đánh giá hiệu quả phòng trị của xạ khuẩn đối với nấm colletotrichum sp. gây bệnh thán thư trên giống ớt sừng trong điều kiện in vitro và nhà lưới

TÓM LƯỢC Đề tài được thực hiện trong điều kiện phòng thí nghiệm và nhà lưới Bộ môn Bảo Vệ Thực Vật, khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, trường Đại học Cần Thơ từ tháng 10/2012đến 9/20

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

NGUYỄN HOÀNG NGUYÊN

ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ PHÒNG TRỊ CỦA XẠ KHUẨN

ĐỐI VỚI NẤM COLLETOTRICHUM SP GÂY BỆNH

THÁN THƯ TRÊN GIỐNG ỚT SỪNG TRONG

ĐIỀU KIỆN IN VITRO VÀ NHÀ LƯỚI

Luận văn tốt nghiêp Ngành: BẢO VỆ THỰC VẬT

Cần Thơ, 2013

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ PHÒNG TRỊ CỦA XẠ KHUẨN

ĐỐI VỚI NẤM COLLETOTRICHUM SP GÂY BỆNH

THÁN THƯ TRÊN GIỐNG ỚT SỪNG TRONG

ĐIỀU KIỆN IN VITRO VÀ NHÀ LƯỚI

Người hướng dẫn khoa học: Sinh viên thực hiện:

MSSV: 3103641

Cần Thơ, 2013

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN BẢO VỆ THỰC VẬT

Luận văn tốt nghiệp kỹ sư Bảo vệ Thực vật với đề tài:

ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ PHÒNG TRỊ CỦA XẠ KHUẨN

ĐỐI VỚI NẤM COLLETOTRICHUM SP GÂY BỆNH

THÁN THƯ TRÊN GIỐNG ỚT SỪNG TRONG

ĐIỀU KIỆN IN VITRO VÀ NHÀ LƯỚI

Do sinh viên Nguyễn Hoàng Nguyên thực hiện

Kính trình lên hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp

Cần Thơ, ngày tháng năm 2013

Cán bộ hướng dẫn

Ts Nguyễn Thị Thu Nga

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN BẢO VỆ THỰC VẬT

Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp đã chấp nhận luận văn tốt nghiệp kỹ sư Bảo

vệ Thực vật với tên:

ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ PHÒNG TRỊ CỦA XẠ KHUẨN

ĐỐI VỚI NẤM COLLETOTRICHUM SP GÂY BỆNH

THÁN THƯ TRÊN GIỐNG ỚT SỪNG TRONG

ĐIỀU KIỆN IN VITRO VÀ NHÀ LƯỚI

Do sinh viên Nguyễn Hoàng Nguyên thực hiện và bảo vệ trước hội đồng

Ý kiến của hộ đồng chấm luận văn tốt nghiệp:

………

………

Luận văn tốt nghiệp hội đồng đánh giá ở mức:………

Chủ tịch Hội đồng

LƯỢC SỬ CÁ NHÂN

Họ và tên: Nguyễn Hoàng Nguyên

Ngày sinh: 25/04/1992

Nơi sinh: Phụng Hiệp – Hậu Giang

Họ và tên cha: Nguyễn Hoàng Thái

Họ và tên mẹ: Đồng Thị Mỹ Yến

Quê quán: Thị trấn Kinh Cùng, huyện Phụng Hiệp, tỉnh Hậu Giang

Quá trình học tập:

1998 - 2002: Trường tiểu học Hòa An 4

2003 - 2006: Trường Trung Học Phổ Thông Hòa An

2007 - 2009: Trường Trung Học Phổ Thông Lương Thế Vinh

2010 - 2014: Trường Đại Học Cần Thơ, ngành Bảo vệ Thực vật, khóa 36, Khoa

Nông nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân Các số liệu, kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình luận văn nào trước đây

Tác giả luận văn

NGUYỄN HOÀNG NGUYÊN

LỜI CẢM TẠ

Trong quá trình thực hiện đề tài tốt nghiệp tôi được sự giúp đỡ tận tình của gia đình, thầy cô giáo, các anh chị, các bạn

Tôi chân thành bày tỏ lòng biết ơn với:

- Cô Nguyễn Thị Thu Nga và chị Đoàn Thị Kiều Tiên đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt kinh nghiệm và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp

- Gia đình và người thân đã động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện cho tôi hoàn thành tốt luận văn

- Quý Thầy Cô khoa Nông Nghiệp và Sinh học Ứng dụng, Trường Đại học Cần Thơ

đã tận tình truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt thời gian học tập tại trường

- Quý Thầy Cô bộ môn Bảo Vệ Thực Vật, các anh chị, các bạn đã hỗ trợ, tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp

Thân ái gởi đến tập thể lớp Bảo Vệ Thực Vật khóa 36 lời chúc sức khỏe và đạt nhiều thành công trong cuộc sống

Nguyễn Hoàng Nguyên

Nguyễn Hoàng Nguyên 2013 Đánh giá hiệu quả phòng trị của xạ khuẩn đối với

nấm Colletotrichum sp gây bệnh thán thư trên giống ớt sừng trong điều kiện in vitro và nhà lưới Luận văn tốt nghiệp kỹ sư chuyên ngành Bảo Vệ Thực Vật, khoa

Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại học Cần Thơ Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Thị Thu Nga

TÓM LƯỢC

Đề tài được thực hiện trong điều kiện phòng thí nghiệm và nhà lưới Bộ môn Bảo

Vệ Thực Vật, khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, trường Đại học Cần Thơ từ tháng 10/2012đến 9/2013 nhằm xác định chủng xạ khuẩn cũng như biện pháp xử lý cho

hiệu quả cao trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái ớt do nấm Colletotrichum sp.

Trong thí nghiệm đánh giá hiệu quả phòng trị bệnh thán thư trên ớt do nấm

Colletotrichum sp của năm chủng xạ khuẩn trong điều kiện in vitro, kết quả cho thấy

qua ba biện pháp xử lý (BPXL) xạ khuẩn: phun trước khi lây bệnh 1 ngày, phun sau khi lây bệnh 1 ngày và phun kết hợp (trước + sau) khi lây bệnh 1 ngày, năm chủng đều thể hiện hiệu quả hạn chế được bệnh thán thư, trong đó chủng 58RM cho chiều dài vết bệnh thấp nhất Trong ba BPXL, biện pháp phun trước cho hiệu quả cao nhất, kế đến biện pháp phun trước + phun sau và cuối cùng là biện pháp phun sau

Kết quả đánh giá hiệu quả phòng trị bệnh thán thư trên ớt do nấm

Colletotrichum sp của năm chủng xạ khuẩn trên trong điều kiện nhà lưới.(phun xạ

khuẩn trước khi lây bệnh 2 ngày kết hợp phun sau khi lây bệnh 3 ngày) Cho thấy hầu hết các nghiệm thức xử lý các chủng xạ khuẩn đều không thể hiện được khả năng giảm bệnh thông qua chiều dài vết bệnh và hiệu quả giảm bệnh

1.2.3.5 Đặc điểm sinh thái 4

1.2.3.6 Cơ chế xâm nhiễm của nấm Colletotrichum spp 4 1.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của bệnh 4

1.4 Xạ khuẩn và vai trò trong phòng trị sinh học bệnh cây trồng 5

1.4.1.1 Sự phân bố của xạ khuẩn trong tự nhiên 6

1.4.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới sự phát triển của xạ khuẩn 6 1.4.2 Vai trò của xạ khuẩn trong phòng trừ sinh học bệnh cây 7 1.4.3 Một số cơ chế của xạ khuẩn liên quan đến ức chế các tác nhân

gây bệnh trên cây trồng

7

1.5 Ứng dụng của xạ khuẩn trong phòng trừ sinh học bệnh cây 9

2.2.1 Đánh giá hiệu quả phòng trị của năm chủng xạ khuẩn với nấm

Colletotrichum sp gây bệnh thán thư trên ớt trong điều kiện

in vitro

13

2.2.2 Đánh giá hiệu quả phòng trừ sinh học của năm chủng xạ khuẩn

có triển vọng đối với bệnh thán thư trên ớt do Colletotrichum

sp trong điều kiện nhà lưới

14

3.1 Khả năng phòng trị bệnh của năm chủng xạ khuẩn với nấm

Colletotrichum sp gây bệnh thán thư trên ớt trong điều kiện in vitro

16

3.2 Hiệu quả phòng trị bệnh của năm chủng xạ khuẩn triển vọng đối với

nấm Colletotrichum sp gây bệnh thán thư trên ớt trong điều kiện

3.5 Hiệu quả giảm chiều dài vết bệnh thán thƣ trên ớt của các nghiệm

thức xử lý xạ khuẩn

24

DANH SÁCH HÌNH

3.1 Mức độ nhiễm bệnh thán thư trên trái ớt do nấm Colletotrichum sp

ở biện pháp phun trước với năm chủng xạ khuẩn đối kháng ở thời

điểm 4 NSKLB

20

3.2 Mức độ nhiễm bệnh thán thư trên trái ớt do nấm Colletotrichum sp

ở biện pháp phun kết hợp (phun trước + sau) với năm chủng xạ

khuẩn đối kháng ở thời điểm 4 NSKLB

21

3.3 Mức độ nhiễm bệnh thán thư trên trái ớt do nấm Colletotrichum sp

ở biện pháp phun sau với năm chủng xạ khuẩn đối kháng ở thời

điểm 4 NSKLB

22

ĐBSCL: Đồng Bằng Sông Cửu Long

HQGB : Hiệu quả giảm bệnh

KH: kết hợp

NSKC: ngày sau khi cấy

NSKLB: ngày sau khi lây bệnh

PS: phun sau

PT: phun trước

4RM: chủng xạ khuẩn số 4 được phân lập trên ruộng rau màu

Cfu: colony forming unit (số đơn vị khuẩn lạc trong 1 ml mẫu)

MỞ ĐẦU

Ớt thuộc chi Capsicum, họ Cà (Solanaceae) là một loại quả gia vị cũng như loại

quả làm rau phổ biển trên thế giới Ở Việt Nam, ớt hiện đang mang lại hiệu quả kinh tế cao trong chiến lược chuyển đổi cơ cấu cây trồng và luân canh mùa vụ Theo thống kê của FAO (2011), diện tích canh tác ớt trên thế giới là 2.032.263 ha, trong đó Châu Á chiếm diện tích cao nhất Ngày nay việc trồng ớt mang lại giá trị kinh tế cao cho người trồng vì vậy cây ớt được trồng rộng rãi (Đường Hồng Dật, 2003) Ở Việt Nam diện tích canh tác ớt ngày càng tăng tuy nhiên việc canh tác đòi hỏi không ít về khâu chăm

sóc, chủ yếu là phòng trị bệnh trên ớt như bệnh héo vi khuẩn Ralstonia solanacearum, bệnh khảm do virus và bệnh thán thư do nấm Colletotrichum spp (Vũ Triệu Mân,

2007) Trong đó, bệnh thán thư là bệnh quan trọng vì bệnh gây thiệt hại nghiêm trọng đến năng suất ớt trên toàn thế giới (Kim, 2007) Đầu tư thâm canh cao nên năng suất thấp, thường chỉ đạt 800-1.000 kg ớt tươi trên 1.000m2

Theo Hadden và Black (1989) bệnh gây hại cả ngoài đồng lẫn sau khi thu hoạch Việc áp dụng các biện pháp phòng trừ bằng thuốc hóa học giúp diệt dịch hại nhanh, có khả năng chặn đứng được sự lan tràn phá hoại của bệnh Bên cạnh đó việc sử dụng thuốc hóa học liên tục sẽ làm mầm bệnh dễ hình thành tính kháng và phát sinh nòi mới gây ô nhiễm môi trường do dư lượng thuốc hóa học để lại trong quá trình sử dụng (Trần Văn Hai, 2012) Để phát triển nông nghiệp theo hướng bền vững, các biện pháp sinh học đã được áp dụng rộng rãi và đạt hiệu quả cao trong việc quản lý bệnh hại cây trồng Biện pháp sinh học được xem là thân thiện với môi trường và chứng tỏ được hiệu quả phòng trị cao, đã được tập trung nghiên cứu trong thời gian qua (Nga, 2007)

Xạ khuẩn là một trong những tác nhân phòng trừ sinh học được ghi nhận hiệu quả ức

chế nhiều loại mầm bệnh như: Fusarium oxysporum, Colletotrichum sublineolum,

Phytophthora parasitica Xạ khuẩn có thể phòng trừ nhiều loại nấm bệnh do sỡ hữu nhiều

cơ chế như khả năng cạnh tranh dinh dưỡng, tiết các chất kháng sinh và các enzyme giúp phân hủy vách tế bào nấm bệnh như: chitinase, cellulase, protease (Phạm Văn Kim, 2000; Nguyễn Lân Dũng và ctv., 2002; Bùi Thị Hà, 2008) Tô Huỳnh Như (2012), qua đánh giá khả năng đối kháng của các chủng xạ khuẩn phân lập từ ruộng mè và rau màu ở ĐBSCL, ghi nhận được năm chủng xạ khuẩn thể hiện khả năng đối kháng cao với nấm

Colletotrichum sp gây bệnh thán thư trên ớt trong điều kiện phòng thí nghiệm

Trên cơ sở đó đề tài “Đánh giá hiệu quả phòng trị của xạ khuẩn đối với nấm

Colletotrichum sp gây bệnh thán thư trên giống ớt sừng trong điều kiện in vitro và nhà

lưới” nhằm chọn lọc các chủng xạ khuẩn cũng như biện pháp xử lý có hiệu quả phòng trị

đối với nấm Colletotrichum sp gây bệnh thán thư trên ớt cao để ứng dụng cho việc phòng

trị bệnh thán thư trên ớt theo hướng sinh học

CHƯƠNG 1: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 1.1 Nguồn gốc và tình hình sản xuất ớt

Cây ớt (Capsicum annuum) thuộc họ cà (Solanaceae) có nguồn gốc từ Châu Mỹ

Ngày nay, ớt được trồng hầu hết các nước trên thế giới và chiếm vị trí khá quan trọng

ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới (Ratanacherdchai và ctv., 2007)

Theo FAO (2011) diện tích canh tác ớt trên thế giới là 2.032.263 ha với sản lượng trên 28 triệu tấn Ở Việt Nam việc canh tác ớt chưa được quan tâm, phần lớn canh tác riêng lẻ, không đầu tư thâm canh cao nên năng suất thấp, thường chỉ đạt 800-1.000kg ớt tươi/1.000m2

1.2 Bệnh thán thư trên cây ớt (Colletotrichum spp.)

1.2.1 Tình hình phân bố và gây hại

Bệnh thán thư đã được Halsted (1890) báo cáo đầu tiên tại New Jersey, Hoa Kỳ Bệnh thán thư là bệnh rất phổ biến trên ớt và là một trong những bệnh gây thiệt hại nghiêm trọng ở khắp các vùng trồng ớt trên thế giới đặt biệt là các nước có khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới (Vũ Triệu Mân, 2007)

Theo Đường Hồng Dật (2003) ở Việt Nam, hầu hết các vùng trồng ớt tập trung đều bị gây hại nặng bởi bệnh thán thư Bệnh gây hại nặng nhất vào mùa mưa, bệnh ít gây thiệt hại vào mùa khô Bệnh gây hại nặng cả giai đoạn trước và sau khi thu hoạch (Don và ctv., 2007)

1.2.2 Triệu chứng

Bệnh gây hại trên thân, lá, hạt, trái nhưng chủ yếu là vào giai đoạn trái chín (Vũ Triệu Mân, 2007) Bệnh tấn công hầu hết các giai đoạn phát triển trái (Nguyễn Thị Quế Phương, 2003; Roberts và ctv., 2009) Vết bệnh ban đầu là một đốm nhỏ, hơi lõm, ướt trên bề mặt võ trái, thường có dạng hình thoi Trên vết bệnh thường có những chấm nhỏ, phân ranh giới giữa mô bệnh và mô khỏe là một đường màu đen chạy dọc theo vết bệnh (Sharma, 2006; Vũ Triệu Mân, 2007) Nếu bệnh nặng các vết bệnh sẽ liên kết lại với nhau thành vết lớn, trên vết bệnh có khối bào tử màu hồng (Manandhar

và ctv., 1995) Trên vết bệnh có các đĩa đài của nấm, sắp xếp thành các vòng đồng tâm Vết bệnh có thể hóa màu nâu đen do sự hình thành hạch nấm và gai cứng (Roberts và ctv., 2009) Khi bệnh nặng nấm sẽ xâm nhiễm vào hạt, hạt bị nhiễm sẽ có màu rỉ sắt (Sharma, 2006)

1.2.3 Tác nhân

1.2.3.1 Phân loại

Bệnh thán thư gây ra bởi một số loài Colletotrichum spp Nấm Colletotrichum

thuộc lớp nấm bất toàn (Deuteromyces), bộ nấm đĩa đài (Melanconiales) (Agrios, 2005)

Một số ghi nhận ban đầu cho rằng bệnh thán thư gây ra bởi nấm Colletotrichum

capsici (Sharma, 2006) Nhưng hiện nay, bệnh đã được xác định rõ là do nhiều loài

nấm Colletotrichum spp gây ra

Theo Kim (2004) có bốn loài Colletotrichum spp gây hại phổ biến gồm C

coccodes, C gloeosporioides, C capsici và C acutatum C gloeosporioides và C acutatum gây hại trên trái ở tất cả các giai đoạn; C coccodes ít độc và thường phổ biến

ở vùng ôn đới; C capsici gây hại chủ yếu trên trái chín

1.2.3.2 Phổ ký chủ

Theo Agrios (2005) và Vũ Triệu Mân (2007) Nấm Colletotrichum spp là chi

nấm gây hại phổ biến trên thế giới trên nhiều ký chủ như: họ cà, chuối, xoài, dưa bầu

bí, v.v Bệnh có thể lan truyền qua hạt, xác bã thực vật, bệnh sẽ phát triển nặng nếu trồng liên tục các cây cùng họ (AVRDC, 2004)

1.2.3.3 Đặc điểm hình thái của một số loài Colletotrichum spp

Loài Colletotrichum capsici: Sợi nấm phân nhánh, có vách ngăn Đĩa đài có dạng

bán cầu với nhiều gai cứng màu nâu đen (Sharma, 2006) Bào tử đơn bào, không màu, có dạng hình liềm hơi cong, khuẩn lạc có màu từ trắng đến xám (Sharma và ctv., 2005; Than

và ctv., 2008)

Loài Colletotrichum coccodes: Bào tử có dạng hình trụ, đĩa áp có dạng hình trứng,

màu nâu sẫm, có gai cứng, hạch nấm có màu xám trên môi trường PDA (Sutton, 1980)

Loài Colletotrichum gloeosporioides: Bào tử không màu, hình trụ, khối bảo tử màu

cam, khuẩn lạc có màu xám nhạt đến đen (Than và ctv., 2008) Đĩa đài có hoặc không có gai cứng (Sutton, 1980)

Loài Colletotrichum acutatum: sợi nấm màu trắng màu xám nhạt hoặc màu cam,

mỏng manh, không có gai cứng (Sutton, 1980)

1.2.3.4 Đặc tính sinh học

Colletotrichum spp thường bao gồm giai đoạn hữu tính và vô tính Giai đoạn

hữu tính liên quan đến sự di truyền còn giai đoạn vô tính liên quan đến sự phát tán

quần thể nấm Có 11 trong 20 loài Colletotrichum spp có giai đoạn hữu tính là

Diéguez-Uribeondo, 2004)

Theo Phạm Văn Kim (2000) nấm phát triển bên trong mô ký chủ, tiết ra enzyme

và độc tố để phân hủy vách tế bào và nguyên sinh chất của tế bào ký chủ

Các loài Colletotrichum spp thuộc nhóm bán ký sinh bắt buộc (hemibiotrophy) Một số loài Colletotrichum spp sau khi xâm nhiễm vào mô ký chủ thường trải qua giai

đoạn ủ bệnh kéo dài (Mendgen và Hahn, 2002)

1.2.3.5 Đặc điểm sinh thái

Nấm Colletotrichum spp có thể tồn tại trong tự nhiên, mô trái bị bệnh, tàn dư thực

vật, cây hoang dại Bào tử có thể lưu tồn trên mô bệnh khoảng 10 tháng (Phạm Văn Biên

và ctv., 2003; Sharma, 2006) Nấm lưu tồn dạng hạch khi gặp điều kiện bất lợi Bệnh sẽ bộc phát nếu trồng lại các loại cây như ớt, cà chua (Cerkauskas, 2004) Bào tử phát tán rất nhanh nhờ nước

1.2.3.6 Cơ chế xâm nhiễm của nấm Colletotrichum spp

Quá trình xâm nhiễm của nấm là một chuỗi hoạt động: bào tử mọc mầm, hình thành đĩa áp, sự mọc mầm của đĩa áp (Peres và ctv., 2005) Ngoài ra nấm còn có hình thức xâm nhiễm theo kiểu bán ký sinh: hình thành vòi xâm nhiễm xuyên qua tế bào biểu bì của tế bào ký chủ và hoại sinh bên dưới lớp biểu bì, bắt đầu tiết enzyme phân hủy vách tế bào và giết tế bào ký chủ

1.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của bệnh thán thư

mặt đất của cây và trái Bên cạnh đó, tránh việc tưới nước trực tiếp từ trên ngọn xuống

vì sẽ làm đọng nước lại trên mặt lá Cần tránh trồng cây với mật độ dầy, loại bỏ cây bệnh ra khỏi ruộng ớt (Cerkaukas, 2004)

Ngoài ra, việc giúp ruộng thoát nước tốt, diệt cỏ dại và các cây ớt mọc hoang và thu gom tàn dư thực vật từ vụ trước cũng giúp hạn chế bệnh xảy ra (Phạm Văn Biên và ctv., 2003; Roberts và ctv., 2009) Khi thu hoạch cần thu hoạch trái vừa chín tới vì trong giai đoạn này bệnh thán thư phát triển rất nhanh chóng (Sharma, 2006)

1.3.2 Biện pháp hóa học

Sử dụng thuốc hóa học trong việc kiểm soát bệnh phụ thuộc vào việc xác định đúng tác nhân gây hại, chọn đúng thuốc và thời điểm áp dụng thuốc (Cho, 1986) Ngâm hạt giống với đồng sunlfat 0-5% trong vòng 30 phút có thể giúp hạt được tuyệt trùng giảm được mầm bệnh (Armstrong và Armstrong, 1950)

Có thể phun các loại thuốc gốc đồng, Carbendazim, Score, Mancozeb và Daconil khi bệnh mới xuất hiện (Phạm Văn Biên và ctv., 2003)

Hai loại thuốc Trifloxystrobin và BTH-mancozeb cho hiệu quả cao trong việc kiểm soát bệnh thán thư trên ớt với hiệu quả 64,8 và 70,3% (Kang và Kim, 2007)

1.3.3 Biện pháp sinh học

Sử dụng giống kháng, vi sinh vật đối kháng hay kích kháng, dịch trích thực vật…là một trong những biện pháp đã được áp dụng trong phòng trừ sinh học

Vi khuẩn Pseudomonas fluorescens có khả năng soát bệnh thán thư trước và sau

khi thu hoạch (Agrios, 2005)

Một thí nghiệm được thực hiện và cho hiệu quả ức chế cao đối với sự mọc mầm

của bào tử nấm C capsici gây bệnh thán thư trên ớt bằng một chất được ly trích từ chủng nấm Trichoderma harzianum T-156-co5 đột biến (Warin và ctv., 2009)

Theo Bharathi và ctv (2004) Bacillus subtilis được phân lập từ đất vùng rễ của cây ớt đã được đánh giá có khả năng đối kháng với nấm C capsici gây bệnh thối trái

trên ớt

1.4 Xạ khuẩn và vai trò của xạ khuẩn trong phòng trừ sinh học bệnh cây

1.4.1 Một số đặc điểm của xạ khuẩn

Xạ khuẩn thuộc lớp Actinobacteria thuộc nhóm vi khuẩn thật (Eubacteria), bộ

Actinomycetales Xạ khuẩn bao gồm khoảng 100 chi và 1000 loài (Nguyễn Lân Dũng và

Nguyễn Nữ Kim Thảo, 2006) Chi Streptomyces thuộc họ Streptomycetaceae được ứng

dụng nhiều trong nông nghiệp (Phạm Văn Kim, 2000)

1.4.1.1 Sự phân bố của xạ khuẩn trong tự nhiên

Sự phân bố của xạ khuẩn phụ thuộc vào khí hậu, thành phần đất, mức độ canh tác

và thảm thực vật Xạ khuẩn phân bố rộng rãi trong tự nhiên, chúng phát triển trong đất, nước, phân chuồng, rác và trong các cơ chất mà nấm và vi khuẩn không phát triển được (Nguyễn Lân Dũng và ctv., 2002)

Trong hệ sinh thái đất có rất nhiều quần thể các vi sinh vật khác nhau như nấm và vi khuẩn, xạ khuẩn… Trong 1 gram đất có khoảng 29.000-2.400.000 tế bào xạ khuẩn, chiếm 9-45% tổng số vi sinh vật (Waksman, 1961) Theo Đỗ Thu Hà (2010), mật số xạ khuẩn phụ thuộc vào loại đất Ngoài ra, sự phân bố của xạ khuẩn còn phụ thuộc vào độ sâu, càng xuống sâu mật số càng giảm (Phạm Văn Kim, 2000)

1.4.1.2 Đặc điểm hình thái của xạ khuẩn

Xạ khuẩn thuộc vi khuẩn Gram (+), có hệ sợi phát triển phân nhánh mạnh và không

có vách ngăn với nhiều màu sắc khác nhau: đỏ, xanh, vàng, lục Khuẩn lạc của xạ khuẩn thường có nhiều hình dạng khác nhau như xù xì, có dạng da, dạng vôi, dạng nhung tơ hay dạng màng dẻo tùy thuộc vào loài và điều kiện ngoại cảnh (Nguyễn Lân Dũng và ctv., 2002)

Khuẩn lạc có ba lớp: lớp vỏ ngoài có dạng sợi bền chặt, lớp trong tương đối xốp

và lớp giữa có cấu trúc tổ ong (Bùi Thị Hà, 2008)

Trên môi trường đặc, hệ sợi của xạ khuẩn phát triển thành hai loại:

Loại cắm sâu vào môi trường gọi là hệ sợi cơ chất hay khuẩn ty cơ chất (substrate mycelium) với chức năng chủ yếu là dinh dưỡng (Nguyễn Lân Dũng và ctv., 2006) Loại phát triển trên bề mặt thạch gọi là hệ sợi khí sinh hay khuẩn ty khí sinh (aerial mycelium) với chức năng chủ yếu là sinh sản (Nguyễn Lân Dũng và ctv., 2006)

1.4.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của xạ khuẩn

Theo Phạm Văn Ty và Đào Thị Lương (2003) nhiệt độ thích hợp cho sự sinh trưởng của xạ khuẩn là 25-400C Xạ khuẩn cho hoạt tính kháng sinh và sinh khối cao nhất ở nhiệt độ 30-350C Khả năng sinh trưởng và tổng hợp các chất kháng sinh

bị giảm khi nhiệt độ trên 400C

Xạ khuẩn có khả năng sinh trưởng trong khoảng pH từ 5-9, pH = 7 thích hợp cho

sự sinh tổng hợp chất kháng sinh

1.4.2 Vai trò của xạ khuẩn trong phòng trừ sinh học bệnh cây

Xạ khuẩn tập trung chủ yếu trong đất và đóng vai trò quan trọng trong nhiều quá trình chuyển hóa vật chất trong đất (Phạm Văn Kim, 2000; Nguyễn Lân Dũng và

Nguyễn Nữ Kim Thảo, 2006)

Tham gia vào các quá trình phân giải các hợp chất hữu như thành phần hemicenluloza, xenluloza và tham gia vào hình thành các axit mùn (Bùi Thị Hà, 2008)

1.4.3 Một số cơ chế của xạ khuẩn liên quan đến ức chế các tác nhân gây bệnh trên cây trồng

Cơ chế tiết kháng sinh

Một trong những đặc điểm quan trọng nhất của xạ khuẩn là khả năng hình thành kháng sinh Trong số 8000 kháng sinh hiện nay thì trên thế giới có trên 80% là có nguồn gốc từ xạ khuẩn (Nguyễn Lân Dũng và ctv.,1972)

Năm 1950, Trung Quốc đã tuyển chọn được chủng Streptomyces sp.5406 có khả năng ức chế Rhizoctonia solani và Verticilium albo – atrum gây thối rễ ở bông non (Lê

Mai Hương, 1993)

Năm 2002, Trung tâm công nghệ sinh học – Đại học Quốc gia Hà Nội đã phân lập

được chủng xạ khuẩn Streptomyces sp LD30 có khả năng ức chế được vi khuẩn

Pseudomonas solanacearum gây bệnh héo lá ở cây trồng (Nguyễn Lân Dũng, 1983)

Theo Taechowisan và ctv (2009), chủng Streptomyces SRM1có khả năng kiểm soát được nấm Colletotrichum musae gây bệnh trên chuối thông qua tiết kháng sinh

Một số loài xạ khuẩn được phát hiện trong phân chuồng có khả năng tiết kháng sinh làm

ức chế sự phát triển của nấm Phytophthora cinnamomi gây bệnh thối rễ trên cây bơ Thêm vào đó, xạ khuẩn Streptomyces kitasatospora được ghi nhận có khả năng phòng trị bệnh do Phytophthora citricola thông qua cơ chế kháng sinh (Haesler và ctv., 2008)

Tiết enzyme phân giải

Một cơ chế chính liên quan đến việc kiểm soát các tác nhân gây bệnh cây trồng là phân hủy vách tế bào tác nhân gây bệnh

Chitinase, glucanase, cellulase, xylanase là những loại enzyme có khả năng phân hủy vách tế bào nấm mà xạ khuẩn tiết ra (Valois và ctv., 1996; Jaradat và ctv., 2008) Theo Prapagdee và ctv (2008) chủng xạ khuẩn SRA14 có thể sản xuất hàm lượng cao enzyme ngoại bào như chitinase, β-1,3-glucanase có khả năng ức chế được

nấm Colletotrichum gloesporioides gây bệnh thán thư và nấm Sclerotium rolfsii gây

thối gốc trong nhiều loại cây trồng trong nông nghiệp

Một enzyme ngoại bào được sản xuất từ chủng streptomyces halstedii AJ-7 đã ngăn chặn được và sự phát triển và phân hủy vách tế bào của nấm Fusarium

oxysporum và phytopthora capsici (Joo, 2005)

Theo một kết quả nghiên cứu gần đây của Nguyễn Thị Thu Nga và ctv (2012) các chủng xạ khuẩn được phân lập tại ruộng hoa màu ở ĐBSCL có khả năng tiết ra các

enzyme như: cellulase, chitinase và protease đồng thời có khả năng đối kháng với nấm

P.capsici, F oxysporum f.sp niveum

Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng nhiều loài Streptomyces có khả năng tiết ra

nhiều enzyme lignocellulase có khả năng đối kháng cao với các mầm bệnh trong đất

và có tiềm năng trong phòng trừ sinh học bệnh cây (Chamberlain và Crawford, 1999)

Cơ chế cạnh tranh và ký sinh của xạ khuẩn

Xạ khuẩn cạnh tranh trực tiếp về dinh dưỡng và không gian sống Chúng chiếm giữ cùng một nơi cư trú và có đặc điểm phát triển gần giống với mầm bệnh Sự cạnh tranh diễn ra tại một nơi nào đó trên bề mặt cây trồng, hay bằng cách khác, tác nhân đối kháng có thể đi vào mô mạch, định vị và nhân mật số ở đó làm cho mầm bệnh không thể phát triển được (Sigee, 1993)

Theo Cao (2005) cho rằng chủng Streptomyces grieorubiginous thể hiện khả năng ức chế với nấm F.oxysporum f.sp cubense bằng cách tiết siderophore cạnh tranh

nguồn sắt trong đất

Một nghiên cứu gần đây của Ezziyyani và ctv (2007) đã sử dụng kết hợp nấm

Trichoderma harzianum và Streptomyces rochei kiểm soát được bệnh thối rễ trên ớt do Phytopthora capsici, cả hai đều ức chế được sự phát triển của sợi nấm P capsici trên

đĩa Petri sau 2 ngày

Cơ chế kích thích tính kháng

Kích thích tính kháng bệnh là hiện tượng cây trồng trở nên kháng bệnh đối với nhiều loại bệnh sau khi được chủng trước với tác nhân gây bệnh ít độc hay hóa chất, hoặc một loại vi sinh vật hoại sinh nào đó

Kích kháng là một trong những cơ chế không kém phần quan trọng của xạ khuẩn góp phần bảo vệ cây trồng (Doumbou và ctv., 2001)

Khi tiêm chủng xạ khuẩn Streptomyces sp vào cây con cà chua thì chúng có khả năng thúc đẩy sự tăng trưởng của cây và sức đề kháng đối với nấm Rhizoctonia solani

(theo Cao và ctv.,2004)

Một nghiên cứu gần đây của Meguro và ctv (2006) cho thấy rằng cây nguyệt quế

có khả năng chịu mặn cao khi được tiêm dịch trích của chủng Streptomyces padanus

Khảo sát cơ chế liên quan tới sự chống chịu mặn Hasegawa và ctv (2005), đã

chứng minh rằng hàm lượng callose trong thành phần tế bào của cây được tiêm dịch trích chủng Streptomyces padanus cao gấp 1,5 lần so với cây không được tiêm Thêm

vào đó, tế bào có sự tích lũy enzyme có liên quan tới tiến trình lignin hóa (trích dẫn từ Hasegawa, 2006)

1.5 Một số ứng dụng của xạ khuẩn trong phòng trừ sinh học bệnh cây

1.5.1 Những nghiên cứu trong nước

Năm 2002, Trung tâm công nghệ sinh học – Đại học Quốc gia Hà Nội đã phân lập được

từ đất chủng xạ khuẩn Streptomyces sp LD30 có khả năng sinh chất kháng sinh phổ rộng, kháng vi khuẩn và nấm, nhưng mạnh nhất là chống chủng Pseudomonas solanacearum gây

bệnh héo lá ở cây trồng (Nguyễn Hoàng Chiến, 2000)

Năm 2005, Đỗ Thu Hà đã tuyển chọn được 5 chủng xạ khuẩn 23, 24,

QN-120, QN-225, QN-253 trong số 587 chủng xạ khuẩn được phân lập Năm chủng xạ khuẩn này đều có khả năng tiết kháng sinh thuộc nhóm polyen và có hoạt tính kháng sinh mạnh Trong đó, 2 chủng xạ khuẩn QN-24 và QN-120 được thử nghiệm dung dịch nuôi cấy để

xử lý hạt giống cà chua, ớt, ngô, lúa trước khi gieo cho kết quả tốt

Theo Lê Thị Bích (2011) đã tiến hành một thí nghiệm về đánh giá khả năng đối

kháng của các chủng xạ khuẩn đối với nấm Fusarium f.sp niveum trong điều kiện

phòng thí nghiệm và kết quả, có ba chủng xạ khuẩn 4, 19, 21 cho hiệu quả phòng trị cao, với bán kính vô khuẩn lần lượt là 9,0 mm, 8,6 mm, 7,4 mm

Bước đầu đánh giá khả năng đối kháng của xạ khuẩn đối với nấm Fusarium

oxysporum f.sp sesami trong điều kiện in vitro Kết quả cho thấy các chủng xạ khuẩn

được phân lập tại những ruộng rau màu và ruộng mè ở ĐBSCL đều cho khả năng ức chế

sự phát triển khuẩn ty, sự nảy mầm cũng như giết chết bào tử nấm Fusarium oxysporum f.sp sesami (Ngô Thị Kim Ngân, 2011).

Một kết quả nghiên cứu mới đây của Nguyễn Thị Thùy Linh (2011) đã cho thấy được ba chủng xạ khuẩn 2, 3, 33 được phân lập trên các vùng đất trồng rau đã thể hiện

được khả năng phòng trị bệnh đốm lá ớt do vi khuẩn Xanthomonas campestris pv

vesicatoria trong điều kiện nhà lưới Trong đó chủng xạ khuẩn 3 và 33 thể hiện hiệu quả

phòng trị với trung bình phần trăm diện tích lá bị bệnh thấp lần lượt là 4,2%; 4,1% và đối chứng là 7,8% vào thời điểm 13 ngày sau khi lây bệnh ở biện pháp phun trước + sau Năm 2012, Tô Huỳnh Như đã tiến hành thử nghiệm 144 chủng xạ khuẩn được phân lập tại các vùng trồng rau và trồng mè Kết quả 18 chủng xạ khuẩn có khả năng ức chế

khuẩn ty nấm Colletotrichum sp ST2 gây bệnh thán thư trên ớt Dịch trích nuôi cấy của

5 chủng xạ khuẩn (4RM, 21 RM, 54RM, 55RM và 58RM) thể hiện khả năng ức chế

bào tử mọc mầm và có hiệu quả trong việc giết chết bào tử chủng Colletotrichum sp

ST2 Trong đó, chủng xạ khuẩn 21RM cho hiệu quả cao nhất ở các thời điểm khảo sát Đoàn Thị Kiều Tiên (2012), đánh giá hiệu quả phòng trừ của bốn chủng xạ khuẩn

(3, 6, 25 và 79) được phân lập tại vùng đất trồng mè đối với bệnh héo rũ mè do nấm F

oxysporum trong điều kiện nhà lưới với biện pháp xử lí đất 7 ngày trước khi trồng với

các chủng xạ khuẩn Kết quả thấy rằng: chủng xạ khuẩn 25, chủng xạ khuẩn 79 thể

hiện hạn chế bệnh héo rũ ở giai đoạn đầu

Một nghiên cứu mới nhất của Đinh Ngọc Trúc (2013) đã tiến hành đánh giá khả năng đối

kháng của xạ khuẩn đối với nấm Pyricularia oryzae cavara và khảo sát cơ chế có liên quan trong điều kiện in vitro thì có ba chủng xạ khuẩn thê hiện đƣợc khả năng đối kháng

cao là chủng PH1.C4t, CTA2.S1t và CTA1.C2t với bán kính vô khuẩn lần lƣợt là 8,4 mm, 8,2 mm và 6,27 mm

1.5.2 Những nghiên cứu trên thế giới

Theo Alexopoulos (1941) có 45 chủng xạ khuẩn trong 80 chủng đƣợc phân lập đã

ức chế sự phát triển của Colletotrichum gloeosporoides thông qua cơ chế tiết kháng sinh

Năm 2000, một nghiên cứu của Yan Min và ctv., đã phân lập đƣợc 26 chủng xạ

khuẩn Streptomyces spp có khả năng đối kháng với nhiều mầm bệnh quan trọng nhƣ

Alternaria solani, Botrytis cinerea, Xanthomonas campestris và Erwinia carotovora

Theo Getha và Vikineswary (2002) Streptomyces violaceusniger chủng G10 có khả năng chống lại Fusarium oxysporum f.sp cubense với cơ chế làm biến dạng sợi

nấm và ức chế nảy mầm bào tử

Năm 2002, tại Ấn Độ đã phân lập đƣợc chủng Streptomyces sp.201 có khả năng

sinh chất kháng sinh mới là z – methylheptyl iso – nicotinate, chất kháng sinh này có

khả năng kháng lại nhiều loại nấm gây bệnh nhƣ Fusarium oxysporum, Fusarium

solani (Đỗ Thu Hà, 2004)

Zamanian và ctv (2005) đã phân lập đƣợc 110 dòng xạ khuẩn Streptomyces

plicatus ở Kerman của Iran từ đất của các loại cây trồng và tìm ra đƣợc chủng thứ 101

có khả năng đối kháng cao với vi khuẩn Erwinia carotovora subsp carotovora gây hại cây trồng trong điều kiện in vitro

Theo Lu và ctv (2008) cho biết rằng chủng A01 đƣợc xác định là Streptomyces

lydicus và thể hiện khả năng ức chế mạnh mẽ chống lại một số loại nấm gây hại nhƣ Fusarium oxysporum, Botrytis cinerea, Monilinia laxa Bên cạnh đó, dịch trích của

chủng A01 còn thể hiện đƣợc hiệu quả phòng trị bệnh nấm mốc trên cà chua cao hơn thuốc trừ nấm Pyrimethanil và Polyoxin

Trong một nghiên cứu của Shamar và Parihar (2010) đã thực hiện chiết xuất các hợp

chất kháng nấm từ dịch trích của Actinomycetes Kết quả cho thấy đƣợc hầu hết các chất đƣợc chiết xuất đều có hiệu quả chống lại các loại nấm gây hại nhƣ Aspergillus niger,

Aspergillus flavus, Fusarium sp và Rhizoctonia stolonifer

Tao và ctv (2011) tiến hành khảo sát chất kháng sinh neomycin từ chủng

Streptomyces fradiae Thấy đƣợc chất kháng sinh này có khả năng ức chế đƣợc 4 chủng vi

khuẩn gây hại: Xanthomonas campestris pv citri gây bệnh loét trên cây có múi, Erwinia

carotovora subsp carotovora gây thối bắp cải, Xanthomonas oryzae pv oryzae gây bệnh

cháy bìa lá lúa và Ralstonia solanacearum gây bệnh héo xanh trên gừng trong điều kiện vi

vitro với bán kính vô khuẩn từ 10,8 mm đến 12,0 mm

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.1 Phương tiện

2.1.1 Thời gian và địa điểm

Thời gian: từ tháng 10 năm 2012 đến tháng 9 năm 2013

Địa điểm: thí nghiệm được thực hiện trong điều kiện phòng thí nghiệm và điều kiện nhà

lưới Bộ môn Bảo Vệ Thực Vật, Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại Học Cần Thơ

Giống ớt: trái ớt được dùng trong thí nghiệm thuộc giống ớt sừng vàng Châu Phi

Nguồn nấm Colletotrichum sp.: được sử dụng trong thí nghiệm đã được thử tính độc và

chọn ra dòng độc nhất (Trần Thị Lệ Trinh, 2011)

Nguồn xạ khuẩn: Năm chủng xạ khuẩn được sử dụng từ thí nghiệm đánh giá khả năng ức

chế của 5 chủng xạ khuẩn có triển vọng đối với bệnh thán thư trên ớt do nấm Colletotrichum

sp trong điều liện in vitro (Tô Huỳnh Như, 2012), được cung cấp từ bộ môn Bảo Vệ Thực

Vật (Bảng 2.1)