Thử nghiệm hiệu lực của chế phẩm nano đồng và nano bạc với nấm Phytophthora sp. và Colletotrichum sp. gây rụng quả trên cây cam sành

Bài viết trình bày kết quả đánh giá hiệu quả phòng và trừ của nano kim loại bạc, đồng đối với hai loài nấm Phytophthora sp. và Colletotrichum sp. gây hiện tượng rụng quả trên cây cam sành trong điều kiện in vitro và in vivo.

Kết nghiên cứu khoa học BVTV - Sè 4/2018 THỬ NGHIỆM HIỆU LỰC CỦA CHẾ PHẨM NANO ĐỒNG VÀ NANO BẠC VỚI NẤM Phytophthora sp Colletotrichum sp GÂY RỤNG QUẢ TRÊN CÂY CAM SÀNH Testing on Using Nano Silver and Nano Copper to Control Phytophthora sp and Colletotrichum sp Caused Fruit Drops on King Mandarin N u n T ị Bíc N ọc1, Nguy n Hồi C âu2, Hà Min T an 1, Lê T ị P ƣơn T ảo1, Đỗ Du Hƣn 1, Phạm Thị 1 Dung , Nguyễn Nam Dƣơng , Nguyễn Đức Huy Ngô Thị Thanh Hƣờng Ngày nhận bài: 15.5.2018 Ngày chấp nhận: 26.6.2018 Abstract Silver and copper nanoparticles have been tested to control Colletotrichum sp and Phytophthora sp fungies, which mainly caused fruit drops of large amount of King mandarin in Tuyen Quang province, at different concentrations in vitro and in vivo conditions Results showed that silver nanoparticle could inhibit Colletotrichum sp by 100% at ppm and Phytophthora sp by 100% at 10 ppm in vitro condition The results also showed that silver nanoparticle has more ability to inhibit these fungi than copper nanoparticles Efficacy of inhibition was increased up to 84.27% and 64.01% for Colletotrichum sp and Phytophthora sp respectively when combining silver, copper and Tween 20 in vivo condition Key words: Silver nanoparticle, copper nanoparticle, King mandarin, Colletotrichum sp., Phytophthora sp * ĐẶT VẤN ĐỀ Ở nước ta ăn c m i l m t lo i tr ng ch l c với di n t ch , năm Lê Mai Nhất, Trong nhi u năm g n ây, hi n tư ng rụng nấm gây l m t nguyên nhân gây suy giảm suất v chất lư ng cam quýt nhi u khu v c giới c Vi t Nam Cam S nh l m t lo i ăn ặc sản t i H Giang - Tuyên Quang bị thi t h i nặng b nh rụng gây C c kết nghiên cứu cho thấy nguyên nhân gây b nh rụng l hai lo i nấm Phytophthora sp v Colletotrichum sp Nấm xâm nhiễm v o t o i u ki n cho m t số lo i nấm thứ cấp Geotrichum candidum, Penicillium sp ph t tri n v gây thất tho t lớn bảo quản sau thu ho ch Hi n c c nano kim lo i nano b c, nano ng, nano kẽm c ứng dụng bảo v th c v t thay m t ph n thuốc h a học ch ng c khả ức chế c c t c nhân gây b nh l vi sinh v t không c với người Yeo et al , C c h t nano kim lo i nano b c c khả ức chế qu trình hơ hấp, trao i chất c ng gây t c ng v t lý lên c c vi sinh v t gây h i Vi n Bảo v th c v t Vi n Công ngh Môi trường Học Vi n Nông Nghi p Vi t Nam Bragg and Rannie, B i b o n y th hi n kết nh gi hi u ph ng tr c a nano kim lo i b c, ng ối với hai lo i nấm Colletotrichum sp v Phytophthora sp gây hi n tư ng rụng cam s nh i u ki n in vitro v in vivo VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu nghiên cứu - Nano kim lo i b c, ng Vi n Công ngh Môi trường sản xuất - Ngu n nấm Colletotrichum sp v Phytophthora sp thu th p v phân l p trên cam S nh bị b nh rụng t i Tuyên Quang - C c môi trường nuôi cấy nấm PDA, WA, CMA - Thuốc Score EC 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 2.2.1 hu thập phân lập mẫu Thu th p v phân l p c c mẫu cam S nh bị b nh theo phương ph p nghiên cứu BVTV quy n I c a vi n BVTV v QCVN 01 - 119 : 2012/BNNPTNT - Quy chuẩn kỹ thu t quốc gia v phương ph p i u tra ph t hi n sinh v t h i ăn c m i Mẫu thu c phân l p môi trường PDA c b sung kh ng sinh x c ịnh nấm Colletotrichum sp v nấm Phytophthora sp Kết nghiên cứu khoa học D a kết phân l p x c ịnh nấm Phytophthora sp v nấm Colletotrichum sp l nguyên nhân ch nh gây b nh rụng cam S nh H m Yên – Tuyên Quang 2.2.2 Đánh giá khả ức chế nano kim loại bạc, đồng nồng độ khác nấm Colletotrichum sp Phytophthora sp điều kiện in vitro Với lo i nấm, th nghi m bố tr với công thức bao g m công thức x lý nano b c n ng , , , v ppm , công thức x lý nano ng n ng , , , v ppm , công thức x lý thuốc bảo v th c v tv công thức ối chứng không x lý Mỗi công thức l n nhắc l i, l n nhắc ĩa petri Môi trường PDA c hấp kh trùng °C ph t, sau ngu i ến nhi t - °C, tiến h nh b sung dung dịch nano b c, nano ng công thức v o môi trường với n ng tương ứng, lắc u v 15ml v o ĩa petri Cấy nấm v o ch nh ĩa petri C c ĩa petri c ặt t ịnh ôn nhi t 8°C Theo dõi ường k nh tản nấm sau 3, 6, ng y 2.2.3 Đánh giá khả ức chế nano kim loại bạc, đồng nồng độ khác nấm Colletotrichum sp Phytophthora sp điều kiện in vivo Với lo i nấm, th nghi m bố tr g m công thức bao g m: công thức x lý nano b c n ng , , , v ppm , công thức x lý nano ng n ng , , , v 200 ppm), công thức phối h p lo i nano, công thức x lý thuốc BVTV v công thức ối chứng không x lý Mỗi công thức l n nhắc l i, l n cam C c cam s nh c l a chọn ng u khối lư ng g, kh trùng dung dịch sodium hypochlorite , % ph t R a l i nước cất vô trùng v khô t nhiên Tiếp theo c phun dung dịch chứa nano b c, ng c b sung Tween với n ng c c công thức ph t Quả sau x lý c khô nhi t °C ph t Quả cam c t o vết thương dao m với k ch thước ng u mm Mỗi vết thương nhỏ µl dung dịch b o t m t , × cfu/ml Quả cam sau c giữ h p ẩm nhi t °C ng y Quan s t s ph t tri n v o k ch thước vết b nh BVTV - Sè 4/2018 2.3 Tính tốn xử lý số liệu - T nh khả ức chế c a nano kim lo i theo công thức Abbort HQ(%) = 1- CT × ĐC HQ: Hiệu C : Đường kính tản nấm cơng thức thí nghiệm ĐC: Đường kính tán nấm cơng thức đối chứng - Số li u c s lý ph n m m IRRISTAT v EXCEL KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Triệu chứng bệnh rụng nấm Colletotrichum sp Phytophthora sp Nấm Colletotrichum sp gây b nh th n thư h u hết c c b ph n, c th gây h i t ến thu ho ch Vết b nh ban u d ng ốm tr n lõm m u nâu m en, v sau lan r ng, ranh giới mô b nh v mô kho rõ r ng với vi n m u nâu en, vết b nh c c c v ng ng tâm bên trong, b mặt xuất hi n lớp nấm trắng x m gặp i u ki n ẩm ướt hình B Tri u chứng h i ph n cuống tương t , b nh l m khô liên kết ph n cuống v ph n khiến bị rụng Trên môi trường nhân t o m u sắc tản nấm c thay i m u nâu x m, trắng x m hay x m m, t khơng hình th nh ĩa c nh S i nấm suốt, a b o, phân nh nh m nh B o t phân sinh ơn b o, hình trụ thn v hai u c d ng giọt d u nảy m m hình th nh gi c b m hình trứng hay hình chuỳ hình 2) Nấm Phytophthora sp gây b nh thối nâu B nh c th xuất hi n vị tr thường ph n nhiễm b nh trước Tri u chứng ban u d ng ốm nhỏ, m u nâu nh t, sau ph t tri n nhanh lan r ng d ng thối ng nước, c mùi hăng, biến m u nâu, ranh giới vết b nh rõ r ng Trong i u ki n ẩm ướt, c lớp nấm trắng b mặt vết b nh B nh nặng l m thối v rụng h ng lo t Hình C Trên môi trường, tản nấm c m u trắng, t xốp c d ng hình hoa S i nấm ơn b o, hình ống khơng m u, phân nh nh B o t nang biến ng c d ng hình c u, hình trứng hay hình lê thường c m t n m không rõ không c n m hình Kết nghiên cứu khoa học BVTV - Sè 4/2018 A C B Hình Triệu chứng bệnh rụng cam Sành A Cây bị rụng quả; B Tri u chứng b nh nấm Colletotrichum quả; C Tri u chứng b nh nấm Phytophthora A B Hình Nấm Colletotrichum sp gây hại cam Sành C Phân l p môi trường nhân t o D B o t nấm A A B Hình Nấm Phytophthora sp gây bệnh thối rụng cam sành Tản nấm môi trường PDA; B B o t v c nh b o t phân sinh 3.2 Khả ức chế nano kim loại bạc, đồng với nấm Colletotrichum sp Phytophthora sp điều kiện in vitro 3.2.1 Khả ức chế nano bạc, đồng với nấm Colletotrichum sp điều kiện in vitro Với mục ch x c ịnh n ng nano b c, ng c khả ức chế tối ưu với nấm Colletotrichum sp , th nghi m c bố tr với công thức Trong công thức x lý nano b c, công thức x lý nano ng, ối chứng thuốc BVTV v ối chứng không x lý Theo dõi ường k nh tản nấm sau 3, 6, ng y bảng Kết nghiên cứu khoa học BVTV - Sè 4/2018 Bảng Khả ức chế nano bạc, đồng với nấm Colletotrichum sp điều kiện in vitro (Viện BV V, 2017) Công thức Nano b c ppm Nano b c ppm Nano b c ppm Nano b c ppm Nano b c ppm Nano ng ppm Nano ng ppm Nano ng ppm Nano ng 150 ppm Nano ng ppm Ho t chất Difenoconazole (Score 250EC 625ppm) Đối chứng không x lý ng y 0,70 0,00 0,00 0,00 0,00 1,92 1,65 1,23 1,15 0,83 Đường k nh tản nấm cm ng y 0,80 0,00 0,00 0,00 0,00 4,45 2,98 2,75 2,65 1,52 ng y 0,90 0,00 0,00 0,00 0,00 5,92 4,42 4,13 3,73 1,97 HQ sau ng y (%) 89,67 b 100,0 a 100,0 a 100,0 a 100,0 a 31,95 e 49,20 d 52,53 cd 57,13 c 77,36 b 0,00 0,00 0,00 100,0 a 3,80 5,70 8,70 - Ghi chú: chữ khác cột sai khác có ý ngh a mức xác suất p 0,05 Kết th nghi m cho thấy nano b c c khả ức chế m nh với nấm Colletotrichum sp tất c c công thức Ở n ng thấp ppm nano b c c khả ức chế nấm b nh t ,6 % C c công thức c n l i s dụng nano b c ppm ến ppm u cho khả ức chế nấm % tương ương với công thức s dụng thuốc h a học Nano ng c hi u ức chế nấm Colletotrichum sp nano b c, tt , ến ,36% Khi tăng n ng x lý t ppm ến ppm, hi u ức chế nấm c a nano ng c ng tăng v ức chế nấm m nh n ng ppm ,36% Hình Đánh giá khả ức chế nano bạc với nấm Colletotrichum sp điều kiện in vitro Hình Đánh giá khả ức chế nano đồng với nấm Colletotrichum sp điều kiện in vitro 3.2.2 Khả ức chế nano bạc, nano đồng với nấm Phytophthora sp điều kiện in vitro Th nghi m c bố tr tương t với công thức, công thức x lý nano b c, công thức x lý nano ng, ối chứng thuốc BVTV v ối chứng không x lý Theo dõi s ph t tri n c a tản nấm Phytophthora sp sau 3, 6, ng y Kết c ghi nh n bảng Kết nghiên cứu khoa học BVTV - Sè 4/2018 Bảng Khả ức chế nano bạc, đồng với nấm Phytophthora sp điều kiện in vitro Vi n BVTV, Công thức Nano b c ppm Nano b c ppm Nano b c ppm Nano b c ppm Nano b c ppm Nano ng ppm Nano ng ppm Nano ng ppm Nano ng ppm Nano ng ppm Ho t chất Difenoconazole (Score 250EC 625ppm) Đối chứng không x lý Đường k nh tản nấm cm ng y ng y ng y 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,78 0,78 0,00 0,63 0,67 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 HQ sau ng y (%) 100,0 a 100,0a 100,0 a 100,0a 100,0 a 90,13 b 91,52 b 100,0 a 100,0 a 100,0 a 0,00 0,00 0,00 100,0 a 3,25 5,2 7,9 - Ghi chú: chữ khác cột sai khác có ý ngh a mức xác suất p 0,05 Kết th nghi m cho thấy nano b c v nano ng u c khả ức chế m nh với nấm Phytophthora sp n ng thấp Ở n ng x lý thấp ppm nano b c c hi u ức chế nấm sau ng y t 100,0% Với nano ng n ng x lý thấp ppm , hi u ức chế nấm b nh t , 3% Khi tăng n ng x lý nano ng lên ppm hi u ức chế nấm c ng tăng lên ,0%, tương ương với x lý nano b c v thuốc BVTV Hình Đánh giá khả ức chế nano bạc với nấm Phytophthora sp điều kiện in vitro Hình Đánh giá khả nano đồng đến nấm Phytophthora sp điều kiện in vitro 3.3 Khả ức chế nano kim loại bạc, đồng với nấm Colletotrichum sp Phytophthora sp điều kiện in vivo Phytophthora sp , th nghi m i u ki n in vivo c bố tr với công thức với c c n ng kh c v c b sung Tween tăng khả b m d nh Kết c th hi n bảng Đ tìm hi u khả ức chế c a nano b c, nano ng với nấm Colletotrichum sp v Kết nghiên cứu khoa học BVTV - Sè 4/2018 Bảng Khả ức chế nano bạc, đồng nấm Colletotrichum sp., nấm Phytophthora sp.trong điều kiện in vivo (Viện BV V, 2017) Công thức Nano b c ppm Nano b c ppm Nano b c ppm Nano ng ppm Nano ng ppm Nano b c ppm + Tween , % Nano b c 20 ppm + Tween 20 (0,1%) Nano ng ppm + Tween (0,1%) Nano b c ppm + ng ppm Nano b c ppm + ng ppm + Tween 20 (0,1%) Đối chứng Thuốc Score EC 625ppm Đối chứng không lây b nh, không x lý Đối chứng lây b nh không x lý Nấm Colletotrichum sp Di n t ch vết HQPT b nh cm ) (%) 4,91 25,66 g 3,73 43,49 f 1,77 73,25 d 3,87 41,4 f 2,19 66,84 e 2,98 54,79 e 1,41 78,65 c Nấm Phytophthora sp Di n t ch vết HQPT b nh cm ) (%) 6,88 14,45 i 5,43 32,47 g 4,15 48,35 d 5,89 26,7 h 4,83 39,95 ef 5,06 37,01 f 3,53 56,12 c 1,72 73,95 d 4,45 44,69 de 1,17 82,30 bc 3,40 57,76 bc 1,04 84,27 b 2,89 64,01 b 0,38 94,17 a 0,28 96,49 a 0,20 - 0,20 - 6,6 - 8,04 - Ghi chú: chữ khác cột sai khác có ý ngh a mức xác suất p 0,05 Hình Khả ức chế nano bạc kết hợp với nano đồng nấm Colletotrichum sp điều kiện in vivo; a- đối chứng lây bệnh không x lý; b- nano bạc 10 ppm; c-nano bạc 20 ppm + ween; d- Nano bạc 20 ppm + đồng 200 ppm + ween 20 (0,1 ); e- Đối chứng thuốc Score 250EC 625ppm; f- Đối chứng không lây bệnh, không x lý Kết nghiên cứu khoa học Kết th nghi m cho thấy nano b c c hi u ức chế nấm Colletotrichum sp v Phytophthora sp cao so với nano ng c c công thức x lý nano riêng l Nano b c n ng ppm c khả ức chế nấm Colletotrichum sp L 3, %, ức chế nấm Phytophthora sp ch t 8,3 % Khi x lý nano ng ppm, khả ức chế nấm Colletotrichum sp v Phytophthora sp l n lư t l 66,8 % v , % Khi kết h p s dụng nano b c v nano ng với Tween , % hi u ức chế nấm b nh tăng lên Công thức kết h p nano b c ppm v nano ng ppm, b sung Tween với n ng , % c hi u ức chế nấm Colletotrichum sp v Phytophthora sp tương ứng t , % v , % KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1 Kết luận - Nano b c c khả ức chế nấm Colletotrichum sp t ,00% n ng ppm v ức chế nấm Phytophthora sp t 100,00% n ng ppm i u ki n in vitro Nano ng c khả ức chế nấm nano b c Với nấm Colletotrichum sp., khả ức chế c a nano ng t ,36% n ng ppm v ức chế nấm Phytophthora sp t ,00% n ng ppm i u ki n in vitro - Kết h p nano b c 20 ppm v nano ng 200 ppm với 0,1 % Tween cho hi u ức chế nấm cao t , % với nấm Colletotrichum sp v , % với nấm Phytophthora sp i u ki n in vivo 4.2 Đề nghị Tiếp tục th nghi m sản phẩm nano kim lo i i u ki n nh lưới, di n h p, di n r ng ngo i ng ru ng nh gi hi u c a ch ng ph ng tr c c lo i nấm gây hi n tư ng rụng ăn c m i BVTV - Sè 4/2018 TÀI LIỆU THAM KHẢO B Nông nghi p PTNT, Quy chuẩn kỹ thu t Quốc Gia v phương ph p ph t hi n dịch h i c m i QCVN - 119: 2012/BNNPTNT Bragg PD, Rainnie DJ, 1974 The effect of silver ions on the respiratory chains of Escherichia coli Can J Microbiol 20:883-9 FAOSTAT, 2016 Data base results 2016, Food and Agricultural Organization of the United Nations, http;//fao.org Kaur R., H S Rewal and A Sethi, 2007 Preharvest stem-end rot in citrus cultivars due to Colletotrichum gloeosporioides Europ J Hort Sci ISSN 1611-4426 72, pp 20-25 Lê Mai Nhất, Nghiên cứu b nh v ng l greening h i ăn c m i m t số t nh ph a Bắc Vi t Nam v xuất bi n ph p ph ng chống, Lu n n Tiến sĩ nông nghi p, Vi n Khoa học Nông nghi p Vi t Nam Naqvi, S.A.M.H., 2004 Diagnosis and Management of Pre and Post-harvest Diseases of Citrus fruit Paula F Tennant, Dwight Robinson, Latanya Fisher, Dave Hutton, Stacy-Marie Bennett, Dave Hutton, Phillis Coates-Beckford and Wayne Mc Laughlin, 2009 Diseases and Pests of Citrus (Citrus spp.) Tree and Forestry Science and Biotechnology pp 82-98 Weber G F , 1973 Bacterial and fungal diseases of plants in the tropics pp 132-159 Wei Hao, Timothy D Miles, Frank N Martin, Gregory T Browne, Helga Făorster, and James E Adaskaveg, 2018 Ecology and EpidemiologyTemporal Occurrence and Niche Preferences of Phytophthora spp CausingBrown Rot of Citrus in the Central Valley of California Phytopathology, Vol 108, No pp 384-391 10 Wei Hao, Timothy D Miles, Frank N Martin, Gregory T Browne, Helga Forster, and James E Adaskave 11.Yeo, S Y., H J Lee, and S H Jeong, 2003 Preparation of nanocomposite fibers for permanent antibacterial effect J Mater Sci 38: 2143-2147 Phản biện: TS Ngô Vĩnh Viễn ... Hình Triệu chứng bệnh rụng cam Sành A Cây bị rụng quả; B Tri u chứng b nh nấm Colletotrichum quả; C Tri u chứng b nh nấm Phytophthora A B Hình Nấm Colletotrichum sp gây hại cam Sành C Phân l p môi... o t nấm A A B Hình Nấm Phytophthora sp gây bệnh thối rụng cam sành Tản nấm môi trường PDA; B B o t v c nh b o t phân sinh 3.2 Khả ức chế nano kim loại bạc, đồng với nấm Colletotrichum sp Phytophthora. .. Khả ức chế nano bạc, đồng nấm Colletotrichum sp., nấm Phytophthora sp.trong điều kiện in vivo (Viện BV V, 2017) Công thức Nano b c ppm Nano b c ppm Nano b c ppm Nano ng ppm Nano ng ppm Nano b