2. Tổng quan vấn đề nghiên cứu
2.2. Một số kết quả nghiên cứu về bệnh nấm hại thuốc lá
2.2.2. Một số bệnh nấm chính hại thuốc lá ở ruông sản xuất
Bệnh đ−ợc ghi nhận đầu tiên ở Bắc Califonia (Mỹ) vào năm 1892. Theo Lucas (1975) [39], bệnh đốm nâu gây thiệt hại trực tiếp đến thuốc lá do tạo ra các vết đốm trên lá. Bệnh làm giảm chất l−ợng lá do làm biến đổi thành phần hoá học của lá (tỷ lệ đ−ờng/ nitơ tăng lên khi chỉ số bệnh tăng). Theo Hopkins (1956) [37] bệnh đốm nâu là bệnh quan trọng ở Rhodesia từ năm 1931, sau đó bệnh trở nên nghiêm trọng và phân bố rộng. ở Trung Phi, Colombia, Achentina, Venezuela; bệnh cũng có mặt ở Nhật Bản, úc, Canada và một số n−ớc châu âu. Bệnh d−ờng nh− nặng hơn ở những vùng ấm, ẩm. Năm 1956 thiệt hại do bệnh gây ra −ớc tính vào khoảng 10 triệu USD ở Bắc Califonia (Mỹ). Từ năm 1963, thiệt hại hàng năm do bệnh gây ra vào khoảng 0,5% tổng sản l−ợng thuốc lá ở Mỹ (Collins,1973 [26] ).
Nấm gây bệnh trên nhiều loài và nhiều chủng khác nhau, trên các ký chủ khác nhau. Neergaard (1945) [47] đã phát hiện 40 loài cây ký chủ của nấm. Fukuda (1968) [46] đã lây nhiễm thành công trên 56 loài cây trồng thuộc 19 họ thực vật.
∗ Hình thái nấm
Bệnh đốm nâu do nấm Alternaria alternata thuộc họ Dematiaceae, bộ Moniliales, lớp nấm bất toàn Deuteromycetes.
Theo Simmon, nấm A. alternata có bào tử phân sinh và cành bào tử phân sinh màu nâu vàng. Bào tử phân sinh hình thành trên cành bào tử phân sinh, một cuống ngắn, mọc đơn, thẳng hoặc hơi cong, nhẵn, có từ 1 - 3 vách ngăn ngang, kích thước trung bình là 20 - 46 ì 4,6àm; tế bào gốc đôi khi hơi phồng lên. Bào tử phân sinh có nhiều hình dạng: hình trứng, hình chuỳ, hình quả lê thon đầu hoặc hình bầu dục. Bào tử phân sinh có một lỗ ở gốc, không
có mỏ khi chúng hình elíp, hoặc có mở ngắn, thon nhọn hoặc hình trụ, có kích th−ớc trung bình là 2 - 3àm, mỏ có thể dài 2,5àm, th−ờng chiều rộng bằng 1/4 - 1/3 chiều dài của bào tử. Mỏ bào tử có màu nhạt hơn thân của bào tử phân sinh. Thân bào tử phân sinh có kích th−ớc trung bình là 30,9 ì 12,6àm, có 3 - 8 vách ngăn ngang và có 1 - 2 vách ngăn dọc, vách tế bào nhăn hơi gợn nhẹ.
Theo Neergaard (1945) [47], sự biến động mạnh về hình dáng, kích thước và vách ngăn của bào tử phân sinh là những khó khăn trong giám định loài. Nhiều nhà nghiên cứu khác cũng cho thấy môi tr−ờng sống có ảnh h−ởng
đến hình thái.
∗ Sinh lý nÊm
Theo Stavery et al. (1970) [64] nhiệt độ tối thích để nấm sinh trưởng là 25 - 30oC, tối thiểu là 5oC và tối đa là 38oC. Trên môi tr−ờng nhân tạo PDA, nấm hình thành bào tử sau 48 giờ nuôi cấy. Theo Norse (1973) (Lucas dẫn theo, 1991) [40], cho biết có đến 94 - 99% bào tử nảy mầm sau 48 giờ nuôi cấy. Bào tử phân sinh và sợi nấm giữ đ−ợc sức sống sau 4 tháng trong đá lạnh hoặc làm khô ở - 10oC và chịu đ−ợc nhiệt độ 46oC trong 2 ngày. Fukuda (1970) (Lucas dẫn theo, 1975) [39], thấy hầu hết bào tử phân sinh chỉ sống
đ−ợc 5 phút ở nhiệt độ 53oC trong điều kiện khô ẩm. ở nhiệt độ 125oC và khô
thời gian sống của bào tử phân sinh còn ngắn hơn.
ảnh h−ởng của pH: Theo Wills (1969) [68], nấm A. alternata sinh trưởng tốt trên môi trường PDA với biên độ pH rộng (pH tối thích là 5,5; tối thiểu là 3,0 và tối đa là 10,2). Sự sinh tr−ởng và sinh bào tử của nấm A.
alternata thay đổi mạnh theo cơ chất. Trên môi trường PDA sẽ tăng cường sự sinh bào tử, còn môi tr−ờng Czapek và CMA thì nấm khó sinh bào tử. Bào tử phân sinh, cành bào tử phân sinh và sợi nấm già trên môi tr−ờng có màu xanh
ô liu tối về sau hoá thành đen. Trong môi tr−ờng không thích hợp, nấm có thể tạo nhiều sợi ký sinh. Loài A. alternata là loài sinh vật cạnh tranh yếu. Trên
môi tr−ờng, nấm A. alternata th−ờng bị các vi sinh vật khác sinh tr−ởng lấn át và giết chết. Bào tử và sợi nấm bị phân huỷ sau 36 - 48 giờ. Tuy bào tử tồn tại trong mô cây đang phân huỷ nhanh rất kém, nh−ng thân thuốc lá chứa lignin th−ờng bị phân huỷ chậm, nên nấm có thể tồn tại đ−ợc. ánh sáng cực tím, thiếu nguồn cacbon, sợi nấm dễ bị tổn thương. ẩm độ là yếu tố kích thích nấm hình thành cành bào tử phân sinh.
Theo Lucas (1975) [39], sự sinh sản của bào tử phụ thuộc vào các mẫu nấm phân lập, ẩm độ, nhiệt độ (tạo ít bào tử ở nhiệt độ dưới 160C hoặc trên 32oC) và ánh sáng (là yếu tố quan trọng nhất. Nấm không sinh bào tử trong
điều kiện tối liên tục. Fukuda (1968) [34] thấy chất l−ợng ánh sáng ảnh h−ởng t−ới hình thành bào tử. B−ớc sóng từ 362 - 380nm làm tăng khả năng hình thành bào tử.
Theo Verma (1963) [67]; Panadey (1966) [48]; Lucas (1975) [39], nÊm A. alternata có hệ enzym rất phong phú, nên có thể hình thành bào tử trên nhiều loại môi tr−ờng khác nhau. Nấm A. alternata tạo ra nhiều chất chuyển hoá gây độc nh− các chất dibenzo - pyron. Một số chất có thể gây độc cho nhiều nấm, vi khuẩn, virus, thực vật bậc cao và động vật máu nóng. Acid temazonic là một chất độc hình thành cả trong lá thuốc lá và trên môi trường nuôi cấy, đã gây ra quầng vàng của vết bệnh trên lá thuốc lá Mikami et al (1972) [45].
∗ Quan hệ ký chủ
Khi nảy mầm, bào tử phân sinh cần có giọt n−ớc và có thể nảy mầm ngay trên bề mặt lá. Khi nảy mầm trong n−ớc, nấm có xu h−ớng tạo nhiều sợi nấm, nh−ng không xâm nhập đ−ợc vào mô lá. Làm khô giọt n−ớc chứa bào tử, sẽ kích thích nấm xâm nhập. Nhiều nghiên cứu đều thống nhất: bào tử phải bị khô trên bề mặt lá trước khi nảy mầm và sau đó bị làm ướt lại thì mới dễ xâm nhiễm. Bào tử nảy mầm th−ờng tạo ống mầm. Chỉ những sợi sinh tr−ởng mạnh với kích th−ớc 3 - 5àm, mới có khả năng xâm nhập. Nấm có thể xâm nhập
trực tiếp qua khí khổng (mang tính cơ hội). Các vị trí thích hợp cho nấm xâm nhập là tế bào gốc lông lá, mép lá, các tổn th−ơng do côn trùng. D−ờng nh− ở
đầu vụ, nấm chỉ có thể xâm nhập vào những bộ phận suy yếu trên lá. Về sau, khi cây bắt đầu ra hoa, bào tử nảy mầm tạo ra những sợi nấm ngắn (kích th−ớc trung bình là 5 - 20àm), có vòi áp ở đầu và có thể xâm nhập vào bất kỳ vị trí nào trên lá hoặc cây.
Theo Lucas (1975) [39] cho biết vết bệnh đốm nâu trên giống mẫn cảm gồm 3 phần: tâm chết hoại có nấm xâm nhập, một quầng biến màu hoặc màu vàng sáng không có nấm xâm nhập và ngoài cùng là một quầng viền. Sự hình thành quầng là phản ứng của ký chủ với các chất chuyển hoá do nấm tiết ra.
∗ Chu kỳ bệnh
Nấm qua đông ở dạng sợi trong tàn d− cây bệnh. Sự hình thành bào tử phân sinh của nấm diễn ra vào mùa xuân, khi điều kiện thời tiết thuận lợi.
Theo Ramm (1963) [55], sự xâm nhiễm lần đầu xuất hiện trên các lá ở vị trí thấp nhất. Sự tái xâm nhiễm do bào tử mới sinh đ−ợc lan truyền nhờ gió và n−ớc. Sau nhiều chu kỳ xâm nhiễm, nấm có thể tấn công cây khoẻ vào bất kỳ giai đoạn nào kể cả lá non, chồi bên, lá thành thục, quả và thân. Khi trời ấm lâu, nấm hình thành nhiều vết bệnh (thậm chí trên 200 vết/ lá). Bào tử hình thành trên vết bệnh, rất thuận lợi để bệnh có thể phát triển thành dịch.
Theo Lucas (1975) [39] sau khi cây chết, nấm có thể tồn tại trên tàn d−
cây ở dạng sợi trong nhiều tháng. Gió là tác nhân chính giúp cho bào tử lan truyền bệnh với khoảng cách xa. Bào tử nấm cũng có thể lan truyền nhờ n−ớc m−a. Nhiệt độ tối thích cho bệnh phát triển là 26,5 - 31oC. Có nhiều thông tin khác nhau về nhiệt độ tối thích của của nấm: 30oC (Tisdale et al, 1963 [63]);
thì nhiệt độ tối thích là; 25oC (Riley, 1949) [53]; 22oC (Ramm et al., 1963) [55] và 28oC (Stavely et al.,1970 [59]). Nhiệt độ tối thích để ống mầm phát triển trên lá là 22,5oC. ở nhiệt độ này tốc độ phát triển của ống mầm tăng gấp 2 lần ở 20oC và gấp 3 lần ở nhiệt độ 15oC. Ramm (1963) [55] cho rằng bệnh
nặng trong thời gian trời ẩm ớt. ẩm độ là yếu tố quan trọng nhất đối với sự phát triển của bệnh. ở nhiều nước, ban đêm có sương và nhiệt độ trung bình từ 15 - 25oC rất thích hợp cho nấm bệnh đốm nâu gây hại thuốc lá phát sinh, phát triÓn.
2.2.2.2. Bệnh đốm mắt cua (Cercospora nicotianae Ell. Et. Ev)
Theo Davide et al. (1960) [27] bệnh phát hiện đầu tiên ở Bắc Califonia do Ellis và Everhart. Từ năm 1960, bệnh đã trở thành một trong những dịch hại quan trọng trên thuốc lá ở vùng Trung Mỹ; phổ biến nhất ở Honduras, Nicaragoa, Jamaica và Panama. Bệnh cũng quan trọng trên thuốc lá Xì gà ở Philippines. Trước năm 1960, bệnh được đánh giá là nghiêm trọng nhất trên thuốc lá sấy ở Trung Phi.
∗ Phân loại hình thái
Nấm gây bệnh do loài Cercospora nicotianae, thuộc họ Dematiaceae, bộ Moniliales, lớp nấm bất toàn Deuteromycetes.
Bào tử phân sinh biến động mạnh về hình thái và kích thước. Theo Chupp (1966) (Sober dẫn theo,1968 [56]), kích th−ớc bào tử phân sinh là 35 - 150 ì 3,4àm. Theo Sobers (1968) [56] kích th−ớc bào tử phân sinh là 25 - 370
ì 3,4 - 6,1àm. Chất dinh dưỡng và nhiệt độ có ảnh hưởng đến chiều dài của bào tử phân sinh. Bào tử phân sinh thon thẳng t−ới cong, đa bào, không màu.
Cành bào tử phân sinh màu nâu, đa bào phân nhánh ít, kích th−ớc trung bình là 20 - 600 ì 4 - 5àm. Cành mọc thành cụm, thường sinh ra từ các thể đệm của nấm bệnh trong mô ký chủ.
∗ Sinh lý nÊm
Nấm Cercospora sp. có thể có phổ ký chủ rộng. Johnson et al. (1949) [38] đã nuôi cấy nấm Cercospora sp từ 28 loài cây thuộc 16 họ thực vật. Nấm sinh ra không có sự khác nhau về hình thái tản nấm, hình dáng và kích th−ớc bào tử. Trong đó có 16 mẫu nấm từ 11 họ thực vật đều gây triệu chứng bệnh
đốm mắt cua trên thuốc lá. Raeber et al. (1964) [52] đã thử trên 28 loài Nicotianae kể cả loài N. tabacum và N. rustica, cho thấy các loài N. repanda, N. sylvestris, một chủng N. debneyi và tổ hợp lai N. repanda, N. sylvestris
đều nhiễm bệnh.
Các giống thuốc lá đang đ−ợc dùng trong sản xuất, có rất ít giống kháng đ−ợc bệnh này (Lucas, 1975 [39] ); (Lucas, 1994 [41]). Stavely (1968) [57] đã thử 990 giống N. tabacum và chỉ tìm thấy 31 giống kháng bệnh.
Diachum et al. (1941) [32] thấy nấm sinh bào tử dễ dàng ở nhiệt độ 27oC trong bóng tối và trên môi tr−ờng agar có chứa dịch chiết thuốc lá. Nhiệt
độ tối thích cho sự sinh bào tử của nấm là 27oC, tối thiểu là 7oC và tối đa là 34oC. Yen ở Formosa (1956) [69] cho biết nhiệt độ tối thích là 30oC. Stavely et al. (1968) [57] lại chỉ ra rằng nhiệt độ tối thích cho nấm sinh bào tử là 18oC, tối thích cho sợi nấm sinh trưởng là 26oC. Các tác giả trên đều cho rằng khả
năng sinh bào tử của nấm tăng lên dưới tác động của ánh sáng huỳnh quang và nấm sinh trưởng tốt vào buổi trưa và buổi chiều; sinh bào tử tốt nhất ở nhiệt độ thấp hơn vào buổi sáng sớm. Stavely và Nimmo thấy rằng môi tr−ờng V8 agar và một loại môi tr−ờng tổng hợp có chứa DL - Leucin, sucrose, nấm men và các chất khoáng giúp cho nấm sinh tr−ởng và sinh bào tử thuận lợi nhất.
Mức pH tối thích để nấm sinh bào tử là 4,5 - 5,0 trên môi trường V8 agar và pH 6,5 trên môi tr−ờng tổng hợp. Theo Steinberg nấm sinh tr−ởng cần thiamine, biotin, N, P, K, Mg, S, Ca, Fe, Zn, Cu, Mn, Mo (Lucas, 1975 [39]).
∗ Quan hệ ký chủ
Theo Van Schreven (1948) [65] nấm xâm nhập vào lá qua khí khổng.
Bào tử cần nước tự do trên lá để nảy mầm. ở thời tiết ấm, vết bệnh xuất hiện trong vòng một tuần. Cunningham cho biết khi vết bệnh bắt đầu phát triển, mô lá hình thành quá trình hoá sẹo bao quanh vết bệnh và giới hạn kích th−ớc vết bệnh. Do nấm tiết ra độc tố cercosporin hoặc các chất liên quan đã làm chết một số mô. Loài C. nicotianae đ−ợc xem nh− là một ký sinh yếu, th−ờng
chỉ gây hại vào các mô đã già. Park et al. (1940) [49] cho rằng nấm cũng đã
xâm nhiễm trên các lá đang phát triển. ở những cây bị nhiễm nặng thì hàm l−ợng alkaloid, đ−ờng khử và phenol ít hơn từ 18 - 46% so với lá khoẻ t−ơng ứng, còn hàm l−ợng N thì lại cao hơn khoảng 6,5%. Nấm có thể qua đông trên tàn d− thuốc lá và các cây ký chủ khác. Vào mùa xuân bào tử phân sinh hình thành và phát tán nhờ gió hoặc nhờ n−ớc và bệnh bắt đầu xuất hiện. Nấm gây bệnh có thể đ−ợc lan truyền từ v−ờn −ơm ra ruộng trồng sản xuất qua cây giống nhiễm bệnh. Bệnh lan truyền nhanh khi trời ấm, đặc biệt là khi có m−a.
Bào tử chỉ nảy mầm thuận lợi khi tiếp xúc với bề mặt lá ẩm −ớt hoặc ở ẩm độ cao. Khi trời khô nóng, vết bệnh th−ờng nhỏ hơn 1 - 2mm và khi trời m−a ẩm vết bệnh có thể lớn hơn. ánh sáng có vai trò quan trọng trong sự phát triển của bệnh. Sự tương tác giữa ánh sáng, acid ascorbic, độc tố cercosporin và cả các chất khử, ảnh h−ởng t−ới kích th−ớc, màu sắc của vết bệnh trên ruộng.
Theo Lucas (1975) [39] đã thông báo rằng ở những cây thuốc lá nhiễm virus TMV thì rất mẫn cảm với bệnh đốm mắt cua. Khi bón tăng đạm thì làm tăng tính mẫn cảm của cây đối với bệnh. Theo Lucas (1994) [41] ở chân ruộng
đất thịt nặng, địa thế tháo nước khó khăn, trồng mật độ dày, thiếu thông thoáng thì bệnh đốm mắt cua phát triển và gây hại nặng.
2.2.2.3. Bệnh đốm trắng (Phyllosticta nicotianae)
Bệnh gây hại cho thuốc lá chủ yếu ở giai đoạn cây đã lớn và gây hại khá
lớn cho nhiều n−ớc trồng thuốc lá. Nấm có tính ký sinh yếu, th−ờng thấy trên lá già hoặc lá sinh tr−ởng yếu.
Nấm Phyllosticta nicotianae thuộc họ Sphaeropsidaceae, bộ Sphaeropsidales, lớp nấm bất toàn Deuteromycetes. Theo Ellis và Everhart (1893) bào tử phân sinh có kích th−ớc là 3,5 ì 1,5àm và tên là Phyllosticta nicotianae. Năm 1922, Wolf đã mô tả một loại nấm gây bệnh đốm thuốc lá
với triệu chứng là các vết đốm không đều, màu nâu, tâm màu nâu đậm, nhạt
dần ra phía mép lá, vết bệnh có quầng màu xanh vàng, kích th−ớc trung bình từ 1 - 10mm. Quả cành của nấm có kích th−ớc là 15 - 150àm, quả cành nằm chìm trong mô bệnh, bào tử phân sinh có kích th−ớc là 10 ì 3 - 3,5àm. Nhiều tác giả cho rằng loài nấm này đồng nhất với loài Phyllosticta nicotianae do các tác giả Ellis và Everhart đặt tên.
Tại Rhodesia có bệnh đốm thủng gây hại trên cây thuốc lá do Phyllosticta sp. gây ra. Theo Hopkin (1956) [37], bệnh xuất hiện trên cây con trong vườn ươm thiếu đạm. Triệu chứng bệnh phổ biến nhất là các vết đốm trắng kích th−ớc có thể lên t−ới 15mm. Trên ruộng sản xuất, nấm tạo ra các vết đốm trắng nhỏ, vết đốm bị thủng, đôi khi cả mô giữa gân bị biến mất để trơ lại gân lá. Trên viền quanh lỗ thủng có các quả cành, bào tử phân sinh có hình trụ, hình trứng với kích th−ớc trung bình là 3 - 5 ì 2 - 2,6 àm.
Stavery et al. (1969) [58] đã phát hiện thấy một loài nấm Phyllosticta sp. khác gây bệnh trên thuốc lá ở Florida vào năm 1968. Vết bệnh hình tròn thô, màu nâu nhạt, đ−ờng kính khoảng 6mm, có một viền rõ rệt nh−ng không có quầng. Các phần chết hoại trong vết bệnh thường ròn, dễ thủng, để lại một lỗ tròn thô. Căn cứ vào hình thái, các tác giả cho rằng loài nấm này giống với loài P. tabaci do Hopkin đã mô tả và đặt tên. Hai loài nấm khác có tên là Phyllosticta capsulicola và Phyllosticta nicotianae cũng đ−ợc phát hiện và mô
tả trên cây thuốc lá. Tuy nhiên, khi xét đến các yếu tố ảnh hưởng đến kích th−ớc quả cành, bào tử phân sinh và sự đa dạng trong mỗi loài nấm trên, các tác giả cho rằng 4 loại nấm Phyllosticta sp. ở trên là các loài nấm khác nhau.
Nấm tồn tại trên đồng ruộng dưới dạng các bào tử phân sinh nằm trong quả cành trên tàn d− cây thuốc lá bị bệnh. Theo Lucas (1975) [39] thì nhiệt độ tối thích để nấm sinh trưởng là 22oC và nhiệt độ tối đa là 30oC.
2.2.2.4. Bệnh vết nâu (Ascochyta nicotianae)
Loài nấm Ascochyta nicotianae thuộc họ Sphaeropsidaceae, bộ
Sphaeropsidales, lớp nấm bất toàn Deuteromycetes. Bào tử phân sinh hình thành trong quả cành, có dạng hình trứng hay trứng dài, th−ờng có một vách ngăn, trong suốt hoặc hơi nâu, kích th−ớc trung bình là 8 - 10 ì 3 - 4àm.
Bệnh xuất hiện và gây hại trên cây con ở v−ờn −ơm và trên ruộng trồng.
Theo Saccardo (1884), nấm gây bệnh vết nâu với hình dạng không đều trên lá
thuốc lá già ở Parma (ý). Về sau, có nhiều báo cáo về bệnh vết nâu do nấm Ascochyta nicotianae gây ra đ−ợc công bố. Bệnh đ−ơc Johle phát hiện lần đầu tại vùng Tenn ( Mỹ). Fournont đã mô tả lại loài nấm Ascochyta sp. mới gây loét thân thuốc lá và đặt tên nấm là A. ducometii. Loài nấm này đã đ−ợc Saccardo mô tả vào năm 1984 và đặt tên A. nicotianae. Từ năm 1958, bệnh đã
đ−ợc phát hiện thấy ở Bắc và Nam California, bệnh cũng xuất hiện và gây hại ở các n−ớc nh− Đan Mạch, ý, Nhật Bản, Puertorico, Rumania, Nga và Rhodesia. Nhiều mẫu nấm của loài Ascochyta sp trên các cây đậu, đậu đũa,
đậu tương, cà chua, khoai tây, ớt, bông, thuốc lá, khoai sọ, đã được Crossan lây chéo. Đặc điểm hình thái và sinh lý của các mẫu nấm loài Ascochyta sp.
rất giống nhau, bất kể nguồn gốc. Crossan cho rằng các loài Ascochyta gossypii, Ascochyta althaeina, Ascochyta nocotianae, Ascochyta capsici và Ascochyta lycopersici đều là loài Ascochyta phaerolorum do Saccardo mô tả
đầu tiên.
∗ Sinh lý nÊm
Nấm sinh trưởng tốt trên nhiều loại môi trường nhân tạo. Nhiệt độ tối thích cho sinh trưởng là 22oC và nhiệt độ tối đa là 30oC. Theo Person thì nấm có thể tồn tại trong nước vô trùng khoảng 20 - 25 tháng ở nhiệt độ là 10 - 20oC mà nấm vẫn không mất độc tính và khả năng gây bệnh (Lucas, 1975 [39]).
2.2.2.5. Bệnh thối xám (Botrytis cinerea Pers)
Theo Lucas (1975) [39] nấm th−ờng xuất hiện vào thời điểm cây con