Phần 2 Tổng quan tài liệu
2.3. Một số nghiên cứu về nấm đối kháng
2.3.2. Một số nghiên cứu về nấm đối kháng ở Việt Nam
2.3.2.1. Trichoderma
Nấm Trichoderma spp. hiện diện gần như trong tất cả các loại đất và trong một số môi trường sống khác. Chúng là loại nấm được nuôi cấy thông dụng nhất. Chúng hiện diện với mật độ cao và phát triển mạnh ở vùng rễ của cây, một số giống có khả năng phát triển ngay trên rễ. Những giống này có thể được bổ sung vào trong đất hay hạt giống bằng nhiều phương pháp. Ngay khi chúng tiếp xúc với rễ, chúng phát triển trên bề mặt rễ hay vỏ rễ phụ thuộc vào từng giống. Vì vậy, khi được dùng trong xử lý hạt giống, những giống thích hợp nhất sẽ phát triển trên bề mặt rễ ngay cả khi rễ phát triển dài hơn 1m phía dưới mặt đất và chúng có thể tồn tạo, cịn hiệu lực cho đến 18 tháng sau khi sử dụng. Tuy nhiên, không có nhiều giống có khả năng này.
Trần Thị Thuần và cs. (2000) cho biết khi sử dụng chế phẩm nấm đối
kháng Trichoderma phòng trừ bệnh nấm lở cổ rễ hại lạc, đậu tương kết quả cho
thấy khi xử lý nấm đối kháng vào đất trước khi trồng đã hạn chế được bệnh, hiệu quả đạt từ 41,25 - 55,48%.
Ngồi sự hình thành khuẩn lạc trên rễ, nấm Trichoderma cịn tấn cơng, ký sinh và lấy chất dinh dưỡng từ các lồi nấm khác. Bởi vì nơi Trichoderma phát triển tốt nhất là nơi có nhiều rễ khỏe mạnh, vì Trichoderma sở hữu nhiều cơ chế cho việc tấn cơng các lồi nấm gây bệnh cũng như cơ chế cho việc nâng cao sự
sinh trưởng và phát triển của cây. Nhiều phương pháp mới trong kiểm soát sinh học và nâng cao sự sinh trưởng của cây hiện nay đã được chứng minh rõ ràng. Quá trình này được điều khiển bởi nhiều gen và sản phẩm từ gen khác nhau. Sau đây là một số cơ chế chủ yếu: Ký sinh nấm, kháng sinh, cạnh tranh chất dinh dưỡng và không gian; sự chịu đựng các điều kiện bất lợi bằng việc gia tăng sự phát triển của cây và rễ; làm hịa tan và cơ lập chất dinh dưỡng vô cơ, cảm ứng sự kháng bệnh, bất hoạt enzyme gây bệnh (Dương Hoa Xô, 2005).
Trong tự nhiên nấm Trichoderma spp. ln có mặt trong đất và là một vi
sinh vật có lợi cho cây trồng. Chúng có khả năng phân giải các chất hữu cơ cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng và còn là tác nhân sinh học đối kháng lại các loại
nấm gây bệnh cho cây trồng tồn tại trong đất như Rhizoctonia solani, Fusarium,
Sclecroium rolfsii, Verticillium, Botrytis...(Nguyễn Đăng Hiệp và cs., 2006). Cho
đến nay, tác nhân sinh học trừ bệnh hại cây trồng được nghiên cứu nhiều hơn cả là nhóm nấm đối kháng Trichoderma. Lê Minh Thi và cs. (1989) đã nghiên cứu
sản xuất nấm Trichoderma để sử dụng phịng trừ nấm Corticium sakii gây bệnh
khơ vằn lúa và nấm S. rolfsii gây bệnh héo lạc .
Đỗ Tấn Dũng (2006) khi khảo sát hiệu lực của nấm T.viride với các isolate
nấm S. rolfsii trên môi trường nhân tạo thấy rằng khi nấm T. viride có mặt trước
nấm gây bệnh thì bản thân nó có khả năng chiếm chỗ, cạnh tranh, ức chế và tiêu diệt nấm S.rolfsii và trong điều kiện chậu vại nấm đối kháng T. viride có thể
phịng trừ bệnh héo rũ gốc mốc nâu do nấm S. rolfsii hại cây đậu tương đạt hiệu quả trừ bệnh. 94,4%. Trần Thị Thuần và cs (2000) cho biết khi sử dụng chế phẩm nấm đối kháng Trichoderma phòng trừ bệnh nấm lở cổ rễ hại lạc, đậu tương kết quả cho thấy khi xử lý nấm đối kháng vào đất trước khi trồng đã hạn chế được bệnh, hiệu quả đạt từ 41,25 - 55,48%.
Nấm Trichoderma spp. được ứng dụng để bảo vệ cây trồng chống các
nấm và vi khuẩn gây bệnh. Nấm Trichoderma spp. đối kháng với nấm gây bệnh cây trồng thông qua nhiều cơ chế bao gồm ký sinh, chất kháng sinh và enzyme phân hủy vách tế bào của nấm bệnh (Nguyễn Văn Đĩnh và cs., 2007).
Hồng Châu (2009) cho rằng nấm Trichoderma giúp thúc đẩy tiến trình phân giải chất hữu cơ nhanh hơn được dùng để ủ phân chuồng, phân xanh sẽ rút ngắn thời gian hoai mục.
Trichoderma viride xử lý hạt giống, củ giống, tưới, trộn với phân hữu cơ bón
vào đất đều có tác dụng phịng trừ một số bệnh nấm hại vùng rễ của cây lạc và cây khoai tây như bệnh lở thân, héo gốc mốc trắng và bệnh héo vàng…
2.3.2.1. Chaetomium
Nấm đối kháng Chaetomium lần đầu tiên được nghiên cứu ở Viện Di
truyền Nông nghiệp. Các nghiên cứu thử nghiệm hiệu lực chế phẩm sinh học
trừ nấm Chaetomium được sản xuất từ các chủng nấm Chaetomium globosum
và Chaetomium cupreum của Thái Lan. Lê Thị Ánh Hồng, Trần Duy Quý và
cs cho biết chế phẩm có hiệu lực cao trong phòng chống nhiều loại bệnh hại lan truyền qua đất (soilborn diseases) và có hiệu lực với một số bệnh lan truyền qua khơng khí (airborn diseases). Kết quả phân lập và định danh các
loài Chaetomium đã phân lập và định danh được 4 loài Chaetomium. Kết quả
thử nghệm 2 loài Chaetomium globosum và Chaetomium cupreum có khả
năng đối kháng cao nhiều bệnh nấm hại như: Curvularia lunnata,
Fussarium.o.lycopersici, Sclerotium rolfsii, Pyrcularia oryzae, P.palmivora, C.gloeosporioides, P.parasitica.
Ở Việt Nam, nấm đối kháng Chaetomium lần đầu tiên được nghiên cứu ở Viện Di truyền nông nghiệp vào năm 1999. Các nghiên cứu, tìm kiếm, định danh các lồi Chaetomium đã được thực hiện. Sau khi đã phân lập và định danh được 4 loài Chaetomium, các nghiên cứu thử khả năng đối kháng của 2 loài Chaetomium
globosum và Chaetomium cupreum đã được thực hiện trong phịng thí nghiệm, chúng tỏ ra có khả năng đối kháng cao với nhiều loại nấm bệnh hại như:
Curvularia lunata, Fusarium olucopersici, Sclerotium rolfsii, Pyricularia oryzae, Colletotrichum gloeosporioides... Các nghiên cứu của Viện Di truyền cho thấy:
hai loài nấm Chaetomium cupreum và Chaetomium globosum phát triển ở điều
kiện pH từ 4,8-6,5, nhưng độ pH tối ưu cho chúng là trong khoảng từ 5-6. Hai lồi nấm này có thể sinh trưởng phát triển trong phổ nhiệt độ rất rộng 3-52o
C.
Điều kiện tối ưu cho việc sinh bào tử sản lượng cao là từ 25-27oC. Năm 2002-
2003 Viện Di truyền nông nghiệp đã sản xuất thử thành công chế phẩm trừ nấm sinh học từ các chủng Chaetomium được tìm thấy ở Việt Nam, với tên là ChaeVDT và đã tiến hành thử hiệu lực chế phẩm trừ nấm sinh học này trên một số lồi cây trồng như: cam Canh, thơng, hoa hồng, hoa cúc và cà chua (Lê Thị Ánh Hồng, 2005).
Trong thời gian từ năm 2001 đến nay, Viện Di truyền Nông nghiệp tiếp tục nghiên cứu vi sinh vật có lợi và tập chung nghiên cứu nấm đối kháng để phòng trừ các loại nấm bệnh hại cây trồng như: Chaetomium, Trichoderma… và nhận thấy nấm đối kháng có rất nhiều ưu điểm có thể khai thác trong phòng và đặc trị các loại nấm gây hại vì chúng tác động theo nhiều cơ chế và lợi ích khác nhau như:
+ Sản sinh ra kháng sinh
Chaetomium được biết đến là một loại nấm có khả năng tổng hợp một số
hợp chất sinh học. Cho tới nay, 4 hoạt chất sinh học đã được xác định từ nấm
Chaetomium (Kaewchai et al., 2009; Soytong et al., 2001). Các hoạt chất này
bao gồm:
Chaetoglobusin C: có khả năng ức chế sinh trưởng của một số nấm gây
bệnh cây như Colletotrichum gloeosporioides, Col. dematium, Fusarium
oxysporum, Phytophthora palmivora, P. parasitica, P. cactorum, Pyricularia oryzae, Rhizoctonia solani and Sclerotium rolfsii (Soytong et al., 2001).
Chaetoviridins A và B: có khả năng ức chế sinh trưởng một số nấm như
Pyricularia oryzae, Pythium ultimum (Park et al., 2005).
Rotiorinols do nấm C. cupreum tạo ra có khả năng ức chế sinh trưởng của
nhiều tác nhân gây bệnh gồm cả nấm và vi khuẩn (Kanokmedhakul et al., 2006).
+ Ký sinh (mycoparasism)
Ký sinh trực tiếp là khả năng của vi sinh vật đối kháng sử dụng các enzymes của chúng để tấn công tác nhân gây bệnh. Chaetomium là nhóm nấm có hệ enzyme ngoại bào phong phú. Chúng có khả năng tạo các enzyme cellulases, chitinases và b-1,3-glucanases. Các enzyme này giúp Chaetomium có thể phân
hủy vách tế bào nấm thật (fungi) được cấu tạo bởi chitin (là các chuỗi N-acetyl- D-glucosamine không phân nhánh) và β-1,3-glucan hay vách tế bào của nấm trứng (Phytophthora, Pythium), được cấu tạo bởi cellulose và glucan (Cao et al., 2009; Gao et al., 2005a; Gao et al., 2005b; Kaewchai et al., 2009; Sun et al., 2006; Ya-fen and Jin-jie, 2005).
+ Tăng sức đề kháng của cây
Một cơ chế nữa cũng phải kể đến là chính Chaetoglobosin C do
trồng (IR, Iduced Resistance). Khả năng này thực hiện vai trị kích thích tính miễn dịch của cây trồng làm cho nó có khả năng kháng bệnh. Sự oxy hóa mạnh mẽ trong thực vật có thể phân loại nhờ khả năng sinh sản nhanh chóng của các lồi có ơxy hoạt hóa tức thời sau khi có biểu hiện của một vài stresses. Các lồi có ơxy hoạt hóa đóng vai trị quan trọng trong việc tạo ra các tín hiệu ban đầu phản ứng lại với các stress (Doke, 1997). Hiện tượng ơxy hóa mạnh mẽ này được coi là đèn tín hiệu trong các mơ tế bào thực vật chống lại sự tấn công của các vi sinh vật gây bệnh, bảo vệ chính bản thân nó. Khả năng làm tăng tính kháng cho cây nhờ vào việc kích thích Phytoalexin trong cây trồng là chất kích thích hệ miễn dịch của cây hình thành các phản ứng bảo vệ của cây và kìm hãm sự phát triển của nấm bệnh (Doke et al., 1991, 1997).
Các thí nghiệm đã cho thấy Chaetomium cảm ứng hình thành các lớp oxy
hoạt hóa (ROS, reactive oxygen classes) – là các phân tử dẫn truyền tín hiệu để cảm ứng tạo thành tính kháng tập nhiễm trên cây cà rốt, khoai tây, khoai lang, thuốc lá (Kanokmedhakul et al., 2002; Soytong et al., 2001).
Hiện nay bệnh đốm nâu trên cây thanh long chưa có sản phẩm nào có khả năng hạn chế được bệnh cao. Do đó việc nhiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh đối kháng phòng trừ bệnh đốm nâu cây trồng nói chung và cây thanh long nói riêng là rất cần thiết. Sản phẩm khơng chỉ hạn chế được bệnh đốm nâu mà cịn mang lại lợi ích kinh tế, xã hội và bảo vệ môi trường vùng sản xuất.