luận văn nghien cứu sử dụng nấm mốc trichoderma harzianum phong bệnh heo rũ cay dưa leo do pythiumsp

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIÊU 3 1.1 BỆNH CÂY TRỒNG [2], [6], [7], [10] 1.1.1 Lịch sử ngành bệnh cây trồng Năm 1729, nhà thực vật người Ý-Pier Antonio Micheli lần đầu tiên quan sát nấm và các bào tử của chúng, Persoon (1801) đã ấn hành quyển Synopsis methodicaỷungorum, người mở đầu việc phân loại nấm. Năm 1876, Louis Pasteur và Robert Koch chứng minh bệnh than đen ở bò do một loài vi khuẩn gâv ra, Koch cũng hình thành phương pháp xác định tác nhân eâv bệnh trên động vật bao gồm bôn bước, ngàv nay chúng được biết dưới tên là “ Định đề Koch” (Koch's postulates), “Định đề Koch” cũng được các nhà khoa học bệnh cây trồng đương thời và ngày nay tuân thủ. Năm 1885, Pierre Marie Alexis Millardet, nhà khoa học Pháp, tìm ra hỗn hợp Bordeaux-hỗn hợp sunphat đồng và vôi bột có hiệu quả trị bệnh phấn trắng trên nho. Năm 1892, Dmitri Ivanopski, nhà khoa học Nga, chứng minh bệnh khảm trên cây thuốc lá lan truyền do chất độc trong dịch trích từ lá thuốc bị bệnh. Năm 1967, Doi và cộng sự chứng minh bệnh vàng lá của cây Aster do một loại vi sinh vật giông như Mycoplasma gây ra, mỏ’ đầu cho việc phát hiện nhiều bệnh vàng lá trên cây trồng. Ngày nay với phương tiện ngày càng hiện đại, các nghiên cứu về bệnh cây đã có những bước tiến dài và rất chuvên sâu góp phần tích cực trong nghiên cứu phòng trừ bệnh cây. 1.1.2 Khái niệm bệnh cây Bệnh cây là động thái phức tạp đặc trưng của một quá trinh bệnh lý xảy ra liên tục trong cây do các nhân tố ký sinh hoặc do một yếu tô" môi trường không thích hợp dẫn đến những thay đổi chức năng sinh lý, câu tạo và làm giảm năng suất, phẩm chất của cây trồng trong điều kiện nhất định. (dhtỉơnạ /, 7Jốfĩ(j quan. tài liẬu 4- Qhiỉđuq /. Jêug quan tài liệu 1.1.3 Phân loại bệnh cây Trên mỗi loại cây có rất nhiều bệnh khác nhau, để dễ dàng khảo cứu người ta thường phân chia bệnh phụ thuộc các tiêu chuẩn sau: + Triệu chứng bệnh: thối rễ, thối thân, thối quả, thôi củ, ghẻ nứt, héo cây, đốm lá, cháy lá + Vị trí bệnh: bệnh rễ, bệnh thân cành, bệnh lá, bệnh hoa trái, bệnh mạch dẫn + Loại cây: cây lương thực, thực phẩm, cây lâm nghiệp, cây ăn trái, cây rau, cây hoa kiểng. + Loại bệnh: • Bệnh truyền nhiễm: bệnh do sinh vật ký sinh và có thể lan truyền gồm bệnh do nấm, prokaryotes (vi khuẩn và mycoplasma), bệnh do vừus, bệnh do tuyến trùng, bệnh do thực vật bậc cao, bệnh do protozoa. • Bệnh không truyền nhiễm: bệnh xuất hiện do thay đổi bất thường các yếu tô" vật lý, dinh dưỡng như thiếu dinh dưỡng, thiếu hay thừa độ ẩm đất, nhiệt độ môi trường quá cao hay quá thấp, thiếu oxy, không khí nhiễm bẩn, độ chua hay độ kiềm của đất, ngộ độc khoáng chất, thiếu hay thừa ánh sáng, độc tính của nông dược, phương pháp canh tác không thích hợp. 1.1.4 Ký sinh và tính gâv bệnh Một sinh vật sống bên trong hoặc bên trên sinh vật khác và sử dụng nguồn dinh dưỡng từ cơ thể sinh vật đó gọi là sinh vật ký sinh, sinh vật bị sử dụng làm nguồn dinh dưỡng gọi là kv chủ, mốĩ quan hệ giữa ký sinh và ký chủ gọi là hiện tượng ký sinh. Ký sinh thực vật: sinh vật sinh trưởng và sinh sản được trên thực vật, chúng hấp thụ nước và chất dinh dưỡng làm suv giảm sinh trưởng, phát triển và sinh sản bình thường ở cây ký chủ. -5- Như vậy trong nhiều trường hợp, tính ký sinh gắn bó chặt chẽ với tính gây bệnh, vì ký sinh xâm nhập và định cư trong cây thường dẫn đến tình trạng bệnh ở ký chủ. Tính gây bệnh được xem là sự can thiệp của ký sinh vào một hay nhiều chức năng chủ yếu của câv trong đó tính ký sinh đóng vai trò quan trọng và thường xuyên nhưng không phải quan trọng nhất vì mức độ gây bệnh bởi tính ký sinh không luôn luôn tỉ lệ thuận với sự hấp thụ dưỡng chất của kv sinh trên ký chủ của nó. Một sô" ký sinh chỉ sống trên những ký chủ còn sô"ng gọi là ký sinh bắt buộc (KSBB) như virus, tuvến trùng, một sô" loài nấm, một sô" ký sinh khác có thể sống trên ký chủ còn sống hay đã chết gọi là ký sinh không bắt buộc (KSKBB). Một vài loại KSKBB chủ yếu có đời sống ký sinh nhưng khi gặp điều kiện môi trường có xác bã hữu cơ chúng vẫn sử dụng làm nguồn năng lượng gọi là hoại sinh tùy ý, ngược lại một số loại chủ yếu có đời sống hoại sinh nhưng khi gặp kv chủ trong điều kiện thuận lợi chúng có đời sống ký sinh gọi là ký sinh tùy ý. K-SBB và KSKBB thường khác nhau ở cách tấn công ký chủ và lây đi châ"t dinh dưỡng: + Nhiều KSKBB tiết ra men hoặc độc tô" làm cho thành phần vách tế bào bị phân hủy, kv sinh sử dụng nội chất tế bào để sinh trưởng - nhiều loại nâ"m và vi khuẩn tác động theo cách này, chúng sinh trưởng trên một chất nền chết trong cây đang sô"ng. KSBB (vàmột sô" K-SKBB) không giết tế bào trước nhưng lấy đi chất dinh dưỡng bằng cách xâm nhập vào tế bào hoặc tiếp cận chúng, sự tiếp xúc của ký sinh với ký chủ râ"t mật thiết, tạo nên sự hấp thụ liên tục dưỡng chât bình thường dùng cho cây ký chủ vào trong cơ thể ký sinh QhiẨđếiạ /. Ĩ7ếỉng qxưut tài lỉỀẤi 6 Mức đô suy kiêt chất dinh dưỡng mặc dù cản trở quá trình phát triển của cây nhưng không nhất thiết luôn giết chết cây bệnh, trong một sô' trường hợp ký sinh bắt buộc tế bào chết đi ngàn cản sự phát triển của ký sinh và làm chúng vếu chết dần vì thiếu dinh dưỡng. Các tác nhân ký sinh gây bệnh cây trồng: 1. Nấm: phần lớn nấm gây bệnh cây trồng có đời sông ký sinh tùy ý và hoại sinh tùy ỷ, chung xâm nhập vào ký chủ qua khí khẩu, bì khẩu, thủy khẩu, mô bị tổn thương hay xâm nhập trực tiếp qua biểu bì. 2. Protozoa: ký sinh trong mạch nhựa của cây, làm cho cây bị chết đột ngột. 3. Vi khuẩn: ít gây bệnh cho cây trồng hơn nấm nhưng bệnh do vi khuẩn rất khó trị và gây thiệt hại nghiêm trọng, vi khuẩn xâm nhập vào ký chủ qua khí khẩu, bì khẩu, thủy khẩu, vết thương do côn trùng, tuyến trùng, do nông cụ. 4. Mycoplasma: vi sinh vật thuộc giới có nhân thật nhưng chúng không có hình dạng nhâ't định. 5. Virus: gây rất nhiều bệnh cho cây trồng, bệnh có triệu chứng gây hư hỏng hay làm chết tế bào. 6. Tuyến trùng: là động vật có kích thước nhỏ, sống trong đất, nước. Thường gây bệnh ở bộ phận rễ thực vật. 7. Thực vật thượng đẳng: thường ký sinh ở thân cành (dây tơ hồng, chùm gởi) hút lây nhựa của ký chủ. 1.1.5 Phổ kv chủ của mầm bênh V • Mầm bệnh khác nhau sẽ tùy thuộc vào loại cây chúng gây hại, bộ phận và mô mà chúng xâm nhiễm, tuổi của cùng cơ quan hoặc mô trên cùng một cây ũhưưttg. 1. 'íĩỔuiỊ qxưut tài lìệit 7 chúng đang sinh trưởng, một sô" mầm bệnh chỉ giới hạn một loại cây hay vài giống cây. KSBB thường chuyên tính trên loài cây ký chủ chúng gây hại, có lẽ do chung phát triển song song với ký chủ và chỉ sử dụng những chất dinh dưỡng nào đó do loại kỷ chủ này tạo ra hav có sấn trong ký chủ đó. KSKBB có thể gây hại nhiều loại cây khác nhau và trên nhiều bộ phận cây có tuổi khác nhau, do mức độ gây hại của chúng tùy thuộc vào độc tố không đặc hiệu và rất nhiều loại enzym thủy phân khác nhau chúng tác động đến các vật chất hoặc các chu trình biến dưỡng thường gập ở cây, nhưng cũng có KSKBB chỉ gây bệnh trên vài loại cây. 1.1.6 Các giai đoạn phát triển bệnh Đốì với bệnh truyền nhiễm, sẽ có hàng loạt những sự kiện rõ rệt hay không rõ rệt xảy ra dẫn đến sự phất triển và tồn tại của bệnh. Chuỗi các sự kiện này gọi là chu kỳ bệnh, các sự kiện chính trong chu kv bệnh gồm: 1. Giaỉ đoạn gây nhiễm: là cách kỵ sinh tiếp cận kv chủ, lượng ký sinh tiếp xúc và gây bệnh trên ký chủ gọi là nguồn bệnh. Nguồn bệnh có thể là một bào tử hoặc khôi đa bào như hạch nấm hoặc hàng triệu vi khuẩn trong một giọt nước, nguồn bệnh có thể ở tại chỗ (trong đất, xác bã thực vật, ký chủ phụ) hoặc lan truyền từ nơi khác đến (nhờ gió, nước, nông cụ). 2. Giai đoạn xâm nhập: các bào tử và trứng, hạt cần phải phát triển thành cđ thể sinh dưỡng mới gây bệnh. Khi bào tử nảy mầm chúng tạo ra ống mầm để xâm nhập vào ký chủ. Các đặc tính nảy mầm tùv thuộc vào những yếu tô" môi trường như nhiệt độ, ẩm độ, các chất kích thích tiết ra từ cây. 3. Giai đoạn gây bệnh: là tiến trình mầm bệnh tiếp xúc với tế bào hoặc mô cây và hút chất dinh dưỡng từ đó. Trong thời gian gây bệnh, mầm bệnh tiết ra và đưa vào ký chủ các chất hoá học làm ảnh hưởng đến tính nguyên vẹn Qhưt&iạ 1. qiưut tàỉ Uềii -8- @hưđnạ /. Qỉổềtg (ỊUiỉiỊ tài liệu và chu trình sinh học của tế bào. Cây cũng có phản ứng đối với các cơ chế gây bệnh, cây sống hay chết nói lên mức độ chông bệnh của cây. Cây bị nhiễm bệnh sẽ có các triệu chứng như biến dạng, mất màu, chết hoại, triệu chứng có thể xuất hiện sau 2-4 ngày, vài tuần hay vài nãm. Đôi khi bệnh ở dạng tiềm ẩn, gặp điều kiện thích hỢp bệnh sẽ phát triển. 4. Thời kỳ ủ bệnh: là thời kỳ giữa thời điểm gây bệnh của mầm bệnh và sự biểu hiện triệu chứng ra bên ngoài. Thời kỳ này dài hay ngắn tùy thuộc vào tổ hợp ký sinh, kỷ chủ và môi trường. Đối với phần lớn các bệnh, nhất là trên cây thường niên thời kỳ này kéo dài từ vài ngày đến vài tuần. 5. Sinh sản và phát tán của mầm bệnh: sau các giai đoạn trên, mầm bệnh đi vào giai đoạn sinh sản, sự sinh sản diễn ra nhanh với sô" lượng lớn. Sau đó, chúng được phát tán nhờ gió, nước, côn trùng, dụng cụ canh tác và con người. 1.1.7 Cách thức mầm bệnh gây hại cây trồng Ký sinh muốn lây đi các vật châ"t cần thiết cho sự sông của chúng cần phải tấn công vào câu tạo tế bào ký chủ, chúng phải vượt qua các lớp cản trở như: lớp sáp, lớp cutin, vách tế bào. Mặt khác ký sinh phải chông lại được các chất đề kháng do cây tiết ra bởi sự xâm nhập của chúng, mục tiêu này thường được ký sinh thực hiện bằng hai con đường: cơ học và hóa học. 1.1.7.1 Tác động cơ học của ký sinh lên ký chủ Các mầm bệnh thuộc nhóm virus hay vi khuẩn thường không có khả năng chủ động xuyên qua mô bào ký chủ, chủ yếu xâm nhập qua các khẩu (khí khẩu, bì khẩu) và nhờ vết thương do côn trùng, tuyến trùng và nông cụ gây ra. Thực vật thượng đẳng và nấm tạo ra các sợi áp hoặc vòi bám gắn chặt vào ký chủ, đây là dạng thể sợi nấm, từ sợi áp này mọc ra vòi xâm nhập xuyên qua lớp cutin và thành tế bào. Vòi xâm nhập cũng thường đi vào giữa hai vách tê bào sẽ bị lực dính của hai vách cản lại, do vậy nếu lực này yếu vòi xâm nhập sẽ phát triển nhanh, nếu lực 9 @hiùfruỊ, 1 . ĩĩẩMạ qiưin tài Liệu này mạnh vòi xâm nhập sẽ bị cản trở, Đối với tuvến trùng, chúng bám vào tê bào bằng hâp lực của vách miệng, sau đó chúng đẩv kim chích vào tê bào bằng nhưng cách riêng, cuối cùng thân tuyến trùng lọt vào theo. 1.1.7.2 Tác động hóa học của ký sinh lên ký chủ Mặc. dù có tác động cơ học, tác động hóa học của kv sinh vẫn quan trọng hơn do các phản ứng sinh hoá xảy ra liên tục nhờ các chất tiết ra từ ký sinh, các chất do vi sinh vật trực tiếp hay gián tiếp tiết ra gồm: enzvm, độc tô", chất điều hòa sinh trưởng, các đường đa và một sô" chất khác. Trong 5 nhóm tác nhân là vi sinh vật gây bệnh cây, trừ virus còn tất cả điều có thể tiết enzym, chất điều hòa sinh trưởng và các chất đường, riêng các độc tô" và kháng sinh được biểt cho đến nay do nấm và vi khuẩn tiết ra, virus thúc đẩy tê" bào ký chủ sinh ra một lượng lớn các chất có sẩn trong cây khỏe mạnh hoặc những chất hoàn toàn mới so với ký chủ. Các chất hóa học do ký sinh tiết ra tác động lên ký chủ: • Các enzym phân hủv cấu trúc tế bào, phá vỡ các chất dự trữ, tác động trực tiếp để nguyên sinh chất biến đổi chức năng tế bào. • Các độc tô" tác động đến nguyên sinh chất và ngăn cản tính thâm của tế bào cũng như các chức năng thông thường khác của tế bào. • Các chất điều hòa sinh trưởng ảnh hưởng đến khả năng phân bào và sự lớn mạnh của tế bào. • Các đường đa chi có tác dụng trong bệnh mạch dẫn, gây ra hiện tượng cản sự vận chuyển chất dinh dưỡng trong mạch dẫn và có thể gây độc. • Các chất kháng sinh ít được nghiên cứu nhất, dường như chúng có tác động giống như các độc tô". -10- (ễhươnụ 1. ^ĩẩn ạ qxưưi lài liệu Chu thích: cw (cell wall): vách tế bào thực vật H (hypha): đoạn tơ nấm ký sinh A (appressorium): giác bám s (sheath): lớp vách bao ở thực vật khi bị nấm tấn công AH (advancing hypha still enclosed in sheath): tơ nấm đang xâm nhập HC (hypha in cytoplasm): đoạn tơ nấm trong tế bào chất Hình 1.1. Tơ nấm gây bệnh xâm nhập trực tiếp vào tế bào thực vật 1.1.7.3 Tác hại của mầm bệnh lên chức năng sinh lý cây trồng Tác động của ký sinh sẽ ảnh hưởng trực tiếp hay gián tiếp đến chức năng sinh lý cây trồng, bao gồm: 1. Ánh hưỏng lên sự hấp thụ, chuyển vị nước và dinh dưỡng của cây: gây cản trở hoặc làm giảm sự hấp thụ nước của rễ, sự chuvển vị nước và muôi khoáng trong mạch mộc. [...]... vào danh mục bệnh hại cây trồng để kết luận tác nhân gây bệnh 1.1.8.2 Đổì với bệnh lạ Trường hợp là bệnh lạ, danh mục bệnh hại cây trồng của khu vực chưa đề cập đến, chúng ta phải giám định theo nguyên tắc của “Định đề Koch” gồm bôn bước sau: 1 Ghi nhận triệu chứng bệnh 2 Phân lập, làm thuần nấm gây bệnh, quan sát nấm bệnh (hình dạng, màu sắc, khuẩn ty, bào tử) để định danh chúng 3 Gây bệnh nhân tạo... chính xác (chỉ quan sát ở giai đoạn nào đó của quá trình gây bệnh, thường là giai đoạn sinh sản vô tính của nấm gây bệnh) Do vậy cần phải phân lập mầm bệnh từ mô bệnh ('‘ỈUửlHíỊ 1 ỸĩatttJ (ỊltílH tài llỀẤL 12 3 Phân lập nấm gây bệnh: cắt mô cây vừa mới nhiễm bệnh ở vị trí tiếp xúc với mô không bị nhiễm, cấy lên môi trường chọn lọc, quan sát nấm bệnh (hình dạng, màu sắc, khuẩn ty, bào tử) để định danh chúng... bệnh khi chuẩn đoán Bệnh héo rũ cây trồng thuộc họ Bầu bí là một trong nhừng bệnh phổ biến trong sản xuất nông nghiệp, bệnh thườn2 xuất hiện và gâv hại ngoài đồng ruộng, mức độ phát sinh, diễn biến và tác hại của từng loại bệnh rất biến động 1.2.1.1 Một số loại bệnh héo rũ cây trồng thuộc họ Bầu bí Bệnh thôi rễ, héo dây do nếm Fusarium oxysporum: bệnh thường xuất hiện trên cây dưa hấu-xảy ra ở giai... kháng nấm (Corley et al 1994) + Tricholin là protein bât hoạt ribosome do T viride tiết ra, chúng làm giảm sự hình thành chuỗi polysome ở nấm bệnh Rhizoctonia solani (Lin et al, 1994) + Claydon (1987) xác định được chất alkylpyrons dễ bay hơi do T .harzianum ức chê nâm R solani gây bệnh héo rũ trên cải trong điều kiện inviĩro 1.3.3 Hiện tượng ký sinh nấm của Tríchoderma spp [14] [22] Hiện tượng ký sinh nấm. .. tiên là tơ nấm Trichoderma hướng về tơ nấm ký chủ (Chet at al, 1981) Hiện tượng này là đặc tính hướng hóa của Trichoderma spp., hướng về nơi có chát hóa học do tơ nấm ký chủ tiết ra (Chet và Elad, 1983) Khi tơ nấm Trichoderma đã đến tơ nâ"m ký chủ, chúng có xu hướng tiếp xúc và cuộn xung quanh sợi nâ"m ký chủ hình thành cấu trúc móc hoặc ép sát sợi nấm và phát triển song song với nấm ký chủ Theo Chet... có màu nâu đỏ, rễ bị thối và có màu mật ong Bệnh héo cây con và héo khô do nấm Rhizoctonia solani: bệnh được nhận diện dễ dàng nhờ dấu hiệu của bệnh, đó là các sợi nấm và hạch nấm phát triển ngay trên vết bệnh của gốc thân và ăn lan lên thân, bệnh có thể tấn công suốt giai đoạn sinh trưởng của cây, thường gây thiệt hại nặng ở giai đoạn cây con + Tnệu chứng bệnh ở cây con: cổ thân bị úng và teo tóp lại,... hợp chất kháng nấm Tóm lại cơ chế chủ vếu trong đặc tính ký sinh của Trichoderma spp sử dụng làm tác nhân sinh học là: @íuù¥ng, / xjẩ*ig quan tài Liệu -28- + Sự hóa dưỡng của Trichoderma spp + Nhận biết ký chủ + Tiết enzym ngoại bào và chất kháng sinh + Xâm nhập vào tđ nấm ký chủ + Tiêu diệt ký chủ Đặc tính ký sinh của Trichoderma spp trên các loài nấm gâv bệnh ỗ thực vật đã được nghiên cứu khá kỹ (Harman... nước Trichoderma spp là tác nhân đôi kháng tự nhiên của các nấm gây bệnh trong đất và được ứng dụng làm tác nhân kiểm soát sinh học thành công trong nhà kinh và ngoài đồng ruộng, chúng là những kỵ sinh râ"t hữu hiệu trên nhiều loại nấm gây bệnh khác nhau như: Phvtophthora spp Rhiioctonia solani, Pythium spp., Sclerotium roựsii Theo Emxep (1989), Trichoderma spp không chỉ tiêu diệt nhiều loại nấm bệnh. .. CỦA NẤM PYTHIUM SPP [7], [9], [11] 1.2.1 Bệnh héo rũ cây trồng thuộc họ Bầu bí Bệnh héo rũ là khái niệm chung, bởi vì triệu chứng của cây bệnh biểu hiện bên ngoài rất khác nhau Cây bị héo có thể do một hay nhiều vi sinh vật cùng xâm nhiễm, có loài xâm nhiễm trước và là nguyên nhân chính gây bệnh nhưng cũng có nhiều trường hợp rết (UuMnq 1 'Jiỉntjf quan tài liệu 13 khó xác định chính xác tác nhân gâv bệnh. .. tìm hiểu quá trình ký sinh nấm trong kiểm soát bệnh cầy 1.3.4 Các nghiên cứu ứng dụng Trichoderma spp 1.3.4.1 Trong lĩnh vực bảo vệ thực vật Trichoderma spp hiện diện khắp nơi trong đất và trên các loại cây gỗ vừa bị đôn ngã là một bằng chứng thể hiện tính cạnh tranh mạnh mẽ của chúng, mặt khác với đặc tính ký sinh trên một sô" nấm gây bệnh thực vật, các nhà khoa học đã nghiên cứu và đưa ra những kết