Nghiên cứu phân lập chủng và khảo sát nguồn gen lúa khánh bệnh bạc lá lúa (xanthomonas oryzae pv oryzae)

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC
------- -------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU PHÂN LẬP CHỦNG VÀ KHẢO SÁT
NGUỒN GEN LÚA KHÁNG BỆNH BẠC LÁ LÚA
(XANTHOMONAS ORYZAE PV.ORYZAE)

Hà Nội – 2023


HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC
------- -------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU PHÂN LẬP CHỦNG VÀ KHẢO SÁT
NGUỒN GEN LÚA KHÁNG BỆNH BẠC LÁ LÚA
(XANTHOMONAS ORYZAE PV.ORYZAE)

Ngƣời thực hiện

: Đàm Thanh Nga

MSV

: 637251

Lớp

: K63CNSHC

Khóa

: K63

Ngành

: Cơng nghệ sinh học

Giáo viên hƣớng dẫn

: GS.TS. Phan Hữu Tôn

Hà Nội – 2023


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn đề tài “Nghiên cứu phân lập chủng và khảo sát
nguồn gen lúa kháng bệnh bạc lá lúa (Xanthomonas oryzae pv. oryzae) là cơng trình
nghiên cứu của tơi trong thời gian qua. Mọi số liệu và kết quả nghiên cứu trong khóa
luận này là trung thực và chƣa hề đƣợc sử dụng để bảo vệ một học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện khóa luận này
đã đƣợc cảm ơn và các thơng tin trích dẫn trong khóa luận đều đƣợc chỉ rõ
nguồn gốc.
Hà Nội, Ngày

tháng

năm 2023

Sinh Viên

Đàm Thanh Nga

i


LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian thực tập khóa luận tốt nghiệp vừa qua, với đề tài nghiên
cứu “Nghiên cứu phân lập chủng và khảo sát nguồn gen lúa kháng bệnh bạc lá
lúa (Xanthomonas oryzae pv. oryzae), tôi đã nhận đƣợc sự quan tâm, ủng hộ
cũng nhƣ sự giúp đỡ của rất nhiều các cá nhân, tập thể để tơi có thể hồn thành
tốt khóa luận tốt nghiệp này:
Trƣớc hết, tơi xin chân thành cảm ơn tới toàn thể các thầy cô giáo trƣờng
Học viện Nông nghiệp Việt Nam, các thầy cô giáo trong khoa Công nghệ sinh học
đã trang bị cho tôi những kiến thức cơ bản và những định hƣớng đúng đắn trong
học tập và tu dƣỡng đạo đức, tạo điều kiện tốt để tôi học tập và nghiên cứu.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới thầy giáo GS.TS. Phan Hữu
Tơn đã ln đã tận tình chỉ bảo, hƣớng dẫn, chia sẻ và động viên tôi trong suốt
thời gian học tập, nghiên cứu để thực hiện và hồn thành khóa luận. Bên cạnh
đó, tơi cũng xin gửi lời cảm ơn đến KS. Phan Thanh Tùng và các cán bộ đang
công tác và làm việc tại Trung tâm Bảo tồn và Phát triển nguồn gen cây trồng đã
giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tơi trong q trình thực tập.
Cuối cùng, xin gửi lịng biết ơn sâu sắc tới mọi thành viên trong gia đình
và những ngƣời bạn đã ln ln động viên, hỗ trợ, ủng hộ tơi rất nhiều trong

suốt q trình học tập và thực hiện đề tài này.

Hà Nội, Ngày

tháng

năm 2023

Sinh Viên

Đàm Thanh Nga

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... ii
MỤC LỤC ............................................................................................................ iii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT............................................................................ vi
DANH MỤC BẢNG ........................................................................................... vii
DANH MỤC HÌNH ........................................................................................... viii
TĨM TẮT KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ........................................................... ix
PHẦN 1. MỞ ĐẦU .............................................................................................. 1
1.1. Đặt vấn đề....................................................................................................... 1
1.2. Mục đích và yêu cầu của đề tài ...................................................................... 2
1.2.1. Mục đích ...................................................................................................... 2
1.2.2. Yêu cầu ........................................................................................................ 2
PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................... 3
2.1. Tổng quan về cây lúa ..................................................................................... 3

2.1.1. Giới thiệu chung .......................................................................................... 3
2.1.2. Nguồn gốc hình thành và phát triển của lúa................................................ 4
2.1.3. Phân loại ...................................................................................................... 4
2.1.4. Các giai đoạn phát triển của lúa .................................................................. 6
2.1.5. Tình hình sản xuất, tiêu thụ lúa gạo trên thế giới và tại Việt Nam ............. 7
2.2. Bệnh bạc lá lúa ............................................................................................... 8
2.2.1. Tác hại do bệnh bạc lá lúa gây ra ................................................................ 9
2.2.2. Nguyên nhân gây bệnh của lá lúa ............................................................. 10
2.2.3. Triệu chứng bệnh ...................................................................................... 10
2.2.4. Đặc điểm phát sinh phát triển của bệnh .................................................... 11
2.2.5. Những nghiên cứu cách chẩn đoán về bệnh bạc lá ................................... 12
2.2.6. Biện pháp phòng trừ bệnh bạc lá lúa......................................................... 13
2.3. Vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) ........................................ 14
iii


2.3.1 Vị trí phân loại............................................................................................ 14
2.3.2. Đặc điểm hình thái và đặc điểm hóa sinh ................................................. 14
2.3.3. Các phƣơng pháp nghiên cứu đa dạng sinh học của vi khuẩn Xoo
hiện nay trên thế giới................................................................................... 15
2.4. Nghiên cứu đa dạng vi khuẩn Xoo tại Việt Nam ......................................... 16
PHẦN 3. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP.................................................... 18
3.1. Vật liệu nghiên cứu ...................................................................................... 18
3.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu................................................................ 19
3.3. Nội dung nghiên cứu .................................................................................... 19
3.4. Phƣơng pháp nghiên cứu .............................................................................. 19
3.4.1. Phƣơng pháp trồng .................................................................................... 19
3.4.2. Phƣơng pháp phân lập và lây nhiễm nhân tạo .......................................... 20
3.5. Đánh giá các đặc điểm nông sinh học và đo năng suất ................................ 22
3.6. Sử dụng PCR để xác định chính xác vi khuẩn xanthomonas oryzae pv.

oryzae (Xoo) ................................................................................................ 23
3.7. Xác định đa dạng di truyền DNA của các mẫu vi khuẩn Xoo bằng pháp
rep PCR và IS-PCR ..................................................................................... 25
3.8. Cách thức phân tích số liệu .......................................................................... 26
PHẦN 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .......................................................... 28
4.1. Nuôi cấy và phân lập các mẫu vi khuẩn thu thập ........................................ 28
4.1.1. Kết quả nuôi cấy các mẫu vi khuẩn trên môi trƣờng Wakimoto .............. 28
4.1.2. Kết quả sử dụng chỉ thị phân tử xác định chính xác vi khuẩn Xoo .......... 29
4.1.3. Kết quả phân lập các chủng vi khuẩn bằng phƣơng pháp sử dụng chỉ
thị phân tử rep PCR và IS – PCR ................................................................ 30
4.2. Kết đánh giá đặc điểm nông sinh học của các mẫu giống nghiên cứu ........ 35
4.3. Kết quả đánh giá khả năng kháng bệnh của các giống lúa triển vọng
với các chủng vi khuẩn thu thập và phân lập đƣợc ..................................... 39

iv


4.4. Đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá lúa của các giống lúa triển vọng
với các chủng vi khuẩn Xoo ........................................................................ 42
PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ NGHIÊN CỨU...................................................... 43
5.1. Kết luận ........................................................................................................ 43
5.2. Đề nghị ......................................................................................................... 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 45

v


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
BVTV:

Bảo vệ thực vật

CV%:

Sai số thí nghiệm

DNA:

Deoxyribonucleic Acid

FAO:

Food and Agriculture Organization

IRRI:

International Rice Research Institute

NSH:

Nông sinh học

PCR:

Polymerase Chain Reaction

QCVN:

Quy chuẩn Việt Nam

TCN:

Trƣớc công nguyên

Xoo :

Xanthomonas oryzae pv. oryzae

vi


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Phân loại theo chiều dài hạt .................................................................. 5
Bảng 2.2. Phân loại theo dạng hạt gạo .................................................................. 6
Bảng 3.1. Danh sách và địa điểm các mẫu bệnh thu........................................... 18
Bảng 3.2. Danh sách và nguồn gốc của 3 chủng vi khuẩn đƣợc lấy từ Viện cây
lƣơng thực và thực phẩm tỉnh Hải Dƣơng .......................................... 19
Bảng 4.1. Số vạch nhân lên trong rep-PCR và IS – PCR ................................... 33
Bảng 4.2. Thời gian sinh trƣởng của các mẫu, giống lúa nghiên cứu ................ 35
Bảng 4.3. Chiều dài cây, chiều dài và chiều rộng lá đòng .................................. 36
Bảng 4.4. Các yêu tố cấu thành nên năng suất.................................................... 38
Bảng 4.5. Đánh giá kết quả lây nhiễm trên các giống lúa triển vọng ................. 41

vii


DANH MỤC HÌNH, BIỂU ĐỒ
Hình 2.1. Cây lúa Oryza sativar L. ....................................................................... 3
Hình 2.2. Sơ đồ phát triển cây lúa ......................................................................... 7
Hình 2.3. Sản lƣợng sản xuất gạo thế giới tháng 01/2022 .................................... 7

Hình 2.4. Khối lƣợng, giá trị và giá gạo xuất khẩu trong tháng 01/2022 ............. 8
Hình 2.5. Triệu chứng bệnh bạc lá lúa ................................................................ 11
Hình 2.6. Hình thái của Xanthomonas oryzae . .................................................. 14
Hình 4.1. Các mẫu vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv. oryzae ........................... 28
Hình 4.2. Xác định Xoo bằng PCR với mồi XOR. ............................................. 29
Hình 4.3. Ảnh điện di sản phẩm rep – PCR mồi đơn ERIC2F (6 vạch) ............. 31
Hình 4.4. Ảnh điện di sản phẩm IS – PCR mồi đơn J3F (7 vạch) ...................... 32
Hình 4.5. Lây nhiễm bệnh bạc lá lúa .................................................................. 39
Hình 4.6. Kết quả lây nhiễm ............................................................................... 40
Biểu đồ 4.1. Cây phân loại của mồi đơn ERIC2F và mồi đơn J3F theo
chƣơng trình NTSYSpc2.1 ................................................................. 34

viii


TÓM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Đề tài đƣợc thực hiện trong vụ Mùa 2022 tại Trung tâm Bảo tồn và Phát
triển nguồn gen cây trồng và Bộ môn Sinh học phân tử và Công nghệ sinh học
ứng dụng – Khoa Công nghệ sinh học – Học viện Nông nghiệp Việt Nam. Mục
đích của đề tài nghiên cứu chọn tạo giống kháng bệnh có ý nghĩa kinh tế nhiều
mặt, khơng gây ô nhiễm môi trƣờng và tạo đƣợc nông sản sạch, năng suất chất
lƣợng. Vật liệu nghiên cứu đƣợc sử dụng 7 mẫu đƣợc tiến hành thu thập, phân
lập và 12 giống lúa triển vọng đƣợc lấy từ Trung tâm Bảo tồn và Phát triển
Nguồn gen cây trồng – Học viện Nơng nghiệp Việt Nam. Bên cạnh đó cịn sử
dụng 3 mẫu vi khuẩn Xoo là các chủng vi khuẩn đƣợc lấy từ Viện cây lƣơng
thực và thực phẩm tỉnh Hải Dƣơng đƣợc phân lập trong vụ mùa năm 2021.
Ngoài ra, trong nghiên cứu này, tôi đã sử phân lập trên mơi trƣờng
Wakimoto (Wakimoto, 2002) sau đó sử dụng chỉ thị phân tử XOR để xác định
chính xác Xoo, dùng chỉ thị rep – PCR và IS – PCR để đánh giá tƣơng quan về
mặt di truyền và phân nhóm các mẫu vi khuẩn. Theo Quy chuẩn kỹ thuật Quốc

gia QCVN 01-55:2011/BNNPTNT đã đánh giá đƣợc đặc điểm nông sinh học
của các giống lúa trên đồng ruộng và phƣơng pháp lây nhiễm nhân tạo đánh giá
khả năng kháng bệnh bạc lá của một số dòng lúa triển vọng. Bằng việc theo dõi
và đánh giá tồn bộ q trình cũng nhƣ từ kết quả thu đƣợc, kết hợp với kết quả
điện di và lây nhiễm nhân tạo trên các giống lúa triển vọng, từ đó tơi đã chọn
đƣợc giống lúa 98F16 và XF10-là giống cho năng suất cao và có khả năng
kháng bệnh bạc lá lúa.

ix


PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Cây lúa (Oryza sativa. L) là cây lƣơng thực quan trọng của nhiều quốc gia.
Lúa gạo có mặt trong bữa ăn của 2/3 dân số thế giới. Bên cạnh giá trị dinh
dƣỡng thì sản xuất lúa cịn tạo cơng ăn việc làm cho nhiều ngƣời dân sống ở
nơng thơn, cây lúa cịn đóng vai trò quan trọng trong an ninh lƣơng thực, ổn
định đời sống kinh tế, xã hội và chính trị ở nhiều quốc gia.
Tuy nhiên, cây lúa lại bị rất nhiều loại gây bệnh hại, trong đó bệnh bạc lá
lúa là một trong những bệnh gây hại nghiêm trọng nhất, làm giảm năng suất và
chất lƣợng của những vùng trồng lúa. Bệnh bạc lá gây ra bởi vi khuẩn
Xanthomonas oryzae pv. oryzae. Một số nƣớc trong khu vực, bệnh bạc lá đã gây
nghiêm trọng cho ngành trồng lúa và đã làm giảm năng suất từ 20 - 30% có khi
lên tới 50% (Ou, 1972; Huang và ctv, 1997). Để phòng trừ ngƣời ta sử dụng
nhiều biện pháp khác nhau, nhƣ áp dụng các biện pháp kỹ thuật canh tác, vệ sinh
đồng ruộng, bón phân sớm, cân đối, mật độ gieo trồng hợp lý và dùng giống
kháng bệnh. Một trong những hƣớng mang lại hiệu quả cho nông dân, cho môi
trƣờng là sử dụng giống kháng bệnh.
Các nhà khoa học đã xác định đƣợc 4 gen điều khiển tính kháng bệnh bạc
lá ở lúa (Kim SM et al., 2015), (Hutin. M et al.,2015). Xa7, xa5, Xa21 là các gen

kháng hữu hiệu có thể kháng đƣợc với nhiều chủng bạc lá khác nhau trên thế
giới và ở Việt Nam. Một số gen kháng bệnh bạc lá đã đƣợc tìm thấy trong các
giống lúa địa phƣơng ở Việt Nam và các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long nhƣ:
Xa-2 đƣợc tìm thấy trên giống Tẻ Tép, Giịng Đơi, Koi Bo Teng; Xa-13 có ở
giống Cà Đung, Ba Túc, Thơm Lùn, Vệ Phích, Nếp Hoa Vàng, Nàng Sớm
(Nguyễn Thị Lang và Bùi Chí Bửu, 2001). Vấn đề ở chỗ để chuyển đƣợc nhƣng
gen này sang các giống lúa cao sản bằng các phƣơng pháp lai tạo truyền thống
khơng có định hƣớng thì mất rất nhiều thời gian và hiệu quả chọn lọc thấp, thậm
chí có thể khơng thực hiện đƣợc khi gen khác cần chuyển có trong lúa hoang.
1


Trên thế giới có khá nhiều cơng trình nghiên cứu sử dụng chỉ thị phân tử DNA
trong việc nghiên cứu phân lập và xác định các chủng vi sinh vật gây bệnh. Lee
và cộng sự, 2005 đã lần đầu tiên cơng bố đã xác định đƣợc trình tự DNA của
genom vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv. oryzae, vòng genom dài 4,9 triệu bp,
trong đó đã xác định đƣợc một số vùng bảo thủ và những vùng dễ biến động,
đây có thể là cơ sở phân tử để phân ra các chủng khác nhau.
Một số đặc điểm cơ bản của vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv. oryzae là
chủng có khả năng đột biến tạo thành một quần thể rộng gồm nhiều nhóm
chủng. Mỗi vùng sản xuất có thể có nhiều chủng vi khuẩn gây bệnh có độc tính
khác nhau. Việc xác định chính xác nguồn bệnh làm vật liệu cho công tác chọn
tạo giống hoặc có thể khống chế đƣợc dịch bệnh bạc lá lúa là rất cần thiết. Do
vậy, chúng tôi đã tiến hành thu thập các giống lúa tại Trung tâm Bảo tồn và phát
triển nguồn gen giống cây trồng – Học viện Nông nghiệp Việt Nam để tiến hành
thực hiện đề tài:
“ Nghiên cứu phân lập chủng và khảo sát nguồn gen lúa kháng bệnh
bạc lá lúa (Xanthomonas oryzae pv. oryzae)”.
1.2. Mục đích và yêu cầu của đề tài
1.2.1. Mục đích

 Nghiên cứu phân lập chủng vi khuẩn thu thập và khảo sát nguồn gen kháng
bệnh bạc lá của một số giống triển vọng phục vụ cho công tác chọn tạo giống.
1.2.2. Yêu cầu
 Nuôi cấy, phân lập và xác định chính xác các mẫu vi khuẩn Xoo. Sử dụng
kĩ thuật rep – PCR và IS – PCR để xác định đa dạng di truyền các mẫu vi khuẩn
Xoo, từ đó để phân ra các chủng.
 Khảo sát, đánh giá một số đặc điểm nơng sinh học chính trên tập đoàn lúa
triển vọng.
 Đánh giá khả năng kháng bệnh của các giống lúa này đối với các chủng vi
khuẩn phân lập đƣợc bằng phƣơng pháp lây nhiễm nhân tạo.
2


PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Tổng quan về cây lúa
2.1.1. Giới thiệu chung
Trên thế giới có hai lồi lúa trồng đƣợc xác định từ thời cổ đại cho đến
ngày nay bao gồm (Oryza sativa L. và Oryza glaberrima). Thông qua nghiên
cứu, nguồn gốc xuất xứ của lúa trồng, chúng ta có thể phân loại lúa trồng nhƣ
sau: Họ Poaceae, trƣớc đây gọi là họ Hòa thảo (Gramineae), họ phụ Pryzoideae,
tộc Oryzae, chi Oryza, lồi Oryza sativa và Oryza glaberrima.

Hình 2.1. Cây lúa Oryza sativar L.
Lúa gạo là một trong năm loại cây lƣơng thực chính của thế giới, cùng với
bắp, lúa mì, sắn và khoai tây. Lúa đƣợc canh tác trong nhiều dạng sinh thái khác
nhau, từ đất khô đến cánh đồng ngập nƣớc, từ ruộng bậc thang cho đến sƣờn đồi
và thậm chí ở vùng nƣớc sâu đến 4m. Lúa Châu Á (Oryza sativa L.) và lúa Châu
Phi (Oryza glaberrima Steud) là hai loại lúa đã đƣợc thuần hóa và đƣợc trồng phổ
biến nhất, bên cạnh đó vẫn còn khoảng 20 giống lúa hoang rải rác trên thế giới.
Sản phẩm chính của cây lúa là gạo làm lƣơng thực. Ngồi việc nấu cơm,

gạo có thể chế biến thành các món ăn đa dạng khác nhƣ: phở, bánh đa, bún,
rƣợu, bánh chƣng... Bên cạnh đó, sản phẩm phụ của lúa có thể đƣợc tận dụng:
Cám để sản xuất vitamin B1 để chữa bệnh tê phù, tấm để sản xuất axeton và

3


thuốc chữa bệnh, trấu để sản xuất nấm men làm thức ăn gia súc, vật liệu đóng
lót hàng, vật liệu độn cho phân chuồng, hoặc làm chất đốt....
2.1.2. Nguồn gốc hình thành và phát triển của lúa
Ngƣời ta cho rằng tổ tiên của chi lúa Oryza là một loài cây lúa hoang dại
trên siêu lục địa Gondwana cách đây ít nhất 130 triệu năm và phát tán rộng khắp
các châu lục trong q trình trơi dạt lục địa. Hiện có 2 lồi lúa đƣợc thuần hóa
là lúa châu Á (Oryzae sativa) và lúa châu Phi (Oryzae glaberrima). Lúa châu
Phi đƣợc gieo trồng trong khoảng 3.500 năm. Trong khoảng thời gian từ 1500
TCN đến 800 TCN thì O. Glaberrima đã lan rộng từ trung tâm xuất phát của nó
là lƣu vực châu thổ sông Niger và mở rộng tới Sénégal. Tuy nhiên, nó khơng
bao giờ phát triển xa khỏi khu vực nguồn gốc của nó. Cịn lồi lúa Châu Á O.
Sativa là một loại lúa hoang phổ biến (Oryza rufipogon) có nguồn gốc tại khu
vực xung quanh vùng Đông Nam Á. Hiện nay đây là giống lúa chính đƣợc gieo
trồng làm cây lƣơng thực trên khắp thế giới.
2.1.3. Phân loại
Các giống lúa đƣợc phân loại theo hệ thống giúp việc ghi nhận, phân biệt
hình dạng riêng biệt. Khi đó, việc kiểm soát phép lai giữa các giống để tạo gen ƣu
việt sẽ đƣợc kiểm soát tốt hơn. Dƣới đây là một số cách phân loại lúa điển hình:
 Phân loại trên môi trƣờng canh tác
Hai cơ sở cơ bản để định hình trạng thái của nhóm lồi là kiểu gen và môi
trƣờng sống. Đối với cây lúa, dựa vào điều kiện mơi trƣờng canh tác khác nhau
sẽ có các nhóm giống chứa các tính trạng, hình dạng khác nhau.
- Lúa cạn: là loại có khả năng sống đƣợc ở trên cạn, thƣờng đƣợc trồng ở

vùng đồi núi, thƣờng sẽ khơng có bờ ngăn giữ nƣớc trên ruộng.
- Lúa nƣớc: là loại lúa mà đƣợc trồng ở nhƣng vùng có điều kiện tƣới tiêu
thuận lợi, lƣợng mƣa lớn.
 Phân loại theo hệ thống phân loại học thực vật
Hệ thống phân loại này coi cây lúa nhƣ tất cả các cây cỏ khác trong tự
nhiên. Nó đƣợc sắp xếp theo hệ thống chung của phân loại thực vật học là ngành
4


(Divisio), lớp (classis), bộ (ordines), họ (familia), chi (genus), loài (species) và
biến chủng (varieties).
Việc phân loại theo hệ thống phận loại thực vật, giúp ích lớn cho việc hệ
thống hố một số lƣợng khổng lồ các dạng hình của cây lúa
 Dựa vào đặc tính hình thái, phân loại theo hệ thống phân loại của IRRI,
1996
- Phân loại theo chiều cao cây:
+ Nhóm cây thấp: khi chiều cao cây < 110cm
+ Nhóm cây trung bình: khi chiều cao cây 110 † 130 cm
+ Nhóm cây cao: khi chiều cao cây > 130cm
- Lá: Thẳng hoặc cong rủ, bản lá to hay nhỏ, dày hay mỏng
- Bơng: Loại hình nhiều bơng, bơng to hay nhỏ, bơng túm hay bơng xịe,
cổ bơng hở hay kín, thốt lá địng hay khơng, khoe bơng hay giấu bông, dày
nách hay thƣa nách, ....
- Phân loại theo chiều dài hạt gạo: Gồm có các nhóm lúa có chiều dài hạt
gao rất dài, dài, trung bình và ngắn
Bảng 2.1. Phân loại theo chiều dài hạt
Điểm

Chiều dài hạt gạo

Phân loại

1

>7,50

Rất dài

3

6,61 7,500

Dài

5

5,51

7

6,60

<5,50

Trung bình
Ngắn

- Phân loại theo dạng hạt gạo: Các nhóm lúa có dạng hạt: Thon dài, thon,
bầu tròn

5


Bảng 2.2. Phân loại theo dạng hạt gạo
Điểm

Dạng hạt gạo (tỉ lệ dài/rộng)

Dạng hạt

1

>3,00

Thon dài

3

2,21

3,00

Thon

5

1,10 2,00

Bầu

7

<1,10

Tròn

2.1.4. Các giai đoạn phát triển của lúa
Quá trình phát triển của cây lúa đƣợc chia thành 3 thời kỳ sinh trƣởng và
10 giai đoạn phát triển.
Thời kỳ sinh dƣỡng bao gồm các giai đoạn.
- Giai đoạn trƣơng hạt.
- Giai đoạn hạt nảy mầm.
- Giai đoạn đẻ nhánh.
- Giai đoạn phát triển lóng thân (Cây lúa đẻ nhánh tối đa).
Thời kỳ sinh thực.
- Giai đoạn phân hóa (Làm địng).
- Giai đoạn trỗ bơng.
- Giai đoạn nở hoa, thụ phấn, thụ tinh.
Thời kỳ chín.
- Giai đoạn hạt chín sữa.
- Giai đoạn hạt chín sáp.
- Giai đoạn hạt chín hồn tồn.
Sơ đồ phát triển của cây lúa.
Ngâm ủ hạt giống -> gieo mạ -> cấy lúa -> đẻ nhánh -> phân hóa địng
(Làm địng) -> trỗ bơng -> chín.

6


Hình 2.2. Sơ đồ phát triển cây lúa

2.1.5. Tình hình sản xuất, tiêu thụ lúa gạo trên thế giới và tại Việt Nam
 Trên thế giới
Trong tháng 1 năm 2022, số liệu từ các tổ chức trên thế giới đều cho thấy
sản xuất gạo toàn cầu đều tăng nhẹ so với cùng kì năm trƣớc.
Theo Bộ Nơng nghiệp Mỹ (USDA), sản lƣợng sản xuất gạo toàn cầu
tháng 1 ƣớc khoảng 42,5 triệu tấn, tăng 0,53% so với năm ngoái. Trong khi đó,
Hội đồng Ngũ cốc Quốc tế (IGC) ƣớc tính sản xuất gạo toàn cầu tháng đạt 42,62
triệu tấn, tăng 0,73% so với năm 2020.

Hình 2.3. Sản lƣợng sản xuất gạo thế giới tháng 01/2022
(Microsoft Word - Báo cáo thË tr°Ýng g¡o tháng 1 2021.docx (vietnambiz.vn))

Tổ chức Nông lƣơng Thế giới (FAO) ƣớc tính sản lƣợng sản xuất gạo thế
giới trong tháng 1 khoảng 41,3 triệu tấn, tăng 0,66% so với cùng kỳ năm 2021.
Về sản lƣợng tiêu thụ gạo tồn cầu, theo tính tốn của FAO đạt 43,3 triệu tấn
trong tháng 1 và tăng 1,78% so với 2020. Còn theo IGC ƣớc tính sản lƣợng tiêu
thụ gạo trong tháng ở mức 42,4 triệu tấn, tăng 0,45%.

7


 Việt Nam
Theo số liệu của Tổng Cục Thống kê, tính đến ngày 15/01/2022, cả nƣớc
gieo cấy đƣợc 1.909,8 nghìn ha lúa đông xuân, bằng 104,9% cùng kỳ năm trƣớc,
trong đó: Các địa phƣơng phía Bắc đạt 132,1 nghìn ha, bằng 201,5%; các địa
phƣơng phía Nam đạt 1.777,7 nghìn ha, bằng 101,3%, riêng vùng Đồng bằng
sông Cửu Long đạt 1.436,6 nghìn ha, bằng 100,6%.
Theo thống kê sơ bộ của Tổng cục Hải quan, xuất khẩu gạo ra thị trƣờng
nƣớc ngoài tháng 1/2022 tăng 3,2% về lƣợng nhƣng giảm 2,8% về kim ngạch và
giảm 5,8% về giá so với tháng 12/2021. So với tháng 1/2021 thì tăng mạnh

45,4% về khối lƣợng, tăng 28,2% về kim ngạch nhƣng giảm 11,8% về giá, đạt
505.741 tấn, tƣơng đƣơng 246,02 triệu USD, giá trung bình 486,5 USD/tấn.

Hình 2.4. Khối lƣợng, giá trị và giá gạo xuất khẩu trong tháng 01/2022
(Microsoft Word - Báo cáo thË tr°Ýng g¡o tháng 1 2021.docx (vietnambiz.vn)

Về nhập khẩu gạo của Việt Nam cũng đƣợc dự báo giảm 1,2 triệu tấn,
xuống còn 0,6 triệu tấn so với khối lƣợng lớn bất thƣờng 1,8 triệu tấn của năm
ngoái. Trƣớc đây phần lớn nhập khẩu gạo của Việt Nam thƣờng là các chuyến
hàng qua biên giới từ Campuchia. Tuy nhiên, năm 2021, Việt Nam nhập khẩu
một lƣợng lớn gạo tấm gạo từ Ấn Độ để làm thức ăn chăn nuôi, chế biến thực
phẩm, làm bia và khoảng 1 triệu tấn gạo từ Campuchia - mức cao kỷ lục. Số
lƣợng mua này dự kiến sẽ ít hơn nhiều vào năm 2022.
2.2. Bệnh bạc lá lúa
Bệnh bạc lá (Bacterial leaf blight ofrice) do vi khuẩn Xanthomonas
oryzae pv.oryzae là một trong những bệnh phá hại cây lúa nghiêm trọng nhất ở
hầu hết các nƣớc trồng lúa, đặc biệt là ở Châu Á. Bệnh này đƣợc tìm thấy lần

8


đầu tiên ở Fukuoka - Nhật Bản vào khoảng năm 1884 - 1885 và nghiên cứu căn
bệnh này đã đƣợc bắt đầu ngay từ năm 1901. Lúc đầu ngƣời ta lầm tƣởng bệnh
nguyên nhân gây nên triệu chứng bệnh là do acid đất (Bokura, 1911). Nhƣng
khơng lâu sau đó, ngƣời ta đã tìm đƣợc nguyên nhân gây bệnh là do vi khuẩn
thuộc loại Bacillus oryzea gây nên (Ishiyama, 1922). Loại vi khuẩn này sau đó
đƣợc Tagami, Mizukami(1962) & Mizukami, Wakimoto (1969) đặt tên là
Pseudomonas oryzea, cuối cùng là Ezuka, 1974 đã xác định là do vi khuẩn
Xanthomonas oryzae pv. oryzae gây nên.
Bệnh đó đã trở lên phổ biến ở tất cả các vùng trồng lúa trên khắp thế giới

vào cuối thập niên 60 đến đầu thập kỉ 80 của thế kỉ XX, đặc biệt trên các nƣớc
trồng lúa của Châu Á nhƣ: Ấn Độ (1990), Philippin (1975), Indonexia (1950),
Trung Quốc (1957).... Và cho đến nay, bệnh đã gây hại phổ biến ở hầu hết các
nƣớc trồng lúa trên thế giới.
Ở Việt Nam, bệnh đƣợc phát hiện từ sau khi hòa bình lặp lại (1945) trên
các giống lúa địa phƣơng. Sau đấy, do phong trào thâm canh lúa tăng cao đã làm
bệnh bạc lá lúa phát triển mạnh trên diện rộng và phức tạp, khó phịng trừ và
thƣờng xun gây hại nặng ở vụ mùa.
2.2.1. Tác hại do bệnh bạc lá lúa gây ra
Bệnh bạc lá lúa do vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv. oryzae là một bệnh
nguy hại và đƣợc phát hiện ở hầu hết tất cả các vùng trông lúa trên thế giới. Theo
thống kê của tổ chức nông lƣơng thực thế giới (FAO) thì bệnh bạc lá lúa khơng
những làm giảm năng suất mà còn làm giảm đáng kể chất lƣợng gạo. Nguyên
nhân là do bệnh làm tăng cƣờng độ hô hấp , giảm đi cƣờng độ quang hợp, kéo dài
thời gian trổ , làm tỉ lệ hạt lép cao, gạo đem đi xay xát dễ bị nát. Tại Ấn Độ, hàng
năm có tới hàng triệu ha bị bệnh bạc lá nặng, năng suất giảm từ 6 – 60%.
Bệnh bạc lá gây hại chủ yếu ở giai đoạn làm đòng, trỗ làm ảnh hƣởng rất
nghiêm trọng đến tất cả các yếu tố cấu thành năng suất: Thân, lá, bẹ, bông lúa
nhẹ, gẫy nát, tỷ lệ hạt lép đến 75 – 80%, số hạt trên bơng và trọng lƣợng nghìn
9


hạt đều bị giảm. Về chất lƣợng gạo: Hạt gạo dễ gãy mủn, màu xám đen không
trong, vị đắng, hàm lƣợng tinh bột và Protein đều giảm so với đối chứng
(Purushothaman, D. & Prasad. N. N. 1972).
2.2.2. Nguyên nhân gây bệnh của lá lúa
Độ ẩm và nhiệt độ ở trong đất cũng là yếu tố quan trọng quyết định đến sự
tồn tại của vi khuẩn (Alverez, A.M, Rheman, F.U. & Leach, J.E 1997)
Trong điều kiện trời âm u và có mƣa nhỏ thì trên bề mặt vết bệnh sẽ xuất
hiện rất nhiều giọt dịch, viên keo vi khuẩn có màu vàng trong, sau đó nó sẽ

chuyển dần thành màu vàng đậm. Viên keo có dạng hình cầu trịn, kích thƣớc to
nhỏ không giống nhau từ 0,5mm đến 2mm ( Endo, N.& Ogawa, T.1977).
Vi khuẩn xâm nhập qua thủy khổng, lỗ khí ở trên mép lá và đặc biệt qua
vết thƣơng sây sát trên lá. Khi đã tiếp xúc với bề mặt lá có màng ƣớt, vi khuẩn
dễ dàng di động tiến vào bên trong các lỗ khí, qua vết thƣơng sẽ lây lan sang cây
khác để tiến hành lây nhiễm lặp lại trong suốt sinh trƣởng phát triển của cây lúa.
2.2.3. Triệu chứng bệnh
Trên đồng ruộng, bệnh bạc lá thể hiện 3 triệu chứng điển hình: cháy bìa
lá, vàng lá, héo xanh (cịn đƣợc gọi là Kresek).
 Dạng cháy bìa lá lúa: Bệnh bạc lá hại lúa thƣờng xuất hiện ở giai đoạn lúa
trổ hoặc có thể xảy ra ở giai đoạn mạ. Trên mạ, bìa của các lá già bên dƣới có
những đốm úng nƣớc nhỏ; đốm lớn dần ra làm lá trở nên vàng và khô héo. Trên
phiến lá, vết bệnh thƣờng bắt đầu ở cách chóp lá một khoảng. Từ đó, tạo các sọc
dài úng nƣớc ở một hay hai bên bìa lá. Theo d i vài ngày sau, vùng bệnh biến
sang màu vàng, bìa gợn sóng. Biểu hiện của triệu chứng bệnh cịn tùy theo tính
nhiễm của giống. Dẫn đến, hạt cũng có thể bị nhiễm bệnh; vỏ hạt có đốm bị biến
màu; đốm có màu xám trắng hay trắng vàng.
 Dạng héo lá xanh: Bệnh thƣờng xuất hiện ở 1-2 tuần sau khi cấy; lá bệnh
có màu xanh xám, cuốn trịn dọc theo gân lá. Ở lúa cấy có cắt lá, bên dƣới mặt cắt

10


có đốm úng nƣớc. Nối tiếp, sẽ đổi sang màu xanh xám, toàn lá kể cả bẹ sẽ bị
cuốn, héo. Làm cho cây lúa sinh trƣởng thấp, lúa bị lùn và có màu xanh hơi vàng.
 Dạng vàng lá lúa: Bệnh thƣờng thấy trên các cây lúa đã lớn, trong khi các
lá già bên dƣới có màu xanh bình thƣờng. Các lá non bị vàng nhạt hay có các
sọc to màu vàng hay xanh vàng trên phiến lá. Trong các lá vàng này khơng tìm
thấy vi khuẩn. Tuy nhiên ở các đốt và lóng ngay bên dƣới lá bệnh sẽ chứa nhiều
vi khuẩn. Điều này làm cho quá trình trao đổi chất dinh dƣỡng bị hạn chế; khả

năng quang hợp thấp. Dẫn đến, lá bị vàng và có thể xuất hiện sau khi vi khuẩn
xâm nhiễm 20-30 ngày.

Hình 2.5. Triệu chứng bệnh bạc lá lúa
2.2.4. Đặc điểm phát sinh phát triển của bệnh
Bệnh bạc lá do vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv. oryzae gây ra. Nhiệt độ
thích hợp nhất cho vi khuẩn sinh trƣởng 26 – 30oC, nhiệt độ tối thiểu 0 – 5oC, tối
đa 40oC. Nhiệt độ gây chết là 53oC trong 10 phút. Phạm vi pH 5,7 – 8,5, thích
hợp nhất ở pH 6,8 – 7,2. Ẩm độ >90%, đặc biệt lúc có mƣa to, gió, bão,.... Vì
thế vụ mùa bệnh thƣờng gây tác hại nặng hơn vụ xuân. Vụ chiêm xuân bệnh
phát triển mạnh vào tháng 5 – 6, còn vụ mùa là tháng 8 – 9 khi có nhiều mƣa
bão gây tổn thƣơng cho lá lúa.

11


Bón nhiều đạm, bón lai rai, bón muộn, bón khơng cân đối giữa đạm, phân
kali và phân lân cũng làm cho bệnh dễ phát sinh thành dịch. Do cả việc làm đất,
vệ sinh đồng ruộng khơng kỹ.
Nhƣng nhìn chung, bệnh phát triển mạnh nhất vào giai đoạn lúa làm đòng
đến chín sữa vì đây là giai đoạn lúa mẫn cảm nhất với bệnh bạc lá lúa.
2.2.5. Những nghiên cứu cách chẩn đốn về bệnh bạc lá
Hiện nay đã có nhiều phƣơng pháp khác nhau để chẩn đoán bệnh bạc lá.
Mỗi phƣơng pháp đều có ƣu và nhƣợc điểm riêng của mình. Có thể kể ra ở đây
một vài phƣơng pháp và kỹ thuật chẩn đoán phổ biến nhƣ sau:
- Phƣơng pháp giọt dịch.
- Phƣơng pháp ELISA.
- Phƣơng pháp thấm hút tế bào trực tiếp (Direct tissue blotting).
- Sử dụng que DNA/RNA.
- Phƣơng pháp thấm hút nén (Squash blot method).

- Phƣơng pháp sử dụng kỹ thuật PCR với cặp mồi XOR theo Adachi
và cộng sự, 1990.
Trong số các phƣơng pháp kể trên thì phƣơng pháp của Adachi, 2000 là
phƣơng pháp cho kết quả chính xác nhất. Phƣơng pháp này khắc phục đƣợc
những nhƣợc điểm của các phƣơng pháp khác và là phƣơng pháp thích hợp
đƣợc sử dụng trong điều kiện nghiên cứu tại phịng thí nghiệm.
Các bƣớc thực hiện phƣơng pháp này nhƣ sau: thu thập mẫu bệnh, phân
lập, chiết tách DNA của chúng và tiến hành PCR nhân đoạn DNA bảo thủ nằm
giữa 2 gen tổng hợp cấu tử rDNA 16S và 23S của vi khuẩn Xoo với chu trình
nhiệt độ và thành phần phản ứng PCR thích hợp.
Sử dụng 2 đọan mồi có trình tự:
XOR-F: 5'- GCA TGA CGT CAT CGT CCT GT-3'
XOR-R2: 5'- CTC GGA GCT ATA TGC CGT GC-3'

12


2.2.6. Biện pháp phịng trừ bệnh bạc lá lúa
Có 2 biện pháp chính phịng trừ bệnh bạc lá lúa đó là:
• Sử dụng biện thuốc BVTV cùng các biện pháp canh tác
• Chọn tạo giống lúa mang gen kháng bệnh hữu hiệu
a ) Sử dụng thuốc BVTV cùng các biện pháp canh tác
- Nên làm đất kỹ, vệ sinh đồng ruộng, dọn sạch tàn dƣ cây bệnh đem đốt
hoặc

vùi sâu để diệt nguồn bệnh. Nên bón phân cân đối, điều tiết nƣớc phù

hợp. Khơng bón q nhiều đạm, chú ý kết hợp giữa bón đạm với phân chuồng,
lân, kali. Khi phát hiện thấy ruộng chớm bị bệnh cần giữ mực nƣớc từ 3 - 5 cm,
tuyệt đối khơng đƣợc bón các loại phân hóa học, phân bón qua lá và thuốc kích

thích sinh trƣởng.
Ƣu điểm: dễ thực hiện, khơng gây ơ nhiễm mơi trƣờng, thực hiện tốt cịn
có tác dụng giảm thiểu các loại sâu bệnh hại khác.
Nhƣợc điểm: tốn công lao động và hiệu quả không cao
- Sử dụng các loại thuốc hố học để phun phịng trừ nhƣ: Totan 200WP,
Starwiner 20WP, Novaba 68WP, Xanthomix 20WP.... Nhƣng phƣơng pháp này
thƣờng khơng an tồn cho mơi trƣờng và sức khỏe con ngƣời.
b ) Chọn tạo giống lúa mang gen kháng bệnh hữu hiệu
Việc nghiên cứu và đề xuất các biện pháp phòng trừ đối với bệnh bạc lá
lúa đƣợc triển khai rất sớm, đã có nhiều biện pháp phịng trừ đƣợc đề xuất và
đƣa ra áp dụng, nhƣng cho tới nay thì bệnh này vẫn là một trong những bệnh
nguy hại của ngành trồng lúa. Cho đến nay, biện pháp phịng trừ chính đƣợc
dùng rộng rãi ở tất cả các vùng trồng lúa là sử dụng thuốc hóa học. Tuy nhiên
biện pháp này có rất nhiều hạn chế, hơn nữa việc lạm dụng thuốc hóa học trong
biện phịng trừ dịch hại gây ra những nguy hại mới đổi với môi trƣờng sống, phá
vỡ đi sự cân bằng sinh thái, gây ô nhiễm môi trƣờng và làm hại đến sức khỏe
của cộng đồng. Ngày nay, với những thành tựu đạt đƣợc trong việc phát hiện và
xác định các gen kháng định tính (major genes) và các gen kháng định lƣợng
(quantitative genes) đã đặt nền tảng cho những thành công trong công tác chọn
13


tạo giống kháng bệnh. Khai thác và ứng dụng các giống lúa kháng bệnh trở
thành một phƣơng pháp khả thi và hữu hiệu trong cơng tác trừ bệnh nói chung
và bệnh bạc lá nói riêng.
2.3. Vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo)
2.3.1 Vị trí phân loại
Vi khuẩn gây bệnh bạc lá có tên là Xanthomonas oryzae pv. oryzae
Downson. Dựa vào hệ thống phân loại của Bergey (1939) và Gorlenco (1966)
thì loài Xanthomonas oryzae thuộc chi Xanthomonas, họ Pseusomonadaceae, bộ

Eubacteriales, lớp Schizomycetes (Eubacteria).
2.3.2. Đặc điểm hình thái và đặc điểm hóa sinh
Vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv. oryzae có hình gậy, hai đầu hơi trịn,
có một lơng roi ở đầu, kích thƣớc 1 – 2 x 0,5 – 0,9 µm.
Trên mơi trƣờng nhân tạo, khuẩn lạc của vi khuẩn có dạng hình trịn, màu
vàng sáp, rìa nhẵn, bề mặt khuẩn lạc ƣớt, háo khí, nhuộm gram âm. Vi khuẩn
khơng có khả năng phân giải nitrat, khơng có gelatin, khơng tạo NH3, nhƣng tạo
H2S, tạo khí nhƣng khơng tạo axit trong mơi trƣờng có đƣờng. Nhiệt độ thích
hợp cho vi khuẩn sinh trƣởng là từ 26 – 30oC, nhiệt độ tối thiểu từ 0 – 5oC, tối
đa 40 oC nếu cao hơn 53 oC sẽ làm vi khuẩn chết. Vi khuẩn có thể sống trong
phạm vi pH khá rộng từ 5,7 – 8,5 thích hợp nhất ở pH 6,8 – 7,2.

Hình 2.6. Hình thái của Xanthomonas oryzae .
( />
14