TUYỂN CHỌN, NGHIÊN cứu đặc TÍNH KHÁNG tác NHÂN gây BỆNH và tạo CHẾ PHẨM PHÒNG TRỪ BỆNH rễ của các CHỦNG VI KHUẨN VÙNG rễ cây hồ TIÊU (piper nigrum l ) tại tây NGUYÊN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------

TRỊNH THỊ HUYỀN TRANG

TUYỂN CHỌN, NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH KHÁNG TÁC
NHÂN GÂY BỆNH VÀ TẠO CHẾ PHẨM PHÒNG TRỪ
BỆNH RỄ CỦA CÁC CHỦNG VI KHUẨN VÙNG RỄ CÂY
HỒ TIÊU (Piper nigrum L.) TẠI TÂY NGUYÊN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Tp. Hồ Chí Minh – 2022


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------

TRỊNH THỊ HUYỀN TRANG

TUYỂN CHỌN, NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH KHÁNG TÁC

NHÂN GÂY BỆNH VÀ TẠO CHẾ PHẨM PHÒNG TRỪ
BỆNH RỄ CỦA CÁC CHỦNG VI KHUẨN VÙNG RỄ CÂY
HỒ TIÊU (Piper nigrum L.) TẠI TÂY NGUYÊN

Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
Mã số: 9 42 02 01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. GS. TS Nguyễn Anh Dũng
2. TS. Lê Thị Ánh Hồng

Tp. Hồ Chí Minh – 2022


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan:
Đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của
GS. TS Nguyễn Anh Dũng và TS. Lê Thị Ánh Hồng.
Các số liệu và kết quả thu được trong luận án là hồn tồn trung thực và chưa
được cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Tác giả luận án

Trịnh Thị Huyền Trang


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian học tập, thực hiện luận án tôi đã nhận được sự quan tâm, động
viên, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi của Quý cơ quan, thầy cô, đồng nghiệp, anh
chị, bạn bè và gia đình.

Đầu tiên tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc nhất đến GS. TS Nguyễn Anh Dũng và
TS. Lê Thị Ánh Hồng, những người thầy, người hướng dẫn khoa học mà tơi hết mực
kính trọng đã ln tận tình chỉ bảo và hướng dẫn các nội dung, phương pháp và thực
hiện các thí nghiệm cũng như giúp tơi trưởng thành hơn trong q trình nghiên cứu
để hồn thành luận án; TS. Võ Thị Phương Khanh, một người thầy đặc biệt đã ln
dìu dắt, giúp đỡ, chỉ bảo và động viên, hỗ trợ tơi trong suốt q trình thực hiện luận
án. Em xin được gửi đến cơ lịng biết ơn chân thành và sâu sắc.
Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc Ban lãnh đạo Viện Sinh học Nhiệt đới Tp. Hồ Chí
Minh và Phịng đào tạo Sau đại học thuộc Học viện Khoa học và Công nghệ Việt
Nam đã tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn tất các mơn học trong suốt q trình học
tập tại Viện.
Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban lãnh đạo Trường ĐH Tây Nguyên, Khoa
KHTN&CN, Viện CNSH&MT đã luôn hỗ trợ, hướng dẫn giúp đỡ tôi trong thời gian
thực hiện và hoàn thành luận án.
Các bạn bè, đồng nghiệp, đặc biệt là quý thầy cô trong Bộ môn Sinh học, Khoa
KHTN&CN đã luôn hỗ trợ, tạo điều kiện để tơi hồn thành luận án. Xin gửi lời cảm
ơn sâu sắc đến tập thể Q thầy cơ, bạn bè.
Gia đình đã luôn bên tôi, yêu thương, động viên, chia sẻ khó khăn, buồn vui và là
động lực để tơi cố gắng và hồn thành luận án.
Tơi xin cảm ơn các đề tài cấp Bộ thuộc Chương trình khoa học và công nghệ “Nghiên
cứu và ứng dụng công nghệ sinh học trong phát triển bền vững cây hồ tiêu (Piper
Nigrum L.) ở Tây Nguyên” của Bộ Giáo dục và Đào tạo đã hỗ trợ một phần kinh phí
cho các nghiên cứu trong luận án này.
Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn chân thành tới các em sinh viên yêu quý lớp
CNSH &SH K14, CNSH &SH K15, CNSH&SH K16 đã đồng hành và hỗ trợ tơi trong
suốt q trình hồn thành luận án
Tác giả luận án
Trịnh Thị Huyền Trang

MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của luận án .......................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án ............................................................................2
3. Các nội dung nghiên cứu chính của luận án ...........................................................2
4.Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn.....................................................................2
4.1. Ý nghĩa khoa học .................................................................................................2
4.2. Ý nghĩa thực tiễn ..................................................................................................3
5. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................................3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN .....................................................................................4
1.1. Tổng quan về cây hồ tiêu .....................................................................................4
1.1.1. Vị trí phân loại ..................................................................................................4
1.1.2. Đặc điểm thực vật học cây hồ tiêu ....................................................................4
1.2. Thực trạng sản xuất hồ tiêu của Việt Nam và các tỉnh Tây Nguyên ...................6
1.2.1. Diện tích, năng suất và sản lượng hồ tiêu ở các tỉnh Tây Nguyên ...................6
1.2.2. Tình hình sâu bệnh hại trên cây hồ tiêu ở Tây Nguyên ....................................7
1.3. Bệnh hại rễ trên cây hồ tiêu .................................................................................8
1.3.1. Bệnh chết nhanh trên cây hồ tiêu do Phytophthora ..........................................8
1.4. Các giải pháp tổng hợp để kiểm soát dịch bệnh trên cây hồ tiêu và sản xuất bền
vững ...........................................................................................................................20
1.4.1. Thiết kế vườn trồng hồ tiêu ............................................................................20
1.4.2. Vệ sinh đồng ruộng .........................................................................................21
1.4.3. Sử dụng giống chống chịu bệnh ......................................................................21
1.4.4. Sử dụng phân bón cân đối, hợp lý cho cây hồ tiêu .........................................21
1.4.5. Phòng trừ bằng thuốc bảo vệ thực vật .............................................................22
1.4.6. Biện pháp sinh học ..........................................................................................22
1.5. Vai trò của các chủng vi khuẩn vùng rễ trong kiểm soát sinh học ....................23
1.5.1. Vùng rễ và vi khuẩn vùng rễ ...........................................................................23
1.5.2. Sự phân bố của vi khuẩn vùng rễ ....................................................................24

1.5.3. Cơ chế kháng bệnh rễ trên cây hồ tiêu của vi khuẩn vùng rễ .........................24
1.6. Tình hình nghiên cứu về vi sinh vật vùng rễ trên cây hồ tiêu ............................28
i


1.6.1. Trên thế giới ....................................................................................................28
1.6.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ....................................................................30
CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................34
2.1.Vật liệu nghiên cứu .............................................................................................34
2.2. Phương pháp nghiên cứu....................................................................................36
2.2.1. Phương pháp tuyển chọn các chủng vi khuẩn phân lập từ vùng rễ cây hồ tiêu
tại Tây Nguyên, định danh các chủng có tiềm năng kháng Phytophthora, Fusarium
và kháng tuyến trùng Meloidogyne gây bệnh rễ trên cây hồ tiêu tại Tây Nguyên ...36
2.2.2. Nghiên cứu đặc tính và xác định hoạt chất kháng Phytophthora/Fusarium,
tuyến trùng Meloidogyne của các chủng vi khuẩn tiềm năng được tuyển chọn .......51
2.2.3. Bước đầu tạo chế phẩm vi sinh phòng trừ nấm và tuyến trùng từ các chủng vi
khuẩn tuyển chọn ......................................................................................................63
2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu...............................................................................64
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..........................................................65
3.1. Tuyển chọn các chủng vi khuẩn phân lập từ vùng rễ cây hồ tiêu tại Tây Nguyên,
định danh các chủng có tiềm năng kháng Phytophthora, Fusarium và kháng tuyến
trùng Meloidogyne gây bệnh rễ trên cây hồ tiêu tại Tây Nguyên .............................65
3.1.1. Tuyển chọn các chủng vi khuẩn vùng rễ cây hồ tiêu có tiềm năng kháng
Phytophthora, Fusarium, tuyến trùng Meloidogyne gây bệnh rễ ở cây hồ tiêu trong
điều kiện in vitro .......................................................................................................65
3.1.2. Tuyển chọn các chủng vi khuẩn vùng rễ cây hồ tiêu có tiềm năng kháng
Phytophthora, Fusarium, tuyến trùng Meloidogyne gây bệnh rễ ở cây hồ tiêu trong
điều kiện vườn ươm ..................................................................................................74
3.1.3. Định danh các chủng có tiềm năng kháng Phytophthora, Fusarium, kháng
tuyến trùng Meloidogyne gây bệnh rễ ở cây hồ tiêu .................................................92

3.2. Nghiên cứu đặc tính và xác định hoạt chất kháng Phytophthora/Fusarium, tuyến
trùng Meloidogyne của các chủng vi khuẩn tiềm năng được tuyển chọn .................98
3.2.1. Nghiên cứu điều kiện nhân sinh khối của các chủng vi khuẩn vùng rễ tuyển chọn
...................................................................................................................................98
3.2.2. Xác định đặc tính kháng Phytophthora, Fusarium của chủng vi khuẩn tuyển
chọn .........................................................................................................................105

ii


3.2.3. Phân tách, xác định cấu trúc và hoạt tính kháng tuyến trùng, kháng nấm của
các hợp chất thứ cấp từ chủng vi sinh vật tuyển chọn ............................................120
3.3. Bước đầu tạo chế phẩm vi sinh phòng trừ nấm và tuyến trùng từ các chủng vi
khuẩn tuyển chọn ....................................................................................................126
3.3.1. Sản xuất chế phẩm vi khuẩn vùng rễ có khả năng kháng Phytophthora ......126
3.3.2. Sản xuất chế phẩm vi sinh vật ngoại sinh vùng rễ có khả năng kháng nấm
Fusarium .................................................................................................................128
3.3.3. Nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh vật ngoại sinh vùng rễ có khả năng kháng
tuyến trùng ..............................................................................................................130
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..............................................................................133
1. Kết luận ...............................................................................................................133
2. Kiến nghị .............................................................................................................133
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................134

iii


DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Giải thích

AE

:

Antagonistic Efficacy (Hiệu suất đối kháng)

B

:

Bacillus

BM

:

Buôn Ma Thuột

BH

:

Buôn Hồ

DS

:

Đắk Song

DC

:

Đức Cơ

DR

:

Đắk Rlấp

ĐC

:

Đối chứng

Cs

:

Cộng sự

CS

:

Chư Suê

CP

:

Chư Pứh

CJ

:

Cư Jut

CK

:

Cư Kuin

EK

:

Ea Kar

F

:

Fusarium

HPLC

:

High Performance Liquid Chromatography (Sắc ký lỏng
hiệu năng cao)

IJ

:

Infective Juvenile (Ấu trùng cảm nhiễm)

ISR

:

Induced Systemic Resistance (Hệ thống kháng cảm ứng)

KN

:

Krông Năng

LB

:

Luria-Bertani Broth

LC-MS

:

Liquid chromatography-mass spectrometry

M

:

Meloidogyne

NMR

:

Nuclear Magnetic Resonance (Cộng hưởng từ hạt nhân)

NNPTNT

:

Nông nghiệp Phát triển nông thôn

P

:

Phytophthora

PGA

:

Potato Glucose Agar

PGPR

:

Plant-Growth Promoting Rhizobacteria (Vi khuẩn vùng rễ
kích thích sinh trưởng thực vật)

PPN

:

Plant parastic nematodes (Tuyến trùng ký sinh thựcvật)

PPA

:

Penicillin và Pimaricin Agar

RB

Rhizobacteria (Vi khuẩn vùng rễ)

RKN

:

Root knot nematode (tuyến trùng gây sần rễ)

VSV

:

Vi sinh vật
iv


DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Diện tích, sản lượng hồ tiêu của Việt Nam từ năm 2010-2019 ..................6
Bảng 1.2. Diện tích, năng suất và sản lượng hồ tiêu một số vùng chính ở Việt Nam 7
Bảng 2.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tuyển chọn các chủng vi khuẩn vùng rễ có tiềm năng
kháng Phytophthora capsici ......................................................................................42
Bảng 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tuyển chọn chủng vi sinh vật vùng rễ có khả năng
kháng nấm Fusarium trên cây hồ tiêu con trong điều kiện vườn ươm .....................44
Bảng 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tuyển chọn chủng vi sinh vật vùng rễ có khả năng
kháng tuyến trùng Meloidogyne sp. trên cây hồ tiêu con trong điều kiện vườn ươm
...................................................................................................................................47
Bảng 2.4. Thành phần của môi trường nuôi cấy vi khuẩn ........................................51
Bảng 2.5. Chương trình pha động trên cột C18 ........................................................56
Bảng 3.1. Hiệu suất đối kháng nấm bệnh của các chủng vi khuẩn phân lập từ vùng rễ

cây hồ tiêu tại 3 tỉnh Tây Nguyên .............................................................................66
Bảng 3.2. Hiệu quả kháng Phytophthora capsici trên đoạn thân hồ tiêu ...................68
Bảng 3.3. Khả năng đối kháng của các chủng vi khuẩn vùng rễ đối với nấm Fusarium
trong điều kiện in vitro ..............................................................................................69
Bảng 3.4. Khả năng kháng nấm Fusarium sp. trên đoạn thân hồ tiêu của 06 chủng vi
khuẩn vùng rễ cây hồ tiêu .........................................................................................71
Bảng 3.5. Tỷ lệ tử vong tuyến trùng của 43 chủng vi khuẩn vùng rễ .......................73
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của chủng vi khuẩn đến sinh trưởng thân, lá của cây hồ tiêu sau
90 ngày lây nhiễm Phytophthora capsici ..................................................................75
Bảng 3.7. Ảnh hưởng của chủng vi khuẩn đến sinh trưởng rễ của cây hồ tiêu sau 90
ngày lây nhiễm Phytophthora ...................................................................................76
Bảng 3.8. Ảnh hưởng của chủng vi khuẩn vùng rễ đến một số chỉ tiêu sinh trưởng và
kháng bệnh của cây hồ tiêu vườn ươm sau 90 ngày lây nhiễm Phytophthora .........77
Bảng 3.9. Ảnh hưởng của các chủng vi khuẩn vùng rễ đến sinh trưởng thân và lá của
cây hồ tiêu vườn ươm................................................................................................80
Bảng 3.10. Ảnh hưởng của các chủng vi khuẩn vùng rễ đến sinh trưởng rễ và mật độ
vi sinh vật tổng số trong đất của cây hồ tiêu vườn ươm ...........................................81

v


Bảng 3.11. Ảnh hưởng của chủng vi khuẩn đến một số chỉ tiêu sinh trưởng và kháng
bệnh của cây hồ tiêu sau 120 ngày lây nhiễm nấm Fusarium ..................................84
Bảng 3.12. Ảnh hưởng của các chủng vi khuẩn đến sinh trưởng thân và lá của cây hồ
tiêu vườn ươm ...........................................................................................................85
Bảng 3.13. Ảnh hưởng của các chủng vi khuẩn đến rễ của cây hồ tiêu ...................87
Bảng 3.14. Ảnh hưởng của các chủng vi khuẩn đến một số chỉ tiêu bệnh trên cây hồ
tiêu trong vườn ươm..................................................................................................88
Bảng 3.15. Đặc điểm hình thái và đặc tính sinh hóa của các chủng có hoạt tính kháng
nấm và tuyến trùng cao .............................................................................................92

Bảng 3.16. Kết quả định danh bằng phương pháp giải trình tự gen 16S rRNA các
chủng có hoạt tính kháng nấm và tuyến trùng cao ....................................................93
Bảng 3.17. Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến sinh trưởng của chủng RB.DS29
...................................................................................................................................98
Bảng 3.18. Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến sinh trưởng của chủng RB.CJ41
và RB.EK7 ................................................................................................................99
Bảng 3.19. Ảnh hưởng của pH đến sinh trưởng của chủng RB.DS29, RB.CJ41 và
RB.EK7 ...................................................................................................................100
Bảng 3.20. Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng sinh trưởng của vi khuẩn RB.DS29
.................................................................................................................................101
Bảng 3.21. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sinh trưởng của chủng RB.DS29, RB.CJ41
và RB.EK7 ..............................................................................................................103
Bảng 3.22. Ảnh hưởng của tốc độ lắc đến sinh trưởng của chủng RB.DS29, RB.CJ41
và RB.EK7 ..............................................................................................................104
Bảng 3.23. Khả năng ức chế nấm bệnh của các dịch nuôi cấy chủng RB.DS29 ....106
Bảng 3.24. Các hợp chất thứ cấp kháng Phytophthora của của chủng RB.DS29 bằng
phân tích GC-MS ....................................................................................................108
Bảng 3.25. Phân tích LC- MS các hợp chất kháng Phytophthora của chủng RB.DS29
.................................................................................................................................109
Bảng 3.26. Khả năng ức chế nấm bệnh của các dịch nuôi cấy chủng RB.CJ41 .....110
Bảng 3.27. Kết quả phân tích GC-MS của chủng Bacillus subtilis RB.CJ41 chứa 8
chất có các đỉnh (peak) rõ .......................................................................................113
Bảng 3.28. Kết quả phân tích LC-MS của chủng Bacillus subtilis RB.CJ41 .........114
vi


Bảng 3.29. Ảnh hưởng của dịch nuôi cấy chủng RB.EK7 đến tỷ lệ tử vong (%) tuyến
trùng Meloidogyne sp. .............................................................................................115
Bảng 3.30. Ảnh hưởng của dịch nuôi cấy chủng RB.EK7 đến tỷ lệ nở của trứng tuyến
trùng Meloidogyne sp. .............................................................................................117

Bảng 3.31 Kết quả phân tích GC-MS các hợp chất hố học do chủng vi khuẩn
RB.EK7 tổng hợp ....................................................................................................119
Bảng 3.32 Khả năng ức chế tuyến trùng Meloidogyne sp. của cao chiết phân đoạn
.................................................................................................................................121
Bảng 3.33. Ảnh hưởng của dẫn xuất của Uracil đến tỷ lệ tử vong của tuyến trùng và
tỷ lệ nở của trứng tuyến trùng .................................................................................123
Bảng 3.34. Ảnh hưởng của dẫn xuất của Thymine đến tỷ lệ tử vong của tuyến trùng
và tỷ lệ nở của trứng tuyến trùng ............................................................................123
Bảng 3.35. Ảnh hưởng của hexahydropyrrolo [1,2-a] pyrazine-1,4-dione đến tỷ lệ tử
vong của tuyến trùng và tỷ lệ nở của trứng tuyến trùng .........................................124
Bảng 3.37. Hiệu suất đối kháng (%) nấm Fusarium sp. của dẫn xuất của Uracil, dẫn
xuất của Thymine và hexahydropyrrolo [1,2-a] pyrazine-1,4-dione ......................125
Bảng 3.38. Ảnh hưởng của chất mang đến mật độ chủng RB.DS29 ......................126
Bảng 3.39. Ảnh hưởng của chất mang đến khả năng kháng nấm của vi khuẩn Bacillus
velezensis RB.DS29 ................................................................................................128
Bảng 3.40. Ảnh hưởng của chất mang đến mật độ chủng RB.CJ41 .......................129
Bảng 3.41. Ảnh hưởng của chất mang đến hiệu suất đối kháng (%) nấm Fusarium
oxysporum của vi khuẩn Bacillus subtilis RB.CJ41 ...............................................130
Bảng 3.43. Ảnh hưởng của chất mang đến hoạt tính kháng tuyến trùng trong in vitro
của chế phẩm chứa chủng RB.EK7.........................................................................132

vii


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Trang
Hình 1.1. Vịng đời của Phytophthora capsici và tác nhân gây hại [37] ..................10
Hình 1.2. Bào tử hậu của các lồi Fusarium [45], [50] ............................................14
Hình 1.3. Bào tử đính lớn [53] ..................................................................................15
Hình 1.4. Sự hình thành và các loại bào tử đính nhỏ do các lồi Fusarium tạo ra ...16

Hình 1.5. Chu kỳ sống của tuyến trùng sần rễ [64] ..................................................18
Hình 2.1. Thơng số thiết bị MS/MS dùng để nhận danh ..........................................57
Hình 2.2 Quy trình điều chế cao chiết ......................................................................59
Hình 2.3. Quy trình phân tách các hợp chất VK01, VK02, VK03 và VK05 ............60
Hình 2.4. Quy trình phân tách thu nhận hợp chất VK04 ..........................................62
Hình 3.1 Khả năng kháng Phytophthora của một số chủng vi khuẩn sau 7 ngày ....65
Hình 3.2. Tác động của vi khuẩn vùng rễ đến hệ sợi Phytophthora ........................67
Hình 3.3 Chiều dài của đoạn thân hồ tiêu sau 4 ngày lây nhiễm Phytophthora .......68
Hình 3.4. Khả năng đối kháng nấm bệnh Fusarium của 6 chủng vi khuẩn vùng rễ.70
Hình 3.5. Khả năng kháng nấm Fusarium sp. của 06 chủng vi khuẩn vùng rễ trên
đoạn thân hồ tiêu .......................................................................................................71
Hình 3.6. Chiều cao cây hồ tiêu sau 90 ngày lây nhiễm với nấm bệnh ....................78
Hình 3.7. Chiều cao cây và chiều dài rễ của cây hồ tiêu vườn ươm.........................82
Hình 3.8 Mật độ vi sinh vật tổng số trong đất hồ tiêu ở các nghiệm thức ................83
Hình 3.9. Ảnh hưởng của các chủng vi khuẩn đến mật độ VSV tổng số .................91
Hình 3.10. Hình dạng khuẩn lạc và tế bào của 3 chủng RB.DS29, RB.CJ41 và
RB.EK7 .....................................................................................................................93
Hình 3.11. Kết quả so sánh mức độ tương đồng của chủng RB.DS29 với các chủng
vi khuẩn trên cơ sở dữ liệu NCBI .............................................................................94
Hình 3.12. Kết quả so sánh mức độ tương đồng của chủng RB.CJ41 với các chủng vi
khuẩn trên cơ sở dữ liệu NCBI .................................................................................94
Hình 3.13. Kết quả so sánh mức độ tương đồng của chủng RB.CJ41 với các chủng vi
khuẩn trên cơ sở dữ liệu NCBI .................................................................................95
Hình 3.14. Cây phân loại thể hệ mối liên quan giữa chủng RB.DS29, RB.CJ41 và
RB.EK7 với các loài gần gũi dựa trên trình tự 16S rRNA .......................................96
viii


Hình 3.15. Mối tương quan giữa hoạt tính enzyme và hoạt tính kháng Phytophthora
.................................................................................................................................107

Hình 3.16. Mối tương quan giữa hoạt tính enzyme và hoạt tính kháng Fusarium .111
Hình 3.17. Hệ sợi nấm Fusarium dưới tác động của dịch nuôi cấy vi khuẩn
RB.CJ41khi bổ sung bào tử nấm Fusarium sp. ......................................................112
Hình 3.18. Mối tương quan giữa hoạt tính enzyme và tỷ lệ tử vong tuyến trùng ...116
Hình 3.19. Tác động của enzyme ngoại bào của vi khuẩn vùng rễ đến quá trình nở của
trứng tuyến trùng và gây chết tuyến trùng trưởng thành ........................................118
Hình 3.20. Sắc ký lớp mỏng các hợp chất phân tách ..............................................122

ix


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của luận án
Hồ tiêu (Piper nigrum L.) là cây cơng nghiệp có giá trị kinh tế và xuất khẩu
cao của Việt Nam. Sản lượng hạt tiêu của Việt Nam chiếm tới 40% tổng sản lượng
hạt tiêu toàn cầu. Theo quy hoạch đến năm 2020, tầm nhìn đến 2025, diện tích hồ tiêu
của cả nước là 50.000 ha, nhưng chỉ trong vài năm gần đây, riêng Tây Nguyên đã có
tới gần 93.000 ha, nâng tổng diện tích hồ tiêu cả nước lên 150.000 ha. Năm 2020,
xuất khẩu hạt tiêu ước đạt 288 nghìn tấn, trị giá 665 triệu USD, tăng 1,2% về lượng,
nhưng giảm 6,8% về trị giá so với cùng kỳ năm 2019 [1]. Trong những năm gần đây,
trước tình trạng diện tích hồ tiêu phát triển quá nhanh, nhiều vườn hồ tiêu được đầu
tư thâm canh cao độ, dịch bệnh được xem là yếu tố quan trọng hàng đầu dẫn đến việc
nhiều vườn tiêu bị phá hủy. Hiện tượng hồ tiêu chết hàng loạt ở nhiều vùng trên cả
nước đặc biệt là Tây Nguyên đã ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển bền vững của
ngành hồ tiêu Việt Nam. Theo số liệu thống kê, diện tích hồ tiêu đạt cao điểm vào
năm 2017 là 151.982 ha, sau đó giảm dần qua từng năm 2018 và 2019 còn 140.000
ha, giảm 11.900 ha qua hai năm do dịch bệnh. Nguyên nhân diện tích giảm do dịch
bệnh chủ yếu là bệnh chết nhanh và bệnh vàng lá chết chậm. Bệnh chết nhanh do
Phytophthora capsici và bệnh vàng lá chết chậm do tuyến trùng ký sinh thực vật
Meloidogyne kết hợp với nấm Fusarium sp. được xem là bệnh rễ phổ biến và nghiêm

trọng nhất trên cây hồ tiêu hiện nay [2-8].
Ba biện pháp được sử dụng nhiều nhất trong quản lý bệnh chết nhanh và chết
chậm trên cây hồ tiêu gồm sử dụng các giống kháng, luân canh cây trồng và dùng các
thuốc hóa học để diệt nấm [9-11]. Tuy nhiên, việc sử dụng các thuốc hoá học diệt nấm
sẽ gây ô nhiễm môi trường, giảm chất lượng sản phẩm, đa dạng vi sinh vật và tăng sự đề
kháng của tác nhân lây bệnh [12]. Gần đây, các nghiên cứu sử dụng các tác nhân kiểm
soát sinh học thân thiện với môi trường đang được ưu tiên hàng đầu trong các chương
trình quản lý dịch hại tổng hợp nhằm thay thế cho hóa chất nơng nghiệp. Các tác nhân
kiểm soát sinh học như nấm đối kháng, vi khuẩn nội sinh, vùng rễ kháng nấm bệnh,
tuyến trùng và kích thích sinh trưởng bộ rễ [13-14]. Trong đó, vi khuẩn vùng rễ
(Rhizobacteria) kháng nấm bệnh, tuyến trùng và thúc đẩy sinh trưởng thực vật đang được
nhiều nghiên cứu quan tâm [15-17]. Vi khuẩn vùng rễ cạnh tranh với vi sinh vật gây
1


bệnh tại vùng rễ để làm giảm nguồn bệnh phát sinh từ đất và thúc đẩy sinh trưởng ở thực
vật một cách trực tiếp dựa trên hoạt tính cố định N, phân giải P khó tan và sinh tổng hợp
IAA. Sử dụng vi khuẩn vùng rễ làm chế phẩm vi sinh được coi là xu hướng trong tương
lai vì nó làm giảm đáng kể việc sử dụng hóa chất, phân bón hố học từ đó góp phần làm
tăng năng suất, chất lượng sản phẩm một cách bền vững [16-26]. Hướng nghiên cứu về
ảnh hưởng của các chủng vi khuẩn vùng rễ đến khả năng sinh trưởng và kháng bệnh
rễ trên cây hồ tiêu cịn được ít quan tâm ở Việt Nam và chưa có nghiên cứu nào một
cách hệ thống trên cây hồ tiêu ở khu vực Tây Nguyên. Vì vậy, đề tài nghiên cứu
“Tuyển chọn, nghiên cứu đặc tính kháng tác nhân gây bệnh và tạo chế phẩm
phòng trừ bệnh rễ của các chủng vi khuẩn vùng rễ cây hồ tiêu ( Piper nigrum L.)
tại Tây Nguyên” là rất cần thiết.
2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án
Tuyển chọn, xác định được đặc tính kháng Phytophthora, Fusarium, tuyến
trùng Meloidogyne và tạo chế phẩm phòng trừ bệnh rễ của các chủng vi khuẩn vùng
rễ cây hồ tiêu (Piper nigrum L.) tại Tây Nguyên.

3. Các nội dung nghiên cứu chính của luận án
1. Tuyển chọn các chủng vi khuẩn phân lập từ vùng rễ cây hồ tiêu tại Tây Nguyên,
định danh các chủng có tiềm năng kháng Phytophthora, Fusarium và kháng tuyến
trùng Meloidogyne gây bệnh rễ trên cây hồ tiêu tại Tây Nguyên.
2. Nghiên cứu đặc tính và xác định hoạt chất kháng Phytophthora, Fusarium,
tuyến trùng Meloidogyne của các chủng vi khuẩn tiềm năng được tuyển chọn.
3. Bước đầu tạo chế phẩm vi sinh phòng trừ nấm và tuyến trùng từ các chủng vi
khuẩn tuyển chọn.
4.Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn
4.1. Ý nghĩa khoa học
Xác định một số chủng vi khuẩn vùng rễ có khả năng kháng Phytophthora sp.,
Fusarium sp. và tuyến trùng Meloidogyne sp. gây bệnh rễ trên cây hồ tiêu đồng thời
cung cấp dẫn liệu khoa học về khả năng đối kháng của một số chủng vi khuẩn làm cơ
sở khoa học cho việc nghiên cứu và ứng dụng các vi khuẩn đối kháng làm chế phấm
sinh học phòng trừ Phytophthora sp., Fusarium sp. và tuyến trùng Meloidogyne sp.

2


4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Góp phần vào việc tạo ra các chế phẩm sinh học để phòng trừ bệnh rễ do
Phytophthora sp., Fusarium sp. và tuyến trùng Meloidogyne sp. gây nên nhằm ứng
dụng các biện pháp sinh học phòng trừ bệnh rễ trên cây hồ tiêu có hiệu quả tốt và an tồn
với mơi trường tự nhiên và sức khỏe con người.
5. Phạm vi nghiên cứu
Vùng chuyên canh hồ tiêu của ba tỉnh Tây Nguyên là Đắk Lắk, Đắk Nông và
Gia Lai.
Nghiên cứu phân lập, sàng lọc hoạt tính sinh học các chủng vi khuẩn vùng rễ
có khả năng kháng bệnh rễ trên cây hồ tiêu được thực hiện trong phịng thí nghiệm,
các thực nghiệm nhà lưới.

3


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về cây hồ tiêu
1.1.1. Vị trí phân loại
Hồ tiêu có tên khoa học là Piper nigrum L., thuộc giới Plantae, lớp Equisetopsida,
bộ Piperales, họ Piperaceae. Họ hồ tiêu (Piperaceae) thuộc loại cây thân thảo đứng
hoặc leo bò trên vách đá hay bám trên các cây thân gỗ khác nhờ rễ bám. Thân lá có
mùi thơm cay, lá hình tim. Hiện nay, ở nước ta cây hồ tiêu được trồng phổ biến từ
tỉnh Quảng Trị trở vào phía Nam, thích hợp ở độ cao dưới 800m [27-28].
1.1.2. Đặc điểm thực vật học cây hồ tiêu
* Thân, cành, lá
Cây hồ tiêu thuộc loại cây thân thảo, mềm dẻo, mỗi nhánh được phân thành
nhiều đốt, mỗi đốt có một lá đơn. Lá có cuống, phiến lá hình trái tim, mọc cách. Ở
nách lá có các mầm ngủ có thể phát sinh thành các cành tược, cành lươn, cành quả
tùy theo từng giai đoạn phát triển của cây hồ tiêu [27].
Dây thân (cành tược) phát triển từ mầm nách lá ở những cây hồ tiêu nhỏ hơn
1 năm tuổi. Từ một dây thân chính sẽ có những dây thân cấp thấp phát sinh. Cành
tược có độ phân cành thấp, chỉ dưới 45o nên cành dường như mọc thẳng hướng lên
trên. Dây thân sinh trưởng khỏe, có lóng ngắn, phần đốt thường có rễ có tác dụng
giúp dây tiêu bám vào trụ. Dây thân thường dùng để làm hom giống nhờ khả năng
phát triển rễ mạnh giúp cây sinh trưởng tốt [27].
Dây lươn (cành lươn) được phát sinh ở mầm nách tại các đốt nằm gần sát gốc,
cành thường có lóng dài và nằm dài ra đất. Dây lươn khơng cho quả nhưng lại có khả
năng sinh trưởng khỏe, thích hợp sử dụng để giâm, chiết cây. Tuy nhiên thời gian ra
quả chậm hơn là dây thân, nhưng thời gian khai thác được lâu dài hơn.
Nhánh ác (cành quả) là những cành mang trái, số lượng cành quả trên trụ sẽ
quyết định đến năng suất của cây hồ tiêu, tuy nhiên mỗi nách lá chỉ có một mầm ngủ

có khả năng phát triển thành cành quả. Cành quả có độ góc phân cành lớn, lóng ngắn.
Độ dài cành thường chỉ đạt dưới 1m, cành khúc khuỷu. Từ những lóng ngắn của cành
quả sẽ có những mầm ngủ có thể phát sinh thành những cành quả cấp 2, cấp 3.
Lá hồ tiêu thuộc lá đơn, hình trái tim, mọc cách. Cuống lá dài 2 – 3 cm, phiến
lá dài 10cm đến 25 cm, rộng 5 cm đến 10 cm tùy thuộc vào giống. Lá cũng là bộ phận
để nhận diện giống, trên phiến lá có 5 gân lá hình lơng chim, mặt trên bóng láng và
xanh đậm hơn mặt dưới [27].
4


*Rễ: Rễ cây hồ tiêu thuộc loại rễ chùm, ăn sâu vào đất. Trong hệ thống cây hồ
tiêu thường có tới 3 - 6 rễ cái và rất nhiều chùm rễ phụ. Ngoài ra các đốt rễ trên dây
lươn sẽ giúp cây bám vào trụ và vươn lên.
- Rễ cái: Đây là rễ quan trọng nhất của cây hồ tiêu với tác dụng hút nước và
các chất dinh dưỡng để nuôi cây. Rễ cái phát triển mạnh và ăn sâu vào trong lịng đất.
Rễ cái thuộc loại háo khí và không chịu được ngập úng nên phải ăn sâu vào lòng đất.
- Rễ phụ: Các rễ phụ được mọc thành chùm và có khả năng phát triển theo chiều
ngang, các rễ nhỏ mọc dày đặc tại những đốt rễ cái và phân bố nhiều ở tầng đất từ 1540 cm. Nhiệm vụ chính của rễ phụ là hút nước và chất dinh dưỡng. Rễ phụ cũng không
chịu được ngập úng do đó cần chú ý các biện pháp cải tạo, thốt nước và giúp đất
được tơi xốp vì tầng rễ phụ mọc rất dễ bị ngập úng. Nếu trong vòng 12- 24 giờ mà rễ
bị ngập úng sẽ dẫn tới hư thối và chết dần.
- Rễ bám: Rễ bám là những chân rễ mọc tại các đốt của dây lươn có tác dụng
chủ yếu là giúp cây bám vào trụ, tường hay bề mặt để giúp cây vươn lên. Rễ bám
thường ngắn và chỉ dài từ 1- 3 cm nên khơng có tác dụng trong việc hút nước và chất
dinh dưỡng [27].
* Hoa và quả: Hoa của cây hồ tiêu mọc theo dạng hoa tự hình gié, dài từ 712 cm tùy từng giống hồ tiêu và điều kiện chăm sóc. Trên mỗi hoa có bình qn từ
20- 60 hoa xếp thành hình xoắn ốc, hoa lưỡng tính và đơn tính. Thơng thường những
giống hồ tiêu có hoa lưỡng tính sẽ cho năng suất cao nhờ khả năng tự thụ phấn. Độ
ẩm cao của môi trường sẽ giúp hoa thụ phấn được cao hơn. Quả hồ tiêu thuộc loại
quả hạch, khơng có cuống và chỉ mang 1 hạt hình cầu bám vào giá.

Thời gian phát triển từ khi hoa thụ phấn đến khi hạt chín mất từ 7- 10 tháng
chia làm 3 giai đoạn gồm:
- Hoa hình thành trên gié và có đầy đủ các bộ phận mất 1 – 1,5 tháng.
- Hoa thụ phấn và phát triển trái trong khoảng 4- 5,5 tháng. Trong giai đoạn này
hạt phát triển nhanh chóng, kích thước lớn tối đa sau 5 tháng. Giai đoạn này cần cung
cấp đầy đủ nước và chất dinh dưỡng để hạt phát triển tối đa.
-Trái chín trong khoảng từ 2-3 tháng hạt bắt đầu phát triển.
*Hột tiêu: Cấu tạo bởi 2 lớp, bên ngồi gồm có vỏ hạt và bên trong chứa phôi
nhũ và các phôi (đây là bộ phận tiêu dùng) [27].

5


1.2. Thực trạng sản xuất hồ tiêu của Việt Nam và các tỉnh Tây Nguyên
1.2.1. Diện tích, năng suất và sản lượng hồ tiêu ở các tỉnh Tây Nguyên
Diện tích trồng hồ tiêu nước ta trong những năm qua có xu hướng tăng mạnh,
năm 2010 cả nước chỉ có 51 nghìn ha và sản lượng đạt 105,4 nghìn tấn, đặc biệt đến
năm 2017, tổng diện tích hồ tiêu cả nước tăng lên 151,982 nghìn ha (trong đó có 93,5
nghìn ha cho sản phẩm) (bảng 1.1). Tuy nhiên, đến năm 2020, tổng diện tích hồ tiêu
của cả nước giảm xuống cịn 140,2 nghìn ha trong khi đó diện tích cho sản phẩm ngày
càng tăng với 112,9 nghìn ha. Sản lượng hồ tiêu tăng từ 105,4 nghìn tấn vào năm
2010 đến 270,2 nghìn tấn vào năm 2020 (tăng hơn 164,6 nghìn tấn) [29].
Bảng 1.1. Diện tích, sản lượng hồ tiêu của Việt Nam từ năm 2010-2019
Năm

Diện tích (1000 ha)

Sản lượng (1000 tấn)

2010

51,000

105,400

2011

52,500

111,960

2012

54,500

120,280

2013

61,500

125,020

2014

85,500

151,760

2015

97,500

176,790

2016

105,000

216,430

2017

151,982

238,157

2018

148,744

246,096

2019

140,000

240,000
(Nguồn: Hiệp hội Hồ tiêu Việt Nam, 2019)

Đắk Nơng: Diện tích hồ tiêu năm 2019 là 32.286 ha (bảng 1.2), tăng lên
34.957 ha (năm 2020), chiếm 39,95% diện tích tồn vùng. Năng suất đạt 20,5 tạ/ha.
Sản lượng đạt 44,750 ngàn tấn (chiếm 26,19 % tồn vùng). Bên cạnh đó, Đắk Nơng
đã ban hành Nghị quyết số 05/ NQ-HĐND ngày 02/8/2018 về việc phê duyệt Đề án
Tái cơ cấu ngành nông nghiệp. Nghị quyết số 12/NQ-HĐND ngày 02/8/2019 về việc
phê duyệt Đề án Quy hoạch vùng nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao trên địa bàn
tỉnh Đắk Nông đến năm 2030, định hướng đến năm 2035; trong đó đã định hướng
phát triển cây hồ tiêu trên địa bàn tỉnh đến năm 2020 ổn định diện tích là 27.000 ha.
Đến năm 2030 diện tích khơng thay đổi [30].

6


Đắk Lắk: Diện tích hồ tiêu năm 2019 là 36.396 ha (bảng 1.2). Năm 2020 diện
tích hồ tiêu là 34.500 ha (chiếm 40,1% diện tích tồn vùng), giảm 1.896 ha so với năm
2019, trong đó diện tích cho sản phẩm 30.150 ha; năng suất trên diện tích cho sản phẩm
25,15 tạ/ha; sản lượng 75.818 tấn (chiếm 43,3% toàn vùng), tăng 1.696 tấn so với năm
2019. Diện tích hồ tiêu giảm nguyên nhân là do giá bán hạt tiêu thấp và một số diện
tích tiêu bị bệnh chết, người dân chuyển sang trồng cà phê và cây ăn quả [31].
Bảng 1.2. Diện tích, năng suất và sản lượng hồ tiêu một số vùng chính ở Việt Nam

Tổng

Thu hoạch

Sản lượng
(tấn)

Đăk Lăk

36.396

29.865

49.750

Đăk Nơng

32.286

28.484

42.893

Bình Phước

16.216

14.201

34.941

Đồng Nai

18.191

14.546

30.000

Bà Rịa Vũng Tàu

13.161

11.337

23.837

Gia Lai

13.731

Tỉnh

Diện tích (ha)

11.604
42.900
(Nguồn: Hiệp hội Hồ tiêu Việt Nam, 2019)

Gia Lai: Năm 2019, diện tích hồ tiêu toàn tỉnh đạt 13.731 ha (Sản lượng
42.900 tấn) tuy nhiên đến năm 2020, diện tích hồ tiêu tồn tỉnh đạt 14.682 ha, chiếm
16,77% diện tích tồn vùng Tây Nguyên (2020). Gia Lai là tỉnh có năng suất cao nhất
đạt 37,9 tạ/ha. Sản lượng đạt 45,287 ngàn tấn (Chiếm 26,5% tồn vùng) [30].
Các tỉnh Đơng Nam Bộ: Bình Phước, Đồng Nai, Bà Rịa – Vũng Tàu diện tích
hồ tiêu cũng đạt lần lượt 16.216ha, 18.191ha và 13.161ha với sản lượng đạt 34.941
tấn, 30.000 tấn, 23.837 tấn (bảng 1.2). Đây là những vùng trồng hồ tiêu trọng điểm
của cả nước cùng với 03 tỉnh Tây Nguyên (Đắk Lắk, Đắk Nông và Gia Lai).
1.2.2. Tình hình sâu bệnh hại trên cây hồ tiêu ở Tây Nguyên
Đắk Lắk: Năm 2020, bệnh vàng lá chết chậm có diện tích nhiễm là 86,8 ha

(giảm 423,8 ha so với năm 2019); Bệnh chết nhanh có diện tích nhiễm là 20,3ha (giảm
766,3 so với năm 2019). Ngoài bệnh chết nhanh, chết chậm trên cây hồ tiêu còn xuất
hiện một số đối tượng gây hại khác như: Bệnh đốm tảo với tỷ lệ bệnh 5-25%, diện tích
nhiễm 24 ha (Krông Buk, Krông Năng); Tỷ lệ bệnh do tuyến trùng: 2-35% diện tích,
diện tích nhiễm 29,2 ha (Bn Hồ, Ea H’leo, Ea Kar, Krông Pắk); Tỷ lệ bệnh do Bọ
xít lưới 2-25%, diện tích nhiễm 26 ha (Krơng Buk, Krông Năng, Ea Kar, Krông Pắk);
và một số sâu, bệnh khác gây hại rải rác [31].
7


Đắk Nơng: Tổng diện tích hồ tiêu nhiễm bệnh tồn tỉnh đến ngày 31/12/2018 là
2.698,9 ha (chiếm 7,7% tổng diện tích hồ tiêu của tỉnh). Trong đó, diện tích nhiễm nhẹ
là 1.317,7 ha, nhiễm trung bình là 815 ha, nhiễm nặng là 566,2 ha. Diện tích tiêu bị
chết tồn tỉnh là 1.827,7 ha (chiếm 5,22% tổng diện tích của tỉnh) cụ thể: huyện Đắk
Song 653 ha, Tuy Đức 586,2 ha, Đắk R’Lấp 304,3 ha, thị xã Gia Nghĩa 46,3 ha, Đắk
G’Long 46,2 ha, Cư Jut 90 ha, Krông Nô 63,8 ha, Đắk Mil 37,9 ha. Diện tích nhiễm
bệnh chết chậm là 1.289,9 ha, diện tích nhiễm bệnh chết nhanh là 1.026.4ha và diện
tích nhiễm bệnh đen lá là 352.6ha [32]
Gia Lai: Năm 2020, bệnh vàng lá chết chậm có diện tích nhiễm là 2.281,2 ha
(giảm 639ha so với năm 2019); Bệnh chết nhanh có diện tích nhiễm là 244,7 ha (giảm
1.007,2 so với năm 2019). Tuyến trùng rễ gây hại có diện tích nhiễm là 2.240,2 ha
(giảm 768,6 ha so với năm 2019). Rệp sáp gốc gây hại có diện tích nhiễm là 1.303,3
ha (tăng 412,3ha so với năm 2019) [33].
1.3. Bệnh hại rễ trên cây hồ tiêu
1.3.1. Bệnh chết nhanh trên cây hồ tiêu do Phytophthora
* Phân loại: Phytophthora thuộc giới: Chromista; ngành: Oomycota; lớp
Oomycetes; Bộ: Peronosporales; Họ: Peronosporaceae; Chi Phytophthora [34].
Bệnh chết nhanh do Phytophthora gây hại ở hầu hết các nước trồng hồ tiêu trên
thế giới. Theo Manohara và cộng sự (2004), tại Lampung, Malaysia, năm 1965 bệnh
chết nhanh gây chết 32% tổng số cây hồ tiêu [35]. Thomas và Naik (2017) tiến hành

điều tra tỷ lệ hồ tiêu nhiễm bệnh Phytophthora ở các địa điểm khác nhau tại tiểu bang
Karnataka, Ấn Độ cho rằng tất cả các địa điểm điều tra đều xuất hiện cây hồ tiêu nhiễm
bệnh chết nhanh. Tuy nhiên, tỷ lệ cây nhiễm bệnh ở mỗi địa điểm là khác nhau trong
đó địa điểm nhiễm thấp nhất tỷ lệ cây bệnh chiếm 5%, địa điểm nhiễm cao nhất lên đến
65% tổng số cây điều tra [36].
*Đặc điểm hình thái
Túi bào tử: Hình thái túi bào tử (hình dạng, kích thước, chiều dài, chiều rộng), hệ
gai của túi, tính rụng sớm của chúng; chiều dài của cuống trên túi bào tử; sự tăng sinh
của túi bào tử; nhánh của túi bào tử mà trên đó túi bào tử sinh ra. Phytophthora capsici
được chia thành hai loài: P. capsici và P. tropicalis sp.nov., dựa trên sự khác biệt về
kích thước và hình thái bào tử nang và cây ký chủ đặc trưng, giải trình tự chuỗi rDNA
đoạn ITS của 2 loài và đề xuất loài P. tropicalis có thể là một dạng chuyển tiếp trong
quá trình tiến hố của lồi P. capsici [37 -38].
8


Bào tử nang (sporangia): Bào tử nang có nhiều hình dạng khác nhau gồm hình
bầu dục, hình cầu, hình bán cầu, hình trứng rộng, hình xoắn ngược, hình thoi, hình
quả lê [39]. Kích thước khác nhau, tỷ lệ dài và rộng biến thiên từ: 1,3:1 đến 2,1:1. P.
capsici có bào tử nang rộng, tỷ lệ chều dài/rộng nhỏ hơn 1,8, phần cuống bào tử rộng,
khơng có mặt bào tử hậu, phát triển tốt ở nhiệt độ 35oC và thường gây bệnh cho cây
ớt. P. tropicalis sp.nov., có bào tử hẹp tỷ lệ chều dài/rộng lớn hơn 1,8, phần cuống
bào tử thót lại, có mặt bào tử hậu, phát triển tốt ở nhiệt độ 35oC, gây bệnh cho hồ tiêu,
ca cao, macadamia, đu đủ và một số cây nhiệt đới khác [37].
Chlamydospore và sự trương phồng sợi nấm: Chlamydospore là bào tử có chức
năng như một bào tử nghỉ. Hình thái của Chlamydospore khơng khác biệt nhiều giữa
các lồi. Vì vậy, sự hiện diện hay sự vắng mặt của nó có thể xác định ở mức độ loài.
Cấu trúc sinh sản hữu tính: Khoảng một nửa các lồi Phytophthora ở dạng đồng
tản, chúng sẽ sản xuất bộ phận sinh dục đực, bộ phận sinh dục cái và bào tử động trên
cùng một mơi trường. Phần cịn lại là dạng dị tản với hai kiểu lai A1 và A2 [34].

* Đặc điểm cấu tạo: Hệ sợi khuẩn ty hình ống, gồ ghề, trong suốt, phân nhánh và
cùng tán, tuy nhiên vách ngăn có thể phát triển ở giống già, khuẩn ty nói chung là gian
bào nhưng giác mút được thành lập và thâm nhập vào tế bào chủ. Nhánh khuẩn ty thông
thường cho thấy thắt eo tại điểm gốc của nó, khuẩn ty có bề rộng là 3 - 8 μm. Vách khuẩn
ty chủ yếu cấu tạo bởi glucan và có ít hoặc khơng có cellulose, tế bào chất của khuẩn ty
chứa ty thể, mạng lưới nội chất, ribô thể, nhiều hạt dầu, khơng bào lớn và nhân; Một
phần khuẩn ty có gian bào phình ra trong vách tế bào chủ dạng mảnh, chồi bên phát triển
trong một giác mút, chỗ phình ra trước tiên mở to ra trong đầu có hình gậy chứa vùng eo
hẹp, gọi là cuống; Nơi phình ra của khuẩn ty hoặc giác mút non cho vào ống bao màng
tế bào chất của vật chủ; Giác mút vẫn được bao quanh bởi bao do một màng bên ngoài
của giác mút và tế bào chất của tế bào vật chủ. Ở P. infestans giác mút có những nơi
phồng lên giống ngón tay [40].

9


Hình 1.1. Vịng đời của Phytophthora capsici [41]

* Vịng đời của Phytophthora: Vòng đời của nấm là một trong những yếu tố góp
phần duy trì và phát triển nấm bệnh. Nhiệt độ (20˚C - 28˚C) và độ ẩm (> 80%) được
xem là điều kiện tối ưu cho cả chlamydospores và oospores và giúp chúng sống hơn
6 năm trong đất, 2 - 3 mùa mưa trong thực vật đã chết (hình 1.1).
*Mức độ thiệt hại do Phytophthora
Theo Đoàn Nhân Ái (2007), Phytophthora gây bệnh cho cây tiêu bao gồm P.
capcisi, P. palmivora (MF1, MF2, MF3) và P. nicotianae gây bệnh thối rễ, thối gốc,
đốm lá, thối thân trên cây tiêu làm cho cây tiêu chết nhanh, làm giảm năng suất và sản
lượng nghiêm trọng. Trong đó P. capcisi là phổ biến nhất, xuất hiện ở Việt Nam, Thái
Lan, Indonesia và Ấn Độ. Các loài P. palmivora (MF1, MF2, MF3) và P. nicotianae
xuất hiện ở Malaysia, Indonesia, Ấn Độ, Thái Lan, Trung Quốc… nhưng chưa phát
hiện ở Việt Nam [42].

Triệu chứng đầu tiên là héo rũ nhẹ ở ngọn, lá héo cong vào bên trong, sau đó
dây héo và lá rụng sớm. Héo rũ và rụng lá quan sát rõ khi cổ rễ hoặc rễ chính bị nhiễm
bệnh và thối. Cây bị nhiễm bệnh rụng lá, rụng cành và quả tạo thành một vòng tròn
quanh trụ tiêu. Phần cổ rễ nhiễm bệnh hóa nâu và trở nên thối, thường chảy ra dịch
có mùi thối và màu tối. Các lá nhiễm nấm bệnh thường được tìm thấy ở gần gốc sát
mặt đất, lá bị nhiễm bệnh có hình trịn, có tia nấm ở ngồi rìa và vành mơ bệnh dạng
giọt dầu. Bệnh phát triển rất nhanh, vì vậy dây hồ tiêu bị bệnh sẽ chết sau 1 -2 tuần.
Tỷ lệ trụ tiêu nhiễm bệnh thông thường từ 10,3 – 19,2%. Tỷ lệ trụ tiêu nhiễm bệnh
10


có thể lên tới 91,7% vườn hồ tiêu bị tàn phá hoàn toàn trong một số vùng dịch gây
bệnh [43]. Việc phát hiện bệnh hại sớm là một việc khó khăn đối với người trồng hồ
tiêu và các cán bộ cơ sở. Bệnh xuất hiện cả ở giai đoạn kiến thiết cơ bản và vườn đã
cho thu hoạch ở Đắk Lắk (Ea Hleo, Cư Jut), Đắk Nông (Đắk Song và Đắk Rlap) và
Gia Lai (Chư Sê) [44].
Bệnh thường gây hại nặng nếu đất thoát nước kém trong mùa mưa và hầu hết
các giống hồ tiêu thương mại như hồ tiêu Vĩnh Linh, hồ tiêu sẻ đều nhiễm bệnh. Ở
miền Đông Nam Bộ và Tây Nguyên, bệnh thường phát sinh từ tháng 6 đến tháng 10.
Trong khi đó, các tỉnh miền Trung, bệnh thường gây hại nặng từ tháng 10 đến tháng
3 năm sau. Nguồn bệnh ban đầu là bào tử hậu và bào tử trứng ở đất, tàn dư thực vật.
P. capsici thường nhiễm rễ chính, sau đó phát triển lên gốc rễ hoặc từ các dây hồ tiêu
phát triển vào gốc rễ hoặc nhiễm trực tiếp vào phần gốc rễ sát mặt đất. Trong trường
hợp nếu nhiễm vào các rễ con và gây chết rễ con thì chỉ gây hiện tượng chết chậm.
P. capsici nhiễm trên lá và gié hoa, quả sát mặt đất do nước mưa bắn đất lên. Nhiệt
độ thích hợp cho bệnh gây hại từ 19 – 28oC, tuy nhiên ở Việt Nam bệnh có thể xảy
ra ở nhiệt độ từ 18 – 35oC tùy theo vùng khí hậu [44].
Bệnh thường gây hại ở đất nghèo canxi, magie, kali nhưng giàu đạm. Mối và
ốc sên có thể lây lan nguồn bệnh từ cây bệnh sang cây khỏe. Nấm bệnh tồn tại trong
đất và lây lan từ đất qua nước mưa, nước tưới, thân, cành, lá hồ tiêu bị bệnh rụng

xuống đất. Thân cành lá thường bị nhiễm bệnh trong mùa mưa, nhất là vườn cây ẩm
thấp, tán lá rậm rạp là những điều kiện thích hợp nhất cho P. capsici phát triển mạnh.
Bệnh do P. capsici làm thối gốc rễ cây hồ tiêu có thể gây hại cho cây hồ tiêu trong
giai đoạn kiến thiết cơ bản. Tuy nhiên, mức độ nghiêm trọng của bệnh thường xảy ra
với các vườn hồ tiêu trên 3 năm tuổi do đặc điểm của nấm gây bệnh là chúng tích lũy
nguồn bệnh trong đất theo thời gian [44].
Vào đầu mùa mưa, cành mang bọc bào tử động được hình thành từ bào tử hậu
hay bào tử trứng tồn tại trong đất và tàn dư thực vật. Bọc bào tử động giải phóng bào
tử động bơi trong nước và xâm nhiễm vào cây hồ tiêu. Cành mang bào tử động hình
thành trên cây hồ tiêu nhiễm bệnh sẽ giải phóng bào tử động xâm nhiễm vào cây khỏe
trong suốt mùa mưa. Sợi nấm trên cây hồ tiêu nhiễm bệnh có thể phân hóa hình thành
bào tử hậu hay bao đực và bao cái. Bao đực và bao cái dung hợp tạo nên bào tử trứng.
Bào tử hậu và bào tử trứng có vách dày, sức sống cao, chịu được điều kiện khắc nghiệt
11


như lạnh giá hay khô hạn, chúng tồn tại trong đất, trên tàn dư thực vật hay các ký chủ
phụ, cỏ dại, trong cơ thể của ốc sên vào mùa khô và là nguồn bệnh lây nhiễm cho cây
trồng vụ sau. Khi mùa mưa đến, bào tử hậu và bào tử trứng nảy mầm hình thành nên
cành mang bọc bào tử động và giải phóng bào tử động xâm nhiễm cây hồ tiêu [44].
1.3.2. Bệnh chết chậm trên cây hồ tiêu do nấm Fusarium sp. và tuyến trùng
Bệnh vàng lá chết chậm là một trong những loại bệnh phổ biến trên cây hồ tiêu
(Piper nigrum L.). Nguyên nhân gây bệnh vàng lá có thể do nhiều tác nhân sinh học cũng
như phi sinh học khác nhau bao gồm nấm Fusarium sp., Rhizoctonia sp.; tuyến trùng ký
sinh (Radopholus similis và Meloidogyne incognita), cây thiếu dinh dưỡng, nhiệt độ hay
bị stress do nước. Fusarium solani f. sp. piperis được xem là tác nhân gây bệnh thối rễ
trên cây hồ tiêu trong khi đó. F. oxysporum Schl. f. sp. piperis ít phổ biến nhưng được
xem là bệnh quan trọng trên cây hồ tiêu [45]. Để mơ tả đặc tính của tác nhân gây bệnh
vàng lá trên cây hồ tiêu ở Malaysia, 53 chủng Fusarium đã được phân lập từ rễ và từ
đất vùng rễ cây hồ tiêu tại các vùng trồng tiêu chủ yếu ở Sarawak và Johor. Trong đó

có 34 chủng được xác định là nấm F. solani và 19 chủng là nấm F. proliferatum dựa
trên các đặc điểm hình thái và phương pháp giải trình tự gen tại vùng ITS1 và ITS2
của DNA ribosome 5,8S. Để xác định nguyên nhân gây bệnh vàng lá trên cây hồ tiêu,
nghiên cứu đã tiến hành thử nghiệm về khả năng gây bệnh trên cây hồ tiêu 3 tháng
tuổi, kết quả cho thấy, F. solani là nguyên nhân gây bệnh vàng lá trên cây hồ tiêu
[46]. Theo Eng (2002) thì tuyến trùng Meloidogyne có quan hệ với nấm Fusarium.
Tuyến trùng chích hút, tạo vết thương vùng rễ hồ tiêu và tạo cơ hội cho nấm Fusarium
tấn công rễ, gây bệnh cho cây hồ tiêu. Năng suất hồ tiêu sẽ giảm nghiêm trọng nếu
có sự kết hợp của hai tác nhân gây bệnh là tuyến trùng rễ Meloidogyne và nấm [47].
Nghiên cứu của Thuy và cộng sự (2013) đã phân lập được 09 loài nấm từ rễ cây hồ
tiêu trong đó có sự hiện diện của nấm Fusarium solani. Nghiên cứu cũng xác định
nguyên nhân chính gây bệnh vàng lá trên cây hồ tiêu không phải do nấm Fusarium
solani mà do tác nhân khác đó là tuyến trùng M. incognita. Khi đánh giá tác động của
M. incognita riêng lẽ hoặc kết hợp với Fusarium solani trong điều kiện nhà lưới cho
thấy cả hai đều làm tăng tỷ lệ cây hồ tiêu bị vàng lá và tác động đến sự sinh trưởng
của cây. Đặc biệt vào thời điểm hai tuần sau khi lây nhiễm F. Solani, cây hồ tiêu
khơng có biểu hiện nhưng lây nhiễm với M. incognita cây hồ tiêu có biểu hiện bệnh
thơng qua sự hình thành nốt sần trên rễ [8].
12