III. Các câu hỏi về kiến thức chung
Câu 31: Chuẩn đoán bệnh của cây trồng
Trả lời:
Chẩn đoán bệnh của cây trồng( Plant Disease Diagnostic )
Công nghệ sinh học đã tạo đà cho sự phát triển kỹ thuật chẩn đoán bệnh cây trồng. Kỹ thuật này đã giúp ích cho bà con nơng dân tồn cầu kiểm soát các loại dịch bệnh ảnh hưởng đến cây trồng.
Kiểm sốt thành cơng một loại bệnh cây trồng, cần phải xác định chính xác nguyên nhân gây bệnh ngay giai đoạn đầu. Trì hồn xác định nguyên nhân dẫn tới ảnh hưởng lên cây trồng ở diện rộng, và thất thu tài chính đối với bà con nơng dân. Một số bệnh có thể chẩn đốn bằng mắt, dù nhiều khi bệnh được phát hiện bằng mắt ở cây trồng đồng nghĩa với tình hình dịch bệnh đã ảnh hưởng khá sâu, và lúc đó thì đã muộn
Nhiều loại bệnh khác chỉ có thể phát hiện nhờ các phân tích trong phịng thí nghiệm, thường cần tới vài ngày hoặc nhiều tuần để thực hiện, trong một số trường hợp không tỏ ra hiệu quả. Những chậm trễ trong khi cần có chẩn đốn nhanh gây ra nhiều phiên tối, vì vậy cần có các biện pháp ngăn chặn tổn thất và tổn thương lên cây trồng.
Rất may mắn, hiện nay đã có nhiều kỹ thuật chẩn đốn mới khơng cần nhiều thời gian phân tích và tương đối chính xác khi xác định mầm bệnh. Các kỹ thuật chẩn đoán này dựa trên phát hiện nhanh các prôtêin và DNA cụ thể của từng mầm bệnh, loại bệnh và điều kiện. Một số kỹ thuật địi hỏi phải có đào tạo và trang thiết bị trong phịng thí nghiệm, trong khi một số khác lại cần thực hiện trên hiện trường và không cần nhân viên phải có đào tạo đặc biệt.
Ví dụ về các cơng nghệ chẩn đốn hiện nay:
Bộ chẩn đoán ELISA ( Enzyme-Linked Immunosorbent asay)
Bộ ELISA (xét nghiệm chất hấp thụ miễn dịch trong liên kết enzim) dựa trên khả năng nhận biết một chất prôtêin nhất định hoặc liên kết kháng nguyên với mầm bệnh thực vật của một kháng thể. Bộ dụng cụ rất dễ sử dụng, một vài thí nghiệm có
Page | 187 thể tiến hành ngay trên đồng ruộng có nghi ngờ dịch bệnh, chỉ mất 5 phút thử nghiệm. Hơn nữa, ELISA khơng cần tới phịng thí nghiệm hay bất cứ đào tạo đặc biệt nào.
Trên thị trường có rất nhiều bộ dụng cụ thử nghiệm ELISA dùng để phát hiện nguồn gốc gây bệnh ở cây trồng (như sắn, bia, khoai tây), ở một số loại hoa (như hoa lan, hoa huệ), một số loại quả (như chuối, táo, nho), một số loại hạt (lúa mì, lúa) và hoa màu. Ví dụ, những kỹ thuật này dùng để phát hiện bệnh thui chồi của cây mía, vi rút bệnh khảm ở cây cà chua, vi rút bệnh khảm lá bắc ở cây chuối, vi rút ở đầu buồng chuối, và vi rút bệnh khảm ở dưa hấu.
Thấm hút tế bào trực tiếp( Direct tissue blotting )
Kỹ thuật này cũng sử dụng các kháng thể nhất định để phát hiện sự hiện diện các mầm bệnh trong cây. Trong phương pháp này, các mẫu tế bào mang bệnh được nén, để rút prôtêin trên một loại giấy đặc biệt, và kháng thể được đặt thêm vào. Sau đó, sử dụng thêm thuốc thử màu xem phản ứng giữa hỗn hợp mầm bệnh và kháng thể. Phản ứng màu cho thấy kết quả dương tính và vị trí các điểm chốt của mầm bệnh trong tế bào bị bệnh.
Que DNA/RNA
Một bộ công cụ khác có thế sử dụng dự đốn bệnh của cây trồng là que axit nucleic (hay DNA/RNA). Các que này là các phân đoạn axit nucleic sắp xếp trong một chuỗi bổ sung cho các chuỗi DNA hoặc RNA của mầm bệnh. Vì các chuỗi bổ sung lần nhau, nên các que có thể được sử dụng để xác định bệnh.
Phƣơng pháp thấm hút nén( Squash blot method )
Trong phương pháp thấm hút nén, tế bào từ cây trồng bị nghi có bệnh bị nén vào một loại giấy đặc biệt, gọi là màng. Màng này được xử lý bằng một loại que có thể kết lại với DNA hoặc RNA của cây bị nghi có mầm bệnh trong tế bào. Q trình kết dính sẽ xảy ra khi chuỗi bổ sung xuất hiện. Sau khi bổ sung thêm vài chất vào màng, phản ứng màu cho thấy que và DNA/RNA mầm bệnh quyện vào nhau, và bệnh được phát hiện. Khơng có màu phản ứng nghĩa là thử nghiệm âm tính.
Phản ứng trùng hợp chuỗi cũng sử dụng các thanh axit nucleic để phát hiện hiện diện của mầm bệnh. Phương pháp này nhạy cảm hơn khi so sánh với các kỹ thuật khác bởi vì PCR (phản ứng trùng hợp chuỗi) có thể phát hiện ngay cả lượng nhỏ vật liệu di truyền của mầm bệnh ở từng mẫu và có thể phóng to những chuỗi xác định ở mức có thể phát hiện bệnh.
PCR cũng được sử dụng để phát hiện mầm bệnh trong khơng khí, đất và nước. Các bào tử, đặc biệt bào tử sản xuất ra nấm là nguồn lây lan chính của dịnh bệnh. Kỹ thuật này có thể giúp bà con nơng dân phát hiện các dịch bệnh có khả năng xảy ra và phạm vi thiệt hại do dịch bệnh gây nên.
Kỹ thuật này đồng thời cũng giúp người nông dân phát hiện ra những mầm bệnh có thời gian ủ bệnh tương đối dài trước khi phát ra triệu chứng. Người nông dân nhờ
Page | 188 vậy có thể theo dõi mầm bệnh và áp dụng những phương pháp phòng ngừa, kiểm soát cần thiết để ngăn chặn sự lây lan của dịch bệnh.
PCR đồng thời cũng được sử dụng để phát hiện nếu đột biến xảy ra trong một số lượng mầm bệnh. Những đột biến di truyền loại này dẫn tới những dịng kháng. Phát triển bộ thí nghiệm phân tử có thể tương đối tốn kém nhưng hiệu quả thu được rất lớn. Hơn thế, khơng địi hỏi nhiều thời gian, nhiều rào cản quy định (bởi vì khơng để tiêu dùng), có thể rao bán rộng rãi trên thị trường và trực tiếp tới bà con nông dân.