniculum vulgare)

Tinh dầu lá ngò chứa nhiều aldehydes như decanal và decenal hay cồn như decen-1-ol

và n-decanol (Matasyoh et al., 2009), trong hạt chứa nhiều linalool (Oussalah et al.,

2007)

2.4.4 Các tinh dầu thực vật

2.4.4.1 Tinh dầu quế (Cinnamomum loureirii)

Cả lá và vỏ cây đều chứa tinh dầu (Thomas & Duethi, 2001) Hàm lượng tinh dầu trong vỏ quế khá cao (1,0-4,0%), còn trong lá và cành non thường thấp (0,3-0,8%) Tinh dầu từ vỏ có màu vàng nâu nhạt, sánh, vị cay, thơm, ngọt, nóng, nặng hơn nước; với thành phần chính là (E)-cinnamaldehyd (70-95%); ngoài ra còn khoảng 100 hợp chất

khác Ngoài tinh dầu, trong vỏ quế còn chứa tanin, chất nhựa, đường, calci oxalat, coumarin và chất nhầy Các hợp chất diterpenoid (cinnacassiol), phenylglycosid, chất

nhày, các hợp chất flavonoid, tanin và coumarin Tinh dầu vỏ cây Cinnamomum

zeylanicum chứa 13 hợp chất, với cinnamaldehyd là thành phần chính cùng với cadunene (0,9%), α-copaenene (0,8%) và α-amorphene (0,5%) Thành phần của lá quế được trồng ở Little Andaman, Ấn Độ là eugenol (76,6%), linalool (8,5%) và pipertone (3,3%), trong khi đó dầu dễ bay hơi chưng cất từ quế được trồng tại Karnataka và Kerala,

α-Ấn Độ bao gồm hydrocarbon (32,8- 20,8%) và các hợp chất oxy (63,7-73,4%),

trans-cinnamyl acetate và β-caryophyllene là thành phần chính (Islam et al., 2009)

Tinh dầu từ lá quế thường có màu nâu đậm và thành phần chủ yếu cũng là cinnamaldehyde (60-90%) Hàm lượng tinh dầu: 0,14 – 1,04% Phân tích tinh dầu lá quế Yên Bái bằng phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon-13 xác định được 5 thành phần: Banzaldehyde, bazylacetate, aldehyde cinnamic, cinnamylacetate và coumarin Phân tích dầu dễ bay hơi vỏ quế cho thấy sự hiện diện của 13 thành phần trong đó cinnamaldehyde được tìm thấy là thành phần chính cùng với- cadinene (0,9%), trong khi vỏ oleoresin của nó cho thấy sự hiện diện của 17 thành phần chiếm 92,3% tổng