Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học của virus lùn sọc đen phương nam (southern rice black streaked dwarf virus

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI














TRẦN VĂN CHIẾN

ơ






NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ðẶC ðIỂM SINH HỌC
CỦA VIRUS LÙN SỌC ðEN PHƯƠNG NAM
(SOUTHERN RICE BLACK STREAKED DWARF VIRUS)


LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI , 2013
BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI












TRẦN VĂN CHIẾN

ơ

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ðẶC ðIỂM SINH HỌC
CỦA VIRUS LÙN SỌC ðEN PHƯƠNG NAM
(SOUTHERN RICE BLACK STREAKED DWARF VIRUS)


CHUYÊN NGÀNH: BẢO VỆ THỰC VẬT
MÃ SỐ: 60.62.01.12



NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS. TS. NGÔ BÍCH HẢO







HÀ NỘI , 2013
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
i

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là hoàn
toàn trung thực và chưa từng ñược sử dụng hoặc công bố trong bất cứ công

trình nghiên cứu khoa học nào khác.
Tôi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này
ñã ñược cảm ơn và các thông tin chích dẫn trong luận văn ñều ñã ñược chỉ rõ
nguồn gốc.


Tác giả luận văn




Trần Văn Chiến










Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
ii

LỜI CẢM ƠN

ðể hoàn thành luận văn tốt nghiệp này ngoài sự cố gắng của bản thân tôi
ñã nhận ñược rất nhiều sự quan tâm giúp ñỡ nhiệt tình của thầy cô, bạn bè,
ñồng nghiệp và những người thân.

Trước tiên tôi xin ñược bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc ñến giáo viên hướng
dẫn của tôi là PGS.TS. Ngô Bích Hảo ñã tận tình hướng dẫn, giúp ñỡ tôi trong
quá trình thực hiện ñề tài và hoàn thành bản luận văn này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo trong khoa Nông
Học và Viện ñào tạo sau ðại học.
Tôi xin ñược chân thành cảm ơn TS. Hà Viết Cường cùng các cán bộ tại
Trung tâm bệnh cây nhiệt ñới – Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã nhiệt
tình giúp ñỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Tôi cũng xin ñược gửi lời cảm ơn sâu sắc ñến Ban Giám ñốc Trung tâm
Kiểm dịch thực vật sau nhập khẩu I, ñặc biệt là Th.s Vũ Thị Hải & Th.s
Nguyễn Viết Hải cùng toàn thể các cán bộ trong Trung tâm ñã tận tình giúp
ñỡ và tạo mọi ñiều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia ñình, người thân,
bạn bè những người luôn ở bên cạnh ñộng viên giúp ñỡ tôi trong quá trình
học tập và thực hiện bản luận văn này.
Hà Nội, ngày 9 tháng 9 năm 2013
Tác giả luận văn


Trần Văn Chiến
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ðOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC BẢNG vi
DANH MỤC HÌNH viii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT x
MỞ ðẦU 1
ðẶT VẤN ðỀ 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5
1.1. NHỮNG NGHIÊN CỨU Ở NƯỚC NGOÀI 5
1.1.1. Tình hình nghiên cứu bệnh virus hại lúa trên thế giới 5
1.1.2. Tổng quan về họ Reoviridae 7
1.1.3. Tổng quan về chi Fijivirus 11
1.1.4. Một số virus gây hại thực vật quan trọng thuộc họ Reoviridae 14
1.2. NHỮNG NGHIÊN CỨU Ở TRONG NƯỚC 34
CHƯƠNG II NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39
2.1. ðỐI TƯỢNG, VẬT LIỆU, ðỊA ðIỂM VÀ THỜI GIAN NGHIÊN
CỨU 39
2.1.1. ðối tượng nghiên cứu 39
2.1.2. Thời gian và ñịa ñiểm nghiên cứu 39
2.1.3. Vật liệu nghiên cứu 39
2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 41
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 41
2.3.1. Phương pháp ñiều tra thu thập và bảo quản mẫu 41
2.3.2. Phương pháp lây bệnh nhân tạo 42
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
iv

2.3.3. Chỉ tiêu theo dõi và phương pháp tính toán 47
2.3.4. Phương pháp giám ñịnh 49
CHƯƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 53
3.1. Mô tả triệu chứng bệnh 53
3.2. Phân biệt triệu chứng do virus lùn sọc ñen phương Nam và virus
lùn xoắn lá gây ra trên lúa 55
3.3. Phổ ký chủ của virus lùn sọc ñen phương Nam 57

3.4. Xác ñịnh giai ñoạn mẫn cảm của lúa ñối với virus lùn sọc ñen
phương Nam 64
3.5. Triệu chứng bệnh lùn sọc ñen phương Nam trên lúa ở các giai ñoạn
sinh trưởng 66
3.6. Ảnh hưởng của virus lùn sọc ñen phương Nam ñến sinh trưởng,
phát triển của cây lúa 70
3.6.1. Ảnh hưởng của virus lùn sọc ñen phương Nam ñến sinh trưởng, phát
triển của cây lúa ở giai ñoạn mạ. 71
3.6.2. Ảnh hưởng của virus lùn sọc ñen phương Nam ñến sinh trưởng, phát
triển của cây lúa ở giai ñoạn ñẻ nhánh 72
3.7. Xác ñịnh khả năng lây nhiễm của virus lùn sọc ñen phương Nam từ
lúa sang ngô 73
3.8. Xác ñịnh khả năng lan truyền của virus lùn sọc ñen phương Nam
từ ngô sang lúa 76
3.9. Xác ñịnh khả năng lây nhiễm của virus lùn sọc ñen phương Nam từ
cỏ dại sang lúa 77
3.10. Xác ñịnh tính kháng nhiễm của một số giống lúa trồng phổ biến
ngoài sản xuất ở miền Bắc Việt Nam với bệnh lùn sọc ñen phương
Nam 80
3.11. Xác ñịnh ảnh hưởng của mật ñộ rầy lưng trắng ñến khả năng
truyền bệnh lùn sọc ñen phương Nam 82
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
v

3.12. Xác ñịnh thời gian chích nạp tối thiểu virus lùn sọc ñen phương
Nam của rầy lưng trắng 84
3.13. Xác ñịnh thời gian nhân lên của virus lùn sọc ñen phương Nam
trong cơ thể rầy lưng trắng 85
3.14. Xác ñịnh thời gian chích truyền tối thiểu virus lùn sọc ñen phương
Nam của rầy lưng trắng 86

3.15. Khả năng truyền virus lùn sọc ñen phương Nam giữa rầy non tuổi
2-3 và trưởng thành rầy lưng trắng 88
3.16. Xác ñịnh khả năng lan truyền bệnh lùn sọc ñen phương Nam hiệu
quả của rầy lưng trắng 91
3.17. ðánh giá hiệu lực của thuốc hóa học xử lý hạt giống phòng trừ rầy
lưng trắng ở giai ñoạn mạ 94
KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 98
TÀI LIỆU THAM KHẢO 100
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
vi

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Phân loại các virus họ Reoviridae theo ICTV năm 2009 10
Bảng 1.2. Phân loại các virus thuộc chi Fijivirus theo ICTV năm 2009 14
Bảng 3.1. So sánh những triệu chứng ñặc trưng của bệnh lùn sọc ñen phương
Nam và bệnh lùn xoắn lá gây ra trên lúa 55
Bảng 3.2. Kết quả giám ñịnh các mẫu cỏ thu thập ngoài ñồng ruộng tại một
số tỉnh miền Bắc Việt Nam 58
Bảng 3.3. Kết quả lây nhiễm SRBSDV lên một số loài cỏ dại 61
Bảng 3.4. Phổ ký chủ của virus lùn sọc ñen phương Nam 63
Bảng 3. 5. Giai ñoạn mẫn cảm của lúa với virus lùn sọc ñen phương Nam 65
Bảng 3.6. Thời gian xuất hiện các loại hình triệu chứng ở các giai ñoạn sinh
trưởng khác nhau của cây lúa 67
Bảng 3.7. Ảnh hưởng của virus lùn sọc ñen phương Nam ñến sinh trưởng,
phát triển của cây lúa ở giai ñoạn mạ 72
Bảng 3.8. Ảnh hưởng của virus lùn sọc ñen phương Nam ñến sinh trưởng,
phát triển của cây lúa ở giai ñoạn ñẻ nhánh 73
Bảng 3.9. Khả năng lan truyền của virus lùn sọc ñen phương Nam từ lúa
sang ngô 74

Bảng 3.10. Khả năng lan truyền của virus lùn sọc ñen phương Nam từ ngô
sang lúa 76
Bảng 3.11. Khả năng lây truyền virus lùn sọc ñen phương Nam từ cỏ dại
sang lúa 78
Bảng 3.12. Tính kháng nhiễm của một số giống lúa trồng phổ biến ngoài sản
xuất ở miền Bắc Việt Nam với bệnh lùn sọc ñen phương Nam.81
Bảng 3.13. Ảnh hưởng của mật ñộ rầy lưng trắng ñến khả năng truyền bệnh
lùn sọc ñen phương Nam 82
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
vii

Bảng 3.14. Thời gian chích nạp tối thiểu virus lùn sọc ñen phương Nam của
rầy lưng trắng 84
Bảng 3.15. Thời gian nhân lên của virus lùn sọc ñen phương Nam trong cơ
thể rầy lưng trắng 85
Bảng 3.16. Thời gian chích truyền tối thiểu virus lùn sọc ñen phương Nam
của rầy lưng trắng 87
Bảng 3.17. Khả năng truyền virus lùn sọc ñen phương Nam giữa rầy non tuổi
2-3 và trưởng thành rầy lưng trắng 89
Bảng 3.18. Khả năng lan truyền bệnh lùn sọc ñen phương Nam hiệu quả của
rầy lưng trắng 92
Bảng 3.19. Hiệu lực của thuốc hóa học xử lý hạt giống phòng trừ rầy lưng
trắng ở giai ñoạn mạ 95
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
viii

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Cấu trúc hình thái của các loài Reovirus 8
Hình 1.2. Tổ chức bộ gen của các loài Reovirus 9

Hình 1.3. Cấu trúc hình thái của các loài Reovirus 12
Hình 1.4. Tổ chức bộ gen của Fijivirus. 13
Hình 3.1. Sọc trắng chạy dọc gân chính 54
Hình 3.2. Trắng mép lá và rách chữ V 54
Hình 3.3. Xoắn ngọn lá, xuất hiện nhăn ngang 54
Hình 3.4. Nốt phồng trắng chạy dọc thân 54
Hình 3.5. Sọc trắng chạy dọc theo gân lá 54
Hình 3.6. Lá xanh ñậm, rách chữ V 54
Hình 3.7. Sọc trắng chạy dọc gân chính và bẹ lá 56
Hình 3.8. Trắng mép lá và rách chữ V 56
Hình 3.9. Nốt phồng trên lóng thân 56
Hình 3.10. Không xuất hiện nốt phồng 56
Hình 3.11. Cỏ lồng vực nước nhiễm SRBSDV 59
Hình 3.12. Cỏ mần trầu nhiễm SRBSDV 59
Hình 3.13. Kết quả giám ñịnh RT-PCR 59
Hình 3.14. Cỏ lục lông nhiễm SRBDSV 62
Hình 3.15. Cỏ lồng vực nước nhiễm SRBDSV 62
Hình 3.16. Cỏ ñuôi phượng nhiễm SRBDSV 62
Hình 3.17. Kết quả giám ñịnh các mẫu cỏ dại bằng RT-PCR 62
Hình 3.18. Nốt phồng trên lóng thân 69
Hình 3.19. Sọc trắng trên bẹ lá 69
Hình 3.20. Sọc trắng trên gân chính, rách mép lá chữ V 69
Hình 3.21. Cây mạ nhiễm bệnh 69
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
ix

Hình 3.22. Trắng mép lá, rách chữ V 70
Hình 3.23. Xoắn ngọn lá 70
Hình 3.24. Cây lúa nhiễm bệnh 70
Hình 3.25. Nốt phồng trên lóng thân 70

Hình 3.26. Lá cứng, mọc xít nhau 75
Hình 3.27. Cây ngô nhiễm bệnh 75
Hình 3.28. Nốt phồng trên gân mặt sau lá 76
Hình 3.29. Rách mép lá chữ V 76
Hình 3.30. Triệu chứng bệnh trên cỏ lồng vực nước 79
Hình 3.31. Quần thể rầy lưng trắng trên cỏ lồng vực nước 79
Hình 3.32. Cây lúa nhiễm bệnh 79
Hình 3.33. Triệu chứng bệnh trên lúa 83
Hình 3.34. Các công thức thí nghiệm 83
Hình 3.35. Cấy lúa trong ống nghiệm 88
Hình 3.36. Triệu chứng bệnh trên lúa 88
Hình 3.37. Rầy truyền bệnh lên cây lúa khỏe 88
Hình 3.38. Rầy non truyền bệnh 90
Hình 3.39. Rầy trưởng thành truyền bệnh 90
Hình 3.40. Các công thức thí nghiệm 90
Hình 3.41. Triệu chứng bệnh trên lúa 90
Hình 3.42. Rầy lây bệnh cho cây lúa khỏe 93
Hình 3.43. Cây lúa nhiễm bệnh 93
Hình 3.44. Kết quả RT-PCR 93
Hình 3.45. Kết quả PTA-ELISA 93
Hình 3.46. Pha các loại thuốc xử lý hạt giống 97
Hình 3.47. Thóc sau khi ñược xử lý 97
Hình 3.48. Ủ thóc ñã xử lý 97
Hình 3.49. Kết quả phòng trừ rầy lưng trắng 97
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
x

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

µl

Microliter
µg Microgram
CTAB Cetryl Ammonium Bromide
EDTA Ethylenediaminetetraacetic acid
ELISA Enzyme Linked Immunosorbent Assay
PTA-ELISA Plate Trapped Antibody-Enzyme Linked
Immunosorbent Assay
Kb Kilobase
MRDV Maize rough dwarf virus
OD Optical density
RBSDV Rice black streaked dwarf virus
RDV Rice dwarf virus
RGDV Rice gall dwarf virus
RRSV Rice ragged stunt virus
RT-PCR Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction
SRBSDV Southern rice black streaked dwarf virus
TAE Tris-acetate-EDTA
TE Tris-EDTA
TKTD (ngày) Thời kỳ tiềm dục (ngày)
TLCNB (%) Tỷ lệ cây nhiễm bệnh (%)

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 1

MỞ ðẦU

ðẶT VẤN ðỀ
Cây lúa (Oryza Sativa L) là một trong những cây trồng cung cấp nguồn
lương thực quan trọng nhất của loài người, với 40% dân số thế giới sử dụng
lúa gạo làm thức ăn chính và có ảnh hưởng ñến ñời sống của ít nhất 65% dân
số thế giới. Theo Tổ chức Nông lương liên hiệp quốc (FAO), trong năm 2011,

sản lượng lúa gạo là khoảng 721 triệu tấn (tăng 3% so với sản lượng năm
2010). Cũng trong báo cáo này, diện tích thu hoạch lúa tăng 2,2% lên 164,6
triệu ha với năng suất tăng 0,8%, tương ñương 4,38 tấn/ha. Châu Á là nơi sản
xuất lúa gạo lớn nhất trên thế giới với sản lượng chiếm tới 90,3%, tương
ñương 651 triệu tấn trong tổng sản lượng lúa gạo toàn cầu năm 2011 (tăng 3%
so với sản lượng năm 2010) (Trần Huỳnh Thúy Phượng, 2013).
Thành phần dịch hại trên cây lúa rất ña dạng và phong phú. Theo thống
kê, hiện nay ñã xác ñịnh ñược 418 loài dịch hại trên lúa (CABI 2013), trong
ñó tác nhân gây hại là virus thực tuy chiếm số lượng ít nhưng lại là một trong
những tác nhân gây hại nặng và gây ra nhiều ñợt dịch bệnh cây trên lúa. Bệnh
virus lúa ñầu tiên ñược phát hiện trên thế giới là ở Nhật Bản vào năm 1883
gây ra hiện tượng lùn cây (Lin, 1972). Theo tác giả Habino (1996), có khoảng
15 loài virus có khả năng gây hại trên cây lúa, trong ñó 12 loài gây hại chủ
yếu ở châu Á, 2 loài ở châu Phi, 1 loài ở châu Âu và 1 loài ở châu Mỹ la-tinh.
Ở các nước có diện tích trồng lúa gạo lớn thì sự xuất hiện và gây hại của bệnh
virus lúa gây ra những thiệt hại kinh tế rất lớn. Trong ñó, bệnh Tungro là bệnh
virus gây hại nghiêm trọng nhất, nó có thể gây thiệt hại 100% năng xuất.
Theo thống kê của Viện nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI), diện tích lúa bị gây
hại do bệnh Tungro gây ra là hơn 4.000 ha trong khoảng thời gian hơn 20
năm (Azzam and Chancellor, 2002). Ở miền Bắc Việt Nam, bệnh virus này ñã
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 2

ñược ghi nhận trong những năm 1964, 1966 và 1970 trên giống Mộc Tuyền
với diện tích khá lớn khoảng 50.000 ha (Phạm Văn Dư, 2006).
Bệnh virus trên lúa ñược báo cáo ở Việt Nam từ nhiều năm trước ñây.
Trong năm 1989, ở ñồng bằng sông Cửu Long có xuất hiện triệu chứng cây
biến vàng và lùn với tỷ lệ là 5-10% và 50% trên một số giống như OMCS 96,
OM 997-6. Triệu chứng này sau ñó ñược xác ñịnh là do 2 loài virus là virus
vàng lùn (Rice grassy stunt virus) và virus lùn xoắn lá (Rice ragged stunt
virus) gây ra. Tiếp ñó, vào vụ hè thu 2006, dịch bệnh lại phát triển và lan rộng

trên hầu hết các tỉnh ðBSCL, với mật số rầy nâu rất cao, diện tích bị nhiễm
bệnh vàng lụi riêng tại ðồng Tháp với thiệt hại dưới 30 % là 613 ha, và trên
30 % là 2.636 ha (trong ñó, thiêu huỷ khoảng 500 ha) (Phạm Văn Dư, 2006).
Bệnh lùn sọc ñen phương nam ñược phát hiện ñầu tiên tại các tỉnh
thuộc phía Nam của Trung Quốc như Quảng ðông, Quảng Tây, Hải Nam
vào ñầu năm 2009. Các nhà khoa học của Trung Quốc ngay sau ñó ñã xác
ñịnh ñược tác nhân gây ra bệnh này là do Southern rice black streaked dwarf
virus (SRBSDV), một loài virus mới thuộc chi Fijivirus, họ Reoviridae
(Wang et al., 2010). SRBSDV ñã phát tán nhanh chóng khắp miền Nam của
Trung Quốc và lan sang cả một số tỉnh thuộc miền Bắc của Việt Nam (Zhang
et al., 2008, Zhou et al., 2008). Trong hai năm 2009 và 2010, SRBSDV ñã
gây ra những ñợt dịch bệnh hết sức nghiêm trọng trên lúa ñã làm thiệt hại
nặng năng suất lúa tại các tỉnh thuộc miền Trung và Nam của Trung Quốc.
Ước tính gần 12 triệu ha lúa bị nhiễm và phải tiêu hủy trong năm 2010 (Zhou
et al., 2010). Tại Việt Nam, vào cuối tháng 8/2009, tại Nghệ An, một bệnh lạ
(bệnh lùn lụi) ñã xuất hiện trên diện rộng trên lúa mùa với tổng diện tích
nhiễm bệnh tới 5.506 ha, trong ñó gần 3.510 ha bị mất trắng. Cây bệnh bị lùn
mạnh, lá xanh ñậm, nhiều lá bị xoắn vặn, sau biến vàng, trỗ không thoát.
Triệu chứng cây bệnh khá giống với bệnh lùn xoắn lá tại miền Nam. Tất cả
các giống gieo trồng tại Nghệ An (TH3-3, Nhị ưu 838, Bio404, Bắc thơm số
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 3

7, Khang dân 18 và Hương thơm) ñều bị nhiễm bệnh. Sau ñó, nhiều tỉnh,
thành phố ở phía Bắc như Nam ðịnh, Thái Bình, Ninh Bình, Hải Phòng, Bắc
Giang, Lai Châu, Sơn La, Quảng Ninh, Lạng Sơn, Vĩnh Phúc, Thanh Hóa…
cũng thông báo dịch bệnh tương tự (Hà Viết Cường và cs, 2009).
Cuối năm 2009, các nhà khoa học Việt Nam ñã xác ñịnh ñược tác nhân
gây bệnh “lùn lụi” tại Nghệ An và một số tỉnh phía Bắc là do virus lùn sọc
ñen phương Nam (Southern rice black streaked dwarf virus) gây ra. Bệnh mới
ñược phát hiện lần ñầu tiên ở Việt Nam, nên chưa có những nghiên cứu ñầy

ñủ và chuyên sâu về loài virus này. Chính vì vậy, việc nghiên cứu, xác ñịnh
những ñặc ñiểm sinh học của loài virus này ñể từ ñó ñưa ra biện pháp quản lý
và phòng trừ thích hợp nhằm giảm thiểu tác hại do loài virus này gây ra là hết
sức cấp bách trong tình hình hiện nay.
Xuất phát từ yêu cầu trên, ñược sự phân công của Ban ñào tạo sau
ñại học và bộ môn Bệnh cây – Nông dược, khoa Nông học – trường ðại
học Nông nghiệp Hà Nội, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Ngô Bích Hảo
chúng tôi ñã tiến hành thực hiện ñề tài: “Nghiên cứu một số ñặc ñiểm sinh
học của virus lùn sọc ñen phương Nam (Southern rice black streaked dwarf
virus)”.
Mục ñích
- Nghiên cứu một số ñặc ñiểm của virus lùn sọc ñen phương Nam
(Southern rice black streaked dwarf virus) từ ñó ñề xuất biện pháp quản lý
hiệu quả loại bệnh này.
Yêu cầu
- Xác ñịnh phổ ký chủ của virus lùn sọc ñen phương Nam.
- Xác ñịnh giai ñoạn mẫn cảm của cây lúa ñối với virus lùn sọc ñen
phương Nam.
- Xác ñịnh mức ñộ kháng nhiễm bệnh của một số giống lúa ñược trồng
phổ biến tại ðồng bằng sông Hồng ñối với virus lùn sọc ñen phương Nam.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 4

- Xác ñịnh khả năng lan truyền của virus lùn sọc ñen phương Nam từ
lúa sang ngô, từ lúa sang cỏ dại và ngược lại.
- Xác ñịnh thời gian chích nạp, thời gian chích truyền, thời gian nhân
lên tối thiểu của virus lùn sọc ñen phương Nam trong cơ thể rầy lưng trắng.
- Xác ñịnh tỷ lệ rầy lưng trắng truyền virus hiệu quả.
- So sánh khả năng và hiệu quả truyền bệnh của rầy ấu trùng tuổi 2 – 3
và rầy trưởng thành.
- Ứng dụng phương pháp ELISA trong việc chẩn ñoán, giám ñịnh sự có

mặt của virus lùn sọc ñen phương Nam trong cơ thể rầy lưng trắng, từ ñó ñề
xuất biện pháp quản lý bệnh hiệu quả.
- ðánh giá hiệu lực của một số loại thuốc hóa học xử lý hạt giống
phòng trừ rầy giai ñoạn mạ.


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 5

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. NHỮNG NGHIÊN CỨU Ở NƯỚC NGOÀI
1.1.1. Tình hình nghiên cứu bệnh virus hại lúa trên thế giới
Hiện nay, các nhà khoa học ñã phát hiện ñược hơn 30 loài virus gây hại
trên cây lúa ở Châu Á, Châu Phi, Nam Mỹ, Hoa Kỳ và một số nơi khác trên
thế giới. Hầu hết các loài virus ñều xuất hiện và gây hại ở các nước Châu Á
và Châu Mỹ, chỉ có 5 loài virus là Rice stripe necrosis virus thuộc chi
Furovirus, Rice crinkle disease, Maize streak virus thuộc chi Geminivirus,
African cereal streak virus và Rice yellow mottle virus thuộc chi Sobemovirus
gây hại trên lúa ở Châu Phi (Abo and Ali Fadhila, 2001). Cũng theo hai tác
giả này thì trong số hơn 30 loài virus trên lúa có 26 loài virus có khả năng gây
ra những thiệt hại nặng về kinh tế cho những quốc gia trồng lúa như Rice
black treaked dwarf fijivirus, Rice grassy stunt tenuivirus, Rice ragged stunt
phytoreovirus, Rice hoja blanca tenuivirus, Rice bunchy stunt
phytoreovirus,… Tuy nhiên, một số loài virus chỉ có khả năng gây hại trên lúa
trong ñiều kiện thí nghiệm lây nhiễm bệnh nhân tạo như Sugarcane potyvirus,
Maize dwarf mosaic virus thuộc giống Potyvirus, Maize rough dwarf virus
thuộc giống Fijivirus, Ryegrass mosaic virus, Brome mosaic virus thuộc chi
Bromovirus, Barley stripe mosaic virus thuộc giống Hordeivirus, Barley
yellow dwarf virus thuộc giống Luteovirus, Oat pseudorosette virus thuộc chi

Tenuivirus và Wheat streak mosaic virus thuộc chi Rymovirus (Bakker,
1974, Harder and Bakker, 1973, Khan and Dickerson, 1957).
Những loài virus lúa này ñược lan truyền nhờ vector truyền bệnh là
những loài rầy, rệp, bọ cánh cứng, rệp sáp và nhờ cả nấm (Polymixa
glaminis). Một vài loài khác ñược truyền thông qua tiếp xúc cơ giới giữa cây
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 6

bệnh và cây khỏe hoặc ñược truyền qua ñất. Chỉ có 2 loài virus là Rice
wrinkled virus và Rice wiches broom truyền ñược qua hạt giống (Abo and Ali
Fadhila, 2001).
Theo tác giả Hibino (1996), tại Châu Á có 15 loài virus hại trên lúa bao
gồm các loài: Rice black-streaked dwarf virus, Rice bunchy stunt virus, Rice
dwarf virus, Rice gall dwarf virus, Rice giallume virus, Rice grassy stunt
virus, Rice hoja blanca virus, Rice necrosis mosaic virus, Rice ragged stunt
virus, Rice stripe necrosis virus, Rice stripe virus, Rice transitory yellowing
virus, Rice tungro bacilliform virus, Rice tungro spherical virus và Rice
yellow mottle viruses
.

Thiệt hại kinh tế do các bệnh virus lúa là vô cùng lớn, chỉ ñứng sau
thiệt hại của các bệnh do nấm gây ra. Bệnh virus Tungro lúa thường xuyên
gây hại trên các cánh ñồng trồng lúa tại Nam và ðông Nam Á. Ước tính thiệt
hại do bệnh Tungro lúa gây ra là gần 1,5 tỷ USD. Nếu có thể ngăn chặn ñược
sự xuất hiện và gây hại của loài virus này thì năng suất sẽ ñược tăng lên 5 –
10% (Azzam and Chancellor, 2002).
Các bệnh virus thực vật chủ yếu ñược lan truyền và phát tán nhờ môi
giới là các loài côn trùng thuộc bộ Hemiptera như họ bọ phấn (Aleyrodidae),
rầy thân (Delphacidae) và rầy lá (Cicadellidae). Theo thống kê của ICTV thì
côn trùng bộ Hemiptera truyền khoảng hơn 200 loài virus (chiếm 55% số
lượng virus thực vật). Theo Saskia et al., (2008), côn trùng thuộc họ bọ phấn

(Aleyrodidae) truyền ñược hơn 115 loài virus thuộc chi Begomovirus, họ rầy
lá (Cicadellidae) truyền 26 loài virus thực vật, họ rầy thân (Delphacidae)
truyền 18 loài virus thực vật và có tổng số 13 loài virus thực vật ñược truyền
qua cả hai họ rầy trên. Những loài côn trùng môi giới này truyền virus theo 04
phương thức là: không bền vững (non-persistence), bán bền vững (semi-
persistence), bền vững tuần hoàn (circulative-persistence) và bền vững tái
sinh (propagative- persistence).
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 7


Bệnh virus hại lúa ñã và ñang ñược nhiều nhà khoa học trên thế giới
quan tâm nghiên cứu chi tiết về sinh học và sinh thái học cũng như phương
thức lan truyền ñể từ ñó ñưa ra biện pháp phòng trừ hiệu quả nhất ñối với
từng loại bệnh.
1.1.2. Tổng quan về họ Reoviridae
Họ Reoviridae là một trong số những họ có nhiều chi và số loài nhiều
nhất (sau họ Potyviridae và Geminiviridae). Số loài ñược công nhận chính
thức bởi Ủy ban Phân loại Virus Quốc tế (International Commitee on
Taxonomy of Viruses, ICTV) năm 2007 là hơn 150 loài. Reoviridae là họ
virus mà gây ra bệnh rối loạn ñường tiêu hóa (ví dụ như Rotavirus) và viêm
ñường hô hấp trên người và ñộng vật. Tất cả những loài virus trong họ
Reoviridae ñều có cấu trúc bộ gen phân mảnh với RNA ñơn mảnh sợi kép
(Patton, 2008).

Tên "Reoviridae" ñược ñặt dựa trên nghĩa của từ
“respiratory enteric orphan viruses”, gây bệnh ñường ruột và ñường hô hấp
cho con người. Từ "orphan virus" ñược ñặt bởi tác giả Sabin vào năm
1959 bởi vì virus này tuy gây bệnh nhưng nhưng không gây ra triệu chứng
bệnh. Mặc dù hiện nay ngày càng có nhiều loài virus trong họ Reoviridae gây
ra nhiều loại bệnh trên cả ngoài và ñộng vật, tạo ra những triệu chứng bệnh

ñiển hình nhưng tên nguyên gốc vẫn ñược sử dụng.
2.1.2.1. Hình thái phân tử của Reoviridae
Các Reovirus có không có vỏ bọc, virion có hình ña diện ñối xứng gồm 20
mặt (icosahedral), ñường kính từ 60 – 80 nm. Lớp vỏ protein ñược cấu tạo
thành 1, 2, 3 lớp ñồng tâm. Cấu trúc lớp vỏ kép (ngoại trừ chi cypoviruses và
dinovernaviruses duy nhất chỉ có 01 lớp vỏ bên trong). Lớp vỏ ngoài có cấu
trúc khôi 20 mặt ñối xứng T = 13, trong khi ñó lớp vỏ trong có cấu trúc khối
20 mặt ñối xứng T = 2). Dựa vào cấu trúc lớp vỏ, các reovirus ñược chia
thành 2 nhóm:
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 8

(i) Có gai tương ñối lớn (spike) trên bề mặt (ví dụ chi Fijivirus, Oryzavirus,
Cypovirus, Orthoreovirus, Aquareovirus, Idnoreovirus và Mycoreovirus).
(ii) Không có gai (ví dụ chi Phytoreovirus, Rotavirus, Orbivirus,
Coltivirus và Seadornavirus).


Hình 1.1. Cấu trúc hình thái của các loài Reovirus
(
1.1.2.2. Tổ chức bộ gen của Reoviridae
Bộ gen của các Reovirus phân mảnh, cấu trúc di truyền là RNA sợi kép
(dsRNA), bao gồm 10 – 12 phân tử RNA (ký hiệu từ S1 – S12), mã hóa cho
10 – 14 loại protein. Kích thước của các ñoạn phân tử RNA thay ñổi từ 0,2
ñến 3,0 kb. Tổng kích thước của bộ gen là khoảng từ 18,2 ñến 30,5 kb. Tất cả
các phân tử RNA này ñều ñược lắp ráp trong một virion. ðầu 5’ của sợi (+)
của mỗi phân tử RNA sợi kép ñược mũ hóa (Cap). RNA của virus thiếu một
chuối polyadenine ở ñầu 3’.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 9

Hình 1.2. Tổ chức bộ gen của các loài Reovirus.
(
1.1.2.3. ðặc ñiểm protein của Reoviridae
Virion của các reovirus chứa ít nhất 03 protein có hoạt tính enzyme liên
quan ñến tổng hợp RNA và tạo mũ:
Protein 1: RNA dependent RNA polymerase (RdRp) với vai trò kép là
1 enzyme phiên mã tổng hợp sợi (+) bằng mRNA trên khuôn RNA sợi kép
hoặc là 1 enzym tái sinh tổng hợp sợi (-) trên khuôn sợi (+).
Protein 2: Transmethylase: tạo mũ (cap) ñầu 5’ của RNA.
Protein 3: Helicase: Tháo xoắn phân tử RNA sợi kép.
Virion chứa ít nhất 3 protein chính liên quan ñến cấu tạo vỏ protein và chứa
một số protein phụ với chức năng chưa ñược làm rõ.
Các protein có kích thước 15–155 kDa và chiếm 80–85% khối lượng virion.
1.1.2.3. Hệ thống phân loại của Reoviridae
Các Reovirus ñược phân loại trên cơ sở tổ chức bộ gen và vector truyền
bệnh. Chúng ñược phân loại thành những nhóm virus riêng biệt, nhóm virus
gây hại trên ñộng vật có xương sống, nhóm virus gây hại trên ñộng vật không
xương sống và nhóm virus gây hại thực vật. Tuy nhiên, ñặc ñiểm chung nhất
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 10

của các Reovirus là cấu trúc bộ gen của chúng là RNA sợi kép ds-RNA. Từ
năm 2009, theo phân loại của ICTV, họ Reoviridae ñược chia thành 02 phân
họ là Sedoreovirinae & Spinareovirinae.
Hiện có 15 chi trong họ ñược ghi nhận, trong ñó ñã ghi nhận ñược 14
loài reovirus hại thực vật thuộc các chi Fijivirus, Phytoreovirus và
Oryzavirus. Các reovirus hại thực vật ñều gây hại cây một lá mầm, phần lớn
thuộc họ hòa thảo, ñặc biệt là lúa. Chúng ñược lan truyền ngoài tự nhiên
thông qua môi giới truyền bệnh là các loài rầy theo kiểu bền vững tái sinh.
Nhiều reovirus hại thực vật là các virus gây hại nghiêm trọng trên lúa, ví dụ ở
Việt Nam là virus lùn xoắn lá (RRSV) và virus lùn sọc ñen phương Nam

(SRBSDV) gây bệnh lùn sọc ñen mới ñược phát hiện tại miền Bắc năm 2009.
Bảng 1.1. Phân loại các virus họ Reoviridae theo ICTV năm 2009
TT

Phân họ
Chi Loài ñại diện Ký chủ
1 Aquareovirus Golden shiner virus ðộng vật có xương sống
2 Coltivirus
Colorado tick fever
virus
ðộng vật có xương sống
3 Cypovirus Cypovirus 1
ðộng vật không xương
sống
4 Dinovernavirus

Aedes pseudoscutellaris
reovirus
ðộng vật không xương
sống
5 Fijivirus Fiji disease virus Thực vật
6 Idnoreovirus Idnoreovirus 1
ðộng vật không xương
sống
7 Mycoreovirus Mycoreovirus 1 Nấm
8 Orthoreovirus
Mammalian
orthoreovirus
ðộng vật có xương sống
9

Spinareovirinae

Oryzavirus Rice ragged stunt virus Thực vật
10
Cardoreovirus
Eriocheir sinensis
reovirus
ðộng vật không xương
sống
11
Mimoreovirus
Micromonas pusilla
reovirus
ðộng vật không xương
sống
12 Orbivirus Bluetongue virus ðộng vật có xương sống
13
Phytoreovirus Wound tumor virus Thực vật
14 Rotavirus Rotavirus A ðộng vật có xương sống
15

Sedoreovirinae
Seadornavirus Banna virus ðộng vật có xương sống
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 11

1.1.3. Tổng quan về chi Fijivirus
Chi Fijivirus là 1 trong 15 chi của họ Reoviridae và là 1 trong 3 chi
virus gây hại trên thực vật bao gồm các chi Fijivirus, Phytoreovirus và
Oryzavirus.
Các loài virus thuộc chi Fijivirus ñều có tổ chức bộ gen gồm 10 phân tử
RNA sợi kép (dsRNA) và ñược lan truyền ngoài tự nhiên thông qua các loại
rầy thân (planthoppers). ðặc ñiểm khác nhau giữa chi Fijivirus với chi
Oryzavirus là kích thước của các ñoạn phân tử RNA và chúng có cấu trúc 02
lớp vỏ bảo vệ bề mặt virion. Những loài virus trong chi Fijivirus chỉ gây hại ở
mô mạch dẫn phloem của các thực vật họ hòa thảo (Gramineae) và quá trình
tái sinh của chúng ñược diễn ra ở cả trong cây và cơ thể môi giới truyền bệnh.
Tất cả các thành viên trong chi ghi gây bệnh ñều gây ra triệu chứng là xuất
hiện những u phồng trên cây bị nhiễm. Cho ñến nay ñã xác ñịnh ñược 04
nhóm virus trong chi này dựa trên những mối quan hệ về huyết thanh học.
1.1.3.1. Hình thái phân tử của Fijivirus
Các Reovirus có không có vỏ bọc, virion có hình ña diện ñối xứng gồm 20
mặt (icosahedral), ñường kính từ 65 – 70 nm. Cấu tạo lớp vỏ gồm 02 lớp. Có
gai tương ñối lớn (spike) ở bên ngoài của lớp vỏ trong cùng. Lớp vỏ ngoài có
cấu trúc khôi 20 mặt ñối xứng T = 13, trong khi ñó lớp vỏ trong có cấu trúc
khối 20 mặt ñối xứng T = 2).
Fijivirus có hai cấu trúc riêng biệt ñể bảo vệ bề mặt của virion ñược gọi là
các gai lớn “spike”. Các gai lớn có cấu trúc “A” gồm có 12 gai dài và rộng
khoảng 11 nm và 12 gai lớn có cấu trúc “B” có chiều dài khoảng 8 nm và

ñường kính là 12 nm. Có ít nhất là 06 loại protein cấu trúc.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 12


Hình 1.3. Cấu trúc hình thái của các loài Reovirus.
(
1.1.3.2. Tổ chức bộ gen của Fijivirus
Bộ gen của Fijivirus gồm 10 ñoạn phân tử RNA sợi kép, thẳng, mã hóa
khoảng 12 loại protein. Kích thước của mỗi ñoạn phân tử RNA là tử 1,4 – 4,5
kb. Kích thước tổng số của bộ gen là khoảng 27 – 30 kb.
Hầu hết các ñoạn phân tử RNA chỉ mã hóa cho 01 loại protein
(monocistronic) nhưng ở những loài virus gây bệnh cho thực vật thì có 02
ñoạn phân tử nhỏ hơn mã hóa 02 loại protein. Chức năng của hầu hết các loại
protein này hiện nay chưa ñược xác ñịnh rõ và những ñoạn gen có cùng số thứ
tự thường không mã hóa một loại protein tương ñồng. Ví dụ, loại protein cấu
trúc chính ở bên ngoài ñược mã hóa bởi ñoạn phân tử thứ 10 ở virus RBSDV
và MRDV (có thể là cả FDV) nhưng lại ñược mã hóa ở ñoạn phân tử thứ 8
của virus NLRV và OSDV. ðoạn phân tử RNA lớn nhất (S1) mã hóa cho
protein RNA polymerase.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 13


Hình 1.4. Tổ chức bộ gen của Fijivirus.
(
1.1.3.3. Hệ thống phân loại của Fijivirus
Cho ñến nay, theo hệ thống phân loại của ICTV ñã xác ñịnh ñược 09
loài virus thuộc chi Fijivirus (loài mới nhất ñược xác ñịnh là virus gây bệnh
lùn sọc ñen phương Nam – SRBSDV ñược phát hiện năm 2009).
Trong số 09 loài virus ñã ñược xác ñịnh thì có 08 loài gây hại trên thực
vật là: Fiji disease virus, Garlic dwraf virus, Maize rough dwarf virus, Mal de

Rio Cuarto virus , Oat sterile dwarf virus, Pangola stunt virus, Rice black
streaked dwarf virus, Rice black streaked dwarf virus, Southern rice black
streaked dwarf virus, 01 loài gây hại trên côn trùng (rầy nâu) là: Nilaparvata
lugens reovirus và 01 loài gây hại trên ñộng vật không xương sống là: Mal de
Rio Cuarto virus.