TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG
KHOA NGHIỆP & TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN
________________
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG
KHẢO SÁT KHẢ NĂNG KÍCH KHÁNG BỆNH
SỌC TRẮNG LÁ (DOWNY MILDEW) TRÊN BẮP CỦA
BA HOÁ CHẤT TRÊN KHÍA CẠNH SINH HỌC VÀ MÔ HỌC
Chủ nhiệm đề tài: Th.S VÕ THỊ HƯỚNG DƯƠNG
Long Xuyên, tháng 9 năm 2010
LỜI CẢM T
TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG
KHOA NÔNG NGHIỆP & TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN
________________
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG
KHẢO SÁT KHẢ NĂNG KÍCH KHÁNG BỆNH
SỌC TRẮNG LÁ (DOWNY MILDEW) TRÊN BẮP CỦA
BA HOÁ CHẤT TRÊN KHÍA CẠNH SINH HỌC VÀ MÔ HỌC
Ban Giám Hiệu Lãnh đạo đơn vị Chủ niệm đề tài
Thực hiện đề tài
Chủ nhiệm đề tài: Thành viên tham gia:
Th.S Võ Thị Hướng Dương Th.S Lê Hữu Phước
Lê Hòa Lợi
Long Xuyên, 2010
Xin chân thành cảm ơn
PGS. Ts Trần Thị Thu Thuỷ - Khoa Nông Nghiệp – Đại hoc Cần Thơ đã nhiệt
tình hỗ trợ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Ts Nguyễn Thị Thu Nga - Khoa Nông Nghiệp – Đại hoc Cần Thơ đã nhiệt tình
giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài này.
Thầy Lê Hữu Phước – Khoa Nông Nghiệp và TNTN – Đại học AN Giang đã
sát cánh cùng tôi trong suốt quá trình làm đề tài này.
i
MỤC LỤC
Nội dung Trang
Lời cảm tạ …………………………………………………………………………… i
Mục lục ………………………………………………………………………………ii
Danh sách hình ……………………………………………………………………... iv
Danh sách bảng …………………………………………………………………….. v
Danh sách kí hiệu, chữ viết tắt ……………………………………………………... vi
Tóm lượt …………………………………………………………………………… vii
CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU …………………………………………………………..... 1
A. MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ………………………………….... 2
I. MỤC TIÊU …………………………………………………………………….... 2
II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU …………………………………………………… 2
B. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU …………………………………… 2
I. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ………………………………………………….. 2
II. PHẠM VI NGHIÊN CỨU ……………………………………………………... 2
C. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ………………………. 2
I. CƠ SỞ LÝ LUẬN ………………………………………………………………. 2
1. Lịch sử và sự phân bố bệnh
………………………………………………
2
2. Triệu chứng bệnh
…………………………………………………………
2
3. Tác nhân gây bệnh sương mai
…………………………………………….
3
3.1. Đặc điểm hình thái của nấm Peronosclerospora maydis ………………… 4
3.2. Đặc tính sinh học của nấm Peronosclerospora maydis ………………….. 4
3.3. Sự xâm nhiễm của nấm Peronosclerospora ……………………………… 5
4. Sự kháng bệnh của cây và kích thích tính kháng bệnh trên cây trồng ……….. 6
4.1. Khái niệm về tính kháng và hiện tượng kích kháng ……………………… 6
4.2. Tác nhân kích kháng ……………………………………………………... 7
4.3. Cách đánh giá hiệu quả kích kháng ………………………………………. 7
4.4. Các hình thức kích kháng ở cây trồng ……………………………………. 8
4.5. Cơ chế của hiện tượng kích kháng lưu dẫn ………………………………. 8
5. Một số kết quả nghiên cứu về bệnh phấn trắng và kích thích tính
kháng bệnh trên cây trồng ........................................................................................... 9
5.1. Kết quả nghiên cứu trên thế giới ................................................................. 9
5.2. Kết quả nghiên cứu tại Việt Nam
……………………………………..
11
II. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU …………………………………………......... 13
1. Phương tiện và vật liệu thí nghiệm ………………………………………… 13
2. Phương pháp thí nghiệm …………………………………………………… 13
2.1. Thí nghiệm 1. Tuyển chọn các nồng độ hóa chất có khả năng
hạn chế bệnh sọc trắng lá bắp ……………………………………………………….. 13
2.1.1. Bố trí thí nghiệm ................................................................................. 13
2.1.2. Cách tiến hành thí nghiệm ………………………………………….. 14
ii
2.1.3. Chỉ tiêu ghi nhận ……………………………………………………. 14
2.2. Thí nghiệm 2. Khảo sát khả năng ức chế sự nảy mầm của
bào tử nấm Peronosclerospora maydis của các hóa chất có triển vọng ...................... 15
2.2.1. Bố trí thí nghiệm ................................................................................. 15
2.2.2. Cách tiến hành thí nghiệm .................................................................. 16
2.2.3. Chỉ tiêu ghi nhận .................................................................................16
2.3. Thí nghiệm 3. Khảo sát khả năng kích kháng bệnh sọc lá
của cây bắp trên khía cạnh mô học ............................................................................. 16
2.3.1. Bố trí thí nghiệm ................................................................................ 16
2.3.2. Cách tiến hành thí nghiệm ................................................................. 17
2.4. Xử lý số liệu ..............................................................................................19
CHƯƠNG 2 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................. 20
I. KẾT QUẢ TUYỂN CHỌN CÁC NỒNG ĐỘ HÓA CHẤT CÓ KHẢ NĂNG
HẠN CHẾ BỆNH SỌC TRẮNG LÁ TRÊN BẮP ...................................................... 20
1. Khả năng hạn chế bệnh khi xử lý với các hóa chất ở thời điểm
8 ngày sau khi phun nấm lây nhiễm ………………………………………………… 20
2. Khả năng hạn chế bệnh khi xử lý với các hóa chất ở thời điểm
16 ngày sau khi phun nấm lây nhiễm ……………………………………………….. 22
3. Khả năng hạn chế bệnh khi xử lý với các hóa chất ở thời điểm
24 ngày sau khi phun nấm lây nhiễm ……………………………………………….. 24
II. KẾT QUẢ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ỨC CHẾ SỰ NẢY MẦM CỦA BÀO
TỬ NẤM Peronosclerospora maydis CỦA CÁC HÓA CHẤT CÓ TRIỂN VỌNG ..25
III. KHẢ NĂNG KÍCH THÍCH TÍNH KHÁNG BỆNH SỌC TRẮNG LÁ
BẮP TRÊN KHÍA CẠNH MÔ HỌC ……………………………………………….. 26
1. Ảnh hưởng của phản ứng mô cây được xử lý kích kháng bằng các hóa chất
đến sự nảy mầm của bào tử nấm Peronosclerospora maydis ………………………. 26
2. Ảnh hưởng của phản ứng mô cây được xử lý chất kích kháng đến số lượng
ống mầm của bào tử nấm Peronosclerospora maydis ………………………………. 28
3. Ảnh hưởng của phản ứng mô cây được xử lý chất kích kháng đến sự
phân nhánh ống mầm của bào tử nấm Peronosclerospora maydis …………………. 28
4. Ảnh hưởng của phản ứng mô cây được xử lý chất kích kháng đến
chiều dài ống mầm của bào tử nấm Peronosclerospora maydis …………………… 30
5. Ảnh hưởng của phản ứng mô cây được xử lý chất kích kháng đến sự tạo
đĩa áp của bào tử nấm Peronosclerospora maydis ………………………………….. 32
CHƯƠNG 3 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ …………………………………………. 35
I. KẾT LUẬN ………………………………………………………………………35
II. ĐỀ NGHỊ ………………………………………………………………………. 35
TÀI LIỆU THAM KHẢO ……………………………………………………………36
PHỤ CHƯƠNG ........................................................................................................... 41
iii
DANH SÁCH HÌNH
STT Tựa hình Trang
Hình 1
Triệu chứng cây bệnh sọc trắng lá bắp & triệu chứng cây bệnh cho nhiều chồi
3
Hình 2 Sợi nấm khác thường của nấm Peronosclerospora sorghi 6
Hinh 3 Cách cố định lá trên bảng nhựa trước khi lây nhiễm bệnh 18
Hình 4 Mẫu lá trước và sau khi tẩy diệp lục tố 18
Hình 5 Các dạng nảy mầm của bào tử nấm Peronosclerospora maydis 27
Hình 6 Sự phân nhánh ống mầm của bào tử nấm Peronosclerospora maydis 29
Hình 7 Ống mầm của bào tử nấm Peronosclerospora maydis có xu hướng tiến
đến khí khẩu của lá
31
Hình 8 Bào tử nấm Peronosclerospora maydis tạo sợi nấm khác thường ở 48 GSP 31
Hình 9 Sự tạo thành đĩa áp của nấm Peronosclerospora maydis 33
iv
DANH SÁCH BẢNG
STT Tựa bảng Trang
Bảng 1 Các giống nấm gây bệnh phấn trắng phổ biến 4
Bảng 2 Khả năng hạn chế bệnh của các hóa chất ở thời điểm 8 ngày sau khi
phun nấm lây nhiễm
21
Bảng 3 Khả năng hạn chế bệnh của các hóa chất ở thời điểm 16 ngày sau khi
phun nấm lây nhiễm
23
Bảng 4 Hiệu quả giảm bệnh của các hóa chất ở thời điểm 24 ngày sau khi phun
nấm lây nhiễm
25
Bảng 5 Tỉ lệ nảy mầm của bào tử nấm Peronosclerospora maydis sau khi thả
vào dung dịch hóa chất 3 giờ
26
Bảng 6 Tỉ lệ bào tử nấm Peronosclerospora maydis nảy mầm ở hai thời điểm 27
Bảng 7 Tỉ lệ bào tử nấm Peronosclerospora maydis có nhiều ống mầm ở hai
thời điểm 12 và 24 GSP
28
Bảng 8 Tỉ lệ bào tử nấm Peronosclerospora maydis có ống mầm phân nhánh ở
hai thời điểm 12 và 24 GSP
29
Bảng 9 Chiều dài trung bình ống mầm của bào tử nấm Peronosclerospora
maydis ở hai thời điểm 12 và 24 GSP
32
Bảng 10 Tỉ lệ bào tử nấm Peronosclerospora maydis tạo đĩa áp ở hai thời điểm
12 và 24 GSP
32
v
DANH SÁCH KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
NSP : Ngày sau khi phun nấm lây nhiễm
GSP : Giờ sau khi phun nấm lây nhiễm
BTH : Acibenzolar-S-methyl
SA : Salicylic acid
vi
vii
TÓM LƯỢC
Nhằm mục đích tìm ra hóa chất và nồng độ có thể giúp cây bắp tăng tính kháng đối với
bệnh sọc trắng lá (downy mildew) trên bắp do nấm Peronosclerospora maydis gây ra
đồng thời khảo sát phản ứng của mô cây sau khi được kích kháng bằng hóa chất đặc
hiệu với sự xâm nhiễm của nấm, đề tài “Khảo sát khả năng kích kháng bệnh sọc lá
(downy mildew) trên bắp của ba hóa chất trên khía cạnh sinh học và mô học” được
thực hiện.
Thí nghiệm tuyển chọn hóa chất có khả năng hạn chế bệnh sọc trắng lá bắp do nấm
Peronosclerospora maydis được bố trí trong nhà lưới, theo thể thức hoàn toàn ngẫu
nhiên, thực hiện 5 lần lặp lại với các chất acibenzolar-S-methyl (50 ppm, 100 ppm,
200 ppm); dipotassium hydrogen phosphate (20 mM, 50 mM, 100 mM) và salicylic
acid (5 mM, 7,5 mM, 10 mM). Hóa chất được xử lý bằng cách phun lên lá ở giai đoạn
bắp có 2 lá thật. Việc lây nhiễm bệnh được thực hiện theo phương pháp của Carwell, et
al. (1997) ở giai đoạn bắp có 3 lá thật với mật số 10
5
bào tử/ml huyền phù. Các chỉ tiêu
tỉ lệ diện tích lá nhiễm bệnh và hiệu quả giảm bệnh được đánh giá vào các thời điểm 8,
16 và 24 ngày sau khi phun nấm lây nhiễm bệnh (NSP) theo phương pháp của Panicker
và Gangadharan (1999). Kết quả thí nghiệm cho thấy acibenzolar-S-methyl (100 ppm),
salicylic acid (7,5 mM) và K
2
HPO
4
(100 mM) có khả năng hạn chế bệnh sọc trắng lá
bắp với hiệu quả giảm bệnh lần lượt là 73,5%; 66,2%; 61,5%. Trong đó, K
2
HPO
4
(100 mM) và salicylic acid (7,5 mM) có hiệu quả kéo dài đến 16 NSP. Đến thời điểm
24 NSP, các chất hầu như không còn hiệu quả giảm bệnh.
Thí nghiệm khảo sát khả năng ức chế bào tử nảy mầm của các hóa chất trong điều kiện
phòng thí nghiệm và Khả năng kích kháng bệnh sọc lá của cây bắp trên khía cạnh mô
học thông qua phản ứng của mô cây bắp đối với giai đoạn tiền xâm nhiễm của nấm
Peronosclerospora maydis được thực hiện với các chất acibenzolar-S-methyl
(100 ppm), calcium chloride (100 mM), K
2
HPO
4
(100 mM) và salicylic acid (7,5 mM).
Kết quả thí nghiệm cho thấy trong điều kiện phòng thí nghiệm, các chất ở nồng độ sử
dụng không ức chế sự nảy mầm của bào tử. Kết quả khảo sát giai đoạn tiền xâm nhiễm
của nấm Peronosclerospora maydis cho thấy acibenzolar-S-methyl (100 ppm) ức chế
sự nảy mầm của bào tử ở thời điểm 12 giờ sau khi phun nấm lây nhiễm (GSP) và có
khả năng ức chế sự tấn công xâm nhiễm của nấm thông qua tỉ lệ bào tử có ống mầm
phân nhánh cao ở 12 và 24 GSP. Calcium chloride (100 mM) ức chế sự nảy mầm của
bào tử ở thời điểm 12 và 24 GSP đồng thời làm giảm sự hình thành đĩa áp ở thời điểm
24 GSP và có khả năng ức chế sự xâm nhiễm của nấm thông qua chiều dài ống mầm
dài ở 12 GSP. K
2
HPO
4
(100 mM) có khả năng ức chế sự xâm nhiễm của nấm thông
qua tỉ lệ bào tử có nhiều ống mầm, bào tử có ống mầm phân nhánh ở 12 GSP cao và
chiều dài ống mầm dài ở 24 GSP. Salicylic acid (7,5mM) có khả năng ức chế sự xâm
nhiễm của nấm thông qua tỉ lệ bào tử có nhiều ống mầm ở 12 GSP cao.
CHƯƠNG 1.
MỞ ĐẦU
Bắp (Zea mays L.) là một trong những cây lương thực chính, được trồng rộng rãi trên
thế giới. Về diện tích, bắp đứng thứ III sau lúa mì và lúa nhưng về sản lượng đứng thứ
II sau lúa mì và chiếm khoảng ¼ tổng sản lượng mễ cốc của thế giới. (Dương Minh,
1999). Bắp được trồng trên diện rộng ở nhiều vùng trong cả nước, và mang lại giá trị
kinh tế, dinh dưỡng cao cho người trồng và người tiêu dùng. Tuy nhiên, việc trồng bắp
gặp không ít khó khăn trong công tác phòng chống dịch hại trên cây bắp. Một trong
những bệnh quan trọng làm thất thu năng suất rất lớn ở bắp là bệnh sọc trắng lá bắp
(downy mildew) – bệnh làm cây không có trái hay có trái nhưng không có hạt (Dương
Bá Cầu, 2006; Ngọc Lâm et al., 2006).
Ở nước ta, trong những năm gần đây bệnh gây hại trên diện rộng và gây tác hại nặng ở
nhiều tỉnh như Nghệ An, Kom Tum, Tiền Giang, An Giang, Đồng Tháp, Vĩnh Long
(Ngọc Lâm et al., 2006). Trong thực tiễn ở nước ta hiện nay hầu như chưa có biện pháp
khống chế bệnh hữu hiệu. Nhiều nước trên thế giới đã sử dụng metalaxyl để trừ bệnh
sương mai (downy mildew) trên nhiều loại cây trồng và mang lại hiệu quả (Singh,
1995; Raid, et al., 1991) nhưng nhiều nghiên cứu cho thấy bệnh đã xuất hiện nòi mới
kháng lại với metalaxyl và một số loại thuốc hóa học đã sử dụng khác (Wicks, et al.,
1994).
Một giải pháp thân thiện với môi trường được đưa ra nghiên cứu để áp dụng thay thế
việc sử dụng thuốc hóa học để phòng trừ bệnh là kích thích cây trồng kháng lại với
bệnh (Bécot, et al., 2000). Tuy nhiên, trong nước ta hiện nay chưa có nghiên cứu nào
về biện pháp phòng trừ bằng kích thích cây kháng lại với bệnh sọc trắng lá bắp. Do đó,
thực tiễn rất cần thiết những nghiên cứu về tuyển chọn những hóa chất có khả năng
kích thích cây bắp kháng bệnh và cơ chế kích kháng của nó. Đề tài “Khảo sát khả năng
kích kháng bệnh sọc lá (downy mildew) trên bắp của ba hóa chất trên khía cạnh sinh
học và mô học” được thực hiện để đáp ứng nhu cầu trên.
1
A. MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
I. MỤC TIÊU
1. Tìm ra hóa chất và nồng độ có thể giúp cây bắp tăng tính kháng đối với bệnh sọc lá
bắp (downy mildew).
2. Khảo sát phản ứng của mô cây bắp sau khi được kích kháng bằng hóa chất đặc hiệu
đối với sự xâm nhiễm của nấm
II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
1. Đánh giá hiệu quả kích thích tính kháng bệnh sọc trắng lá bắp (downy mildew) của 3
hóa chất
2. Khảo sát khả năng kích thích tính kháng bệnh sọc trắng lá bắp của 3 hóa chất trên
khía cạnh mô học ở giai đoạn tiền xâm nhiễm của nấm Peronosclerospora maydis
B. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
I. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Hóa chất có khả năng kích thích cây bắp kháng lại bệnh sọc trắng lá bắp và nấm
Peronosclerospora maydis gây ra bệnh sọc trắng lá bắp thu thập tại huyện Chợ Mới,
tỉnh An Giang.
II. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Tuyển chọn hóa chất và nồng độ có khả năng kích thích cây bắp kháng lại bệnh sọc lá
gây ra bởi nấm. Ảnh hưởng của phản ứng mô cây bắp khi được kích kháng đến số
lượng bào tử nấm nảy mầm, số lượng bào tử có nhiều ống mầm, số lượng ống mầm
phân nhánh, chiều dài ống mầm và số lượng bào tử tạo đĩa áp.
C. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
I. CƠ SỞ LÝ LUẬN
1. Lịch sử và sự phân bố bệnh
Bệnh sọc trắng lá bắp hay còn gọi là bệnh sương mai (downy mildew) xuất hiện ở
nhiều nước trên thế giới từ những năm 1960 (Ullstrup, et al., 1969), nhưng chỉ xuất
hiện ở Việt Nam trên diện rộng ở những năm gần đây và gây tác hại rất lớn đối với
những vùng trồng bắp ở nhiều tỉnh thành trong cả nước (Ngọc Lâm et al., 2006).
Bệnh sương mai chủ yếu gây hại ở Châu Á bao gồm: sương mai trên cây bo bo
(Peronosclerospora sorghi), Philippine downy mildew (Peronosclerospora
philippinensis Weston), sương mai trên cây mía đường (Peronosclerospora sacchari
C.G.Shaw) và Java downy mildew (Peronosclerospora maydis). Những bệnh này phổ
biến ở các nước như Trung Quốc, Ấn Độ, Indonesia, Nhật Bản, Nepal, Pakistan,
Philippine và Thái Lan (Sharma et al., 1993). Ở các vùng nhiệt đới châu Á, bệnh sương
mai gây ra bởi nhóm nấm Peronosclerospora, Sclerophthora là một trong những bệnh
gây thiệt hại nặng nhất trên cây bắp (Tran Thi Oanh Yen et al., 2004).
2. Triệu chứng bệnh
Bệnh sọc trắng lá bắp xuất hiện chủ yếu từ thời kỳ cây con, gây hại từ giai đoạn cây có
2 - 3 lá thật đến khi có 8 - 9 lá. Nếu không bị bệnh vào giai đoạn non, cây bắp 3,5 – 4
tuần tuổi có khả năng kháng tự nhiên với bệnh. Bệnh hại chủ yếu ở lá. Triệu chứng
bệnh ở vết bệnh lưu dẫn hay cục bộ đều tương tự nhau, tùy thuộc vào tuổi cây ở lúc
nhiễm bệnh và điều kiện môi trường. Triệu chứng đặc trưng của bệnh là những vết sọc
2
màu trắng kéo dài ở 2 bên dọc theo gân lá, sau đó sợi nấm lan xuống chồi non, tạo ra
vết bệnh trên toàn cây ở 5 – 14 ngày sau khi nấm xâm nhiễm. Bào tử được tạo ra ở
những vị trí có sọc trắng. (White, 2007). Trên cây bệnh nặng, những lá non mới ra đều
bị bệnh nên trông toàn cây bệnh có màu trắng nhợt xanh. Bệnh nặng có thể làm thay
đổi sự sản sinh hormone trong cây dẫn đến cây sinh nhiều chồi khác thường. Khi thời
tiết mát mẻ, ban đêm có sương, sáng sớm hôm sau mặt dưới lá tại vị trí vết bệnh có lớp
mốc xám trắng phủ (Vũ Triệu Mân và Lê Lương Tề,1998).
Hình 1. Triệu chứng cây bệnh sọc trắng lá bắp & triệu chứng cây bệnh cho nhiều chồi
3. Tác nhân gây bệnh sương mai
Ban đầu, tác nhân gây bệnh sương mai không gây hại trên bắp, nhưng từ khi độc tính
của nó thay đổi, nấm bắt đầu tấn công được trên bắp, gây ra bệnh sọc trắng lá bắp. Đặc
biệt trong điều kiện khí hậu nóng ẩm, nấm càng gây hại nặng trên bắp. Một số nấm gây
bệnh sương mai trên bắp cũng là tác nhân gây nhiều bệnh chính trên bo bo, mía đường,
Pennisetum, Eleusine và Setaria. (Frederiksen và Renfro, 1977).
Theo Vũ Triệu Mân và Lê Lương Tề (1998), bệnh sọc lá bắp còn có tên gọi là bệnh
bạch tạng, do nấm Peronosclerospora maydis (Racib.) C. Shaw gây ra (White, 2007).
Theo CAB International (2005), nấm Peronosclerospora maydis còn có các tên gọi
khác như: Sclerospora maydis Butl. & Bisby hay Peronospora maydis Racib. Trong
bảng phân loại, nấm Peronosclerospora maydis thuộc họ Sclerosporaceae, bộ
Sclerosporales, lớp Oomycetes, ngành Oomycota, giới Chromista, nhóm Eukaryota
(CAB International, 2005).
Kết quả nghiên cứu của Frederiksen và Renfro năm 1977 cho thấy có 22 loài nấm được
xem là nguyên nhân gây bệnh sương mai. Trong đó, 14 loài thuộc giống Sclerospora, 4
loài thuộc giống Sclerophthora, 2 loài thuộc giống Plasmopara, 1 loài thuộc giống
Basidiospora và 1 loài thuộc giống Bremia. Theo Lucas et al. (1996), có 9 giống nấm
gây bệnh sương mai phổ biến (Bảng 1).
3
Nấm Peronosclerospora maydis gây hại trên các giống bắp địa phương, bắp lai, bắp
mexitana và bắp ngọt. Bên cạnh đó, Peronosclerospora maydis còn được tìm thấy trên
các loại cỏ như: Pennisetum spp, Tripsacum spp, Euchiaena spp, và Sorghum
plumosum, …(Ramsey và Jones, 1988; White, 2007).
Bảng 1. Các giống nấm gây bệnh sương mai phổ biến (Lucas et al., 1996)
Giống Loài Ký chủ
Basidiophora
Bremia
Bremiella-
Peronosclerospora
Peronospora
Plasmopara
Pseudoperonospora
Sclerophthora
Sclerospora
B. entospora
B. lactucae
B. megaspora
P. heteropogoni
P. maydis
P. sacchari
P. sorghi
P. destructor
P. farinosa
P. hyoscyami
P. manshurica
P. parasitica
P. halstedii
P. viticola
P. cubensis
P. humuli
S. macrospora
S. graminicola
Đa ký chủ
Đa ký chủ,
Viola
Bắp
Bắp
Mía đường, bắp, cỏ
Bo bo, bắp, kê
Hành
Rau muống
Thuốc lá
Đậu nành
Họ hoa thập tự
Hướng dương
Nho
Họ bầu bí
Hublông
Lúa cỏ
Lúa cỏ, kê
3.1. Đặc điểm hình thái của nấm Peronosclerospora maydis
Theo White (2007), nấm Peronosclerospora maydis (Racib) C. G. Shaw tạo ra 2 loại
khuẩn ty: dạng thẳng, ít phân nhánh và dạng khuẩn ty có chia thuỳ, phân nhánh. Cành
bào tử mọc ra từ khí khẩu phân nhánh đôi 2 đến 4 lần. Nhánh thô, dài 150 - 550 µm.
Sợi nấm không màu, không có vách ngăn. Bào tử đính hình cầu, không màu, có kích
thước 17 - 23 x 27 - 39 µm . Đính bào đài mập, phân nhánh. Cấu trúc của bào tử đính
không bền, dễ vỡ. Đến nay người ta chưa tìm thấy bào tử noãn của nấm
Peronosclerospora maydis.
3.2. Đặc tính sinh học của nấm Peronosclerospora maydis
Theo White (2007), nấm Peronosclerospora maydis thuộc loại nấm ký sinh bắt buộc.
Tại vị trí vết bệnh, bào tử được tạo ra với số lượng lớn (gần 100.000 bào tử/cm
2
). Quá
4
trình nấm tạo ra bào tử đính xảy ra vào nửa đêm (khoảng 23:00 giờ đến 01:00 giờ), đòi
hỏi điều kiện ẩm độ cao, tối và nhiệt độ thấp dưới 24
o
C. Phần lớn bào tử chín vào 02:00
– 03:00 giờ và phát tán chủ yếu nhờ gió đến 07:00 giờ sáng. Trong điều kiện có nước,
bào tử nảy mầm khoảng một giờ sau khi chín. Quá trình xâm nhập vào cây xảy ra
khoảng 1 – 2 giờ sau khi nảy mầm và thường xâm nhập vào lá qua khí khẩu, sau đó tấn
công vào trong tế bào thịt lá. Sợi nấm phát triển lan xuống chồi non, từ chồi bệnh phát
triển đến các lá mới.
Đối với nấm Peronosclerospora, quá trình nảy mầm và phát triển của ống mầm xảy ra
trong khoảng nhiệt độ 10 - 34
o
C (nhiệt độ tối thích là 20 - 33
o
C). Trong khi đó, quá
trình xâm nhiễm xảy ra trong điều kiện nhiệt độ 14 - 30
o
C. Nghiên cứu cho thấy cường
độ xâm nhiễm của nấm trong những điều kiện nhiệt độ khác nhau có tương quan với sự
phát triển của ống mầm (r = 0,8; P<0,001). Khi bào tử nấm được phun lên lá (bằng
dụng cụ phun), quá trình nảy mầm và phát triển ống mầm xảy ra sau khi phun khoảng 5
giờ, bào tử chưa đủ chín có cường độ xâm nhiễm yếu hơn. Tuổi của cây ký chủ cũng có
ảnh hưởng lớn đến cường độ xâm nhiễm của bào tử nấm. Cây bắp sau 15 ngày tuổi, cây
lúa miến sau 20 ngày tuổi có tính kháng lại sự xâm nhiễm lưu dẫn của bào tử (Bock et
al., 1999).
Nấm gây bệnh chỉ truyền được qua hạt giống trong trường hợp cây được trồng từ hạt
giống mới thu hoạch. Cho đến nay, người ta chưa tìm thấy trường hợp nào bệnh được
truyền qua hạt giống được phơi khô sau thu hoạch (White, 2007; Adenle và Cardwell,
2000).
3.3. Sự xâm nhiễm của nấm Peronosclerospora
Nghiên cứu của Mauch-Mani et al. (1989) cho thấy cách xâm nhiễm vào cây của nấm
thay đổi, khác nhau tùy theo bộ phận của cây. Ở vị trí gần rễ, quá trình xâm nhiễm của
nấm ít xảy ra. Khi chủng bào tử động của nấm Sclerospora graminicola vào cây, một
số bào tử động bị vướng lại ở lông hút của rễ, tại lông hút, nấm tiến hành xâm nhiễm
vào cây. Ở đoạn cổ rễ (phần thân từ hạt đến lá mầm), nấm xâm nhiễm vào mô qua vách
của tế bào biểu bì. Ở cây mẫn cảm với bệnh, nấm xâm nhiễm thành công và phát triển
trong mô cây. Ở cây có tính kháng với bệnh, tại vị trí xâm nhập, nấm bị bao vây bởi
papilla, ngăn cản một phần sự xâm nhập của nấm. Ở phiến lá, người ta nhận thấy nấm
có thể xâm nhiễm vào cây qua 3 vị trí khác nhau: (1) nấm xâm nhập trực tiếp vào mô lá
qua phần vách ở ranh giới giữa 2 tế bào biểu bì; (2) nấm có thể xâm nhập trực tiếp qua
khí khẩu (không cần hình thành đĩa áp và vòi xâm nhập); (3) Ngoài ra, nấm cũng có thể
xâm nhập vào cây qua mép trên của lá mầm.
Nấm Peronosclerospora maydis sau khi tiếp xúc với mặt ngoài ký chủ, bắt đầu tiến
hành việc xâm nhập vào mô ký chủ. Theo Phạm Văn Kim (2000), bào tử nấm
Peronosclerospora nảy mầm cho ra sợi nấm nhỏ, sợi nấm này mọc dài ra và được thu
hút bởi các chất được sinh ra do sự trao đổi chất với môi trường bên ngoài của khí
khẩu. Khi đến khí khẩu, sợi nấm tập trung chất nguyên sinh vào đầu cuối tạo thành chỗ
phồng to lên, và hình thành đĩa áp. Từ phía dưới đáy của đĩa áp, hình thành một sợi
5
nấm rất nhỏ, mọc xuyên qua hai tế bào của khí khẩu vào khoảng trống dưới khí khẩu.
Tại đây, sợi nấm phình to ra và tạo thành vòi xâm nhập. Từ vòi xâm nhập mọc ra vài
sợi xâm nhập len lỏi giữa các tế bào và lan dần ra.
Theo Mauch-Mani et al. (1989) khoảng một phần ba số lượng ống mầm xâm nhập vào
lá qua khí khẩu, phần còn lại ống mầm xâm nhập được vào lá bằng các hình thức
khác. Tại phiến lá, đối với nấm Peronosclerospora sorghi, sau khi bào tử nảy mầm,
ống mầm tạo ra phát triển một cách ngẫu nhiên, đến khi phát triển tiến đến gần khí
khẩu, ống mầm dường như bị “thu hút” đến khí khẩu. Sau khi ống mầm tạo ra được
khoảng 10 giờ nếu không xâm nhiễm thành công vào cây sẽ có hiện tượng tạo ống
mầm khác thường (Hình 2). Trên mẫu bắp sau khi chủng nấm P. sorghi quá 48 giờ, các
mẫu cấu trúc của nấm sẽ không còn trên bề mặt ký chủ tại vị trí xâm nhiễm. (Mauch-
Mani et al., 1989).
Hình 2. Sợi nấm khác thường của nấm Peronosclerospora sorghi
(Mauch-Mani et al., 1989)
4. Sự kháng bệnh của cây và kích thích tính kháng bệnh trên cây trồng
4.1. Khái niệm về tính kháng và hiện tượng kích kháng
Trong tự nhiên, mọi thực vật đều có tính kháng đối với sự xâm nhập của vi sinh vật. Nó
đặc trưng cho cơ chế ngăn chặn thụ động hay hoạt động của các hóa chất đã được hình
thành từ trước nhằm ngăn cản mầm bệnh xâm nhập hoặc phát triển (Bùi Chí Bửu,
2002). Khi cây trồng bị mầm bệnh tấn công, cây sẽ tạo ra các cơ chế tự vệ chống lại với
mầm bệnh, hạn chế sự sinh trưởng và phát triển của mầm bệnh, giúp cây không bị hại
hoặc thiệt hại không đáng kể (Phạm Văn Kim, 2000; Talarczyk và Henning, 2001).
Kích kháng là từ vắn tắt của “kích thích tính kháng bệnh”, là kỹ thuật làm cho một
giống cây trồng nào đó bị nhiễm bệnh trở nên có khả năng kháng được bệnh sau khi
được xử lý với một nhân tố kích kháng. Hiện tượng kích kháng là kết quả của quá trình
phức tạp về sự thay đổi các chất trong mô cây (Steiner and Schonbeck, 1995). Phương
6
pháp kích kháng không có tác dụng loại trừ trực tiếp mầm bệnh như thuốc trừ dịch hại
thông thường mà dựa trên sự kích thích của những cơ chế tự nhiên của cây trồng. Chất
kích kháng có thể là một loài vi sinh vật không gây bệnh, không mang tính độc đối với
cây trồng hoặc có thể là một loại hóa chất nào đó không độc và không có tác động trực
tiếp tiêu diệt mầm bệnh như hóa chất được dùng trong nông dược (Phạm Văn Kim,
2002).
Theo Pieterse et al. (1996), kích kháng bệnh là hiện tượng mà cây trồng biểu hiện mức
độ kháng lại tác nhân gây bệnh sau khi nhận được sự kích thích thích hợp. Hiệu quả
của kích kháng có thể thay đổi tùy theo mô, loại cây trồng, giống và tác nhân kích
kháng (Alois, 1981). Có trường hợp sau một lần kích kháng cây có thể kháng với nhiều
loại bệnh cùng một lúc. Cũng có trường hợp sau khi kích kháng cây chỉ kháng với một
bệnh nào đó mà thôi. Tuỳ theo tác nhân kích kháng, thời gian kéo dài hiệu lực kích
kháng có thể dài hay ngắn. Hiệu lực kích kháng có thể kéo dài trong mười ngày, cũng
có trường hợp kéo dài đến 70 ngày hoặc hơn nữa (Phạm Văn Kim, 2002).
4.2. Tác nhân kích kháng
Có hai nhóm tác nhân gây kích kháng:
- Tác nhân gây kích kháng là sinh vật (biotic factor): Dùng sinh vật không gây bệnh để
kích kháng. Sinh vật này có thể là vi khuẩn hoặc nấm hiện diện trong điều kiện tự nhiên
như trong đất, các loại cây trồng khác hay trên cỏ dại (Trần Thị Thu Thủy, 2006). Các
vi sinh vật này phải không có tác động đối kháng với mầm bệnh mới được xem là tác
nhân gây kích kháng là sinh vật (Phạm Văn Kim, 2002). Ngoài ra, việc tiêm chủng
trước cho cây mầm bệnh không độc (hoặc gây bệnh yếu) của tác nhân gây bệnh cũng
có thể giúp cây trồng kháng được bệnh khi bị mầm bệnh tấn công sau đó (Trần Thị Thu
Thủy, 2006). Kết quả nghiên cứu của Jǿrgensen et al. (1998) trên lúa mạch cho thấy
việc xử lý kích kháng bằng cách tiêm chủng nấm Bipolaris maydis và nấm Septoria
nodorum (không gây bệnh trên lúa mạch) lên cây có hiệu quả ngăn cản sự phát triển
của nấm Drechslera teres gây hại trên lúa mạch.
- Tác nhân kích kháng là phi sinh vật (abiotic factor): Có thể sử dụng hoá chất không là
thuốc bảo vệ thực vật hoặc các chất được trích từ thực vật để làm tác nhân gây kích
kháng. Các chất này khi được sử dụng với nồng độ kích kháng, phải không có tác động
trực tiếp lên mầm bệnh, mà chỉ có tác động kích thích cây kháng với bệnh mới được
xem là chất kích kháng (Phạm Văn Kim, 2002; Trần Thị Thu Thủy, 2006). Nghiên cứu
của Nguyễn Chơn Tình (2009) trên đối tượng nấm Pyricularia grisea gây bệnh cháy lá
lúa cho thấy xử lý bằng biện pháp áo hạt với các loại dịch trích cỏ hôi (1% và 4%), cỏ
cứt lợn (2%) cho hiệu quả kích kháng cao và bền trên giống lúa Jassmine 85, dịch trích
sống đời (2% và 4%) cho hiệu quả cao và bền trên giống lúa OM 4498.
4.3. Cách đánh giá hiệu quả kích kháng
Hiệu quả kích kháng được đánh giá bằng cách so sánh bệnh giữa cây được kích kháng
với bệnh và cây đối chứng không được kích kháng. Hiệu quả kích kháng được tính
7
bằng tỉ lệ giảm bệnh do sự kích kháng gây ra. Thông thường, hiệu quả giảm bệnh được
chấp nhận khi giảm bệnh từ 50% trở lên (Phạm Văn Kim, 2002).
Ngoài ra, trong nghiên cứu còn đánh giá hiện tượng kích kháng thông qua các biến đổi
bên trong mô của cây. Có hai hướng nghiên cứu:
- Nghiên cứu và đánh giá sự thay đổi về hình thái của mô cây sau khi được kích kháng.
- Nghiên cứu sự thay đổi về mặt sinh hoá bên trong mô cây được kích kháng.
4.4. Các hình thức kích kháng ở cây trồng
* Kích kháng tại chỗ (local induced resistance): Kích kháng tại chỗ là hiện tượng xử lý
kích kháng ở vị trí nào, hiệu quả của sự kích kháng chỉ xảy ra tại vị trí đó mà thôi.
(Phạm Văn Kim, 2000; Agrios, 1997). Thông thường, kích kháng tại chỗ có thời gian
kéo dài hiệu quả dưới 3 ngày (Trần Thị Thu Thủy, 2003).
* Kích kháng lưu dẫn (systemic acquired resistance): Là hiện tượng tính kháng không
chỉ thể hiện tại vị trí được xử lý bởi các tác nhân kích kháng mà còn lan truyền đến
những mô cây khác cách xa nơi được xử lý kích kháng (Ryan et al., 1996; Agrios,
1997; Phạm Văn Kim, 2000).
Kích kháng lưu dẫn khác với kích kháng tại chỗ do có những tín hiệu tạo ra qua sự kích
kháng được truyền đi đến các nơi khác của cây và có khả năng nâng cao tính tự vệ của
cây (Van Loon et al., 1998). Sự kích kháng lưu dẫn thường không mang tính chuyên
biệt đối với nhiều tác nhân gây bệnh trên cây trồng như nấm, vi khuẩn, virus (Phạm
Văn Kim, 2000).
4.5. Cơ chế của hiện tượng kích kháng lưu dẫn
Theo Steiner và Schonbeck (1993), khả năng tự vệ luôn tồn tại ở tất cả các cây, nhưng
trong nhiều trường hợp chúng không biểu hiện cho đến khi gen kháng bệnh được kích
thích. Phạm Văn Kim (2000) cho rằng trong bộ gen của tế bào cây có các gen điều
khiển tế bào tiết ra các chất giúp cây kháng lại bệnh nào đó. Có những gen có thể điều
khiển tế bào tiết ra các chất có tính kháng được với nhiều bệnh nhưng cũng có những
gen chỉ giúp cây kháng với một bệnh nào đó. Tuy nhiên trong tình trạng bình thường,
các gen này bị một gen ức chế bên cạnh nó. Do bị ức chế, gen không hoạt động được
nên được gọi là gen kháng bệnh ẩn. Khi ta phun tác nhân kích kháng lên cây, tác nhân
gây kích kháng tác động lên bề mặt lá kích thích các thụ thể ở bề mặt lá. Khi bị kích
thích, các thụ thể này tạo ra tín hiệu và chuyển tín hiệu này vào nhân của tế bào và tác
động vào gen điều tiết. Gen điều tiết bị tác động nên không hoạt động và không còn ức
chế gen kháng bệnh ẩn. Nhờ đó gen kháng bệnh ẩn trở nên hoạt động và điều khiển tế
bào tiết ra các chất kháng bệnh.
Theo Sticher et al. (1997), cơ sở phân tử của tính kháng bệnh lưu dẫn là sự tăng cường
lignin hoá cấu trúc vách tế bào, xuất hiện các protein liên quan đến sự phát sinh bệnh.
Những tín hiệu của tính kháng lưu dẫn đã được tìm thấy như: salicylic acid, ethylene,
jasmonates, những tín hiệu điện tử …
8
Theo Lê Thanh Toàn (2006), Davill và Albersheim (1984) cho rằng: Chất kích kháng
bản thân là các tín hiệu hay có thể là chất tổng hợp từ các tín hiệu. Khi ta xử lý tác nhân
gây kích kháng lên cây, các tín hiệu này được nhận diện. Các tín hiệu này sau khi được
nhận diện, vận chuyển nhanh vào trong cây làm hoạt hóa gen và lưu dẫn đến những
phần không được xử lý khác của cây, từ đó giúp tăng cường tổng hợp các protein như
protein có liên quan đến sự phát sinh bệnh - PR protein (Pathogenesis-Related proteins)
(Kim và Jonathan, 1996).
Một kết quả nghiên cứu khác của Ryals et al. (1996) cho biết: tín hiệu lưu dẫn sẽ được
chuyển sang kích kháng nhờ axit salicylic, axit jasmonic, systemin, axit béo, ethylene
và các chất khác. Các tín hiệu này làm hoạt hóa gen và làm tăng cường tổng hợp các
protein hoặc làm thay đổi các protein.
Protein có nhiều chức năng khác nhau, có những PR protein có khả năng phân giải
màng polysaccharide của vách tế bào nấm giúp cây có khả năng kháng được nấm, vi
khuẩn (Steiner và Schonbeck, 1995). Đến nay đã nhận diện được 5 nhóm PR protein
liên quan đến phân giải vách tế bào nấm (PR1; PR2; PR3; PR4 và PR5) có nguồn gốc
acid hay bazơ (Ryals et al.,1996).
Ngoài ra, trong quá trình kích kháng còn có sự gia tăng 1 số enzym như peroxidase,
phenylalamine ammonia-lyase (PAL), polyphenol oxydase (PPO), β-1,3-glucanase và
chitinase khi kích kháng cây đơn tử diệp và cây lúa bằng vi khuẩn Bacillus subtilis hay
với vi khuẩn Pseudomonas syringae (Steiner và Schonbeck, 1995).
Sau khi bị vi sinh vật tấn công để gây bệnh, nơi bị xâm nhiễm tiết ra một loạt các hợp
chất chống vi sinh vật, các protein liên quan đến bệnh, các enzyme để làm giảm hoạt
động của mầm bệnh và để trung hòa các độc tố do các chất trong cây tiết ra (Phạm Văn
Kim, 2006).
Theo Huỳnh Minh Châu et al. (2002), một số hợp chất được tổng hợp trong cây như
polyphenol, lignin, callose, … được tìm thấy hiện diện trên giống kháng nhiều hơn
giống nhiễm khi bị xâm nhiễm bởi các tác nhân gây hại.
5. Một số kết quả nghiên cứu về bệnh phấn trắng và kích thích tính kháng
bệnh trên cây trồng
5.1. Kết quả nghiên cứu trên thế giới
Nghiên cứu của Morris et al. (1998) cho thấy, ở bắp có sự hiện diện của gen điều khiển
sự tổng hợp PR-1 và PR-5. Những gen này được kích hoạt bởi sự xâm nhập của mầm
bệnh và có chức năng kích thích sự phản ứng của cây chống lại sự xâm nhiễm đó.
Người ta nhận thấy những hoá chất có khả năng kích thích cây kháng lại với bệnh
sương mai đều có khả năng kích thích hoạt động của các gen này, và ở tương tác bất
tương hợp, sau khi có sự xâm nhập của mầm bệnh, các gen điều khiển sự tổng hợp PR-
1 và PR-5 được huy động nhanh và mạnh hơn ở tương tác tương hợp. Kết quả nghiên
cứu khác của tác giả cũng cho thấy cây một lá mầm cũng có những gen kháng tương tự
cây hai lá mầm và cũng có sự tích luỹ salicylic acid sau khi mầm bệnh phát triển.
9
Những kết quả trên chứng tỏ rằng trong nhiều khía cạnh của việc kích thích cây kháng
bệnh, cây bắp - cây một lá mầm cũng tương tự như ở cây hai lá mầm (Morris et al.,
1998). Bên cạnh đó, ở cây bắp, tính kháng đối với một vi sinh vật nào đó cũng thể hiện
khác nhau, tùy thuộc vào vị trí mầm bệnh xâm nhiễm. Và mức độ cảm nhiễm đối với
bệnh thay đổi tùy thuộc nhiều vào tuổi của cây. Mức độ này thể hiện không những trên
phạm vi toàn cây mà còn thể hiện rõ ở phạm vi mô học (Mauch-Mani et al., 1989).
Nghiên cứu của Tran Thi Oanh Yen et al. (2004) về tuyển chọn dòng bắp lai kháng với
nấm Peronosclerospora sorghi và Peronosclerospora heteropogoni cho thấy có 5 dòng
bắp (AMB105, AMB108, AMB115, AMB117 và AMB118) trong số 42 dòng khảo sát
có khả năng kháng đồng thời cả 2 nấm. Nghiên cứu cũng cho thấy có nhiều dòng lai
kháng với Peronosclerospora sorghi cũng kháng luôn với Peronosclerospora
heteropogoni trong khi đó những dòng kháng được với Peronosclerospora
heteropogoni chưa chắc kháng được với Peronosclerospora sorghi.
Nghiên cứu của Bécot et al. (2000) về biện pháp kích thích tính kháng bệnh sương mai
của cây bông cải cho thấy xử lý Phytogard
®
(K
2
HPO
3
) ở nồng độ 7 ml/l hoặc cao hơn
có thể giúp cây bông cải kháng tại chỗ với bệnh trong vòng 15 ngày sau khi xử lý. Bên
cạnh đó, đối với cây rau diếp Phytogard
®
ở nồng độ 40,6 ppm và DL-β-amino butyric
acid (BABA) ở nồng độ 10 mM cũng có khả năng kích thích cây kháng lại với bệnh
sương mai (Pajot et al., 2001).
Đối với hợp chất benzothiadiazole hay acibenzolar-S-methyl (BTH – tên thương mại
Bion
®
), nhiều nghiên cứu cho thấy acibenzolar-S-methyl có khả năng kích thích nhiều
loại cây trồng kháng lại với nhiều loại mầm bệnh khác nhau. Trên bắp, nghiên cứu của
Morris et al. (1998) cho thấy, xử lý acibenzolar-S-methyl ở nồng độ 1,2 mM có khả
năng làm tăng sự biểu hiện của PR-1 và PR-5 trên cây bắp, thông qua đó kích thích cây
bắp kháng lại với nấm Peronosclerospora sorghi gây bệnh sương mai. Kết quả kích
kháng của acibenzolar-S-methyl đối với nhóm nấm gây sương mai cũng ghi nhận được
trên rau diếp và bông cải (Ryals, et al., 1996; Godard, et al., 1999; Bécot et al., 2000).
Ngoài ra, ở cây lúa mì, acibenzolar-S-methyl cũng kích thích cây kháng lại với nấm
Erisyphe graminis f. sp. tritici, tác nhân gây ra bệnh sương mai. Bên cạnh đó,
acibenzolar-S-methyl làm tăng tính kháng của cây đối với tác nhân gây bệnh gỉ là
Puccinia recondita (Görlach et al., 1996).
Theo Vallad và Goodowny mildewan (2004), có sự khác biệt về thời gian có hiệu quả
khi kích thích tính kháng bằng acibenzolar-S-methyl giữa cây một và hai lá mầm. Nhìn
chung, hiệu quả xử lý kích kháng của acibenzolar-S-methyl trên cây một lá mầm kéo
dài suốt đời sống của cây (ví dụ như ở cây lúa mì). Trong khi đó, cây 2 lá mầm cần
được xử lý nhiều lần thì hiệu quả mới kéo dài được. Bên cạnh đó, hiệu quả kích kháng
lưu dẫn khi xử lý bằng acibenzolar-S-methyl phụ thuộc liều lượng, tần số xử lý, đặc
điểm di truyền của ký sinh (Vallad và Goodman, 2004). Ngoài ra, trên cây lúa mì, hiệu
quả xử lý kích kháng của acibenzolar-S-methyl phụ thuộc vào giai đoạn phát triển của
cây (Stadnik và Buchenauer, 1999).
10
Nghiên cứu của Ton và Mauch-Mani (2004) cho thấy acid β-amino-butyric (BABA),
acid jasminic (JA) có khả năng kích thích cây arabidopsis kháng lại 2 mầm bệnh gây
hoại tử cây là Alternaria brassicicola và Plectosphaerella cucumerina tuy nhiên
acibenzolar-S-methyl và một chất tương tự Salicylic acid lại không cho hiệu quả kích
kháng khi xử lý. Nghiên cứu khác trên cây cà chua và cây tiêu chỉ ra rằng xử lý
acibenzolar-S-methyl có thể làm cây nhỏ hơn và làm giảm năng suất của cây hơn so với
không xử lý (Louws et al., 2001; Romero et al., 2001).
Đối với hợp chất salicylic acid, kết quả nghiên cứu của Malamy et al. (1990) cho rằng
cây tích lũy nhiều salicylic acid sau khi bị nhiễm bệnh. Salicylic acid là chất tín hiệu di
chuyển trong cây, kích thích tính kháng bệnh lưu dẫn ở cây. Các nghiên cứu sau này
cũng chỉ ra rằng việc tích lũy salicylic acid là cần thiết trong việc làm tăng tính kháng
của cây và xử lý salicylic acid có thể giúp cây tăng tính kháng bệnh (White, 1979).
Theo Rasmussen et al. (1991), sự tích luỹ salicylic acid là cần thiết cho việc làm tăng
tính kháng bệnh lưu dẫn ở cây.
Theo Morris et al. (1998), xử lý salicylic acid ở nồng độ 50 mM có khả năng làm tăng
sự biểu hiện của PR-1 và PR-5 trên cây bắp, thông qua đó kích thích cây bắp kháng lại
với nấm Peronosclerospora sorghi gây bệnh sương mai. Tuy nhiên hiệu quả làm tăng
hoạt tính của các PR protein này của salicylic acid không cao bằng xử lý acibenzolar-S-
methyl ở nồng độ 1,2 mM. Nghiên cứu khác của Manandhar et al. (1998) trên cây lúa
cũng cho thấy salicylic acid cũng kích thích lúa kháng lại với bệnh cháy lá.
Nhiều hợp chất của Kali (sodium) hay potassium phosphate có khả năng bảo vệ nhiều
loại cây chống lại một số mầm bệnh khác nhau (Maucharromah và Kuc, 1991, Reuveni
et al., 1994, Reuveni et al., 1998; Manandhar et al., 1998). Bên cạnh đó, nhiều hợp chất
gốc phosphate cũng có khả năng kích thích cây kháng lại hoặc khống chế các mầm
bệnh thuộc lớp nấm noãn trên nhiều đối tượng cây trồng khác nhau (Magarey et al.,
1989; Panicker và Gangadharan, 1999; Pajot et al., 2001). Kết quả nghiên cứu của
Chaluvaraju et al. (2004) cho thấy, khi xử lý bằng cách phun K
2
HPO
4
lên lá với các
nồng độ 100 mM và 125 mM đều
cho hiệu quả làm giảm bệnh sương mai trên cây kê.
Trong đó, nồng độ 125 mM cho hiệu quả giảm bệnh cao hơn. Cũng theo nghiên cứu
này, xử lý cây kê bằng biện pháp phun K
2
HPO
4
ở nồng độ 100 mM lên lá kết hợp xử lý
ngâm hạt giống với K
2
HPO
4
ở nồng độ 150 mM còn cho hiệu quả cao hơn nữa
(Chaluvaraju et al., 2004).
5.2. Kết quả nghiên cứu tại Việt Nam
Đối với hợp chất acibenzola-S-methyl, nghiên cứu của Ngô Thành Trí et al. (2003) cho
thấy, xử lý acibenzolar-S-methylbằng cách phun lên lá làm giảm 68,4% tỉ lệ diện tích lá
nhiễm bệnh cháy lá do nấm Pyricularia grisea thông qua việc kích thích làm gia tăng
hoạt tính của enzyme catalase và peroxidase. Nghiên cứu khác của Trần Vũ Phến và
Phạm Văn Kim (2003) cho thấy Colletotrichum sp. có khả năng kích thích cây lúa
kháng lại bệnh đạo ôn do nấm Pyricularia grisea thông qua hiệu quả làm tăng hoạt tính
của enzyme β -1,3 glucanase, trong khi đó acibenzolar-S-methyl cũng làm tăng tính
11
kháng bệnh nhưng không làm tăng hoạt tính của enzyme β -1,3 glucanase (Nguyễn Thị
Thanh Xuân et al., 2003).
Với hợp chất salicylic acid, nghiên cứu của Lê Thanh Toàn (2006) cho thấy Salicylic
acid ở nồng độ 4 mM có khả năng kích thích cây dưa leo kháng lại với bệnh thán thư
do nấm Colletotrichum lagenarium. Trên đối tượng cây cà chua (Lycopersicon
esculentum Mill.), nghiên cứu của Trần Thị Thu Thủy et al. (2006b) cho thấy salicylic
acid ở nồng độ 7,5 mM có khả năng kích thích cây cà chua kháng lại với bệnh thán thư
do nấm Colletotrichum gây ra. Theo Nguyễn Thị Khánh Vân (2008) việc xử lý kích
kháng bằng salicylic acid cho hiệu quả kích thích cây ớt kháng lại với nấm
Colletotrichum sp. gây bệnh thán thư trên cây ớt thông qua sự gia tăng phản ứng phát
sáng của tế bào, tăng sự tổng hợp polyphenol và callose, đồng thời ức chế sự phát triển
của đĩa áp.
Đối với hợp chất K
2
HPO
4
, K
2
HPO
4
ở nồng độ 100 mM có khả năng kích thích cây cà
chua kháng lại với bệnh thán thư do nấm Colletotrichum gây ra. Trên đối tượng dưa
leo, K
2
HPO
4
ở nồng độ 50 mM có khả năng kích thích dưa leo kháng lại với bênh thán
thư do nấm Colletotrichum lagenarium (Trần Thị Thu Thủy et al., 2006b). Tuy nhiên,
hiệu quả kích kháng của K
2
HPO
4
ngắn hơn so với xử lý bằng salicylic acid (Trần Thị
Thu Thủy et al., 2006a).
12
II. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1. Phương tiện và vật liệu thí nghiệm
- Thiết bị: Kính hiển vi, kính lúp, máy chụp hình, ….
- Dụng cụ: Chậu trồng bắp đường kính 20cm, dụng cụ phun nấm, lame,
micropipet, máy li tâm …
- Giống bắp thí nghiệm: giống bắp nếp địa phương (giống nhiễm bệnh sọc lá).
- Nguồn nấm: nấm gây bệnh sọc trắng lá bắp (Peronosclerospora maydis) được
thu thập tại ruộng bắp bệnh ở huyện Chợ Mới, tỉnh An Giang.
- Hóa chất kích kháng: acibenzolar-S-methyl (50WG) (Bion WG - BTH);
dipotassium hydrogen phosphate (K
2
HPO
4
); salicylic acid (SA).
- Hóa chất xử lý và quan sát mẫu: cồn, acetic acid, glycerol, aniline blue ...
- Phân bón: urea, supper lân, kali, phân hữu cơ.
2. Phương pháp thí nghiệm
2.1. Thí nghiệm 1. Tuyển chọn các nồng độ hóa chất có khả năng hạn chế
bệnh sọc trắng lá bắp
2.1.1. Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được thực hiện trong điều kiện nhà lưới của Bộ môn Bảo Vệ Thực
Vật, Khoa Nông Nghiệp & SHƯD, Đại học Cần Thơ; bố trí theo thể thức hoàn toàn
ngẫu nhiên gồm 10 nghiệm thức, 5 lần lặp. Các nghiệm thức gồm có :
Nghiệm thức 1 (NT1): xử lý acibenzolar-S-methyl (50 ppm)
Nghiệm thức 2 (NT2): xử lý acibenzolar-S-methyl (100 ppm)
Nghiệm thức 3 (NT3): xử lý acibenzolar-S-methyl (150 ppm)
Nghiệm thức 4 (NT4): xử lý dipotassium hydrogen phosphate (20 mM)
Nghiệm thức 5 (NT5): xử lý dipotassium hydrogen phosphate (50 mM)
Nghiệm thức 6 (NT6): xử lý dipotassium hydrogen phosphate (100 mM)
Nghiệm thức 7 (NT7): xử lý salicylic acid (5 mM)
Nghiệm thức 8 (NT8): xử lý salicylic acid (7,5 mM)
Nghiệm thức 9 (NT9): xử lý salicylic acid (10 mM)
Nghiệm thức 10 (NT10): xử lý với nước cất thanh trùng
13
* Sơ đồ bố trí thí nghiệm
NT1 NT9 NT7 NT2 NT5 NT4 NT1 NT9 NT3 NT6
NT10 NT2 NT8 NT1 NT9 NT5 NT7 NT2 NT8 NT2
NT7 NT5 NT3 NT8 NT4 NT6 NT3 NT5 NT4 NT9
NT6 NT1 NT6 NT3 NT8 NT2 NT7 NT1 NT10 NT6
NT10 NT4 NT10 NT2 NT5 NT9 NT4 NT8 NT7 NT3
2.1.2. Cách tiến hành thí nghiệm
- Chuẩn bị đất: Trộn đất theo công thức 3 phần đất vườn + 1 phần phân hữu cơ
(xơ dừa và tro trấu).
- Gieo hạt: Gieo 5 hạt/chậu, thực hiện 5 lặp lại, 1 chậu/lặp lại
- Bón phân: Bón theo công thức 110 kg N + 100 kg P
2
O
5 +
60 kg K
2
O /ha (Dương
Minh, 1999; Trịnh Thị Sen, 2001) tương ứng với 76 g urea + 167 g supper lân + 31 g
KCl /100 chậu. Chia nhiều lần (lần 1: 7 ngày sau khi gieo, lần 2: 14 ngày sau khi gieo).
- Xử lý hóa chất: Xử lý bằng cách phun lên lá khi cây bắp có 2 lá thật với các hóa
chất ở các nồng độ đã nêu trên. Nghiệm thức đối chứng được xử lý bằng nước cất thanh
trùng.
- Nguồn nấm bệnh và lây nhiễm: theo phương pháp của Carwell, et al. (1997).
+ Nguồn bệnh: Bào tử nấm được thu trực tiếp từ lá cây bệnh. Lá cây bệnh được
thu vào buổi chiều mát, rửa sơ dưới vòi nước để loại bỏ chất bẩn. Sau đó ủ qua đêm
trong tối ở điều kiện 20 – 24
o
C, ẩm độ 90 - 100% để tạo thuận lợi cho việc sinh bào tử
của nấm. Sáng hôm sau thu bào tử bằng cách quét bào tử từ lá bệnh xuống nước cất
thanh trùng, bảo quản trong điều kiện lạnh (5
o
C) đến khi phun nấm (khoảng 1 giờ sau).
+ Lây nhiễm bệnh: Việc lây nhiễm bệnh được tiến hành khi cây bắp có 3 lá thật
bằng cách phun huyền phù nấm với mật số 10
5
bào tử/ml bằng máy phun tay. Các cây
bắp sau khi chủng nấm bệnh được đưa vào phòng chủng bệnh ủ tối ở điều kiện nhiệt độ
24
o
C với ẩm độ ≥ 90% trong 24 giờ sau đó chuyển ra nhà lưới có phun sương (nhiệt
độ 25 – 28
o
C) để tạo điều kiện cho nấm bệnh phát triển.
2.1.3. Chỉ tiêu ghi nhận
- Tỉ lệ diện tích lá nhiễm bệnh (TLDTLNB) của các nghiệm thức ở 8, 16 và 24
ngày sau khi phun nấm được đánh giá trên các lá hoàn chỉnh của cây (từ lá thứ ba trở
đi) ước lượng theo phần trăm diện tích lá nhiễm bệnh của chương trình Severity Pro
(Computerized disease assessment training program for foliar diseases, Version 2).
14
- Thông qua tỉ lệ diện tích lá nhiễm bệnh, ghi nhận chỉ tiêu cấp bệnh ở 8, 16 và 24
ngày sau khi chủng nấm theo thang đánh giá cấp bệnh Panicker, et al. sử dụng trong thí
nghiệm năm 1999.
Cấp 0: 0% diện tích lá bị nhiễm bệnh
Cấp 1: 1 – 5% diện tích lá bị nhiễm bệnh
Câp 2: 6 – 10% diện tích lá bị nhiễm bệnh
Cấp 3: 11 – 25% diện tích lá bị nhiễm bệnh
Cấp 4: 26 – 50% diện tích lá bị nhiễm bệnh
Cấp 5: > 51% diện tích lá bị nhiễm bệnh
- Các thông số cần tính:
+ Tỉ lệ diện tích lá nhiễm bệnh: đánh giá theo chương trình Severity Pro
+ Hiệu quả giảm bệnh (HQGB) (%)
TLDTLNB
đối chứng
– TLDTLNB
kích kháng
HQGB (%) =
TLDTLNB
đối chứng
x 100
+ Chỉ số bệnh (DI) tính theo công thức:
a
1
X
1
+ a
2
X
2
+
...
+ a
n
X
n
DI =
PN
Với: DI: Chỉ số bệnh
a
1
, a
2
,
... , a
n
: Số lá bệnh cấp 1, 2, …, n
X
1
, X
2
,
..., X
n
: Cấp bệnh 1, 2,… ,n
P: Tổng số lá bệnh
N: Cấp bệnh cao nhất (N = 5)
2.2. Thí nghiệm 2. Khảo sát khả năng ức chế sự nảy mầm của bào tử nấm
Peronosclerospora maydis của các hóa chất có triển vọng
2.2.1. Bố trí thí nghiệm
- Thí nghiệm được thực hiện trong điều kiện phòng thí nghiệm; bố trí theo thể
thức hoàn toàn ngẫu nhiên; gồm 4 nghiệm thức và 4 lần lặp lại.
Nghiệm thức 1 (NT1): xử lý bằng acibenzolar - S metyl (100 ppm)
Nghiệm thức 2 (NT2): xử lý bằng K
2
HPO
4
(100 mM)
Nghiệm thức 3 (NT3): xử lý bằng salicylic acid (7,5 mM)
Nghiệm thức 4 (NT4): xử lý bằng nước cất thanh trùng (đối chứng)
15
* Sơ đồ bố trí thí nghiệm
NT3 NT2 NT3 NT1
NT2 NT1 NT4 NT2
NT3 NT2 NT3 NT4
NT1 NT4 NT1 NT4
2.2.2. Cách tiến hành thí nghiệm
- Chuẩn bị nấm Peronosclerospora maydis: Bào tử nấm được thu trực tiếp từ lá
cây bệnh. Lá cây bệnh được thu vào buổi chiều mát, rửa sơ dưới vòi nước máy để loại
bỏ chất bẩn. Sau đó ủ qua đêm trong tối ở điều kiện 20 – 24
o
C, ẩm độ 90 - 100% để
giúp cho việc sinh bào tử. Sáng hôm sau thu bào tử bằng cách quét bào tử từ lá bệnh
xuống nước cất.
- Hòa huyền phù bào tử nấm vào các ống nghiệm chứa hóa chất pha sẵn. Nghiệm
thức đối chứng hòa bào tử nấm vào nước cất thanh trùng. Huyền phù nấm hòa trong
hóa chất (hoặc trong nước cất) có nồng độ bằng nồng độ hóa chất có hiệu quả kích
kháng từ thí nghiệm 1. Sau đó để trong điều kiện phòng thí nghiệm cho đến thời điểm
quan sát.
2.2.3. Chỉ tiêu ghi nhận
Trên mỗi lần lặp lại, ghi nhận số bào tử nảy mầm/100 bào tử quan sát tại thời
điểm 3 giờ sau khi cho nấm vào dung dịch hóa chất. Từ đó, tính phần trăm bào tử nảy
mầm theo công thức:
Số bào tử nảy mầm
Tỉ lệ bào tử nảy mầm (%) =
Số bào tử quan sát
x 100
2.3. Thí nghiệm 3. Khảo sát khả năng kích kháng bệnh sọc lá của cây bắp
trên khía cạnh mô học
2.3.1. Bố trí thí nghiệm
- Thí nghiệm được thực hiện trong điều kiện nhà lưới và phòng thí nghiệm; bố trí
theo thể thức hoàn toàn ngẫu nhiên; gồm 4 nghiệm thức và 4 lần lặp lại.
Nghiệm thức 1 (NT1): xử lý bằng acibenzolar - S - metyl (100 ppm)
Nghiệm thức 2 (NT2): xử lý bằng K
2
HPO
4
(100 mM)
Nghiệm thức 3 (NT3): xử lý bằng salicylic acid (7,5 mM)
Nghiệm thức 4 (NT4): xử lý bằng nước cất thanh trùng (đối chứng)
16