điều kiện in vitro
Thí nghiệm được tiến hành tương tự như phương pháp đánh giá ảnh hưởng của chitosan đến bệnh thán thư hại xoài trên môi trường đặc 1/5 PDA. Tiến hành thí nghiệm với các khảo sát bước đầu, bố trí thí nghiệm lần 1 với nồng độ oligochitosan trong khoảng 0,1% - 0,3% tương ứng với 4 công thức: CT I (0,0%), II (0,1%), III (0,2%), IV (0,3%). Kết quả cho thấy, ở các mẫu thí nghiệm không thấy sự phát triển của nấm C. gloeosporioides T2. Kết quả được minh họa ở hình 3.9.
0,0% (ĐC)
0,1% 0,2% 0,3%
Hình 3.9. Ảnh hưởng của oligochitosan với các nồng độ khác nhau đến tốc độ
phát triển của nấm Colletotrichum gloeosporioides T2 ở thí nghiệm 1 sau 120h nuôi cấy
trong khoảng 0,02% - 0,08% (bước nhảy 0,02%). Kết quả đánh giá được thể hiện ở hình 3.10 và bảng 3.4.
0,00% (ĐC) 0,02% 0,04%
0,06% 0,08%
Hình 3.10. Ảnh hưởng của oligochitosan với các nồng độ khác nhau đến tốc độ
phát triển của nấm Colletotrichum gloeosporioides T2 sau 192h nuôi cấy
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của oligochitosan đến đường kính tản nấm
Colletotrichum gloeosporioides T2 Công thức (%) Đường kính tản nấm (cm) PIRG (%) 192h AUDPC 48h 96h 144h 192h 0,0(Đ/C) 1,33a 3,17a 4,70a 6,57a 0,0 565,60a 0,02 0,59b 1,38b 2,26b 3,58b 45,51 274,80b 0,04 0,43c 1,09c 1,45c 2,40c 63,47 189,80c 0,06 0,33d 0,87d 1,23d 2,14d 67,43 159,80d 0,08 0,25e 0,68e 1,04e 1,65e 74,89 128,40e
Ghi chú: các giá trị trung bình đường kính tản nấm theo cột có cùng chữ cái in thường là không sai khác ở mức ý nghĩa α = 0,05
Kết quả từ bảng 3.4 nhận thấy:
khác có ý nghĩa thống kê.
- Tốc độ phát triển đường kính của tản nấm C. gloeosporioides T2 ở các mẫu đã xử lý dung dịch oligochitosan với nồng độ khác nhau giảm mạnh so với mẫu đối chứng. Điều này thể hiện rõ nhất ở thời điểm kết thúc quá trình khảo sát (tại 192h), đường kính tản nấm ở mẫu đối chứng là 6,57cm giảm xuống còn 1,65cm ở mẫu được xử lý oligochitosan với nồng độ 0,08%. Ở các công thức II (0,02%), III (0,04%), IV (0,06%) và V (0,08%) cho thấy khả năng kháng nấm C. gloeosporioides T2 của oligochitosan thể hiện rất mạnh và rõ. Theo thời gian từ 48h đến 192h thì tốc độ phát triển của tản nấm ở các công thức II (0,02%), III (0,04%), IV (0,06%) và V (0,08%) rất chậm, tại thời điểm 144 h và 192 h đối với công thức V (0,08%): sau 2 ngày nuôi cấy đường kính của tản nấm chỉ tăng 0,61cm (từ 1,04cm đến 1,65cm) trong khi đó cũng tại thời điểm này đường kính tản nấm của mẫu đối chứng lại tăng khá mạnh đến 1,87cm (từ 4,7cm đến 6,57cm).
- Giá trị AUDPC ở tất cả các công thức thí nghiệm đều sai khác có ý nghĩa thống kê. Giá trị này giảm dần theo chiều tăng của nồng độ oligochitosan. AUDPC giảm mạnh gần 4,5 lần từ 565,60 ở CT I (0,0%) xuống chỉ còn 128,40 ở CT V (0,08%). So với dung dịch chitosan ở CT V (1,0%) với nồng độ sử dụng cao hơn nhưng mức độ giảm của giá trị AUDPC chỉ bằng 1,8 lần từ 876,40 ở CT I (0,0%) đến 474,0 ở CT V (1,0%) (bảng 3.3).
- Tại 192h ở CT V (0,08%) hiệu lực ức chế tốc độ phát triển đường kính tản nấm C. gloeosporioides T2 (PIRG%) của oligochitosan đạt 74,89%, cũng ở thời điểm 192h hiệu lực ức chế của dung dịch chitosan ở CT V (1,0%) chỉ đạt 41,95% (bảng 3.3).
Qua kết quả trên cho thấy oligochitosan ức chế đáng kể đến đường kính tản nấm C. gloeosporioides T2. Nồng độ ức chế tối thiểu 50% và 100% tương ứng nằm trong khoảng 0,02% - 0,04% và 0,1% - 0,3%.
Điều này chứng tỏ khả năng ức chế nấm C. gloeosporioides T2 của dung dịch oligochitosan tốt hơn dung dịch chitosan ở điều kiện thực nghiệm. Điều này có thể lý giải là do oligochitosan có kích thước nhỏ hơn, trọng lượng phân tử thấp hơn chitosan vì vậy khả năng tiếp xúc với bề mặt tế bào nấm tốt hơn. Đồng thời khả năng xâm nhập vào bên trong màng dễ dàng hơn làm thay đổi cấu trúc tế bào nấm và liên kết với các nucleic như ADN, ARN ngăn chặn hoặc làm chậm quá trình tổng hợp của mRNA và protein. Ngoài ra, bản chất polycationic của
oligochitosan cho phép chúng tương tác với các nhóm tích điện âm của nấm, do đó biểu hiện khả năng ức chế các tế bào nấm. Do có sự hình thành của các phức polyelectrolyte giữa oligochitosan với nhóm tích điện âm trên bề mặt tế bào nên chúng có khả năng cản trở sự tăng trưởng và các chức năng sinh lý của nấm.
Năm 2011, các tác giả Jiaqi Yan, Jian Li và cộng sự đã nghiên cứu ảnh hưởng của oligochitosan đến nấm Alternaria alternata gây bệnh thối trên quả táo . Kết quả chỉ ra rằng: ở điều kiện iv vitro tiến hành khảo sát dung dịch oligochitosan với nồng độ trong khoảng 0,5g/l – 20g/l (tương ứng với 0,05% – 2%) cho thấy nồng độ oligochitosan tỷ lệ thuận với khả năng ức chế tốc độ phát triển của nấm Alternaria alternata. Điều này có nghĩa với nồng độ oligochitosan sử dụng càng cao khả năng ức chế sự phát triển của nấm Alternaria alternata
càng mạnh. Kết quả ức chế nấm Alternaria alternata sau 6 ngày ủ bệnh lần lượt là 70, 77, 90, 92 và 95% với các nồng độ oligochitosan sử dụng lần lượt là 2, 5, 10, 15 và 20g/l (tương ứng với 0,2; 0,5; 1,0; 1,5 và 2,0%). Trong đó nồng độ ức chế 50% (EC50) của oligochitosan là 0,076% và 0,169% vào ngày thứ 4 và thứ 6 của thí nghiệm. Theo kết quả thí nghiệm ở bảng 3.4 thì nồng độ oligochitosan ở 0,04% đã đạt mức EC50. Điều này chứng tỏ trong điều kiện thực nghiệm dung dịch oligochitosan chúng tôi khảo sát với khoảng nồng độ từ 0,02% - 0,04% có tác dụng ức chế nấm C. gloeosporioides T2 gây bệnh thán thư xoài tốt hơn so với khoảng nồng độ mà các tác giả Jiaqi Yan, Jian Li và cộng sự đã nghiên cứu trên đối tượng nấm Alternaria alternata gây bệnh thối trên quả táo.
Nhóm tác giả trên cũng tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của oligochitosan đến nấm Alternaria alternata ở điều kiện in vivo. Kết quả cho thấy tỷ lệ mắc bệnh của quả táo do nấm Alternaria alternata gây ra giảm đáng kể khi sử dụng oligochitosan với nồng độ lớn hơn 1g/l tương ứng với 0,1% và khả năng ức chế tối ưu ở nồng độ 5g/l hay 0,5%.
Năm 2011, các tác giả Ling-Yu Yang, Jian-Lei Zhang và cộng sự đã nghiên cứu khả năng ức chế nấm Monilinia fructicola gây bệnh thối nâu trên quả đào của chitosan và oligochitosan. Ở điều kiện in vitro, chỉ tiêu nồng độ ức chế 50% (EC50) đối với nấm Monilinia fructicola của oligochitosan tốt hơn so với dung dịch chitosan ở cùng nồng độ .