Luận văn nghiên cứu bệnh héo xanh vi khuẩn (ralstonia solanacearum smith ) hại cà chua ở một số tỉnh đồng bằng sông hồng và biện ph

Luận văn nghiên cứu bệnh héo xanh vi khuẩn (ralstonia solanacearum smith ) hại cà chua ở một số tỉnh đồng bằng sông hồng và biện ph

Bộ giáo dục và đào tạo Trường Đại học nông nghiệp I

[ \

Chu văn chuông

Nghiên cứu bệnh héo xanh vi khuẩn

(Ralstonia solanacearum smith )

hại cà chua ở một số tỉnh đồng bằng sông

hồng và biện pháp phòng chống

Hà Nội - 2005

Bộ giáo dục và đào tạo Trường Đại học Nông nghiệp I

[ \

Chu văn chuông

Nghiên cứu bệnh héo xanh vi khuẩn

(Ralstonia solanacearum smith )

hại cà chua ở một số tỉnh đồng bằng sông

hồng và biện pháp phòng chống

Chuyên ngành: Bệnh cây và Bảo vệ thực vật

Lời cảm ơn

Để có thể hoàn thành bản luận án này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới PGS.TS Lê Lương Tề về sự giúp đỡ, hướng dẫn và chỉ đạo nghiên cứu trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận án

Tôi xin chân thành cảm ơn GS.TS Trần Văn Lài, PGS.TS Trần Khắc Thi, ThS Phạm Mỹ Linh, ThS Ngô Thị Hạnh và cán bộ, công nhân Bộ môn Rau-gia

vị, Viện Nghiên cứu Rau quả đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực hiện đề tài

Tôi cũng xin được bày tỏ lòng biết ơn đến Ban chủ nhiệm và tập thể cán bộ Khoa Sau đại học, Bộ môn Bệnh cây và Ban chủ nhiệm khoa Nông học, Trường

Đại học Nông nghiệp I, Hà Nội về sự giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án

Nhân dịp này tôi cũng xin bày tỏ lòng cám ơn đến Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển rau châu á (AVRDC), TS Jaw Fen Wang, TS Peter Hanson đã hỗ trợ kinh phí, cung cấp giống, tài liệu, thông tin hướng dẫn, vật tư và hoá chất cho các hoạt động nghiên cứu của đề tài; cám ơn Chi cục Bảo vệ thực vật Hải Phòng, Bắc Ninh, Hà Nội và cán bộ, xã viên các địa phương vùng Đồng bằng sông Hồng đã

hỗ trợ tôi trong quá trình điều tra bệnh hại và thực hiện đề tài

Cuối cùng tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới gia đình, bạn bè,

đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thiện luận án

lêi cam ®oan

T«i xin cam ®oan ®©y lµ c«ng tr×nh cña riªng t«i Nh÷ng kÕt qu¶ trong luËn ¸n lµ trung thùc vµ ch−a tõng ®−îc ai c«ng

bè trong bÊt kú c«ng tr×nh nµo kh¸c

Ch÷ ký cña NCS

3 Chu V¨n Chu«ng

Mục lục

Lời cảm ơn

Lời cam đoan

Mục lục

Danh mục các chữ vết tắt và ký hiệu

Danh mục các bảng

Danh sách các biểu đồ

Danh sách các hình minh hoạ

Mở đầu

Chương I Tổng quan tài liệu

1.1 Những nghiên cứu ở nước ngoài

1.2 Những nghiên cứu trong nước

Chương II Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu

2.1 Vật liệu nghiên cứu

2.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu

2.3 Nội dung nghiên cứu

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.5 Phương pháp xử lý số liệu

Chương III Kết quả nghiên cứu và thảo luận

3.1 Điều tra, đánh giá mức độ phổ biến và tác hại của bệnh héo xanh vi khuẩn ở một số tỉnh vùng ĐBSH

3.1.1 Điều tra mức độ phổ biến và tác hại của bệnh héo xanh vi

Trang i ii iii v vi ix x 1 7 7 28 36 36 38 38 39

49 50 50

khuẩn trên cà chua vụ thu đông (vụ sớm)

3.1.2 Điều tra mức độ phổ biến và tác hại của bệnh héo xanh vi

khuẩn trên cà chua vụ thu đông vụ đông xuân

3.1.3 Điều tra mức độ phổ biến và tác hại của bệnh héo xanh vi

khuẩn trên cà chua vụ thu đông vụ xuân hè

3.1.4 Đánh giá mức độ thiệt hại do bệnh héo xanh vi khuẩn trên

cà chua ở các thời điểm nhiễm bệnh khác nhau

3.2 Nghiên cứu về vi khuẩn gây bệnh

3.2.1 Nhận biết và phát hiện vi khuẩn R solanacearum Smith

3.3 Nghiên cứu phòng chống bệnh héo xanh vi khuẩn

3.3.1 Nghiên cứu chọn giống kháng bệnh héo xanh vi khuẩn hại

cà chua

3.3.2 Nghiên cứu sử dụng công nghệ ghép cà chua trên gốc ghép

kháng bệnh để phòng chống bệnh héo xanh vi khuẩn

3.3.3 Nghiên cứu ứng dụng biện pháp luân canh trong phòng

chống bệnh héo xanh vi khuẩn

3.3.4 Bước đầu nghiên cứu ứng dụng chế phẩm vi sinh vật đối

kháng để phòng chống bệnh héo xanh vi khuẩn

3.3.5 Thăm dò hiệu quả của một số thuốc hoá học và chất kích

hoạt tính kháng tập nhiễm trong phòng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn hại cà chua

52

54

58

6065

65

67

6975

76

107

124

126

3.4 Đề xuất quy trình phòng trừ tổng hợp bệnh héo xanh vi khuẩn

(R solanacearum Smith.) hại cà chua

Kết luận và đề nghị

Một số công trình đã công bố liên quan đến luận án

Tài liệu tham khảo

Các phụ lục

128

132134

danh môc c¸c ch÷ viÕt t¾t vµ ký hiÖu

§ång b»ng S«ng Hång

§¹i häc N«ng nghiÖp I

§«ng xu©n

Hµ Néi H¶i D−¬ng H¶i Phßng H−ng Yªn

Hµ T©y HÐo xanh vi khuÈn MÉu ph©n lËp

Pseudomonas solanacearum Smith

Ralstonia solanacearum Smith

Dßng vi khuÈn Trung b×nh TrÝch dÉn

Tû lÖ bÖnh Xu©n hÌ ViÖn Nghiªn cøu Rau qu¶

VÜnh Phóc

danh mục các bảng

Trang

Bảng 3.1: Tỷ lệ bệnh héo xanh vi khuẩn trên cà chua vụ thu đông

sớm ở một số địa điểm điều tra (1999-2001) 52

Bảng 3.2: Tỷ lệ bệnh héo xanh vi khuẩn trên cà chua vụ đông xuân ở

vùng Đồng bằng Sông Hồng (1998-2002) 55

Bảng 3.3: Tỷ lệ bệnh héo xanh vi khuẩn (%) trên cà chua xuân hè ở

vùng Đồng bằng Sông Hồng (1998-2002) 58

Bảng 3.4: Mức độ gây hại của bệnh HXVK trên cà chua qua các giai

đoạn nhiễm bệnh khác nhau trên giống VL2000 (Đặng Xá, Gia Lâm, 2002)

61

Bảng 3.5: Xác định biovar phổ biến hại trên cây cà chua ở một số

tỉnh Đồng bằng Sông Hồng (Viện NCRQ, Gia Lâm, Hà Nội 2001 - 2002) 68

Bảng 3.6: Tỷ lệ bệnh trên các giống cà chua qua lây nhiễm nhân tạo

bằng các dòng vi khuẩn có độc tính khác nhau (Viện NCRQ 2000 - 2001) 70

Bảng 3.7: Tỷ lệ bệnh trung bình của một số giống cà chua lây bệnh

nhân tạo với 10 dòng vi khuẩn R solanacearum (%) 71

Bảng 3.8: Bình phương trung bình tỷ lệ cây chết của các giống cà

chua lây nhiễm bằng các dòng vi khuẩn khác nhau 73

Bảng 3.9: Một số đặc tính của bộ giống kháng bệnh héo xanh vi

khuẩn quốc tế 78

Bảng 3.10: Đánh giá tính kháng của bộ giống kháng bệnh héo xanh vi

khuẩn quốc tế đối với dòng vi khuẩn BN1 trong điều kiện nhà lưới (Viện NCRQ, Gia Lâm, Hà Nội 1999-2000)

80

Bảng 3.11: Tỷ lệ trung bình cây sống sau lây nhiễm với dòng vi khuẩn

BN1 của các giống cà chua (Viện NCRQ, 1999-2000) 84

Bảng 3.12: Các giai đoạn và đặc điểm sinh trưởng của một số giống

cà chua vụ đông xuân (Viện NCRQ, Gia Lâm, Hà Nội 2000-2001) 86

Bảng 3.13: Các giai đoạn và đặc điểm sinh trưởng của một số giống cà

chua trồng trong vụ xuân hè (Viện NCRQ, Gia Lâm, Hà Nội 2001) 88

Bảng 3.14: Tình hình nhiễm HXVK và sâu bệnh hại khác của các giống

khảo nghiệm (Viện NCRQ, Gia Lâm, Hà Nội 2000 - 2001) 90

Bảng 3.15: Tỉ lệ đậu quả của các dòng, giống cà chua trong vụ đông xuân

và vụ xuân hè (Viện NCRQ, Gia Lâm, Hà Nội 2000 - 2001) 93

Bảng 3.16: Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống cà chua vụ

đông xuân và vụ xuân hè (Viện NCRQ, Gia Lâm, Hà Nội

2000 - 2001) 95

Bảng 3.17: Năng suất của các dòng, giống cà chua trong vụ đông xuân

và vụ xuân hè (Viện NCRQ, Gia Lâm, Hà Nội 2000 - 2001) 98

Bảng 3.18: Một số đặc điểm hình thái và cấu trúc quả của các dòng,

giống cà chua trong vụ đông xuân và vụ xuân hè (Viện NCRQ 1999-2001) 101

Bảng 3.19: Một số chỉ tiêu sinh hoá của các giống cà chua có triển

vọng (Viện NCRQ, Gia Lâm, Hà Nội đông-xuân 2000) 103

Bảng 3.20: Kết quả thử nghiệm giống cà chua CLN1462A và PT4719A tại

HTX Đặng xá - Gia Lâm, Hà Nội (vụ xuân hè 2002) 104

Bảng 3.21: Tỷ lệ sống (%) của cây cà tím và cà chua sau khi lây nhiễm

với các dòng vi khuẩn vùng Đồng bằng Sông Hồng (Viện NCRQ, Gia Lâm, Hà Nội 1999-2000)

108

Bảng 3.22: Tỷ lệ sống (%) của cây cà tím và cà chua sau khi lây

nhiễm nhân tạo với dòng BN1, vi khuẩn R

110

Bảng 3.23: Các chỉ tiêu sinh trưởng của cây cà chua và cây gốc ghép

trong vườn ươm trước khi ghép (Viện NCRQ, 2001) 111

Bảng 3.24: Đặc điểm sinh trưởng phát triển và năng suất cuả giống cà

tím EG203 dùng làm gốc ghép kháng bệnh HXVK (Viện NCRQ, 2000, 2001)

113

Bảng 3.25: Tỷ lệ sống của cà chua ghép trên một số gốc ghép khác nhau 114 Bảng 3.26: Đặc điểm sinh trưởng và phát triển của cây cà chua ghép vụ

đông xuân (Viện NCRQ, Gia Lâm, Hà Nội 1999 - 2000) 115

Bảng 3.27: Năng suất và yếu tố cấu thành năng suất của cà chua ghép

trên các gốc ghép khác nhau (Viện NCRQ, Gia Lâm, Hà Nội 1999 - 2000) 116

Bảng 3.28: Một số chỉ tiêu chất lượng quả của cây cà chua ghép trên

gốc cà tím EG203 (Phòng phân tích Sinh hoá - NCRQ,

Gia Lâm, Hà Nội 2000) 117

Bảng 3.29: Tỷ lệ bệnh héo xanh vi khuẩn và đặc điểm sinh trưởng phát triển

của cà chua ghép vụ thu đông sớm (Thị xã Bắc Ninh 2000) 118

Bảng 3.30: Năng suất và yếu tố cấu thành năng suất của cà chua ghép

trên cà tím EG 203 (Thu đông sớm 2000, Thị xã Bắc Ninh) 119

Bảng 3.31: Tỷ lệ bệnh héo xanh vi khuẩn và đặc điểm sinh trưởng phát

triển của cà chua ghép (Đặng Xá, Gia Lâm, xuân - hè 2002) 120

Bảng 3.32: Năng suất và yếu tố cấu thành năng suất của cà chua ghép

trên gốc cà tím (Đặng Xá, Gia Lâm xuân - hè 2002) 121

Bảng 3.33: Hiệu quả kinh tế của cà chua ghép so với cà chua không ghép 122

Bảng 3.34: ảnh hưởng của chế độ luân canh đến bệnh héo xanh vi

khuẩn hại cà chua vụ xuân hè (Gia Lâm, Hà Nội 2002) 125

Bảng 3.35: Khả năng hạn chế bệnh HXVK của chế phẩm BS

(Gia Lâm, Hà Nội thu đông 2000) 127

Bảng 3.36: Hiệu quả phòng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn của phối hợp

biện pháp canh tác và sinh học (Vụ thu đông sớm 2002 -

2003 Hải Phòng)

128

Bảng 3.37: Hiệu lực của một số thuốc hoá học đối với vi khuẩn R

solanacearum trong phòng thí nghiệm (ĐHNN I Hà Nội, 2002) 129

Bảng 3.38: Hiệu lực một số thuốc phòng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn

hại cà chua ngoài đồng ruộng (Đặng Xá, Gia Lâm, Hà Nội, xuân hè 2002) 130

Bảng 3.39: Hiệu lực của thuốc Exin 4,5 HP trong phòng trừ bệnh héo

xanh vi khuẩn hại cà chua (An Hoà, An Hải - Hải Phòng, xuân hè 2003) 131

danh mục các biểu đồ

Biểu đồ 3.4: Năng suất cà chua và các giai đoạn nhiễm bệnh khác

nhau trên giống VL2000 (Đặng Xá, Gia Lâm, 2002) 62

Biểu đồ 3.5: Tỷ lệ gây bệnh trung bình của các dòng vi khuẩn trên

mỗi giống cà chua (%) 72

Biểu đồ 3.6: Tỷ lệ bệnh trung bình của 4 giống cà chua theo dòng vi khuẩn 72

Biểu đồ 3.7: Năng suất cá thể một số giống cà chua ăn tươi qua các

thời vụ (Viện NCRQ, 2000, 2001) 97

Biểu đồ 3.8: Năng suất trung bình của một số giống cà chua ăn tươi vụ

đông xuân (Viện NCRQ, Gia Lâm, Hà Nội 2000 - 2001) 99

Biểu đồ 3.9: Năng suất trung bình của các giống cà chua vụ xuân hè

(Viện NCRQ, Gia Lâm, Hà Nội 2001) 99

Biểu đồ 3.10: Năng suất của các giống cà chua triển vọng (tấn/ha) 105

Biểu đồ 3.11:

Tỷ lệ cây sống(%) của các giống cà chua và cà tím sau 4 tuần lây nhiễm bởi các dòng vi khuẩn vùng Đồng bằng Sông Hồng (Viện NCRQ, 1999-2000) 109

Biểu đồ 3.12: Tỷ lệ cây sống của các giống cà tím và cà chua sau lây nhiễm

nhân tạo bằng vi khuẩn R Solanacearum, dòng BN1 111

Biểu đồ 3.13: Tỷ lệ bệnh trung bình trên cà chua ở các công thức luân

canh khác nhau (%) (Gia Lâm, Hà Nội, 2002) 126

danh sách các hình minh hoạ

Trang

Hình3.1: Bệnh HXVK trên giống Saint Pierre, An Hải, Hải Phòng

tháng 5, 2001 64

Hình 3.2: Bệnh HXVK trên giống Cà chua HT7, An Hải, Hải Phòng tháng 5 - 2001 64

Hình 3.3: Phản ứng PCR phát hiện Ralstonia solanacearum trên cà chua 66

Hình 3.4: Kết quả điện di ADN R solanacearum cắt bằng men cắt giới hạn 66

Hình 3.5: Các isolate vi khuẩn trên môi trường PSA 74

Hình 3.6: Thử nghiệm tính độc của một số isolate vi khuẩn 74

Hình 3.7: Quả cà chua CLN 1462A (CHX1) vụ đông 2000 100

Hình 3.8: Cây cà chua giống chế biến PT 4719 A 100

Hình 3.9: Mô hình khảo nghiệm diện rộng giống cà chua CHX1, Hà Nội, xuân hè 2002 106

Hình 3.10: Mô hình trình diễn giống cà chua VL2000 ghép trên EG203 Đặng xá, Gia Lâm, Hà Nội thu đông 2002 106

Hình 3.11: Cà chua không ghép, bị chết do bệnh và ngập úng, Võ Cường, Bắc Ninh xuân hè 2001 123

Hình 3.12: Khảo nghiệm hiệu lực của thuốc hoá học đối với R solanacearum trong phòng thí nghiệm 123

Mở đầu

Tính cấp thiết của đề tài

Phòng chống dịch hại đã và đang là nhân tố quan trọng có ý nghĩa quyết

định trong việc mở rộng diện tích, thâm canh tăng vụ, tăng năng suất và hiệu quả sản xuất nông nghiệp Trên cây rau, việc phòng chống dịch hại, nhất là bệnh hại

là một trong các yếu tố quan trọng để sản xuất ổn định với năng suất cao và ổn

định Trên cây cà chua, bệnh héo xanh vi khuẩn (bệnh HXVK) là một trong các bệnh hại nghiêm trọng nhất làm giảm năng suất, chất lượng, đồng thời là nhân tố hạn chế việc mở rộng, thâm canh sản xuất cà chua ở nước ta và trên thế giới

Bệnh HXVK do vi khuẩn P solanacearum Smith là một trong những

bệnh có nguồn gốc từ đất gây hại rất phổ biến và nghiêm trọng ở vùng nhiệt đới

và cận nhiệt đới (French, 1998 [73]; Kelman, 1995 [102]; Middleton and Hayward, 1990 [121]; Hayward et al 1998 [84]) Bệnh HXVK gây hại trên cây

cà chua ở hầu khắp các nước trên thế giới nói chung và tất cả các vùng trồng cà chua ở nước ta nói riêng Bệnh này rất khó phòng chống do vi khuẩn có khả năng tồn tại lâu dài trong đất, trong cơ thể ký chủ thực vật còn trong hạt giống,

củ giống, vi khuẩn có thể tồn tại được tới 7 tháng Hơn nữa vi khuẩn P solanacearum có phổ ký chủ rất rộng, nó thể ký sinh trên 35 họ cây trồng khác

nhau và các kết quả nghiên cứu cho đến nay cho thấy hầu hết các hoá chất bảo

vệ thực vật đều có hiệu quả rất thấp đối với bệnh này (Lê Lương Tề, Vũ Triệu Mân, 1998) [23] Phòng chống dịch hại bảo vệ cây cà chua là một trong những biện pháp quan trọng để cho năng suất, chất lượng sản phẩm cao và ổn định, ở dạng tươi, đông lạnh hay chế biến ra những sản phẩm có giá trị cao, qua đó nâng cao khả năng cạnh tranh của nông sản Việt Nam ở thị trường trong nước cũng như trên thị trường quốc tế

Bệnh HXVK là một bệnh vi khuẩn quan trọng nhất trên cây họ cà

(Solanaceae) ở vùng nhiệt đới, đặc biệt thời vụ trồng có thời tiết nóng, ẩm

(Wang, 1998) [177] Bệnh này là một thách thức lớn đối với sản xuất cà chua ở

nước ta Ngoài cây cà chua, vi khuẩn P solanacearum còn có khả năng ký sinh

trên 200 loài cây trồng, cây rừng (Hayward, 1994) [85]; (Prior et al 1998) [136] Bệnh gây nên những thiệt hại nghiêm trọng về năng suất trên nhiều cây trồng từ 15 đến 95%, thậm chí 100% trên cây cà chua (AVRDC report, 2000, 1996) [40], [41], 70% trên cây khoai tây (Sinha, 1986) [151] và 90% trên cây lạc (Machmud, 1986) [114]

ở nước ta, với điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm, mưa nhiều, rất thích hợp cho sự phát triển của bệnh HXVK Trong thực tế, bệnh đã phát triển và gây hại nghiêm trọng ở nhiều vùng trồng cà chua, khoai tây, thuốc lá, lạc và cây cà (Lê Lương Tề, 1977) [21]; (Pham Xuan Tung, 1986) [170]; (Nguyễn Xuân Hồng, 1997) [12] Tỷ lệ nhiễm bệnh HXVK trung bình trên cà chua vụ thu đông sớm và xuân hè ở khu vực đồng bằng sông Hồng cao từ 13 đến 28%, thậm chí mất trắng; ở điều kiện thời tiết của vụ vụ đông xuân, tỷ lệ bệnh hại trung bình trên cây cà chua từ 10 đến 18% Mức độ hại trên cây cà chua phụ thuộc vào giai đoạn nhiễm bệnh Nếu cây cà chua bị nhiễm bệnh HXVK trong giai đoạn từ khi trồng đến khi ra hoa lứa đầu đến phát triển quả non, cây cà chua hoàn toàn không cho sản phẩm; nếu nhiễm bệnh giai đoạn lứa quả đầu già làm giảm 77,9% và nếu bị nhiễm bệnh sau thu lứa quả đầu và trước khi thu lứa quả thứ hai làm giảm 48,4% năng suất Không những làm giảm năng suất, bệnh HXVK còn là một trong những nguyên nhân chính hạn chế trồng cà chua thu

đông sớm hay xuân hè và nhiều vùng chuyên canh rau màu trước đây đã phải bỏ

cà chua chuyển sang trồng các loại cây khác cho thu nhập thấp hơn nhưng ổn

định và ít rủi ro hơn

Do chưa có biện pháp phòng chống hiệu quả, cho đến nay, có nơi có lúc, nông dân dùng thuốc hoá học để phòng chống bệnh HXVK Tuy nhiên việc phòng chống không những không đạt được hiệu quả như mong muốn mà còn

gây ô nhiễm nông sản, môi trường và tác hại tới sức khoẻ con người

Những năm gần đây một số kết quả của các công trình nghiên cứu về bệnh HXVK và giải pháp phòng chống trên cây lạc, cây thuốc lá và cây khoai tây đã được công bố Các kết quả này bước đầu đã được áp dụng trong sản xuất lạc, thuốc lá và khoai tây và góp phần đáng kể vào việc tăng năng suất và chất lượng của các cây trồng này Tuy nhiên trên cây cà chua và nhiều cây trồng khác các nghiên cứu về mức độ phổ biến, mức độ gây hại và biện pháp phòng chống bệnh HXVK vẫn còn thiếu và chưa có hệ thống Trong bối cảnh ngành nông nghiệp đang thực hiện Chương trình phát triển ngành rau quả đến năm

2010 với mục tiêu đạt kim ngạch xuất khẩu 1 tỷ USD, với vai trò đáng kể của sản xuất rau tươi cao cấp và rau chế biến, trong đó sản xuất và chế biến cà chua

sẽ đóng một vai trò quan trọng trong thực hiện chiến lược phát triển này Để góp phần khắc phục những trở ngại cho sản xuất do bệnh HXVK đặt ra, nhất là đối với cà chua xuân hè và cà chua thu đông sớm, cần thiết phải có những nghiên cứu về bệnh HXVK hại cây cà chua, qua đó đề xuất biện pháp phòng chống, góp phần ổn định năng suất, đảm bảo hiệu quả và thúc đẩy sản xuất cà chua

Trên cơ sở đòi hỏi bức xúc của thực tế sản xuất, từ các kết quả đã được công bố và những tồn tại trong nghiên cứu và phòng chống bệnh bệnh HXVK ở nước ngoài và trong nước, chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài:

“Nghiên cứu bệnh héo xanh vi khuẩn (Ralstonia solanacearum Smith.) hại cà chua ở một số tỉnh đồng bằng sông Hồng và biện pháp phòng chống”

ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Để khắc phục những hậu quả xấu do dùng quá nhiều thuốc hoá học và quản lý được sâu bệnh hại, cũng như nhiều nước trên thế giới, Việt Nam đã nghiên cứu, phát triển và áp dụng biện pháp phòng trừ dịch hại tổng hợp và quản

lý cây trồng tổng hợp Trên cơ sở các điều tra từ năm 1998 đến 2001 tại một số tỉnh vùng đồng bằng sông Hồng (ĐBSH), đề tài đã tổng hợp và chỉ rõ những

thiệt hại về kinh tế của bệnh HXVK đối với năng suất, hiệu quả của sản xuất cà chua trong các thời vụ, đặc biệt vụ xuân hè và thu đông sớm Điều đó cho phép kết luận rằng sản xuất cà chua sẽ không có hiệu quả nếu không có giải pháp phòng chống bệnh HXVK ở những thời vụ này Qua những nghiên cứu về vi

khuẩn Ralstonia solanacearum, đề tài đã phân lập và xác định biovar 3 thuộc

race 1gây hại chính trên cây cà chua ở một số tỉnh vùng ĐBSH và đánh giá tính

độc của các dòng vi khuẩn từ các vùng của khu vực ĐBSH

Đề tài đã ứng dụng công nghệ Phản ứng chuỗi trùng hợp (Polymerase

Chain Reaction - PCR) để phát hiện mẫu cây, đất bị nhiễm vi khuẩn R solanacearum và bước đầu cho cho thấy khả năng áp dụng công nghệ này trong

việc chẩn đoán nhanh bệnh HXVK trên cây cà chua và trong đất trồng

Trên cơ sở xác định biovar chính và đánh giá tính độc của các dòng vi khuẩn phân lập từ các vùng, đề tài đã thử nghiệm, đánh giá tính chống chịu bệnh của các dòng giống cà chua và chọn được những dòng, giống kháng bệnh phục

vụ các nghiên cứu khoa học và sản xuất Bước đầu đề tài đã chọn được một giống cho năng suất cao và ổn định có khả năng thích ứng rộng với điều kiện thời tiết nóng, ẩm, kháng bệnh HXVK và cho sản phẩm có chất lượng tốt,

được Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn cho phép khu vực hoá từ tháng

9 năm 2002 Ngoài ra còn một số giống kháng bệnh và nguồn gen kháng các

dòng vi khuẩn của vi khuẩn R solanacearum vùng ĐBSH cũng đã được xác

định và khuyến cáo áp dụng cho công tác nghiên cứu, lai tạo giống cà chua kháng bệnh HXVK

Nghiên cứu sử dụng ghép cà chua trên gốc kháng bệnh là một hướng đi đã

và đang thể hiện nhiều ưu điểm và có triển vọng áp dụng vào thực tiễn sản xuất

ở nhiều nước trên thế giới Đối với nước ta, nghiên cứu áp dụng phương pháp ghép còn giúp cho người trồng cà chua có thể khắc phục được điều kiện bất lợi của thời tiết, nhất là hạn chế được mức độ thiệt hại do mưa lớn gây ngập úng vào cuối xuân, đầu hè hay cuối hè, đầu thu Đề tài đã đề xuất quy trình ghép cà chua

với gốc ghép kháng bệnh HXVK và chịu ngập úng đã được chọn lọc, được Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn cho phép áp dụng ở quy mô khu vực hoá

từ tháng 9 năm 2002

Một số biện pháp phòng chống bệnh HXVK bổ trợ như canh tác, luân canh, bón phân hợp lý, cân đối đã được nghiên cứu, thử nghiệm và khuyến cáo

áp dụng trong sản xuất

Những kết quả nghiên cứu trình bày trong luận án góp phần làm cơ sở khoa học cho việc đề xuất quy trình phòng trừ tổng hợp bệnh HXVK trên cây cà chua ở một số tỉnh vùng ĐBSH

Mục đích của đề tài

Điều tra để đánh giá mức độ phổ biến, tác hại và qua đó xác định nhu cầu phòng chống bệnh HXVK trong sản xuất cà chua ở một số tỉnh vùng ĐBSH qua các thời vụ khác nhau

Nhận dạng và phát hiện nhanh nguyên nhân gây bệnh HXVK trên cây cà chua và trong đất trồng; xác định các biovar gây hại chính và tính độc của chúng trên cà chua ở một số tỉnh vùng ĐBSH

Đánh giá, tuyển chọn giống kháng bệnh nhằm khuyến cáo đưa vào sản xuất để phòng chống bệnh HXVK; xác định được gốc ghép kháng bệnh HXVK

có thể dùng làm gốc ghép và quy trình kỹ thuật, tổ hợp ghép đảm bảo hiệu quả kinh tế và nghiên cứu các phương pháp phòng chống bệnh HXVK bổ sung để qua đó xây dựng biện pháp tổng hợp phòng chống bệnh HXVK trên cà chua

đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng gây bệnh HXVK (R solanacearum) trên cà chua ở một số tỉnh

vùng đồng bằng sông Hồng, các giống cà chua có khả năng kháng bệnh HXVK

và có tiềm năng năng suất, chất lượng cao cũng như các giống cây họ cà có khả

năng kháng bệnh HXVK, chịu ngập úng cho thử nghiệm công nghệ ghép cà chua trên gốc kháng bệnh

• Phạm vi nghiên cứu

Điều tra mức độ gây hại của R solanacearum, đặc điểm phát sinh, phát

triển của bệnh HXVK trên cây cà chua ở một số tỉnh của vùng ĐBSH như Hà Nội, Hải Dương, Hưng Yên, Bắc Ninh, Hải Phòng, Hà Tây, Vĩnh Phúc; Trên cơ

sở các mẫu thu thập, tiến hành nuôi cấy, phân lập và xác định tính độc của các biovar để làm cơ sở cho công tác chọn giống cà chua kháng bệnh;

Đề tài được thực hiện từ năm 1998 đến năm 2002 tại các phòng thí nghiệm bệnh cây và các khu thí nghiệm, nghiên cứu khảo nghiệm rau của Viện NCRQ và Trường ĐHNN I

Chương I tổng quan tài liệu

1 Những nghiên cứu ở nước ngoài

3.1 1.1.1 Lịch sử nghiên cứu, mức độ phổ biến, tác hại và

sinh thái của bệnh héo xanh vi khuẩn trên cà chua và một

số cây trồng khác

Bệnh HXVK là một trong các bệnh gây hại nghiêm trọng nhất đến năng suất và chất lượng cà chua ở Việt Nam và nhiều nước trên thế giới Vi khuẩn

được Smith nghiên cứu và đặt tên là Pseudomonas solanacearum từ năm 1896

Năm 1996 tác giả Yabuuchi đã nghiên cứu, đề nghị chuyển vi khuẩn gây bệnh

HXVK thành tên mới Ralstonia solanacearum Smith (Yabuuchi) Ngoài cây cà chua, vi khuẩn P solanacearum còn có khả năng ký sinh trên 200 loài cây

trồng, cây rừng thuộc hơn 35 họ thực vật khác nhau (Kelman, 1953) [107] Bệnh HXVK là loại bệnh quan trọng và điển hình nhất ở vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới

và những vùng có khí hậu ôn đới trên thế giới (Bradbuty, 1986 [47]; Hayward,

1994 [85]; Prior et al 1998 [136]) Bệnh gây nên những thiệt hại nghiêm trọng

về kinh tế, làm giảm năng suất trên nhiều cây trồng từ 15 đến 95%, thậm chí 100% trên cây cà chua (Agati, 1949 [39]; AVRDC report, 2000 [40]), đến 70% trên cây khoai tây (Sinha, 1986) [151] và 90% trên cây lạc (Machmud, 1986) [114]

Sự phát sinh, phát triển của bệnh HXVK trên cà chua có liên quan chặt chẽ với điều kiện ngoại cảnh như: nhiệt độ và độ ẩm đất, lượng mưa, gió, kết cấu

và pH đất, v.v Nhiệt độ thích hợp cho vi khuẩn phát triển trong khoảng từ 25

đến 350C, nhiệt độ tối thiểu là 100C và tối đa là 410C; pH thích hợp 7,0 - 7,2 (Kelman et al 1994) [103] Bệnh thường gây thiệt hại nặng ở những vùng nhiệt

đới với nhiệt độ trên 25oC ở độ sâu 5 cm cùng với độ ẩm cao [180] Độ ẩm đất

và các vi sinh vật đối kháng cũng là những yếu tố hạn chế quan trọng khống chế hay thúc đẩy sự phát triển của bệnh Lượng mưa cũng ảnh hưởng rất lớn đến sự

phát triển của vi khuẩn P solanacearum ở những vùng có mưa nhiều, nhiệt độ

đất và không khí trong khoảng 25 đến 35 oC bệnh thường gây thiệt hại nặng nề

về kinh tế Sau những trận mưa, thời tiết nóng hoặc xen kẽ giữa ngày mưa và nắng ấm sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho bệnh phát triển nhanh và hậu quả là bệnh

sẽ xảy ra nghiêm trọng (Tan et al 1994) [155]

Bệnh HXVK phân bố rộng rãi, phổ biến và gây tác hại nghiêm trọng ở vùng nhiệt đới, á nhiệt đới và những vùng có khí hậu ấm và ẩm trên thế giới (Hayward, 1991 [86]; Kelman, 1998 [101]) Trên lạc, bệnh HXVK đã được công bố ở Indonesia vào năm 1905 (TD từ Đỗ Tấn Dũng, 1999 [8]) và mức độ gây hại có thể làm giảm năng suất 90% đối với lạc, 16% đối với cà chua và 18%

đối với khoai tây Hàng năm ước tính thiệt hại do bệnh HXVK trên lạc lên đến 50.000 đến 150.000 tấn (Machmud et al 1994) [112]

ở Trung Quốc, bệnh HXVK gây hại nghiêm trọng trên nhiều loại cây trồng và phân bố rộng rãi (He, 1986 [88]) không chỉ có trên cây họ cà như cà chua, cây cà, khoai tây, thuốc lá, gừng (He, 1986 [88]) mà còn gây hại phổ biến

trên cây thân gỗ như ôliu (Olea europoeo), cây dâu (Moris alba) (Lai et al

1982; Liang et al 1982 [8]) Trên lạc bệnh HXVK được phát hiện từ những năm

1930 ở những vùng trồng lạc ở phía nam Với diện tích trồng lạc 3,3 triệu ha, hàng năm có tới 200.000 ha (khoảng 6% trong tổng diện tích) bị nhiễm bệnh với mức độ phân bố rộng rãi ở 17 tỉnh trồng lạc (TD từ Đỗ Tấn Dũng 1999 [8]) Mức độ nhiễm bệnh rất khác nhau và thay đổi theo vùng với 1 - 5% ở các vùng

có luân canh lạc - lúa, 10-30% ở những vùng khô còn những vùng bị nặng tỷ lệ này lên đến 50% (OCRI, 1977 [126]) Bệnh gây thiệt hại ước tính 45.000-65.000 tấn lạc hàng năm (Tan et al 1990) [156]

Với điều kiện nóng ẩm của vùng nhiệt đới ở Malaysia, bệnh HXVK gây hại nghiêm trọng trên nhiều loài cây trồng (Mehan et al 1986 [119]) Trên cây lạc tỷ lệ cây nhiễm bệnh trung bình từ 5 đến 20% và là nguyên nhân chính làm

diện tích trồng lạc giảm từ 5.197 ha năm 1980 còn 1.318 ha năm 1986 với sản lượng tương ứng từ 19.437 tấn giảm còn 5.000 tấn (Hamidah et al 1993) [102] Bệnh cũng được phát hiện trên các cây trồng khác như: cà chua, khoai tây, thuốc lá, cây cà (Lum, 1990) [111]

Bệnh HXVK do vi khuẩn P solanacearum là một bệnh hại nghiêm trọng,

có phân bố rộng rãi ở Thái Lan Bệnh được phát hiện trên cà chua từ năm 1957 [54], cây ớt (Chandrasrikul et al 1972) [53], cây khoai tây (Titatarn et al 1983) [163] Bệnh gây giảm năng suất đáng kể đối với cà chua, khoai tây, gừng, cà, ớt, thuốc lá, lạc, vừng (Titatarn, 1986) [162]

Trên cà chua và cây cà ở Sri Lanka, bệnh HXVK được phát hiện từ năm

1930 Bệnh là đối tượng chính hạn chế sự mở rộng sản xuất cà, khoai tây Trên cây cà chua mức độ thiệt hại có thể lên đến 81,5% trên giống mẫn cảm Marglobe và 47,0% đối với giống Talatuoya (Abeygunawardena et al 1963) [34] Các nghiên cứu về mức độ phổ biến, phân bố, tác hại của bệnh đã được nhiều tác giả thông báo (Velupillai, 1986) [173]

ở Brazil, tỷ lệ bệnh HXVK trung bình trên cà chua của 30 vùng điều tra

là 13,1%, trong đó có 7 vùng tỷ lệ bệnh từ 20,1 đến 50% và 1 vùng tỷ lệ bệnh lớn hơn 90% (Silveira et al 1998) [152]

1.1.2 Những nghiên cứu về vi khuẩn R solanacearum Smith

Các công trình nghiên cứu cho thấy rằng bệnh HXVK do vi khuẩn có tên

khoa học là P solanacearum Smith có hình gậy ngắn, tròn ở hai đầu gây ra Vi

khuẩn thường gặp ở dạng đơn lẻ, ghép đôi hoặc bốn hiếm khi thấy chúng kết hợp thành chuỗi Kích thước của chúng trong khoảng 1,0 - 1,5 ° 0,5 - 0,6 àm Chúng có từ một đến vài tiên mao và luôn chuyển động Khuẩn lạc có bề mặt trơn, nhẵn, ít khi gồ ghề, hơi chảy hoặc không chảy, có thể có màu trắng, trắng

đục hoặc phớt hồng trên môi trường TZC Cả nguồn vi khuẩn có tính độc cao và nguồn có tính độc thấp đều có lông nhỏ ở rìa (Mehan et al 1994) [117]

Vi khuẩn gây bệnh HXVK là ký sinh đa thực Nó có thể gây hại trên cà chua, lạc, thuốc lá và nhiều cây trồng, cây rừng và cỏ dại Vi khuẩn có thể tồn

tại lâu dài trong đất, trong tàn dư cây bệnh và trên cỏ dại Nhiều công trình của

các tác giả trước đây đã công bố cho thấy sự tồn tại của vi khuẩn P solanacearum bị ảnh hưởng rất lớn bởi điều kiện môi trường như: nhiệt độ và độ

ẩm đất (Persley, 1986) [133]

ở một số loại đất, vi khuẩn có thể tồn tại nhiều năm Tuy nhiên, sự tồn

tại đó phụ thuộc vào race của loài P solanacearum có mặt trong đất và thường race 1 tồn tại nhiều năm hơn so với race 3 do khả năng sống sót của race 3 bị

giảm sút nhanh (Martin et al 1985) [115] ở lớp đất có độ sâu 55 - 65 cm vi

khuẩn P solanacearum, race 3, biovar 2 có thể tồn tại được 82 ngày, còn ở lớp

đất bề mặt (10 - 15cm) thì race 3 chỉ tồn tại được 10 ngày ở Nhật Bản, Okabe,

1975 [130] đã phát hiện thấy vi khuẩn P solanacearum ở độ sâu 80 - 100 cm

trên cánh đồng trồng thuốc lá bị nhiễm bệnh tự nhiên sau thu hoạch 4 tháng Trong tàn dư cây bị bệnh, vi khuẩn có thể sống sót được tới 7 tháng còn trong đất tới 14 tháng (Nakata, 1927) [124] Theo Granada and Sequieira, (1983) [78] vi

khuẩn P solanacearum có thể tồn tại trong đất trong một số năm do vậy việc

trồng cà chua và cây họ cà trên các vùng nhiễm bệnh nặng là gần như không thể

Nghiên cứu những đặc tính sinh hoá chính của vi khuẩn R cearum, He et al (1983) [91] đã chỉ ra rằng:

solana-Vi khuẩn không hoá lỏng gelatin, thuỷ phân tinh bột, không có khả năng

tạo ra indol, và không sử dụng arginin; Ngược lại P solanacearum có khả năng

tạo ra H2S, khử nitrat, có khả năng thuỷ phân T.ween 80, phản ứng dương tính Le-van, phân giải đối với sữa limut, có phản ứng oxidasa và catalasa, urê, pectin,

ôxi hoá axetat, malonat và gluconat

Vi khuẩn P solanacearum là vi khuẩn hiếu khí, không hình thành bào tử

và có khả năng tổng hợp poly-β - hydroxybuty rat như là nguồn các bon dự trữ Nó có thể tổng hợp sắc tố khuyếch tán màu nâu trên môi trường thạch có

chứa Tyrozin P solanacearum có thể khử nitrat thành nitrit và tạo ra khí

nhưng không thể thuỷ phân tinh bột, hoá lỏng yếu hoặc không hoá lỏng

gelatin Nhiệt độ thích hợp cho vi khuẩn phát triển trong khoảng từ 25 đến

35oC P solanacearum có phản ứng rất khác nhau với kháng sinh, các biovar

có thể mẫn cảm với streptomycin, nhưng chống chịu với penixilin, viomyxin, (He et al 1983) [90]

Tính độc của vi khuẩn có mối quan hệ với hình thái khuẩn lạc và các

race tổng hợp polysacharit ngoại bào (Kelman et al 1954) [106] Các biovar đột

biến của P solanacearum có thể được phát hiện dễ dàng khi chúng được cấy

vạch trên môi trường thạch Kelman có 2,3,5-triphenyl tetrazolium clorit (TZC) sau 36-48 giờ (Kelman, et al 1954) [106] Những đột biến có tính độc hoặc không có tính độc thường hình thành các khuẩn lạc nhỏ hình chai có một quầng

đỏ xẫm nổi bật Các chủng độc thường hình thành những khuẩn lạc màu trắng, thể nhầy lỏng, khoanh tròn mực với màu phớt hồng ở tâm Khả năng tổng hợp

chất nhầy polysacharit là một thuộc tính chung của tất cả các chủng phân lập P solanacearum có tính độc Tuy nhiên sự tương quan giữa khả năng tổng hợp

chất nhầy và tính độc của vi khuẩn rất phức tạp

Về mặt sinh hoá của tính độc, năm 1963 khi nghiên cứu so sánh sự tổng

hợp IAA (axit indol 3-axetic) ở P solanacearum dạng chảy không cố định có

độc tính và dạng chai không độc, Sequeira and Williams, 1963 [149] đã phát hiện ra rằng cả hai dạng đều tổng hợp IAA dễ dàng ngay cả khi tryptophan không có mặt trong môi trường nuôi cấy Khi cấy trên môi trường TZC, tế bào

vi khuẩn P solanacearum tạo thành các khuẩn lạc có bề mặt nhẵn, hơi chảy,

màu trắng đục ở rìa và phớt hồng ở tâm

Cho đến nay, đã có nhiều tác giả công bố kết quả nghiên cứu về race của

loài P solanacearum Người ta đã phát hiện và công bố 5 race khác nhau trên

cơ sở phân biệt về phạm vi ký chủ, phân bố địa lý và khả năng tồn tại ở những môi trường khác nhau (Buddennhagen, 1986 [57]; He, 1986 [88])

Dựa vào khả năng sử dụng, oxy hoá 3 loại rượu mạch vòng (hexose alcohol) là manitol, sorbitol, dulcitol và 3 loại đường là lactoza, maltoza,

cellobioza (He et al 1983b [91]; Hua et al 1984 [98]) đã nghiên cứu và phân

loại vi khuẩn đến biovar (thứ sinh học) Theo các tác giả, loài P solanacearum

có 5 biovar gây bệnh HXVK đó là:

Biovar 1: Không có phản ứng ôxy hoá cả hai nhóm đường và nhóm rượu Biovar 2: chỉ ôxy hoá nhóm đường và không ôxy hoá nhóm rượu

Biovar 3: có phản ứng ôxy hoá cả nhóm đường và rượu

Biovar 4: chỉ có phản ứng ôxy hoá nhóm rượu

Biovar 5: chỉ ôxy hoá lactoza, maltoza, cellobioza và manitol mà không ôxy hoá sorbitol và dulcitol

Mỗi race, biovar của loài P solanacearum đều có tính độc và phạm vi ký

chủ khác nhau và phân bố rộng rãi ở khắp các vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới và một phần vùng có khí hậu ôn đới Race 1 bao gồm biovar 1,3,4 phân bố rộng ở các nước Race 3 bao gồm biovar 2 có nguồn gốc ở Trung và Nam Mỹ với phạm

vi ký chủ hẹp nhưng phân bố khá rộng ở nhiều vùng, nhiều nước thuộc châu á, châu Phi, châu Mỹ và châu Đại Dương Đặc biệt race 3 đã phát hiện gây hại trên khoai tây ở nhiều nước có khí hậu ôn đới của châu Âu từ những năm 1990 Race

2 gồm biovar 1 gây héo chuối có phân bố hẹp ở một số nước Race 4 gồm biovar

4 gây héo cây gừng ở Trung Quốc, Philipin và một số nước khác Race 5, biovar

5 chỉ gây hại ở cây dâu tằm (TD từ Đỗ Tấn Dũng, 1999) [8]

1.1.3 Các phương pháp xác định và nhận dạng vi khuẩn gây bệnh héo xanh vi khuẩn

Trên đồng ruộng có thể xác định nhanh bệnh bằng cách cắt một đoạn thân ngắn khoảng 3 cm gần gốc thân cây bị bệnh, ngâm vào cốc nước, sau một thời gian xuất hiện dòng dịch vi khuẩn màu trắng đục chảy ra từ vết cắt Cắt dọc theo thân cây, rễ ràng nhận thấy bó mạch dẫn bị chuyển màu thành nâu sẫm hoặc nâu nhạt (Wang, 1997) [178]

Gần đây, nhiều công trình nghiên cứu về phương pháp và ứng dụng kỹ

thuật PCR trong chẩn đoán bệnh trên cây trồng và các ứng dụng khác trong bệnh học thực vật đã được công bố (Arnheim et al 1992, [38]; Bej et al 1991 [44]; Hanson et al 1993 [82]; Erlich et al 1992 và 1991 [69], [70])

Phương pháp PCR có nhiều lợi thế hơn hẳn so với các phương pháp chẩn

đoán truyền thống nhờ ở độ nhạy cao, tốc độ nhanh và chỉ với lượng mẫu nhỏ Ngoài ra dùng phương pháp này người ta cũng không phải nuôi cấy vi khuẩn trong môi trường như đối với các phương pháp khác, kể cả phương pháp RAPD (Caetano et al 1991) [50]; (Devos et al 1992) [66] Bằng phương pháp ứng dụng PCR nhờ đó mà sau chỉ một vài giờ, từ một đoạn ADN ban đầu và một

đoạn ADN mồi (primer - đối với P solanacearum là P759/760 do Timis, đại

học Adelaide, úc thiết kế, trùng hợp và cung cấp) người ta có thể nhân lên hàng trăm triệu lần sau đó đi sâu phân tích kiểu gen và xác định, nhận biết một cách

chính xác loài, race và biovar P solanacearum ở trong mẫu cây bệnh, trong đất

nhiễm bệnh,v.v

Theo kết quả nghiên cứu của các phòng thí nghiệm tham gia mạng lưới nghiên cứu vi khuẩn héo xanh ở các nước và vùng lãnh thổ châu á, Thái Bình Dương như: úc, Đài Loan, Philipin thì sản phẩm PCR của các phân lập thuộc

loài R solana-cearum với đôi mồi p.759/760 có kích thước không đổi là 281 cặp

bazơ (bp) và chỉ có các chủng cho sản phẩm PCR có kích thước như vậy mới có tính độc trên cà chua

Phương pháp lây nhiễm nhân tạo: phương pháp này dựa vào khả năng

gây héo và chết xanh của vi khuẩn P solanacearum đối với cây cà chua ở điều

kiện thích hợp nhất cho sự phát triển của bệnh sau một thời gian nhất định (Kelman, 1953 [107]; Hanson, 1996 [81]; Wang, 1997 [178])

1.1.4 Các nghiên cứu phòng chống bệnh héo xanh vi khuẩn do R

solanacearum Smith gây ra

Vi khuẩn P solanacearum có phổ ký chủ rộng (trên 35 họ thực vật với

trên 200 loài cây từ cây nông nghiệp đến cây lâm nghiệp và cây cỏ hoang dại),

tồn tại lâu trong tàn dự thực vật và trong đất Hơn nữa vi khuẩn có tính đa dạng với nhiều race, biovar và các dòng có tính độc khác nhau, các biến thể tuỳ theo

điều kiện tự nhiên, môi trường nên phòng chống gặp rất nhiều khó khăn Hayward (1994) [85] và Boucher et al (1987) [46] cho biết để phòng chống bệnh HXVK theo phương pháp phòng trừ tổng hợp được hiệu quả, cần thiết phải biết về trạng thái của cây (giai đoạn và hiện trạng sinh trưởng của cây), race và biovar của vi khuẩn có mặt tại khu vực, các biovar và biến thể (pathotype) của vi khuẩn và các phương thức lan truyền Trong các kết quả công bố của nhiều tác giả cho đến nay, để phòng trừ bệnh, không có một phương pháp riêng rẽ nào

đem lại hiệu quả Vấn đề được đặt ra là cần kết hợp hài hoà và đồng bộ các biện pháp như chọn và dùng giống kháng bệnh, sử dụng các biện pháp phòng trừ sinh học, biện pháp canh tác, v.v (French, 1986 [74]; Murakoshi et al 1984 [123]; Sisson et al 1992 [221]; French, 1998 [72]; Kelman, 1998 [101])

1.1.4.1 Biện pháp chọn, tạo và sử dụng giống kháng bệnh để phòng

chống bệnh héo xanh vi khuẩn trong sản xuất

Chọn và sử dụng giống kháng bệnh được coi là một trong những biện pháp hiệu quả và kinh tế nhất để phòng chống bệnh HXVK Chọn, tạo được giống kháng để có thể đưa ra sản xuất là mục tiêu của nhiều chương trình chọn, tạo giống khác nhau (Denoyes et al 1989 [65]; Opena et al 1989 [131]; Tikoo,

1989 [160]) Cho đến nay đã có nhiều dòng, giống cà chua với nhiều nguồn gen

kháng P solanacearum đã được xác định hoặc chọn tạo (Prior et al 1994)

[137] Tuy nhiên kết quả sử dụng giống kháng trong phòng chống bệnh HXVK không luôn luôn mang lại hiệu quả như mong đợi do tính kháng không ổn định

và sự đa dạng của các dòng (strain) vi khuẩn do tác động của các điều kiện sinh thái của các vùng khác nhau (độ ẩm, nhiệt độ, điều kiện đất), đặc biệt là sự tương tác giữa các điều kiện môi trường, vi khuẩn gây bệnh và giống (Wang et

al 1998 [177]; Hanson et al 1996 [81]; Grimault, 1993 [80]) Tính kháng bệnh HXVK của cây trồng (trong đó có cây cà chua) là phức tạp và biểu hiện của nó

có tương quan rất chặt chẽ với điều kiện của môi trường, tuổi của cây và thành

phần các chủng vi khuẩn ở trong một vùng sinh thái nhất định Tỷ lệ nhiễm bệnh HXVK đối với các dòng/giống cây thí nghiệm còn chịu ảnh hưởng quan trọng của độ ẩm đất, cường độ chiếu sáng và độ dài ngày (Hayward, 1991) [86]

Các kết quả nghiên cứu của Deberdt and Prior (1998) [62]; Deberdt et al (1996) [63]; Hayward, (1991) [86] đã chỉ ra rằng có sự tác động hiệp trợ cho sự

lây nhiễm vi khuẩn P solanacearum trên cây trồng nếu đồng thời vùng rễ cây bị nhiễm tuyến trùng nốt sưng (Meloidogyne sp.) Một số tác giả như Williamson

et al (1994) [182] thông báo rằng gen Mi trên nhiễm sắc thể 6 quy định tính kháng của cây đối với tuyến trùng Tuy nhiên nếu chuyển gen Mi vào nhiễm sắc

thể 6 của cây trồng thì gen kháng HXVK sẽ mất tác dụng

Trên cây cà chua, các kết quả thí nghiệm của Chellemi et al (1997) [56]

đã chỉ rõ nếu tăng cường canxi hoặc Magiê thông qua phân bón (bón lá) thì các triệu chứng bệnh HXVK giảm và tỷ lệ bệnh cũng giảm Mức độ kháng bệnh cũng được giải thích bằng tác động của việc bổ sung canxi hay magiê làm thay

đổi nồng độ axit amin trong bó mạch dẫn của cây cà chua và điều này liên quan

mật thiết đến tính kháng của cả những giống được coi là mẫn cảm với P solanacearum (Chellemi et al 1997) [57]

Các thí nghiệm chọn giống thường được đánh giá sàng lọc ban đầu trong nhà lưới (screening) để đánh giá ban đầu với việc lây nhiễm nhân tạo bằng một dòng vi khuẩn đã xác định độc tính mạnh, đã được chuẩn hoá (ví dụ dòng vi khuẩn do Trung tâm AVRDC nghiên cứu, phân lập mang ký hiệu Pss4) hoặc dòng vi khuẩn phổ biến, có độc tính mạnh trong vùng (Wang et al 1998) [178] Sau đó các dòng giống có biểu hiện kháng bệnh được đánh giá ở điều kiện sản xuất (field test)

Sử dụng khả năng phát quang sinh học của P solanacearum YN5 thông qua biến thể OE1-1 với pNP126 mang lux CDABE operon của Vibrio fisheri và chất hoạt hoá khu vực từ DNA của Burkholderia glumae và máy ảnh VIM,

Hikichi et al (1998) [93] đã nghiên cứu và tìm được mối tương quan giữa tập

tính của P solanacearum và tính kháng của cà chua để qua đó có kết luận về

tính kháng mà vẫn giữ được mẫu Grilmault (1993) [99] đã cho rằng sự xâm nhập dần dần của vi khuẩn vào bó mạch của cây và tại đây tốc độ nhân nhanh của vi khuẩn phản ánh mức độ cảm nhiễm của giống

Nhiều công trình nghiên cứu về gen quy định tính kháng đối với bệnh HXVK của cà chua cũng đã được các tác giả Wang et al (2000, 1998) [176], [177]; Prior et al (1994) [137]; Aarons et al (1993) [33]; Thoquet et al (1996) [158], [159]; Danesh et al (1994) [60], [61] đề cập Tikoo, (1983) [161] phát hiện rằng ban đầu gen quy định tính kháng của giống CRA 66 là gen lặn, trong khi đó gen kháng ở giống Hawaii 7998 lại do gen đơn trội đóng vai trò chủ chốt (Scott, 1993, 1988) [144], [146] Các tác giả cũng chỉ ra rằng cơ chế kháng đa gen chủ yếu được quy định tại nhiễm sắc thể 6 (giống kháng L285, CRA 66) hoặc có thể được quy định bởi 1 gen (monogenic - Hawaii 7996)

Nghiên cứu trong điều kiện nhà lưới và thử nghiệm ngoài đồng ruộng để chọn giống cà chua chế biến chịu bệnh HXVK, Gomes et al (1998) [77] nhận thấy rằng ở điều kiện nhà lưới các dòng P-38, P-47, CL5915-93, P25, P-24 có tỷ

lệ nhiễm bệnh thấp và được coi là giống kháng Tuy nhiên như tác giả nhận định tính kháng của cà chua là rất phức tạp và bị chi phối bởi điều kiện môi trường và tuổi cây

Scott et al (1992) [145] đã nghiên cứu chọn lọc từ bộ giống có các đặc

tính kháng khác nhau đối với P solanacearum Kết quả cho thấy rằng sau 6 vụ

đánh giá tính kháng, các giống Hawaii 7997, CRA66 và PI 12648 có khả năng

kháng cao đối với vi khuẩn P solanacearum so với đối chứng Tỷ lệ cây sống

sau nhiễm tương ứng giao động trong khoảng 61- 100%, 66-97% và 45-97% ở các giống so với 0-15% ở giống nhiễm đối chứng

Tại bang Queensland, úc, các giống cà chua kháng bệnh HXVK được chọn tạo và trồng phổ biến ở Mỹ như Venus, Saturn hầu như không có biểu hiện

kháng với các chủng vi khuẩn P solanacearum tại bang này Tác giả Barnes et

al (1992) [42] đã sử dụng giống nhập từ Philipin VC9-1 có gen kháng được

chủng P solanacearum tại địa phương để lai với giống Floradel và đã tạo được

giống Scorpio (Peterson, 1983) [135] Giống này đã được dùng trong thời gian khá dài để phòng chống bệnh HXVK ở khu vực Tuy nhiên như tác giả Mew et

al (1977) [120] đã công bố, tính kháng của giống VC9-1 cũng như giống con lai của nó là Scorpio sẽ không ổn định nếu nhiệt độ vượt quá 320C Các chương

trình chọn theo theo hướng này đã tạo được các giống kháng P solanacearum

như: Redlands và Redlander từ nguồn có gen kháng của VC9-1 và sau này là Scorpio (Herrington et al 1988) [92]

Sathyanarayana et al (1992) [142] thông báo kết quả lai tạo giống cà chua có gen kháng vi khuẩn héo xanh (dòng S1-6, S1-11, BWR5, BWR14-1 và dòng BWR15SB) với các dòng có năng suất cao, chất lượng quả tốt (thích hợp

cho chế biến như độ khô cao, hàm lượng licopen cao ) nhưng mẫn cảm với P solanacearum Kết quả là ở thế hệ con lai F1 các giống đều thể hiện tính kháng

cao và có các đặc tính cho phép đưa vào sản xuất cà chua cho chế biến

Tại ấn Độ, Peter et al (1992) [134] đã công bố kết quả nghiên cứu chọn giống cà chua kháng bệnh Trong số 165 dòng giống cà chua, dòng CL32-d-0-1-

19 và dòng Louisiana Pink kháng HXVK Từ 34 dòng cà tím lai, các dòng, giống kháng bệnh HXVK là: Annamalai, SM6, SM48, SM58, SM71, SM72, SM74 Bốn giống/dòng ớt cay PantC-1, KAU cluster, White Kandari và Chuna

kháng P solanacearum Trong đó giống Manjery đã được công nhận giống và

đưa vào sản xuất từ dòng kháng KAU cluster Qua nghiên cứu, phương pháp chọn lọc cá thể có nhiều ưu điểm và rất hiệu quả trong việc nâng cao tính kháng của các dòng giống kháng Cũng tại ấn Độ, Sood A.K and Singh B.M (1982)

đã nghiên cứu và phát hiện 2 trong số 23 giống kháng HXVK đó là giống V-6

và V-7 (TD từ Đỗ Tấn Dũng, 1999) [8] Các kết quả nghiên cứu những năm sau này của các tác giả Kapoor et al (1991) [100]; Krauzs et al (1975) [109]; Rao

et al (1976, 1975) [140], [141]; Bedekar (1977) [43]; Khan et al (1981) [108]; Sinha et al (1988, 1986) [150], [151], Bosh et al (1985) [45] đã cho ra các giống cà chua kháng bệnh đó là: CRA-66, VC-9-1UG, 66-ss1-3, BWR - 1, BWR-5, và LE-79 và Rodade

Nhiều nghiên cứu, chọn tạo giống kháng bệnh HXVK đã được công bố

cho thấy trên thế giới nhiều giống cà chua kháng P solanacearum đã được chọn

tạo và đưa vào sản xuất hay trở thành vật liệu khởi đầu cho chọn tuyển giống kháng có khả năng kháng một số bệnh quan trọng và tuyến trùng như Scott J.W

et al (1993) [144] với các giống Hawaii 7998, CRA66, PI126408; Peterson et

Khi nghiên cứu các tính trạng: kích thước quả và tính kháng đối với vi

khuẩn P solanacearum, Monma et al (1992) [122] cho rằng giữa hai tính trạng

này không có tương quan chặt chẽ và hoàn toàn có khả năng chọn, tạo được

giống vừa có khả năng kháng cao đối với vi khuẩn P solanacearum và có khối

lượng quả lớn

Trên cây khoai tây, việc nghiên cứu chọn tạo và đưa vào sản xuất giống kháng bệnh là biện pháp có hiệu quả trong phòng chống bệnh Một số dòng, giống đã được chọn, tạo và đưa vào sản xuất như: BP88068-3; BP-881665; BP88074-1 (Alice et al 1997) [37] Tuy nhiên với các giống chọn tạo có thể đạt

được thành công ở nơi này nhưng cũng với các giống đó lại thất bại hoặc không hiệu quả ở nơi khác (Sequeira, 1979 [148]; Schmiediche, 1985 [143]; Martin et

al 1983 [116]) Nhiều tác giả khác như: French et al (1982) [75]; Chakrabarti,

et al (1994) [52] cũng đã công bố các kết quả liên quan đến chọn, tạo giống

khoai tây kháng P solanacearum, có năng suất cao và ổn định được ứng dụng

vào sản xuất

Trên cây lạc, từ năm 1910 biện pháp dùng giống kháng bệnh HXVK đã

được biết đến Việc chọn tạo và đưa vào ứng dụng giống lạc Schwarz 21 kháng

bệnh HXVK tại Indonesia năm 1927 và sau đó giống này trở thành vật liệu khởi

đầu cho chọn giống lạc kháng bệnh như: Gajah, Pelanduk, Tupai (Middleton et

al 1990) [121] ở miền nam Trung Quốc, những năm 1990 người ta cũng đã tạo

được những giống lạc kháng bệnh HXVK cho năng suất cao và chất lượng tốt như: Luhua 3, Guiyou 28, Zhong Hua 2, Yue You 92, Jinyou 3121 (Yeh,

1990) [184] Những giống lạc kháng P solanacearum này thường tỷ lệ nhiễm

bệnh chỉ trong khoảng 10%, trong khi đó ở những giống cảm nhiễm thì ở cùng

điều kiện tỷ lệ nhiễm bệnh lên đến 90% (Mehan et al 1994) [117] Một số giống có những đặc tính kháng các bệnh quan trọng như: HXVK, đốm lá, gỉ sắt như: ICDGV 87165, ICGV8825, ICGV88271 (Liao et al 1990) [110] ở Uganda, từ 1992 đến 1994 Busolo-Bulafu (1992, 1997) [48], [49] đã nghiên cứu,

đánh giá chọn lọc nhiều giống lạc và đã tìm ra được một số giống lạc kháng bệnh HXVK đưa vào thực tế ứng dụng như: Igola-1, AT474/3/5/3

Trên cây cà tím, tác giả Wang et al (1998) [179] đã thử nghiệm, đánh giá phản ứng của các giống cà tím bằng phương pháp lây bệnh nhân tạo trong nhà lưới với dòng vi khuẩn có độc tính cao và kết luận rằng hầu hết các giống cà tím thương mại hiện nay cảm nhiễm với bệnh HXVK Trong các dòng, giống cà tím nhập nội từ các nước khác nhau có các dòng kháng bệnh cao như: TS 3, TS43, TS47A từ Malaixia; TS69, TS 87, TS 90 từ Indonesia và 8 trong số 90 dòng nhập

từ ấn Độ là Arka Nidhi, Arka Neelkantha, Ark Keshav, BB-1, BB-44, BB-49,

EP 49, và Sururya Trong khi đó, với điều kiện thời tiết tại Bang Bắc Carolina các giống Kopek từ đảo Java và giống Matale từ Sri Lanca thể hiện tính kháng cao đối với bệnh HXVK (Winstead, 1952) [183]

Nghiên cứu chọn tạo giống thuốc lá kháng bệnh HXVK ở Mỹ đã được thực hiện từ năm 1934 của thế kỷ XX với việc điều tra thu thập và đánh giá tính kháng của trên 1000 mẫu giống Kết quả là đã chọn được những dòng/giống kháng bệnh HXVK được coi là thành công mẫu mực của tạo giống kháng bệnh (Kelman, 1953) [107] Bằng các biện pháp lai tạo, nhiều giống kháng bệnh đã

được thương mại hoá và phổ biến vào sản xuất như: K149, K346, K399, NC 95, REAMS 713, RG 22, đặc biệt giống NC 729 (Ssison et al 1992) [154] được coi

là giống kháng bệnh HXVK tốt nhất với chất lượng cao đã được đưa vào sản xuất Các kết quả nghiên cứu chọn tạo giống thuốc lá kháng bệnh HXVK cũng

được nhiều tác giả úc (Akiew et al 1993) [36]; Nhật Bản (Tanaka et al 1990) [157]; Đài Loan (Chiang et al 1990) [58] đề cập

1.1.4.2 Biện pháp sinh học phòng chống bệnh héo xanh vi khuẩn

Tài liệu của CABI (1997) đã chỉ ra rằng kẻ thù tự nhiên của loài P solanacearum là một số vi khuẩn đối kháng như Bacillus subtilis, B polymyxa, Pseudomonas fluorescens, P cepacia, và P gladioli Từ những năm 1952 những nghiên cứu về khả năng sử dụng vi khuẩn đối kháng B polymyxa trong

phòng chống bệnh HXVK trên cà chua (Celino et al 1952) [51] đã bước đầu

cho thấy ở công thức có xử lý B polymyxa tỷ lệ héo chỉ ở mức 33% trong khi đó

ở công thức đối chứng tỷ lệ nhiễm bệnh là 70% Aspiras et al (1986) [39] thông

báo rằng khi xử lý đất bị nhiễm P solanacearum bằng vi khuẩn đối kháng B polymyxa và B fluorescens trên ruộng cà chua, khoai tây, kết quả cho thấy: ở

công thức đối chứng (không xử lý) tỷ lệ cây chết ở mức 100% trong khi đó ở công thức thí nghiệm tỷ lệ cây chết dừng ở mức 10-40%

Năm 1994 Trigalet et al [166] đã đưa ra một bức tranh toàn cảnh gồm các công trình nghiên cứu của nhiều tác giả về biện pháp phòng trừ sinh học đối

với loài vi khuẩn P solanacearum, cụ thể như sau:

ở phạm vi trong phòng thí nghiệm, nhà lưới và ở điều kiện đồng ruộng quy mô nhỏ, các tác nhân phòng trừ sinh học có thể làm giảm số lượng quần thể

đối với P solanacearum một cách hiệu quả Sử dụng các tác nhân trong phòng

trừ sinh học được dựa trên khả năng khống chế vi khuẩn thông qua cạnh tranh ở vùng rễ cây chủ, sinh kháng sinh hay cảm ứng cây chủ và ức chế tăng trưởng của vi khuẩn

Vi sinh vật đối kháng và các chủng P solanacearum không độc chính là

các tác nhân được quan tâm nhiều trong chiến lược phòng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn Các chủng không độc tính đã được nghiên cứu, sử dụng phòng chống

bệnh P solanacearum trên lạc ở điều kiện nhà kính (He, 1990) [86] Một số

nghiên cứu cũng khẳng định nhiều chủng vi khuẩn có khả năng sản sinh bacteriocin và một số chủng không độc tính sản sinh bacteriocin có tác dụng làm giảm triệu trứng héo của cà chua trong điều kiện nhà kính (Tsai et al 1985) [169]

Trong điều kiện nhà kính, vi khuẩn Bacillus polymyxa và vi khuẩn Pseudomonas fluorescens góp phần hạn chế triệu chứng héo trên cà chua

(Aspiras, 1986) [39] Các biện pháp cải tạo đất bằng một hỗn hợp theo công thức ammonium sulphate, bột xương, bột hải ly, cua, glycetin, xỉ silic làm tăng

khả năng tạo khuẩn lạc ở đầu rễ cây của chủng P fluorescens và qua đó làm

tăng khả năng chống bệnh HXVK cho cây được thí nghiệm trong chậu (Hsu et

al 1993) [97] Hartman et al (1993) [83] cho rằng loài P cepacia được phân lập từ rễ ngô cũng có khả năng kiềm chế hoạt động của P solanacearum trong

phòng thí nghiệm và thí nghiệm trong chậu

ứng dụng cơ chế kháng ở cây chủ do nhiễm các chủng độc bị sốc nhiệt thành các chủng nhược độc và Avirulence, các đột biến không độc hoặc các

chủng đối kháng của P solanacearum đã được công bố đối với race 1 (Tanaka,

1990 [157]; He and Kang, 1990 [87]) Đột biến không độc được cảm ứng gen

Tn5 có khả năng tạo khuẩn lạc ở rễ cà chua và ngăn cản sự tạo khuẩn lạc của các

chủng có độc tính một cách hiệu quả (Trigalet et al 1990, 1986) [167], [168] Tanaka et al (1990) [157] đã phát hiện được các chủng thực khuẩn thể không

độc có vai trò tiềm tàng trong phòng trừ sinh học đối với vi khuẩn P solanacearum

Cơ chế đối kháng của vi sinh vật sử dụng trong phòng chống dịch hại thường dựa trên sự cạnh tranh hay gián tiếp nhờ cảm ứng tính kháng tập nhiễm tạo được của cây chủ Các giới hạn tác động đến khả năng đối kháng trực tiếp trên môi trường thạch thường không được biết đến một cách chính xác và các

điều kiện cần cho hoạt tính in vitro cực thuận đã có thể không xuất hiện, chính

điều này đôi khi gây ra một số kết luận không chính xác

Các vùng ức chế sinh trưởng trên môi trường thạch có thể do các chất hoá học (ở điều kiện pH thấp), các chất kháng sinh có phổ hoạt động rộng, do các chất kháng khuẩn đặc hiệu, hoặc do sự có mặt của thực khuẩn thể Các kỹ thuật thích hợp phải được hình thành để phân biệt các cơ chế khác nhau này (Vidaver,

1976) [174] Các chất giống như kháng sinh do P.cepacia và P glumae sản sinh

cần được nghiên cứu nhiều để đánh giá vai trò tiềm tàng của chúng chống lại vi

khuẩn P solanacearum ngoài đồng ruộng

Nhiều tác giả cho rằng đối kháng trực tiếp liên quan đến những cơ chế như cảm ứng kháng của cây chủ Gợi ý này dựa trên những quan sát về các chủng mất tính độc, không có hoạt tính kháng in vitro lại có hiệu quả giảm mức

độ nghiêm trọng của bệnh trong điều kiện nhà lưới và thí nghiệm trên đồng ruộng Trigalet et al (1990) [167]

Tính kháng tạo được hay tính kháng cảm ứng ở cây chủ do nhiễm nhân tạo các chủng mất tính độc (avirulence) do nhiệt, các đột biến không độc hoặc

các chủng đối kháng của P solanacearum vào rễ, cành và lá đã được thông báo

rộng rãi (Sequeira, 1993) [147] Các nhân tố quyết định sự phản ứng của cây chủ

đối với vi khuẩn đối kháng rõ ràng là rất phức tạp và nhiều hợp chất thực vật có thể là các chất ức chế sự sinh trưởng của vi khuẩn này (Sequeira, 1993) [ 147]

Cho đến nay các kết quả ở những thí nghiệm phòng trừ sinh học trong phòng thí nghiệm thường không cho những kết quả tương tự khi áp dụng ngoài

đồng ruộng do chiến lược sử dụng được vạch ra chủ yếu dựa trên những điều kiện phải cạnh tranh với vi khuẩn gây bệnh như trong đất nhiễm tự nhiên Trong các vi môi trường của đất và rễ cây các nhân tố phòng trừ sinh học phải đấu tranh với các nhân tố sinh học và vật chất phức tạp gồm có các cấu phần, cấu trúc, độ ẩm và pH của đất Tất cả các yếu tố này đều ảnh hưởng đến cấu trúc của

hệ vi sinh vật (Nesmith et al 1985) [125] Trong các nỗ lực để hạn chế các nhân

tố bất lợi này, người ta chuyển sang sử dụng các nhân tố đối kháng nội sinh (Endophytic antagonist) có nguồn gốc từ mầm bệnh dạng dại Như vậy các vi

sinh vật này sẽ có khả năng thích nghi tốt hơn trong vi môi trường của cây và cạnh tranh được với mầm bệnh Việc sử dụng nhân tố đối kháng nội sinh có một

số ưu thế hơn so với sử dụng các nhân tố đối kháng bên ngoài, do nhân tố đối kháng nội sinh bản thân nó đã hình thành được trong cây và vẫn tồn tại khi cây phát triển và bằng cách đó nó liên tục bảo vệ cây, chống lại bệnh hại Nhân tố lý tưởng này sẽ giữ lại được những đặc điểm cần cho sự tạo khuẩn lạc và khả năng sống sót theo kiểu nội sinh trong cây nhưng không có khả năng gây bệnh Nhân

tố này có thể tạo khuẩn lạc trong rễ để xâm nhập vào hệ mạch xylem và nhân

lên bên trong mô mạch Những đột biến của vi khuẩn R solanacearum không

độc có thể thoả mãn được những yêu cầu nêu trên

Các thể đột biến mất tính độc tự phát của P solanacearum do bị giảm khả

năng sản sinh polysaccharide ngoại bào (EPS), yếu tố được coi là có ảnh hưởng quyết định đến tính độc của ký sinh Những thể đột biến này được Kelman, (1954) [106] miêu tả lần đầu tiên và dễ dàng phân lập Các thể đột biến như vậy

được xem như là nhân tố phòng trừ sinh học cho bệnh HXVK Một số thể đột biến như vậy được thông báo là có thể nhân lên trong mô của cây chủ mẫn cảm sau khi nhiễm bằng kỹ thuật cắm tăm Tuy nhiên, sự lan truyền lưu dẫn của chúng bị hạn chế có thể bởi vì chúng dễ dàng bị kết dính với lectin của cây hoặc

bị liên kết với thành tế bào cây chủ (Sequeira, 1993) [147] Có thể các EPS cho phép sự di chuyển có hệ thống của vi khuẩn độc tính bằng cách ngăn cản quá trình kết dính với thành tế bào

Gần đây, mối tương quan mạnh mẽ giữa việc sản sinh EPS và tính độc đã

được chứng minh bằng các thể đột biến mất tính độc được cảm ứng bởi gen

nhảy nằm trên nhóm gen ops ( Cook et al 1992) [59] và eps (Denny and Black,

1991) [64] Cấu trúc của polysaccharide quan trọng này đã xác định (Orgambidet et al 1991) [132] và các đột biến không có các loại polysaccharide này hoàn toàn không độc cho cây chủ sau khi Các thể đột biến mà sản sinh một lượng polysaccharide này có tính độc rất mạnh sau khi nhiễm vào rễ cây Các dữ liệu trên đây cho thấy rằng có những tương quan trực tiếp giữa tính độc, sự xâm chiếm rễ sau khi nhiễm và số lượng polysaccharide được sản sinh trong cây

Người ta cho rằng một đột biến P solanacearum có tính độc yếu có khả năng

tham gia kháng bệnh hơn một đột biến mất hoàn toàn tính độc Điều này có thể

được giải thích bằng việc do đột biến có tính độc yếu có khả năng xâm nhập vào mô mạch và cảm ứng phản ứng kháng của cây chủ trong khi đó thể đột biến hoàn toàn mất tính độc không thể xâm nhập vào bên trong cây chủ và như vậy chỉ có thể tạo ra sự đối kháng trực tiếp tại vùng rễ quyển của cây chủ bị nhiễm

Một loại đột biến không độc thứ hai vẫn còn khả năng sản sinh EPS dạng dại nhưng không có khả năng gây phản ứng siêu nhậy trên cây chủ kháng và gây

bệnh trên cây mẫn cảm Một số đột biến này nằm trên nhóm gen hrp 23 kb (Boucher et al 1987 [46]; Frey et al 1993 [76]) Các thể đột biến gen hrp không

độc trên cây cà chua nhưng vẫn có khả năng xâm nhập qua rễ và nhân lên trong cây mẫn cảm và sử dụng như một yếu tố của phương pháp phòng trừ sinh học

đối với bệnh HXVK (Trigalet et al 1998) [165] Các thể đột biến hrp biến đổi

theo sự xâm nhập của chúng khi rễ cây bị nhiễm mà không gây sát thương nhân tạo Có một sự tương quan dương giữa sự xâm nhập của thể đột biến với mức độ bảo vệ cây Không có thể đột biến nào cho thấy có khả năng tạo kháng sinh chống lại vi khuẩn có tính độc, do vậy đối kháng xảy ra là do cảm ứng cơ chế

kháng của cây chủ và sự có mặt của thể đột biến hrp trong mô cây chủ tương

quan với sự giảm khả năng tạo khuẩn lạc của chủng độc trong cây chủ Các dữ

liệu trên cho thấy rằng nhiễm các thể đột biến hrp vào rễ cây trước đã hạn chế

được sự phát triển của bệnh Các kết quả nghiên cứu đã chứng minh rằng các thể

đột biến gen hrp có thể bảo vệ cây khỏi bệnh từ 80 - 90% trong những điều kiện

thích hợp nhất ngay cả khi nồng độ vi khuẩn có độc tính trong cây cao (Trigalet

et al 1998, 1998) [164], [165]

1.1.4.3 ứng dụng phương pháp ghép vào phòng chống bệnh héo

xanh vi khuẩn

Kỹ thuật ghép trong sản xuất cây giống rau được ứng dụng lần đầu tiên

tại Nhật Bản năm 1927 để chống bệnh héo do Fusarium sp trên dưa hấu Người

Nhật đã nghiên cứu ứng dụng ghép dưa hấu (Citrullus lanatus) trên gốc bầu, ghép cà trên gốc cà tím (Solanum integrifolium) vào những năm 50 và ghép dưa

chuột vào những năm 60 và ghép cà chua vào những năm 70 của thế kỷ XX

Để đánh giá mức độ ảnh hưởng của bệnh hại đến sản xuất rau, người ta đã tiến hành điều tra ảnh hưởng của các nguyên nhân đến năng suất của rau Qua

điều tra 881 mẫu ở các điều kiện khác nhau, kết qủa cho thấy bệnh hại là nguyên nhân chính (72%) gây mất mùa đối với sản xuất rau, trong đó bệnh có nguồn gốc từ đất chiếm tỷ lệ cao nhất (60.9%) trong khi đó các bệnh khác là nguyên nhân gây mất mùa ở tỷ lệ 11.1%, Oda (1995) [127] Điều này cho thấy

để trồng rau đạt năng suất cao và ổn định, nhiệm vụ hàng đầu là phải phòng chống các bệnh có nguồn gốc từ đất

ở Nhật Bản, qua điều tra, nghiên cứu cho thấy trong các cây rau ăn quả thì dưa hấu có tỷ lệ được trồng bằng cây ghép cao nhất ( từ 91,7 đến 98,3 %) kế

đến là dưa chuột (từ 55,0 đến 96,1%) và cà chua (từ 8,1 đối với cà chua trồng ngoài trời đến 66,0% ở cà chua trồng trong nhà kính)

Năm 1998 Kobayashi et al đã nghiên cứu và sáng chế ra thiết bị ghép cây

họ bầu bí Thiết bị này được Oda et al (1995, 1994) [128], [129] nghiên cứu, ứng dụng và hoàn thiện vào đầu những năm 1990 Nhờ thiết bị chuyên dùng này cùng với sử dụng băng dính và hệ thống đỡ phụ trợ, người ta có thể tiến hành ghép đồng thời 5 cây và thời gian ghép một cây giảm còn 3 giây Hơn thế nữa, nhờ trang bị buồng huấn luyện cây ghép đặc chủng với sự điều khiển tự động độ

ẩm và nhiệt độ, tỷ lệ cây sống sót sau ghép rất cao, do vậy giảm thiểu được giá thành cây ghép

Tác giả Wang et al (2000) [175] đã sử dụng 3 giống cà tím kháng bệnh HXVK là EG 190, EG 203, EG 219 làm gốc ghép và dùng cành ghép là giống

cà chua quả nhỏ (cherry tomato): Satana, ASVEG#6 sau đó cây ghép được lây nhiễm nhân tạo và trồng trong nhà lưới Kết quả là trong vụ hè, giống ASVEG#6

có từ 20 đến 31,8% số cây bị chết xanh so với 100% số cây không được ghép bị