Phân lập, tuyển chọn vi khuẩn vùng rễ đối kháng với vi khuẩn gây bệnh đốm đen trên cây cà chua (khóa luận tốt nghiệp)

HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA CƠNG NGHỆ SINH HỌC
----------------------

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI :
PHÂN LẬP, TUYỂN CHỌN VI KHUẨN VÙNG RỄ
ĐỐI KHÁNG VỚI VI KHUẨN GÂY BỆNH ĐỐM ĐEN
TRÊN CÂY CÀ CHUA

Họ và tên

: Nguyễn Thị Mai Huyền

Lớp

: K63CNSHD

MSV

: 637413

GVHD

: ThS Trần Thị Hồng Hạnh

HÀ NỘI – 2022


LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan đây là nghiên cứu của em và các kết quả trình bày trong
khóa luận này là hoàn toàn trung thực và chƣa từng đƣợc sử dụng trong bất kỳ
công bố nào.
Em cam đoan rằng mọi thơng tin trích dẫn trong khóa luận này đều đƣợc
chỉ rõ nguồn gốc và mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện khoá luận đã đƣợc cảm
ơn.
Hà Nội, ngày … tháng … năm 2022
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Mai Huyền

i


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình nghiên cứu đề tài, tơi đã nhận đƣợc sự hƣớng dẫn, giúp
đỡ tận tình của các thầy cô cùng sự động viên của gia đình và bạn bè. Vì vậy cho
phép tơi đƣợc bày tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến ThS. Trần Thị Hồng
Hạnh đã tận tình hƣớng dẫn và dành nhiều công sức chỉ dẫn giúp đỡ tôi thực hiện
đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn các giảng viên và tồn bộ cán bộ, nhân viên tại
Khoa Cơng nghệ Sinh học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tạo điều kiện thuận
lợi nhất cho tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Cuối cùng tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến gia đình, ngƣời thân, bạn bè
đã giúp đỡ, động viên khuyến khích tơi mọi mặt để tơi hồn thành luận văn một
cách thuận lợi nhất.
Hà Nội, ngày … tháng … năm 2022
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Mai Huyền

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ii
MỤC LỤC ............................................................................................................... iii
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................ vi
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................vii
DANH MỤC BIỂU ĐỒ ........................................................................................ viii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................... ix
CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU ............................................................................................ 1
1.1. Tính cấp thiết của đề tài.................................................................................... 1
1.2. Mục tiêu đề tài ................................................................................................... 2
1.3. Yêu cầu của đề tài ............................................................................................. 2
CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................. 3
2.1. Tổng quan tình hình sản xuất và tiêu thụ cà chua .......................................... 3
2.1.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ cà chua trên thế giới ..................................... 3
2.1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ cà chua tại Việt Nam .................................... 3
2.2. Cây cà chua ...................................................................................................... 5
2.2.1. Giới thiệu chung về cây cà chua .................................................................... 5
2.2.2. Bệnh hại trên cây cà chua ............................................................................... 6
2.3. Bệnh đốm đen vi khuẩn ................................................................................ 11
2.4. Giới thiệu vi khuẩn Xanthomonas vesicateria . .......................................... 13
2.4.1. Vi khuẩn Xanthomonas vesicateria. ............................................................ 13
2.4.2. Cơ chế lây nhiễm bệnh đốm đen vi khuẩn trên cây cà chua ...................... 14
2.5.

Phƣơng pháp quản lí dịch hại....................................................................... 16

2.6. Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài này ở nƣớc ngồi
và trong nƣớc .............................................................................................. 17
2.6.1. Tình hình nghiên cứu ngồi nƣớc ................................................................ 17
2.6.2. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc................................................................. 20
iii


CHƢƠNG 3: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP ............................ 22
NGHIÊN CỨU ........................................................................................................ 22
3.1. Vật liệu nghiên cứu ....................................................................................... 22
3.1.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu ............................................................... 22
3.1.2. Đối tƣợng nghiên cứu ................................................................................... 22
3.1.3. Dụng cụ, thiết bị và hóa chất sử dụng ......................................................... 22
3.2. Mơi trƣờng sử dụng trong nghiên cứu ......................................................... 22
3.3. Nội dung phƣơng pháp nghiên cứu.............................................................. 23
3.3.1. Phƣơng pháp thu mẫu ................................................................................... 23
3.3.2. Phƣơng pháp phân lập .................................................................................. 23
3.3.3. Phƣơng pháp lây nhiễm bệnh nhân tạo........................................................ 24
3.3.4. Phƣơng pháp xác định hoạt tính đối kháng vi khuẩn gây bệnh đốm của
các chủng vi khuẩn phân lập từ vùng rễ cây cà chua ............................... 25
3.3.5. Phƣơng pháp nghiên cứu một số đặc điểm hình thái và sinh học của
chủng vi khuẩn gây bệnh và các chủng đối kháng. .................................. 26
3.3.6. Phƣơng pháp nghiên cứu ảnh hƣởng của một số yếu tố môi trƣờng đến
khả năng sinh trƣởng của các chủng vi khuẩn đối kháng. ....................... 31
4.1. Phân lập chủng vi khuẩn gây bệnh. .............................................................. 32
4.2. Tái lây nhiễm các chủng vi khuẩn chọn lọc từ mẫu bệnh. ......................... 34
4.3.

Phân lập vi khuẩn vùng rễ đối kháng với vi khuẩn gây bệnh trên cây

cà chua ......................................................................................................... 35

4.4.

Khả năng đối kháng của các chủng vi khuẩn phân lập từ vùng rễ cây
cà chua với vi khuẩn gây bệnh ................................................................... 36

4.5.

Nghiên cứu đặc điểm hình thái, sinh lý, sinh hóa của các chủng vi
khuẩn. .......................................................................................................... 38

4.5.1. Nghiên cứu đặc điểm hình thái của các chủng vi khuẩn đối kháng........... 38
4.5.2. Nghiên cứu đặc điểm sinh lý, sinh hóa của chủng vi khuẩn gây bệnh
và chủng vi khuẩn đối kháng ..................................................................... 39
iv


4.6. Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hƣởng đến khả năng sinh trƣởng của các
chủng vi khuẩn đối kháng .......................................................................... 40
CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................... 43
5.1. Kết luận........................................................................................................... 43
5.2. Kiến nghị ........................................................................................................ 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 44
PHỤ LỤC ................................................................................................................ 53

v


DANH MỤC BẢNG

Bảng 2. 1. Số liệu thống kê diện tích sản lƣợng và năng suất cà chua ở một
số tỉnh thành của Việt Nam năm 2017.................................................. 4
Bảng 4. 1. Đặc điểm hình thái của 05 chủng vi khuẩn phân lập từ mẫu bệnh.... 34
Bảng 4. 2. Đặc điểm hình thái của 03 chủng vi khuẩn đối kháng HD05,
HD23, HD24 với chủng vi khuẩn gây bệnh GL02 ............................. 38
Bảng 4. 3. Kết quả đánh giá các đặc điểm sinh lý sinh hóa của chủng vi
khuẩn gây bệnh và các chủng vi khuẩn đối kháng ............................. 39

vi


DANH MỤC HÌNH
Hình 2. 1. Bệnh héo vi khuẩn trên cà chua ........................................................... 7
Hình 2. 2. Bệnh cháy lá trên cây cà chua .............................................................. 8
Hình 2. 3. Bệnh mốc sƣơng mai trên cây cà chua................................................. 8
Hình 2. 4. Bệnh đốm lá Septoria hại cà chua ........................................................ 9
Hình 2. 5. Bệnh thán thƣ trên cây cà chua .......................................................... 10
Hình 2. 6: Bệnh cà chua xoăn vàng lá ................................................................. 10
Hình 2. 7. Triệu chứng bệnh đốm đen vi khuẩn ở lá và quả ............................... 12
Hình 2. 8. Mơ hình minh họa chu kì lây bệnh của vi khuẩn Xanthomonas
vesicateria trên cây cà chua ................................................................ 15
Hình 4. 1. Hình thái khuẩn lạc của một số chủng vi khuẩn phân lập từ mẫu
bệnh ..................................................................................................... 33
Hình 4. 2. Kết quả tái lây nhiễm bệnh của chủng GL02 ..................................... 35
Hình 4. 3. Hình ảnh một số chủng vi khuẩn phân lập đƣợc từ vùng rễ cây cà
chua ..................................................................................................... 36
Hình 4. 4. Kết quả sàng lọc các chủng vi khuẩn vùng rễ có khả năng đối
kháng với vi khuẩn gây bệnh. ............................................................. 37
Hình 4. 5. Sự phát triển của chủng vi khuẩn đối kháng HD23 ở nhiệt độ
30 °C, 37 °C và 45 °C . ...................................................................... 42

vii


DANH MỤC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 4. 1. Biểu đồ thể hiện sự ảnh hƣởng nồng độ pH đến mật độ vi
khuẩn sau 24 giờ nuôi cấy................................................................... 40
Biểu đồ 4. 2. Biểu đồ thể hiện sự ảnh hƣởng nồng độ muối đến mật độ vi
khuẩn sau 24 giờ nuôi cấy................................................................... 41
Biểu đồ 4. 3. Biểu đồ thể hiện sự ảnh hƣởng của môi trƣờng nuôi cấy đến
mật độ vi khuẩn sau 24 giờ nuôi cấy .................................................. 42

viii


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
LB :

Luria Bertani

FAO :

Food and Agriculture Organization of the United Nations

l

:

microlit

g/l

:

gam/lít

CFU :

Colony Forming Unit

PGPR :

Plant growth - promoting rhizobacteria

YDC :

Yeast – dextrose - calcium carbonate

PCA :

Potato - carrot – agar

VP

: Voges-Proskauer

MR :

Methyl Red

BLS :

Bacteria leaf spot

ix


TÓM TẮT
Cà chua là một loại rau quả đƣợc ƣa chuộng trên toàn thế giới. Cà chua chứa
hàm lƣợng dinh dƣỡng cao nhƣ cung cấp lycopenen, vitammin, kali,… Cà chua có
có lợi đối với sức khỏe con ngƣời trong phịng và điều trị một số bệnh nhƣ ung thƣ
tuyến tiền liệt, giảm nguy cơ mắc bệnh tiểu đƣờng,… Bên cạnh đó cà chua cịn
đƣợc biết đến với cơng dụng làm dƣợc phẩm, giúp làm mềm và sáng da. Tuy cà
chua đa dạng về các loại chủng giống nhƣng lại dễ bị nhiễm bệnh. Các loài vi sinh
vật là nguyên nhân chủ yếu gây ra các loại bệnh trên cà chua, ví dụ nhƣ: bệnh thán
thƣ do nấm Colletotrichum phomoides, bệnh sƣơng mai do nấm Phytophthora
infestans,… Đặc biệt, bệnh đốm đen do vi khuẩn Xanthomonas vesicateria giảm
năng suất nghiêm trọng trên toàn cầu. Các loài vi khuẩn vùng rễ tham gia trực tiếp
hoặc gián tiếp việc kích thích sinh trƣởng thực vật qua sản xuất các chất hóa học hỗ
trợ thu thập nguồn dƣỡng chất, điều chỉnh hormone thực vật, gián tiếp làm giảm
các tác nhân gây bệnh trên cây trồng. Ứng dụng các loại vi khuẩn vùng rễ có lợi
trong việc sản xuất chế phẩm vi sinh giúp giảm sử dụng phân bón hóa học, góp
phần bảo vệ sức khỏe con ngƣời và xây dựng hệ sinh thái nông nghiệp bền vững.
Mục đích của nghiên cứu này nhằm tuyển chọn các chủng vi khuẩn vùng rễ đối
kháng với vi khuẩn gây bệnh đốm đen trên cây cà chua.

x


CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1.Tính cấp thiết của đề tài
Cà chua thuộc họ Cà Solanaceae, có tên khoa học là Lycopersicum
esculentum là một loài rau quả phổ biến trên khắp thế giới nhƣ ở châu Mỹ, Nam
Âu, Trung Đông, Ấn Độ và châu Á. Cà chua đƣợc trồng rộng rãi nhất ở Hoa Kỳ
và phổ biến thứ 2 trên thế giới (Olaniyi et al., 2010). Các nhà nghiên cứu đã xác
định đƣợc hơn 4000 giống cà chua khác nhau về đặc điểm hình thái, đặc điểm
sinh học, khả năng kháng bệnh,… Cà chua không chỉ đƣợc nhắc đến với công
dụng làm thực phẩm mà trong cà chua còn chứa hàm lƣợng dinh dƣỡng cao có
lợi cho cơ thể nhƣ -carotene, vitamin, kali,… Ngồi ra, cà chua cịn đƣợc xem
nhƣ là một dƣợc phẩm trong lĩnh vực làm đẹp.
Cà chua đa dạng về chủng giống cây trồng tuy nhiên cà chua dễ bị nhiễm
bệnh và sâu hại xâm nhập. Trong đó chủ yếu là do các vi sinh vật gây ra nhƣ
bệnh thán thƣ do Colletotrichum phomoides, bệnh sƣơng mai do Phytophthora
infestans,… Đặc biệt, bệnh đốm vi khuẩn do Xanthomonas vesicateria gây thiệt
hại nặng nề đến năng suất của cà chua. Điều kiện khí hậu nhiệt đới nóng ẩm,
mƣa nhiều ở nƣớc ta là môi trƣờng thuận lợi cho sự phát triển của Xanthomanas
gây bệnh đốm vi khuẩn. Phƣơng pháp phổ biến để khắc phục bệnh vẫn là thuốc
hóa học tuy nhiên các tác nhân gây bệnh vẫn còn tồn tại trong hạt giống, trong
đất canh tác,… Do đó hiệu quả của việc sử dụng thuốc hóa học khơng cao. Bên
cạnh đó, chúng còn gây ảnh hƣởng tới sức khỏe con ngƣời và môi trƣờng. Từ
những hệ quả trên, ngƣời ta quan tâm nhiều hơn đến các chất kháng sinh đƣợc
tạo ra từ vi sinh vật có khả năng đối kháng với các vi sinh vật gây bệnh. Thay
thế thuốc trừ sâu hóa học bằng các chế phẩm sinh học là giải pháp an tồn và
hiệu quả để kiểm sốt mầm bệnh thực vật. Bên cạnh đó, các nghiên cứu về vi
sinh vật đối kháng với vi khuẩn gây bệnh đốm đen trên cây cà chua tập trung
chủ yếu vào xạ khuẩn mà khơng có nhiều nghiên cứu về lồi vi khuẩn đối kháng.
1


Xuất phát từ những nhu cầu thực tiễn cũng nhƣ góp phần làm đa dạng các

chế phẩm sinh học từ vùng rễ cây cà chua có khả năng phịng chống bệnh đốm
đen ở cà chua, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài :
“ Phân lập, tuyển chọn vi khuẩn vùng rễ đối kháng với vi khuẩn gây
bệnh đốm đen trên cây cà chua”.
1.2.Mục tiêu đề tài
 Phân lập chủng vi khuẩn gây bệnh đốm đen trên cà chua.
 Phân lập vi khuẩn vùng rễ cây cà chua đối kháng với vi khuẩn gây bệnh
đốm đen phân lập đƣợc.
 Nghiên cứu đặc điểm sinh học, hình thái tế bào, đặc điểm hóa sinh của
chủng
vi khuẩn đối kháng và chủng vi khuẩn gây bệnh.
1.3. Yêu cầu của đề tài
 Phân lập đƣợc chủng vi khuẩn gây bệnh đốm vi khuẩn từ mẫu bệnh
đƣợc thu thập ngoài đồng ruộng.
 Phân lập chủng vi khuẩn đối kháng với vi khuẩn gây bệnh phân lập
đƣợc từ vùng rễ cây cà chua.
 Tuyển chọn từ hệ vi sinh vật vùng rễ cây cà chua các chủng vi khuẩn có
khả năng đối kháng với chủng vi sinh vật gây bệnh phân lập đƣợc.
 Nghiên cứu đặc điểm hình thái và đặc điểm sinh học của chủng vi
khuẩn đối kháng với vi khuẩn gây bệnh.

2


CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Tổng quan tình hình sản xuất và tiêu thụ cà chua
2.1.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ cà chua trên thế giới
Trên thế giới có 6 quốc gia có diện tích trồng cà chua lớn nhất là Trung
Quốc, Hoa Kỳ, Ý, Thổ Nhĩ Kỳ, Ấn Độ và Ai Cập. Đây là loại thực phẩm đứng
thứ hai trên thế giới chỉ sau khoai tây về sản lƣợng tiêu thụ và diện tích trồng.

Tại Ấn Độ, cà chua đƣợc tiêu dùng phổ biến đứng thứ ba chỉ sau khoai tây và
hành tây, đồng thời đây cũng là nƣớc đứng thứ hai trong khu vực sản xuất cà
chua. Dƣới dây là diện tích và sản lƣợng cà chua của một số quốc gia trên thế
giới năm 2010 – 2011.
Theo số liệu thống kê từ AtlasBig, trên toàn thế giới, 177.118.248 tấn cà
chua đƣợc sản xuất mỗi năm. Trung Quốc là nƣớc sản xuất cà chua lớn nhất thế
giới với sản lƣợng 56.423.811 tấn mỗi năm. Ấn Độ đứng thứ hai với sản lƣợng
18.399.000 tấn hàng năm.
Khối lƣợng cà chua xuất khẩu trên toàn thế giới từ năm 2003 đến năm 2007
tăng 30%, trong đó Mexico là nƣớc đứng đầu trong tổng kim nghạch xuất khẩu
cà chua của toàn thế giới. Năm 2017 Mexico chiếm 50% (đạt 903,384 triệu tấn)
khối lƣợng cà chua xuất khẩu trên toàn thế giới (thế giới đạt 1,1 triệu tấn).
Mỹ là đất nƣớc có khối lƣợng cà chua nhập khẩu lớn nhất thế giới, chiếm 53%
tƣơng đƣơng với 1,07 triệu tấn vào năm 2007.
2.1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ cà chua tại Việt Nam
Nƣớc ta có rất nhiều lợi thế để phát triển cây cà chua tuy nhiên cho tới năng
suất và chất lƣợng cây cà chua còn hạn chế. Trƣớc đây nƣớc ta chủ yếu sản xuất
cà chua ở vụ đơng là chính. Sau khi tạo ra đƣợc các giống cà chua chịu nóng thì
thời vụ trồng cà chua tăng lên trong một năm. Ở miền Bắc đã triển khai bốn vụ
trồng cà chua trong một năm: vụ hè thu, thu đơng (vụ sớm), vụ đơng (vụ chính),

3


vụ xuân hè (vụ muộn).Từ đó, sản phẩm cà chua cung cấp cho thị trƣờng kéo dài
từ đầu tháng 10 dƣơng lịch đến tháng 7 năm sau.
Những tỉnh thành ở nƣớc ta có diện tích trồng cà chua trên 500 ha là những
nơi có năng suất cà chua cao đạt 200 tạ/ha. Những tỉnh thành có năng suất cà
chua cao tập trung chủ yếu ở các tỉnh đồng bằng sông Hồng nhƣ Hải Phịng, Hải
Dƣơng,… Một số địa phƣơng có diện tích trồng cà chua lớn nhất cả nƣớc nhƣ là:

Nam Định: 1959 ha, Bắc Giang: 1300 ha, Hải Dƣơng: 1180ha,… Dƣới đây là
bảng thống kê số liệu thống kê diện tích sản lƣợng và năng suất cà chua ở một
số tỉnh thành của Việt Nam năm 2017.
Bảng 2. 1. Số liệu thống kê diện tích sản lƣợng và năng suất cà chua ở một
số tỉnh thành của Việt Nam năm 2017.
Diện tích

Năng suất

Sản lƣợng

(ha)

(tạ/ha)

(1000 tấn)

Hà Nội

1.324,2

272,5

36.079,7

Hải Dƣơng

1.053,0

252,0

26.539,1

Hải Phịng

809,7

289,4

23.430,0

Hƣng n

778,1

274,3

21.340,0

Nam Định

1.453,0

269,2

39.117,0

Bắc Giang

791,9

219,7

17.397,4

Nghệ An

770,5

131,6

10.141,4

Gia Lai

988,1

128,7

12.720,8

Lâm Đồng

6.275,3

465,0

291.779,8

Tiền Giang

797,7

217,7

17.363,2

Tỉnh thành

Nguồn : Tổng cục thống kê năm 2017
Theo báo cáo của Cục Thống kê năm 2012, diện tích trồng cà chua ở Việt
Nam khoảng 21 nghìn hecta đến 24 nghìn hecta với năng suất trung bình đạt 25
tấn/ha. So với năng suất cà chua trung bình của thế giới (33,68 tấn/ha - FAO,

4


2013), năng suất cà chua của Việt Nam là rất thấp. Nƣớc ta gặp khó khăn về bộ
giống cà chua thích nghi với khí hậu từng vùng trong vụ thu đông. Sản lƣợng
cây cà chua chỉ tập trung vào vụ đơng xn (hơn 70%) do đó trong vụ xn hè
xảy ra tình trạng thiếu hụt cà chua hoặc chất lƣợng cà chua kém hơn. Các trang
trại trồng cà chua ở Việt Nam chủ yếu còn manh mún, nhỏ lẻ chƣa có quy hoạch
và sản phẩm sản xuất chƣa đƣợc ứng dụng vào sản xuất với quy mô công nghiệp.
Một nguyên nhân vô cùng quan trọng dẫn đến việc sản lƣợng cà chua nƣớc ta
còn hạn chế là do sự phát triển các loại dịch hại nhƣ côn trùng, vi khuẩn, nấm,
virus,… Bên cạnh những khó khăn, Việt Nam có nhiều lợi thế để phát triển sản
phẩm cây cà chua nhƣ nguồn lao động dồi dào tại các vùng canh tác cà chua.
Lợi thế về mặt khí hậu, thời tiết, đất đai của Việt Nam đặc biệt là các tỉnh thành
phía Bắc rất phù hợp cho sự sinh trƣởng và phát triển của cây cà chua. Do đó
nếu đƣợc đầu tƣ về trang thiết bị cũng nhƣ chuyên môn tốt, năng suất cà chua tại

Việt Nam sẽ rất cao.
2.2. Cây cà chua
2.2.1. Giới thiệu chung về cây cà chua
 Lịch sử phát triển cây cà chua
Cà chua có tên khoa học là Solanum lycopersicum. Đây là một loại trái cây
thuộc họ cà có nguồn gốc từ Nam Mỹ, đƣợc trồng nhiều nhất ở Peru và Ecuador.
Vào đầu thế ký 16, ngƣời Tây Ban Nha đã mang cà chua từ Nam Mỹ đến châu Âu.
Vào những năm 1710, cà chua không đƣợc chấp nhận tại Bắc Mỹ vì có nhiều quan
điểm cho rằng loại cây này có độc, gây hại cho sức khỏe của con ngƣời. Từ châu
Âu cà chua đƣợc mang sang các nƣớc thuộc địa Châu Phi qua những ngƣời thực
dân đi chiếm thuộc địa.
Vào đầu thế kỷ 18, cà chua đƣợc đƣa tới châu Á lần đầu tiên tại Phillipin và
Malaysia từ châu Âu qua các nhà buôn và thực dân Tây Ban Nha. Tại Việt Nam, cà
chua đƣợc đƣa vào bởi thực dân Pháp, sau đó đƣợc trồng rộng rãi ở thế kỷ XX.

5


Mặc dù cà chua có lịch sử từ lâu đời nhƣng đến tận nửa đầu thế kỷ XX cà chua mới
trở thành cây trồng phổ biến trên toàn thế giới (Hà Thu Hiền, 2008).
 Đặc điểm thực vật học cây cà chua
Cà chua phát triển hệ hễ trùm rộng tới 1,3m và sâu tới 1m trên đồng ruộng.
Do có bộ rễ phát triển nhƣ vậy nên cà chua có khả năng chịu hạn tốt. Lá cà chua
dạng lá kép, lá chét có dạng răng cƣa. Màu sắc, kích thƣớc của lá tùy thuộc vào
từng loài giống cà chua. Hoa cà chua mọc thành từng chùm. Số chùm hoa/cây dao
động từ 4 – 20 chùm, số hoa/chùm dao động từ 2 – 26 hoa. Hoa đính dƣới bầu, đài
hoa màu càng, số đài và số cánh hoa tƣơng ứng nhau từ 5 – 9. Hoa lƣỡng tính, nhị
đực liên kết với nhau thành hình nón bao xung quanh nhụy cái. Cà chua thuộc
dạng quả mọng nƣớc có nhiều ngăn. Hình dạng màu sắc của cà chua tùy thuộc vào
từng chủng loại. Quả cà chua có nhiều hình dạng khác nhau từ hình cầu đến thn

dài, kích thƣớc từ 1.5 cm đến 7,5 cm. Màu sắc quả chính phụ thuộc vào điều kiện
mơi trƣờng vì thế khi ở mùa nóng quả cà chua có màu vàng hoặc đỏ vàng khi chín
(Hồng Thị Nga, 2012).
 Công dụng cây cà chua
Cà chua chứa hàm lƣợng dinh dƣỡng cao, cung cấp nguồn vitamin C và
lycopenen phytochemical dồi dào. Cà chua thƣờng đƣợc dùng ăn sống hoặc chế
biến thành món ăn. Trên thế giới hiện nay đang phát triển các sản phẩm cà chua
đóng hộp nhƣ cà chua đóng hộp, nƣớc ép cà chua,… Chính nhờ nguồn dinh dƣỡng
dồi dào từ quả cà chua mà nó đem lại nhiều lợi ích cho sức khỏe con ngƣời nhƣ
giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch, ngăn ngừa ung thƣ,… Hàm lƣợng lycopenen
cao trong cà chua bảo vệ làn da khỏi tác động của ánh nắng mặt trời.

2.2.2. Bệnh hại trên cây cà chua


Héo vi khuẩn

Vi khuẩn Ralstonia solanacearum tồn tại trong đất canh tác cây cà chua
trong thời gian dài dễ dàng xâm nhập vào rễ làm cho cây cà chua bị héo nhanh.
Vi khuẩn xâm nhập qua các vết thƣơng do côn trùng cắn, do cấy ghép hoặc qua

6


các vết thƣơng nơi rễ phụ mọc lên. Nhiệt độ và độ ẩm cao thuận lợi cho vi
khuẩn sinh sôi nhanh chóng bên trong hệ thống mơ dẫn của cây cà chua. Biểu
hiện đặc trƣng của bệnh héo vi khuẩn là cây bị héo trong khi lá còn xanh. Khi
cắt ngang thân cây bị nhiễm bệnh sẽ có màu nâu hoặc những giọt dịch màu vàng
chảy ra (Joey Williamson, 2021).

(Nguồn: Joey Williamson, 2021)
Hình 2. 1. Bệnh héo vi khuẩn trên cà chua


Bệnh cháy lá cà chua

Bệnh cháy lá cà chua do nấm Alternaria linariae gây ra. Nấm tồn tại trên
tàn dƣ của mảnh đất bị nhiễm bệnh trong vụ trƣớc hoặc trên hạt giống. Triệu
chứng biểu hiện ban đầu của bệnh xuất hiện những vết bệnh nhỏ màu nâu, chủ
yếu trên những tán lá già. Vết bệnh hình trịn có các đốm to ra thành vòng đồng
tâm ở trung tâm vùng bệnh. Trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm cao nhiều tán lá
bị chết. Vết bệnh trên quả có kích thƣớc lớn gần nhƣ tồn bộ quả. Quả cà chua
bị nhiễm bệnh nặng bị rụng (Joey Williamson, 2021).

7


(Nguồn: Joey Williamson, 2021)
Hình 2. 2. Bệnh cháy lá trên cây cà chua


Bệnh mốc sương mai

Bệnh mốc sƣơng là một loại bệnh nguy hiểm có thể xảy ra trên khoai tây và
cà chua mà nguyên nhân chính là nấm mốc nƣớc Phytophthora infestans gây ra.
Bệnh mốc sƣơng gây hại đặc biệt khi thời tiết ẩm ƣớt. Mầm bệnh này có thể ảnh
hƣởng đến tất cả các bộ phận của cây. Vết bệnh trên lá non nhỏ và xuất hiện
dƣới dạng đốm sẫm màu, ngấm nƣớc. Các đốm lá này sẽ nhanh chóng to ra, và
xuất hiện mốc trắng ở rìa vùng bị bệnh trên mặt dƣới của lá. Quả cà chua bị
nhiễm bệnh có màu sáng bóng, sẫm màu hoặc màu ơ liu, có thể bao phủ các

vùng rộng lớn. Bào tử nấm lây lan giữa cây và vƣờn nhờ mƣa và gió (Joey
Williamson, 2021).

(Nguồn: Jackie Rhoades,2021)

Hình 2. 3. Bệnh mốc sƣơng mai trên cây cà chua

8




Đốm lá Septoria

Bệnh đốm lá Septoria phá hoại lá, cuống lá, thân cà chua (quả không bị
nhiễm bệnh) do nấm Septoria lycopersici gây ra. Triệu chứng bệnh thƣờng xuất
hiện trên các lá ở gần mặt đất. thời điểm phát bệnh của cây thƣờng là sau khi cây
bắt đầu ra quả. Nhiều đốm tròn nhỏ với đƣờng viền sẫm màu xung quanh tâm
màu be xuất hiện trên các lá già. Có thể nhìn thấy những đốm đen nhỏ li ti, là cơ
quan sản sinh bào tử, có thể nhìn thấy ở trung tâm của các đốm. Các lá bị đốm
nặng sẽ chuyển sang màu vàng, chết và rụng khỏi cây. Nấm hoạt động mạnh ở
nhiệt độ và độ ẩm cao, ngoài ra cịn có lƣợng mƣa hoặc hệ thống tƣới tiêu trên
cao làm cây dễ bị nhiễm nấm. Hậu quả nghiêm trọng nhất của bệnh này làm cây
yếu đi, giảm kích thƣớc và chất lƣợng của quả, biểu hiện rõ rệt nhất là quả cà
chua bị cháy nắng (Joey Williamson, 2021).

(Nguồn: Joey Williamson, 2021)
Hình 2. 4. Bệnh đốm lá Septoria hại cà chua


Bệnh thán thư

Bệnh thán thƣ trên cà chua do một nhóm nấm thuộc giống Colletotrichum
gây ra chủ yếu gây bệnh trên quả cà. Khi quả chín, các triệu chứng đầu tiên dễ
nhận thấy là các vùng lõm nhỏ, hình trịn, sau đó phát triển các vùng trung tâm
sẫm màu. Các đốm bệnh tiếp tục phát triển lớn hơn theo thời gian và lan sâu hơn
vào quả. Thời tiết ẩm ƣớt tạo điều kiện phát triển thuận lợi cho các bào tử nấm
phát triển gây hậu quả nghiêm trọng đến năng suất sản lƣợng cà chua (Joey
Williamson, 2021).
9


(Nguồn: Joey Williamson, 2021)
Hình 2. 5. Bệnh thán thƣ trên cây cà chua


Cà chua vàng lá xoăn

Bệnh xoăn vàng lá cà chua do một loại virus gây ra, tác nhân truyền virus
vào cà chua là bọ phấn. Bệnh xoăn vàng lá cà chua xuất hiện triệu chứng trong
vòng 2 – 4 tuần sau khi nhiễm bệnh và phát triển đầy đủ triệu chứng trong vòng
2 tháng. Triệu chứng sớm nhất là lá cong xuống dƣới, hƣớng vào phía bên trong.
Giai đoạn sau lá nhỏ hẹp, biến vàng từ mép và chót lá lan vào giữa gân, lá cuốn
cong lên phía trên thành hình thuyền, lá non biến vàng mạnh, giịn và nhỏ hẹp.
Hậu quả nghiêm trọng của bệnh này là cây còi cọc, mọc nhiều nhánh nhỏ, đốt
thân ngắn. Nếu cây bị nhiễm virus từ khi còn giai đoạn cây non sẽ không ra quả
do hoa bị rụng (Joey Williamson, 2021).

(Nguồn: Joey Williamson, 2021)
Hình 2. 6: Bệnh cà chua xoăn vàng lá

10


2.3. Bệnh đốm đen vi khuẩn
Bệnh đốm đen vi khuẩn là một trong những bệnh gây thiệt hại nghiêm trọng
tới năng suất các loại rau họ cà trên toàn thế giới. Căn bệnh này đặc biệt nghiêm

trọng đối với các vùng có khí hậu ấm và ẩm (Potnis et al., 2015). Căn bệnh này
đã gây giảm năng suất nghiêm trọng trên toàn cầu với tổn thất năng suất lên tới
45% và 50% đƣợc báo cáo ở Châu Phi và Hoa Kỳ (Blacka et al.,
2001)(Pohronezny et al., 1984).
Năm 1921, Doidge, Gardner & Kendrick lần đầu tiên báo cáo về bệnh đốm
vi khuẩn trên cây cà chua ở Nam Phi và Mỹ. Sau đó, bệnh đốm đen đƣợc quan
sát thấy ở tất cả các nơi trồng cà chua. Có 4 lồi Xanthomonas spp. là tác nhân
gây bệnh đốm đen vi khuẩn mạnh mẽ nhất là X. vesicatoria , X. euvesicatoria , X.
perforans và X. gardneri. Một chủng vi khuẩn gây bệnh đốm đen vi khuẩn mới
gần đây đƣợc phát hiện là chủng T5 – đây là kết qủa của sự tái tổ hợp giữa ít
nhất 2 lồi Xanthomonas đã đƣợc báo cáo ở Nigeria (Jibrin et al., 2014a).
Triệu chứng của bệnh BLS là các vết bệnh nhỏ, màu nâu, có góc cạnh,
ngấm nƣớc trên lá, thân và quả, làm rụng lá và hại quả trực tiếp (Hình 2.1).
Nhiễm nặng có thể dẫn đến thiệt hại trên diện rộng cho cây trồng với thiệt hại
năng suất đáng kể.

11


(Nguồn: Gregory Martin, 2016)
Hình 2. 7. Triệu chứng bệnh đốm đen vi khuẩn ở lá và quả

Bệnh đốm đen vi khuẩn hại cà chua xuất hiện vết bệnh chủ yếu ở lá và quả,
đôi khi xuất hiện vết bệnh ở trên cả xuống lá và thân cây. Đặc điểm nhận biết
ban đầu của bệnh là những chấm nhỏ từ 1-2 mm xanh xám rồi dần dần chuyển
thành màu đen, xung quanh vết đen có quần màu vàng. Các đốm đen hơi nổi lên
trên vỏ quả, ở giữa vết bệnh có những mô chết làm cho quả hoặc lá bị rách trông
giống vết loét. Đối với những cây bị nhiễm bệnh nặng, vết bệnh có thể rộng tới
6 – 8 mm (Gs.Ts.Vũ Triệu Mẫn, 2007)
(Jones et al., 2000) tại trƣờng đại học Ploria có lịch sử nghiên cứu về bệnh
đốm lá vi khuẩn trong 15 năm. Ông cho biết bệnh này nghiêm trọng nhất vào
mùa mƣa ở những vùng nhiệt đới. Bệnh gây hại ở khắp các bộ phận cửa cây và
lan truyền qua hạt. Xuất hiện nhiều mụn nhỏ lồi lên mặt lá, màu nâu đen, xung
quanh vàng.

12


2.4. Giới thiệu vi khuẩn Xanthomonas vesicateria .
2.4.1. Vi khuẩn Xanthomonas vesicateria.
Xanthomonads là thành viên của họ Xanthomonadaceae là chi quan trọng
trong ngành vi khuẩn thực vật học vì chủng vi khuẩn này nhiễm bệnh cho hơn
400 loài thực vật gây hậu quả nghiêm trọng về mặt kinh tế. Các thử nghiệm vi
khuẩn học cổ điển cho thấy vi khuẩn này là vi khuẩn Gram âm, ngắn, hiếu khí,
kích thƣớc trung bình 0,7 – 1 um x 2 – 2,4 um, có một lơng roi ở đầu của vi
khuẩn. Một số đặc điểm hóa sinh của vi khuẩn đƣợc nghiên cứu cơng bố nhƣ :
khơng di động và dƣơng tính với catalase và oxidase, có khả năng khử nitrat,
khơng tạo ra indol (B. Li, 2006). Nhiệt độ tăng trƣởng tối đa của chủng vi khuẩn
là 39°C. Phạm vi ký chủ của vi khuẩn đốm Xanthomonads bao gồm nhiều loại
thực vật thuộc họ Solanaceae, nhƣng chủ yếu là cà chua ( Solanum
lycopersicum ), cà chua bi ( Solanum lycopersicum var. Cerasiforme ), cà chua
nho ( L. pimpinellifolium ), hồ tiêu ( Capsicum annuum ), ớt sừng ( Capsicum

frutescens ), C. baccatum , C. anomalum , C. chinensis và C. pubescens (Baker
et al., 2014) (Sahin & Miller, 1998).
Hầu hết các chủng Xanthomonas vesicateria gây bệnh sản xuất
xanthomonadin – một sắc số màu vàng đại diện cho đặc điểm đặc trƣng của loài
giúp chẩn đốn lồi qua đặc điểm hình thái (Poplawsky, 1993). Tuy nhiên một
số mầm bệnh đƣợc nghiên cứu là không tạo ra sắc tố màu vàng đặc trƣng này
nhƣ

:

X.

axonopodis pv. manihotis , X.campestris pv. mangiferaindicae và X.campestris
pv. viticola (Midha & Patil, 2014).
Hiện nay các nhà khoa học đã xác định hồn chỉnh trình tự gen của 11
chủng Xanthomonas vesicateria. Việc xác định đƣợc trình tự bộ gen đã thúc đẩy
rất nhanh các phân tích chức năng nhằm xác định cơ sở phân tử về tính độc của
Xanthomonas vesicateria. Qua đó nhằm tìm ra phƣơng pháp thích hợp thích hợp
trong vấn đề ảnh hƣởng của chủng đến năng suất nông sản (Li et al., 2006).
13


Xanthomonas vesicateria có khả năng sống sót từ vụ này sang vụ khác chủ
yếu lây bệnh qua hạt giống nhƣng cũng có thể trong các tàn dƣ thực vật bị
nhiễm bệnh. lồi vi khuẩn này có khả năng tồn tại trong sinh quyển mà không
cần ký chủ. Vi khuẩn gây bệnh này đƣợc phát hiện qua bình xịt nƣớc ở các cánh
đồng thƣơng mại. Điều này cho thấy khả năng phát tán trên không của vi khuẩn.
Nguồn bệnh phát triển ở điều kiện độ ẩm cao, mƣa lớn và nhiệt độ trên 30°C
nhƣng không trên 35°C (Diab et al., 1982).
Các khuẩn lạc vi khuẩn có sắc tố vàng đƣợc phân lập nhất quán từ các mô

bệnh trên môi trƣờng thạch chiết xuất men-dextrose-canxi cacbonat (YDC) và ủ
ở 26 ± 1 ° C. Sáu chủng phân lập đƣợc xác định là Xanthomonas
campestris pv. vesicatoria trên cơ sở các xét nghiệm hình thái, sinh hóa. Tất cả
các mẫu phân lập đều là vi khuẩn Gram âm, hình que, di động, hiếu khí, oxydase
âm tính, catalase dƣơng tính và amylolytic dƣơng tính. Tất cả sáu chủng phân
lập đều phát triển trên môi trƣờng Tween (Lamichhane et al., 2010).
2.4.2. Cơ chế lây nhiễm bệnh đốm đen vi khuẩn trên cây cà chua
Vi khuẩn Xanthomonas vesicateria có thể tồn tại trong đất tới hai năm do
đó nguồn gây bệnh chủ yếu lƣu truyền theo tàn dƣ cây bệnh hoặc quả bệnh. Độc
canh cây cà chua trên đất cũ tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn gây bệnh lan
truyền sang cây con. Ngoài ra, bệnh lây lan trên đồng ruộng qua mƣa gió hoặc
trong quá trình chăm sóc (Vũ Triệu Mân, 2007). Vi khuẩn xâm nhập vào cây
chủ yếu qua lỗ khí khổng, qua vết thƣơng ở quả và lá. Dƣới đây mô tả mô hình
quá trình xâm nhiễm của vi khuẩn Xanthomonas spp vào cây cà chua :

14