Khảo sát khả năng đối kháng của vi khuẩn bacillus spp đối với vi khuẩn gây bệnh cháy bìa lá lúa xanthodomonas oryzae pv oryzae và hiệu quả phòng trị trong điều kiện nhà lưới

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÀN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SHƯD
LƯU THẾ HÙNG
KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ĐỐI KHÁNG CỦA
CÁC CHỦNG VI KHUẨN BACILLUS SPP. ĐÓI
VỚI NẤM GÂY BỆNH ĐỐM YẰN HẠI LÚA
(RHIZOCTONIA SOLANIKUHN) YÀ KHẢ
NĂNG PHÒNG TRỊ TRONG ĐIỀU KIỆN NHÀ
LƯỚI
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CAO HỌC NGÀNH BẢO VỆ THỰC VẬT
2014
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÀN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SHƯD
LƯU THẾ HÙNG
KHAO SÀT KHA NẢNG ĐÔI KHÀNG CÜA
CÁC CHỦNG VI KHUẨN BACILLUS SPP. ĐÓI
VỚI NẤM GÂY BỆNH ĐỐM YẰN HẠI LÚA
(RHIZOCTONIA SOLANIKUHN) YÀ KHẢ
NĂNG PHÒNG TRỊ TRONG ĐIỀU KIỆN NHÀ
LƯỚI
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CAO HỌC • • •
NGÀNH BẢO VỆ THựC VẬT • « •
Mã số 60 62 01 12
CÁN Bộ HƯỚNG DẪN Ts.
TRẦN VŨ PHÉN
2014
CHẤP THUẬN CỦA HỘI ĐỒNG
Luận văn này, với đề tựa là “Khảo sát khả năng đối kháng của vi khuẩn Bacillus spp. đối với nấm
gây bệnh đốm vằn trên lúa {Rhizoctonia solani Kuhn) và hiệu quả phòng trị trong điều kiện nhà
lưới” do Lưu Thế Hùng thực hiện theo sự hướng của TS. Trần Vũ Phến. Luận văn đã báo cáo và
được hội đồng chấm luận văn thông qua ngày

ủy viên Thư ký
(ký tên) (ký tên)
Phản biện
1 (ký tên)
Phản biện 2
(ký tên)
Cán bộ hướng dẫn
(ký tên)
Chủ tịch hội đồng
(ký tên)
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam kết luận văn này được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên cứu của tôi trong khuôn
khổ của đề tài “ứng dụng vi khuẩn vùng thân, lá và vùng rễ lúa kết hợp với dẫn xuất chitosan để
phòng trừ một số bệnh hại quan trọng và kích thích tăng trưởng trên lúa”. Dự án có quyền sử dụng
kết quả của luận văn này để phục vụ cho dự án.
Tác giả luận văn
Lưu Thế Hùng
LỜI CẢM TẠ
Kính dâng lên Ba, Mẹ
Người đã suốt đời nuôi dưỡng, dạy dỗ và hy sinh tất cả để nuôi con khôn lớn nên người. Những
người thân đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt thời gian qua.
Chân thành biết ơn Thầy hướng dẫn khoa học:
TS. Trần Vũ Phến đã tận tình hướng dẫn các nội dung, phương pháp và truyền đạt kiến thức chuyên
môn, giúp đỡ và động viên tôi rất nhiều trong suốt thời gian thực hiện và hoàn thành luận văn này.
Chân thành cảm ơn
Quý Thầy, Cô trực tiếp giảng dạy lớp Cao học Bảo Vệ Thực Vật KI 8 đã tận tình hướng dẫn, truyền
đạt nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian của khoá học.
Anh, Chị đang công tác tại Bộ môn Bảo Vệ Thực Vật, khoa Nông Nghiệp & Sinh Học ứng Dụng,
trường Đại học cần Thơ đã động viên, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành tốt khóa
học.

Anh/chị, các bạn học viên khóa 18 lớp Cao học Bảo Vệ Thực Vật đã giúp đỡ và chia sẻ những khó
khăn với tôi trong thời gian qua.
Sở Khoa Học và Công Nghệ Hậu Giang đã hỗ trợ kinh phí cho đề tài của chúng tôi.
Sau cùng, xin kính chúc quý Thầy, Cô và Anh, Chị lời chúc sức khỏe, hạnh phúc và thành đạt trong
cuộc sống!
Tác giả luận văn
Lưu Thế Hùng
LÝ LỊCH KHOA HỌC
I. LÝ LỊCH Sơ LƯỢC
Họ và tên: Lưu THẾ HÙNG. Giới tính: Nam. Dân tộc: Kinh
Ngày, tháng, năm sinh: 05/03/1989. Nơi sinh: Long Xuyên, An Giang.
Chỗ ở hiện nay: 3/C Đinh Công Tráng, p. Xuân Khánh, Q. Ninh Kiều, TPCT
Cha: LƯU HỒNG MẪN Sinh năm: 1959
Chỗ ở hiện nay: 3/C Đinh Công Tráng, p. Xuân Khánh, Q. Ninh Kiều, TPCT
Mẹ: HUỲNH THỊ THANH NGHI Sinh năm: 1959
Chỗ ở hiện nay: 3/C Đinh Công Tráng, p. Xuân Khánh, Q. Ninh Kiều, TPCT
II. QUÁ TRÌNH HỌC TẬP
- Từ năm 2007 đến 2011: Học Đại học chuyên ngành Trồng Trọt tại trường Đại Học Cần Thơ
- Từ năm 2011 đến nay: Học Cao học chuyên ngành Bảo Vệ Thực Vật tại Khoa Nông Nghiệp và
Sinh Học ứng Dụng, trường Đại học cần Thơ.
Ngày tháng năm 2014
Người khai ký tên
Lưu Thế Hùng
DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT
BKVK Bán kính vô khuẩn
B. amyloliquefaciens Bacillus amyloliquefaciens CSB
Chỉ số bệnh
ĐBSCL Đồng bằng sông Cửu Long
LM2.15et Long Mỹ ruộng 2, khuẩn lạc số 15, nội sinh, có xử lý nhiệt
HQGB Hiệu quả giảm bệnh

HSƯC Hiệu suất ức chế
NSKLB Ngày sau khi lây bệnh
NSKG Ngày sau khi gieo
NSTN Ngày sau thí nghiệm
NSKT Ngày sau khi thử
NTKLB Ngày trước khi lây bệnh
R. solani Rhizoctonia solani
Rhiz-CTA1 dòng nấm Rhizoctonia solani được thu tại huyện Châu Thành A
trên giống OM 4900
VKĐK Vi khuẩn đối kháng
Lưu Thế Hùng (2014), “Khảo sát khả năng đối kháng của vi khuẩn Bacillus spp. đối với nấm gây
bệnh đốm vằn trên lúa (Rhizoctonia solani Kuhn) và hiệu quả phòng trị trong điều kiện nhà lưới”
Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Bảo vệ Thực vật, Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học ứng Dụng,
Trường Đại học cần Thơ
Cán bộ hướng dẫn: Ts. Trần Vũ Phến
TÓM TẮT
Đe tài được thực hiện tại Bộ Môn Bảo Vệ Thực Vật, Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học ửng Dụng,
Trường Đại Học cần Thơ, nhằm mục tiêu chọn lọc các chủng vi khuẩn đối kháng có khả năng kiểm
soát bệnh đốm vằn, và bước đầu tìm hiểu cơ chế đối kháng với nấm Rhizoctonia solani của các
chủng vi khuẩn đổi kháng triển vọng. Nấm gây bệnh Rhizoctonia solani được thu thập từ những cây
bệnh trong ruộng và được thử khả năng gây bệnh qua quy trình Koch, 3 dòng nấm R. solani Rhiz-
CTA2, Rhiz-LM1, Rhiz-PH2 và có khả năng gây bệnh cao và được sử dụng làm nguồn nấm gầy
bệnh cho các thí nghiệm tiếp theo.
Kết quả tuyển chọn đã xác định một sổ chủng vi khuẩn đổi kháng có khả năng đối kháng với nấm
Rhizoctonia solani gây bệnh đốm vằn, trong đó 17 chủng có biểu hiện đổi kháng tot với nấm
Rhizoctonia solani. Khảo sát hiệu quả tác động của 17 chủng vi khuẩn đổi với 3 dòng nấm Rhiz-
CTA2, Rhiz-LM1 và Rhiz-PH2 đã chọn được 3 chủng có khả năng đối kháng tốt là LM2.15et,
LM3.16et, PH5.8et với bán kính vòng vô khuẩn tương ứng là 310 mm, 330 mm và 310 mm.
Kấ quả đánh giá hiệu quả kiểm soát bệnh đốm vằn trong điều kiện nhà lưới, cho thấy cả 3 chủng
LM2.15et, LM3.16et, PH5.8et đều có khả năng kiểm soát bệnh tương đương với vi khuẩn Bacillus

amyloliquefaciens và cho hiệu quả giảm bệnh tương đương với đối chứng dương thuốc Carbenda
Supper 50SC. Ở thời điểm 14 ngày sau khi lây bệnh, nghiệm thức được xử lý với 3 chủng Bacillus
PH2.6t LM2.15et, LM3.16et, PH5.8et có hiệu quả giảm bệnh là 45,67%, 43,81% và 47,59% khi xử
lý bằng biện pháp phun sau tương đương vói hiệu quả giảm bệnh của vi khuẩn B.
amyloliquefaciens. về biện pháp xử lý, hiệu quả giảm bệnh của xử lý phun sau (45,25%) cao hơn so
với xử lý phun 1 ngày trước khi lây bệnh (27,37%) và áo hạt (26,91%)
Khảo sát cho thấy 3 chủng LM2.15et, LM3.16et, PH5.8et có biểu hiện khả năng phân giải chitin với
bán kính quầng trong suốt trên môi trường chitin agar với bán kính lần lượt là 14,67 mm, 14,33 mm
và 17,67 mm.
Từ khóa: bệnh đốm vằn, phòng trừ sinh học, R. Solani, vi khuẩn đổi kháng.
Luu The Hung (2014), "Investigation of the antagonistic capability of Bacillus bacteria against
Rhizoctonia solani Kuhn and their effectiveness in the control of rice sheath blight disease in the
screen house condition" M.Sc. Thesis in Plant Protection, College of Agriculture and Applied
biology, Can Tho University Supervisor: Dr. Tran Vu Phen
SUMMARY
The research was carried out from October 2012 to October 2013 in the Department of Plant
protection, College of Agriculture and Applied Biology, Can Tho University, aim to screen bacteria
able to manage rice sheath blight of rice disease and to preliminarily understand the antagonistic
mechanism of some prospecting bacteria strains versus Rhizoctonia solani. Fungal pathogens, R.
solani were isolated from diseased plant and were tested their pathogenicity on rice by Koch's
postulates, the result showed that three isolaties namely Rhiz-CTA2, Rhiz- LM1 and Rhiz-PH2 were
high pathogenic and were used as a inoculation source moution in next experiments. The results
have identified a number of bacterial antagonists capable of inhibitiing the growth of R. solani in
which seventeenth expressed outstanding isolates were selected to test their antagonistic effects
against three R. solani i.e. Rhiz-CTA2, Rhiz-LMl and Rhiz-PH2. Results had showed three strong
bacterial antagonists were LM2.15et, LM3.16et, and PH5.8et with inhibition zone radius reached
310 mm, 330 mm and 310 mm, respectively. Result of screen house experiment for rice sheath blight
control, showed that all three bacterial antagonist strains LM2.15et, LM3.16et, PH5.8et were
potential biocontrol agents of the rice sheath blight disease equally to Bacillus amyloliquefaciens
and equal to Carbenda Supper 50SC fungicide. At 14 days after infection, the treatment with

Bacillus strain LM2.15et, LM3.16et, or PH5.8et by spraying one day after inoculation with
pathogen retained disease suppression of 45,67%, 43,81% va 47,59%, respectively and not
significantly different to B. amyloliquefaciens. Treatment of antagonists by spraying one day after
inoculation with pathogen have disease suppression by 45.25%, higher in comparison with one day
before pathogen inoculation treatment (27.37%) or seed-coating treatment (26.91%). Chitinase
activity assay on chitin medium showed that three bacterial strains LM2.15et, LM3.16et, PH5.8et
have expressed the chitinolytic activity, with the chitin lysed halo radius of 14.67 mm, 14.33 mm and
17.67 mm, respectively at twenty days after testing.
Keywords: bacterial antagonists, biocontrol, R. solani, rice sheath blight disease
MUC LUC « •
Nội dung
Trang
CHẤP THUẬN CỦA HỘI ĐỒNG
i
LỜI CAM ĐOAN
ii
LỜI CẢM TẠ
iii
LÝ LỊCH KHOA HỌC
iv
CHỮ VIẾT TẮT
V
TÓM TẮT
vi
ABSTRACT
vii
MỤC LỤC
ix
DANH SÁCH BẢNG
X

DANH SÁCH HÌNH
V
Chương 1: GIỚI THỆU
1
Chương 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
3
2.1 Bệnh đốm vằn hại lúa
3
2.1.1 Lịch sử và phân bố
3
2.1.2 Triệu chứng
3
2.1.3 Tác nhân gây ra bệnh đốm vằn
4
2.1.4 Đặc tính của nấm bệnh
4
2.1.4.1 Đặc điểm sinh học của nấm Rhizoctonia soỉani
4
2.1.4.2 Sự lưu tồn, lan truyền và xâm nhiễm của nguồn bệnh
5
2 2 Biện pháp phòng trị bệnh đốm vằn
6
2.2.1 Biện pháp canh tác
6
2.2.2 Biện pháp sinh học
6
2.2.3 Biện pháp hóa học
7
2.3 Vi sinh vật vùng rễ và nội sinh
7

2.3.1 Khái niệm
7
2.3.2 Vi sinh vật quanh rễ cây
8
2.3.3 Vi sinh vật nội sinh rễ
8
2.4 Vai trò của vi khuẩn vùng rễ trong phòng trừ sinh học
8
2.4.1 Phân giải
9
2.4.1.1 Sự phân giải chitin và vai trò của chitinase
9
2.5 Vi sinh vật vùng thân, lá
10
2.6 Đặc tính chung của vi khuẩn thuộc chi Baciilus
11
2.7 Vai trò của vi khuẩn Baciilus
12
2.7.1 Quá trình khoáng hóa chất hữu cơ chứa đạm
13
2.7.2 Sự chuyển hóa lân trong đất
13
2.7.3 Chuyển hóa kali khó tan thành dễ tan
13
2.8 Kích thích tăng trưởng
14
2.9 Vi sinh vật có khả năng sản sinh IAA
15
2.10 Hiệu quả và triển vọng phòng trừ sinh học của vi khuẩn ^ Bacillus amylolique/aciens
2.11 Thuốc trừ bệnh Carbenda Supper 50SC

17
Chương 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu
19
3.1 Phương tiện
19
viii
3.1.1 Thời gian thực hiện đề tài 19
3.1.2 Địa điểm 19
3.1.3 Vật liệu thí nghiệm 19
3.2 Phương pháp 20
3.2.1 Thu mẫu và phân lập nguồn bệnh 20
3.2.2 Thí nghiệm 1: Đánh giá khả năng gây bệnh đốm vằn trên lúa
do nấm Rhizoctonia solani của các mẫu bệnh thu thập được (thực 21
hiện quy trình Kock)
3.2.3 Thí nghiệm 2: Đánh giá khả năng đối kháng của các chủng
vi khuẩn có lợi đối với nấm Rhizoctonia solani trong điều kiện in 23
vitro
3.2.4 Thí nghiệm 3: Khảo sát khả năng phân giải chitin của các 26
dòng vi khuẩn đối kháng có triển vọng trong điều kiện in vitro
3.2.5 Thí nghiệm 4: Đánh giá khả năng kiểm soát bệnh đốm vằn
do nấm Rhizoctonia solani của các chủng Bacillus trong điều kiện 26
in vivo
3.3 Xử lý số liệu 27
Chương 4: KẾT QỦA VÀ THẢO LUẬN 29
4.1 Đánh giá chọn chủng nấm Rhizoctonia solani có khả năng gây 29
hại cao nhất trong điều kiện nhà lưới
4.2 Tuyển chọn các chủng vi khuẩn Bacillus đối kháng với nấm
R. solani trong điều kiện in vitro
4.2.1 Bán kính vòng vô khuẩn ở các thời điểm 3 NSTN, 5 NSTN,
7 NSTN

4.2.2 Hiệu suất ức chế ở các thời điểm 3 NSTN, 5 NSTN, 7
NSTN
4.3 Khảo sát khả năng phân giải chitin của các chủng Bacillus ^2
spp. có triển vọng trên môi trường chitin agar
4.4 Hiệu quả phòng trị bệnh đốm vằn (R. solani) của các tác nhân ^
phòng trừ sinh học trong điều kiện nhà lưới
4.4.1 Ảnh hưởng của các tác nhân xử lý đến chỉ số bệnh ở các
thời điểm 4, 6, 8, 10, 12 và 14 NSLB
4.4.2 Ảnh hưởng của các tác nhân xử lý đến hiệu quả giảm bệnh ở
các thời điểm 4, 6, 8, 10, 12 và 14 NSLB
4.5 Đặc điểm khuẩn lạc của vi khuẩn Bacillus 58
4.6 Thảo luận chung 60
Chương 5 KẾT LUẬN ĐE NGHỊ 62
5.1 Ket luận 62
5.2 Đe nghị 62
3
2
3
2
3
6
4
5
5
0
ix
DANH SÁCH BẢNG
Bảng _______________________________ Tựa bảng _______________ ______________ Trang
3.1 Sự hiện diện của các dòng nâm R. solani trên các giông lúa được 21
thu thập ở 3 huyện Châu Thành A, Long Mỹ và Phụng Hiệp

3.2 Bảng đánh giá cấp bệnh (IRRI, 2002) 23
3.3 Các chủng vi khuẩn được sử dụng trong in vitro 24
4.1 Chỉ số bệnh (%) đốm vằn trên Ma ở các thời điểm khác nhau 30
4.2 Bán kính vòng vô khuẩn (mm) của các chủng vi khuẩn triển vọng 33
với nấm R. solani trên môi trường PDAP ở thời điểm 3 NSTN
4.3 Bán kính vòng vô khuẩn (mm) của các chủng vi khuẩn triển vọng 34
với nấm R. solani trên môi trường PDAP ở thời điểm 5 NSTN
4.4 Bán kính vòng vô khuẩn (mm) của các chủng vi khuẩn triển vọng 35
với nấm R. solani trên môi trường PDAP ở thời điểm 7 NSTN
4.5 Hiệu suất ức chế (%) của các chủng vi khuẩn triển vọng với nấm 37
R. solani trên môi trường PDAP ở thời điểm 3 NSTN
4.6 Hiệu suất ức chế (%) của các chủng vi khuẩn triển vọng với nấm 38
R. solani trên môi trường PDAP ở thời điểm 5 NSTN
4.7 Hiệu suất ức chế (%) của các chủng vi khuẩn triển vọng với nấm 40
R. solani trên môi trường PDAP ở thời điểm 7 NSTN
4.8 Diễn biến khả năng phân giải chitin của các chủng Bacillus có 43
triển vọng trên môi trường chitin agar qua các thời điểm khảo sát
4.9 Chỉ số bệnh (%) ở thời điểm 4 NSLB 45
4.10 Chỉ số bệnh (%) ở thời điểm 6 NSLB 46
4.11 Chỉ số bệnh (%) ở thời điểm 8NSLB 47
4.12 Chỉ số bệnh (%) ở thời điểm 10NSLB 48
4.13 Chỉ số bẹnh (%) ở thời điểm 12NSLB 49
4.14 Chỉ số bệnh (%) ở thời điểm 14NSLB 50
4.15 Hiệu quả giảm bệnh (%) ở thời điểm 4 NSLB 51
4.16 Hiệu quả giảm bệnh (%) ở thời điểm 6 NSLB 52
4.17 Hiệu quả giảm bệnh (%) ở thời điểm 8 NSLB 53
4.18 Hiệu quả giảm bệnh (%) ở thời điểm 10 NSLB 54
4.19 Hiệu quả giảm bệnh (%) ở thời điểm 12 NSLB 55
4.20 Hiệu quả giảm bệnh (%) ở thời điểm 14 NSLB 56
4.21 Đặc điểm khuẩn lạc của các chủng Bacillus triển vọng 58

4.22 Đặc điểm của 3 chủng vi khuẩn đối kháng có triển vọng được thử 58
nghiệm trong điều kiện nhà lưới khi quan sát ở vật kính 100X
DANH SÁCH HÌNH
Hình Tựa hình Trang
3.1 Phương pháp trăc nghiệm khả năng đôi kháng của vi khuân đôi kháng 25
và thuốc đối với nấm R. solani trên môi trường PDAP.
3.2 Phương pháp rải trấu gạo bào gốc lúa ở giai đoạn 40 ngày sau khi 27
gieo
4.1 (A) Mặt trước, (B) Mặt sau hạch nấm R. solani phát triển fren môi 29
trường PDA
4.2 Biểu hiện triệu chứng và mức độ gây bệnh nặng nhất của 3 dòng nấm 31
R. solani là (A) Rhiz-CTA2, (B) Rhiz-LMl va (C) Rhiz-PH2 ơ thời điểm 14 NSCB
4.3 Khả năng đối kháng của các chủng vi khuẩn đối kháng và thuốc tại 42
thời điểm 7 ngày sau thí nghiệm trên môi trường PDAP
4.4 Khả năng phân giải chitin của các chửng LM2.15et, LM3.16et và 44
PH5.8et ở 20 ngày sau khi thử fren môi trường chitin agar
4.5 Biểu hiện bệnh đốm vằn ở thòi điểm 14 NSKLB khi xử lý các tác 57
nhân kiểm soát bệnh .
4.6 Khả năng tạo nội bào tò của các chủng Bacillus 59
xi
Chương 1 GIỚI THIỆU
Việt Nam là nước sản xuất lúa gạo đứng thứ hai trên thế giới. Trong đó, đồng bằng
Sông Cửu Long (ĐBSCL) được xem là vùng thâm canh lúa trọng điểm với diện tích trồng lúa
lớn nhất cả nước. Để đạt được các sản phẩm có chất lượng cao, người nông dân phải canh tác ít
nhất hai hay ba vụ mỗi năm. Việc canh tác ữên đã tạo điều kiện cho nhiều loại dịch bệnh bộc
phát và gây hại (Võ Thanh Hoàng và Nghuyễn Thị Nghiêm, 1993). Trong đó, bệnh đốm vằn do
nấm Rhizoctonia solani Kuhn gây hại trên lúa được xem là bệnh quan trọng đứng thứ hai sau
bệnh đạo ôn ừong việc giảm năng suất và phẩm chất (Park và ctv., 2008). Nấm này phát triển
mạnh ở vùng nhiệt đới như ở Việt Nam, nhất là vùng ĐBSCL, nơi có điều kiện khí hậu nóng
ẩm và điều kiện canh tác thuận lợi cho sự phát triển và gây hại của nấm này là vấn đề cần được

quan tâm.
Để hạn chế sự bộc phát của bệnh đốm vằn, có rất nhiều biện pháp được áp dụng như
chương trinh IPM, 3 giảm 3 tăng. Trong đó, biện pháp hóa học cho đến nay vẫn là biện pháp
tích cực nhất, đa số nông dân vẫn dùng cách này và thường có thói quen sử dụng quá liều
khuyến cáo. Điều này làm gia tăng chi phí sản xuất, gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến
sức khỏe cộng đồng; ngoài ra, dư lượng thuốc hóa học làm giảm chất lượng gạo, làm sản phẩm
của khó có thể đi vào các thị trường lớn của thế giới vốn rất khổ tính (Trần Quốc Tuấn, 2011).
Chính vì vậy, nông dân cần có biện pháp phòng trừ dịch bệnh hiệu quả hơn để khắc phục các
nhược điểm nêu trên, ứng dụng các biện pháp quản lý bệnh dựa trên cơ sở sinh học là một lựa
chọn hợp lý và trở thành yêu cầu cấp thiết. Hiện nay, phòng trừ nấm Rhizoctonia solanỉ bằng
biện pháp sinh học đang được xem là biện pháp thay thế và khắc phục các nhược điểm của biện
pháp trên (Shekhawat và ctv., 1993). Theo Lại Văn Ê (2003), chỉ có con đường phòng trừ sinh
học kết hợp cải thiện về kỹ thuật canh tác là cho hiệu quả cao. Ở nước ta phòng trừ sinh học
bệnh hại cây trồng là một lĩnh vực còn rất mới, chưa được quan tâm đúng mức, đây là một
hướng nghiên cứu có triển vọng và manh tính khả thi cao. Phòng trừ sinh học còn là một trong
các biện pháp chủ yếu của chương trình IPM. Trong số các tác nhân xử lý ữên cây trồng được
biết đến, thì vi khuẩn thuộc chi Bacillus được xem như là tác nhân sinh học an toàn và có tiềm
năng cao trong phòng trừ sinh học (Silo-suh và ctv., 1994). Điều này có ý nghĩa rất lớn trong
việc duy trì sự cân bằng sinh học và hệ sinh thái tự nhiên (Alabouvette. & Cordier., 2011)
Như vậy, phòng trừ bệnh đốm vằn dựa trên các chủng vi khuẩn có lợi là một công cụ
tiềm năng có thể thay thế và giúp giảm sự phụ thuộc nhiều vào thuốc
1
hóa học. Từ đố đề tài “Khảo sát khả năng đối kháng của các chủng Bacillus spp. đối vói nấm
gây bệnh đốm vằn hại lúa (Rhizoctonia solani Kuhn) và khả năng phòng trị trong điều kiện
nhà lưói” được thực hiện nhằm xác định các chủng Bacillus có triển vọng để kiểm soát bệnh
đồng thời khảo sát cơ chế có liên quan đến sự kiểm soát bệnh.
2
Chương 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 Bệnh đốm vằn hại lúa
2.1.1 Lịch sử và phân bố:

Bệnh đốm vằn được Miyake mô tả vào năm 1910 tại Nhật Bản, nhưng sau đó được biết
là bệnh này đã được Shirai mô tả vào năm 1906. Sau đó, bệnh cũng được mô tả là có sự hiện
diện ở Philippines, Srilanka, Trung Quốc và nhiều quốc gia Châu Á khác (Ou, 1985). Bệnh
đốm vằn là một bệnh hại quan trọng cho các vùng trồng lúa trên thế giới. Theo Nguyễn Thị
Nghiêm (1996) ở Việt Nam bệnh được phát hiện vào năm 1974 và đã trở thành bệnh hại quan
trọng nhất trên cây lúa đồng thời diện tích nhiễm bệnh tăng đến 10 lần ữong 5 năm (từ 21.000
ha của năm 1985 tăng lên 200.000 ha trong năm 1990 và 1991) ngay tại ĐBSCL (Lê Hữu Hải,
2008).
2.1.2 Triệu chứng:
Bệnh đốm vằn do nấm Rhizoctonia soỉani gây ra (Agrios, 2005) và xuất hiện khắp nơi
trên thế giới. Nấm R. Solani gây bệnh trên lúa đã được tìm thấy lần đầu tại Nhật Bản vào năm
1910. Năm 1934, người ta cũng đã ghi nhận bệnh này xuất hiện ở Trung Quốc và ở nhiều nước
châu Á khác và sau đó bệnh cũng được ghi nhận ở Brazin, Surinam, Venezuela, Madagasca và
ở Mỹ (Ou, 1985). Theo Sharma (2006), trên cây lúa, vết bệnh đầu tiên thường xuất hiện ở bẹ lá,
ngang hoặc ữên mực nước ruộng khoảng 0,3-0,5 cm. Đốm bệnh thường có dạng vòng đến
thuôn dài hoặc dạng trứng, elip đôi khi có thêm dạng bất định thuôn dài, kích thước đốm 1-3
cm. Dưới điều kiện thích hợp như thừa đạm, trời mát, ẩm độ cao, bệnh sẽ từ từ phát triển lên lá
và có thể gây hại cả bông (Carmen và ctv., 1989).
Kích thước và màu sắc của đốm bệnh có thể thay đổi theo điều kiện môi trường, nếu
trồi ẩm khuẩn ty sẽ phát triển như tơ trắng lên bề mặt vết bệnh và có thể lan truyền nhiều cm
trong một ngày. Bệnh thường gây hại khi cây lúa được 45 ngày tuổi và phát triển khá mạnh lúc
cây lúa được 60 ngày tuổi (Võ Thanh Hoàng và Nguyễn Thị Nghiêm, 1993). vết bệnh có thể
có màu xanh xám hoặc xám ữắng hoặc có màu sắc khác, có vẻ vằn vện và rìa của vết bệnh có
màu nâu. Bệnh nhẹ làm cho thân cây bị yếu, lúa dễ đổ ngã khi sắp chín. Bệnh nặng, lá bệnh khô
chết lụi làm cây cằn cỗi, khó ữổ, nghẹn đòng, khi trổ được thì lép nhiều, có thể làm cây lúa cháy
khô thành từng chòm trước khi lúa chín (Phạm Văn Kim và Lê Thị Sen, 1993). Nấm tấn công
vào giai đoạn làm đòng khoảng 45 ngày sau khi sạ trở về sau vì ở giai đoạn này điều kiện ẩm độ
trong ruộng rất thích hợp cho hạch nấm nẩy mầm và xâm nhiễm (Võ Thanh Hoàng và Nguyễn
Thị Nghiêm, 1993).
3

Theo Ou (1985), bệnh có thể gây thiệt hại năng suất lên đến 25-50% nếu lá cờ của các
giống nhiễm bị bệnh hại. Tại Nhật Bản, bệnh có thể gây thất thu năng suất đến 20%
(Kozaka,1970). Tại Hoa Kỳ đã có trường hợp thiệt hại năng suất đến 50% khi trồng các giống
nhiễm nặng (Lee và Rush, 1983).
2.13. Tác nhân gây ra bệnh đốm vằn:
Nấm R. solanỉ là tác nhân gây bệnh trên nhiều loại cây trồng. Kozaka (1970) đã báo cáo
rằng có 188 loài thực vật thuộc 32 họ có thể bị tấn công bởi nấm R. solanỉ gây hại trên lúa. Tsai
(1970) nhận thấy nấm R. solani gây hại trên lúa cũng xâm nhiễm trên 20 loài cỏ thuộc 11 họ,
Roy (1973) và Sharma & Mukherjee (1978) quan sát thấy rằng loài nấm này cũng xuất hiện
trên một vài loài cỏ trong tự nhiên.
Nấm R. solanỉ còn gây hại hầu hết các loại cây trồng khác, kể cả cây rừng. Các bệnh
héo cây con trên đậu nành, đậu xanh, thuốc lá, bạch đàn con đều do nấm gây ra. Nấm còn tấn
công và ẩn náu trên tất cả các loài cỏ dại trong ruộng hay ven bờ ruộng (Phạm Văn Kim và Lê
Thị Sen, 1993).
2.1.4. Đặc tính của nấm bệnh
2.1.4.1 Đặc điểm sinh học của nấm Rhizoctonm solani
Nấm R. solanỉ có rất nhiều loài, thuộc nhóm nấm bất toàn (Derteromycetes) là loài gây
bệnh phổ biến ữên nhiều loại cây trồng, ở giai đoạn sinh sản hữu tính này có tên gọi là
Thanatephorus cucumerỉs (Frank) Donk thuộc nhóm nấm đảm (B asidiomycetes).
Nấm R. solani có thể lưu tồn trong đất trong nhiều tháng và là nguồn bệnh quan trọng
cho các vụ lúa và hoa màu. Hạch nấm R. solani gây bệnh đốm vằn ở gốc lúa thường rơi vãi ừên
mặt đất sau khi thu hoạch lúa, chúng cũng có thể sống và phát triển trong xác bã thực vật (Phạm
Văn Kim, 2000).
Nhiệt độ có ảnh hưởng đến sự phát triển của nấm thay đổi theo chủng nấm. Hemmi và
Yokogi (1927) cho rằng nhiệt độ tốt nhất cho sợi nấm R. solanỉ phát triển là 30°c, nhiệt độ cao
nhất là 40-42°C, ở nhiệt độ 10°c sợi nấm phát ừiển rất ít hay không phát triển. Matsumoto và
ctv (1932) cho rằng nhiệt độ tốt nhất nằm trong khoảng 28-31°C. Kết quả nghiên cứu của
Hashiba và ctv., (1974) cho thấy rằng các chủng thu thập ở vùng nhiệt độ cao thi phát triển tốt
trên môi trường Potato Dexữose Agar (PDA) ở 35°c và phát triển kém ở 12°c.
Misawa (1965) đã báo cáo rằng sử dụng nguồn carbon làm ảnh hưởng đến pH của môi

trường. Endo (1935) đã xác định pH thích họp cho sự phát triển nấm R. solanỉ là 5,4-6,7, có thể
phát triển ở pH thấp nhất là 2,5 và cao nhất là 7,8.
4
2.1.4.2 Sự lưu tồn, lan truyền và xâm nhiễm của nguồn bệnh
Là một loài nấm sống được trong đất và xác bả thực vật nên chúng có thể lưu tồn trong
điều kiện tự nhiên khá dài khi không có sự hiện của cây kí chủ. Chúng thường lưu tồn ữong tự
nhiên dưới hai hình thức chính: một là dạng hạch nấm, khuẩn ty nấm phát triển trong một thời
gian dài hay khi gặp điều kiện bất lợi cuộn lại thành một khối cứng gọi là hạch nấm (cương
hạch), hạch nấm có kích thước to hay nhỏ tùy theo nhóm và roi xuống đất khi gặp điều kiện
thuận lợi chúng lại nẩy mầm và bắt đầu một chu trình sống mới. Hình thức thứ hai là dạng
khuẩn ty sống trên những vết bệnh của cây đã bị nhiễm còn sót lại sau thu hoạch.
Endo (1931) cho rằng loài nấm này có thể sống qua mùa đông nhờ hạch nấm hay sợi
nấm. Hạch nấm có thể mất khả năng sống sau 21 tháng. Park và Bertus (1932) ở Sri-Lanka
quan sát khả năng sống sót của hạch nấm ở các điều kiện khác nhau: trong phòng, đất khô ráo
và đất ẩm ướt, nhận thấy: chúng có khả năng sống ít nhất 130 ngày và 224 ngày khi chúng được
ngâm sâu 3 inches dưới vòi nước chảy.
Nhiều kết quả quan sát khác về khả năng sống sót của hạch nấm cho thấy khả năng
sống sót thay đổi tùy theo điều kiện của môi trường như nhiệt độ, ẩm độ, tính chất lý, hóa của
đất, nơi hạch nấm lưu trú Kết quả nghiên cứu ở Philippines hạch nấm có khả năng sống chỉ vài
tháng hay hạch nấm có khả năng sống 9 tháng ở trong phân ữâu, bò (Ou, 1985).
Tỷ lệ nẩy mầm của hạch nấm thay đổi tùy theo vị trí của hạch nấm cư ngụ trong đất.
Mori và Anraku (1971) nhận thấy khả năng hạch nấm nảy mầm là 60- 70% khi hạch nấm chôn
vùi trong đất không quá 1 em, hạch nấm có tỷ lệ nẩy mầm 30-50%, ở độ sâu 1 cm. Ngoài ra,
việc bón phân đạm quá nhiều cũng làm ảnh hưởng đến bệnh khá lớn, theo Yamaguchi và ctv.,
(1971) ước tính có khoảng 57 hạch nấm được hình thành trên một bụi lúa ở ruộng bón nhiều
phân và bị bệnh nặng có khoảng 40% hạch nấm được hình thành ở trên cây trôi nổi trên mặt
nước sau khi đi sục bùn hay nhổ cỏ ừong mộng. Chúng sẽ bị lôi cuốn đi hay ữôi dạt và khi tiếp
xúc được với cây lúa chúng sẽ nẩy mầm và bắt đầu sự xâm nhiễm gây bệnh cho lúa. Trước khi
xâm nhiễm, nấm thành lập hai cơ cấu là khối khuẩn ty cầu và các gối xâm nhiễm. Từ hai cấu
trúc này hình thành nên vòi xâm nhiễm. Nấm xâm nhập vào bên trong lúa chủ yếu bằng các vòi

xâm nhiễm này (Ou, 1985).
5
2.2. Biện pháp phòng trị bệnh đốm vằn
2.2.1 Biện pháp canh tác
Đất là nơi lưu tồn nhiều mầm bệnh khác nhau. Do đó, đất trở thành nguồn dự trữ, tích
lũy và lây lan bệnh. Khi cày bừa đất đã làm thay đổi lý tính, cấu trúc, ẩm độ và nhiệt độ của đất
từ đó làm thay đổi điều kiện sống và phát triển của mầm bệnh trong đất. Việc cày ải phơi đất
trong một khoảng thời gian nhất định trong năm cũng ảnh hưởng khá quan trọng đối với bệnh
cây (Phạm Văn Kim, 2000)
Phòng bệnh đốm vằn một cách hợp lý nhất là phải tiêu hủy nguồn bệnh sau thu hoạch
góp phần làm giảm bớt khả năng bộc phát của dịch bệnh. Thu gom xác bạ rơm rạ lúa bệnh đem
tiêu hủy, vệ sinh cỏ trong ruộng và quanh bờ, đặc biệt là thành phần lúa chét trong mộng và bờ
bao và chọn thời điểm thích hợp để gieo trồng (Phạm Văn Kim và ctv., 2003). Không gieo sạ
với mật độ dày và phải điều chỉnh lượng phân N, p, K họp lý (Sharma, 2006) nhằm tạo điều
kiện thuận lợi cho vi sinh vật đối kháng hoạt động tốt, các biện pháp luân canh, xen canh cũng
có hiệu quả trong việc làm giảm đáng kể dịch bệnh.
Nhiều công trì nil nghiên cứu về giống kháng đối với bệnh khô vằn ở nhiều nước trên
thế giới cho thấy chưa có giống lúa nào thể hiện tính kháng cao. Phản ứng của các giống lúa
đều nằm trong phạm vi từ nhiễm nặng tới tương đối chống chịu (Vũ Triệu Mân và Lê Lương
Tề, 1998). Những giống cây thấp, đẻ nhánh nhiều, lá đứng thường nhiễm bệnh nặng hơn nững
giống cao cây, đẻ nhánh ít (Ou, 1985).
2.2.2 Biện pháp sinh học
Phòng trừ sinh học là một biện pháp rất hiệu quả tạo sự cân bằng sinh thái giữa tác nhân
gây bệnh và vi sinh vật đối kháng đồng thòi thay thế biện pháp hóa học trong phòng trừ bệnh
cây khi sử dụng biện pháp hóa học không hiệu quả hay không kinh tế. Theo Phạm văn kim
(2000) biện pháp sinh học trong phòng trừ bệnh cây là điều kiện môi trường, cây trồng và vi
sinh vật đối kháng một cách thích hợp, để tạo nên một thế cân bằng sinh học cần thiết giúp
giảm mật số mầm bệnh xuống dưới ngưỡng gây hại, nhờ đó bệnh cây trồng chỉ xuất hiện ở mức
độ nhẹ, không gây ảnh hưởng nghiêm trọng về mặt kinh tế.
Sử dụng những vi sinh vật không gây bệnh để kích thích tính kháng bệnh của cây trồng

hay cạnh tranh về nơi cư trú về thức ăn với tác nhân gây bệnh. Chẳng hạn như nhóm vi khuẩn
Bacillus và Pseudomonas có khả năng làm giảm nguồn bệnh bằng cách tiết ra kháng sinh, các
enzyme phân hủy các tế bào nấm gây bệnh, hay cạnh tranh dinh dưỡng và nới ở của vi sinh vật
gây bệnh (Agrios, 2005).
6
Có thể ứng dụng rất nhiều sinh vật tồn trong tự nhiên như nhóm nấm đối kháng Trichoderma
spp., Glỉocladium spp., Pénicillium spp ; nhóm xạ khuấn Streptomyces spp.; và nhổm vi
khuẩn đối kháng như Baccỉllus subtilis, Pseudomonas aeruginosa, p. fluorescens trong phòng
ừị bệnh do nấm/?, solani gây ra trên nhiều loại cây trồng như cây củ cải, cây bông vải, cây dâu
tây, cây họ đậu, cây họ cà, cây lúa (Ghaffer, 1988; Devi VÀ ctv., 1989). Vi khuẩn Burkholderỉa
cepacia có khả năng hạn chế sự phát ữiển khuẩn ty của nấm R. solani và ức chế hình thành hạch
nấm do chúng phát triển yếu đi. Hiện tượng này có thể là do vi khuẩn tiết ra bacteriocin hay
enzyme phân hủy vách tế bào làm chậm phát triển sợi nấm hay làm chết đi sợi nấm (Nguyễn
Thị Thu Nga, 2003). Nhóm vi sinh vật đối kháng này có khả năng làm giảm hoạt động, sức
sống và mật độ nguồn bệnh bằng tác động tiết kháng sinh hay enzyme phân hủy vách tế bào của
tác nhân gây bệnh, hoặc cạnh tranh dinh dưỡng chỗ ở (Ghaffer, 1988).
2.2.3 Biện pháp hóa học
Theo Sharma (2006), có thể phòng trị bệnh đốm vằn bằng các gốc thuốc như Iprodione,
Triazole, Mancozeb + Thiobencarb, Iprodione + Carbendazim, và các gốc thuốc vi sinh như
Validamycin, Polyxin. Tuy nhiên việc xử lý bằng biện pháp hóa học có thể rất tốn kém và lâu
dài sẽ có ảnh hưởng bất lợi đến sự cân bằng sinh thái.
2.3 Vi sinh vật vùng rễ và nội sinh
2.3.1 Khái niệm:
Vùng rễ (Rhizosphere) là vùng bao quanh bộ rễ của thực vật. Khái niệm này được
Hiltner đề ra năm 1904, tuy nhiên chúng ta vẫn chưa có phương pháp thống nhất xác định phạm
vi của bộ rễ (Phạm Văn Kim, 2006).
Theo Antoun và Prévost (2005), rhizosphere là thể tích vùng rễ bao quanh và chịu ảnh
hưởng của rễ cây, và rhizoplane là diện tích bề mặt rễ cây có ái lực mạnh với các phần tò đất.
Trong các nghiên cứu về vi sinh vật đất, thuật ngữ rhizosphere bao hàm cả phần rhizoplane.
Những vi khuẩn sống, định vị có khả năng phát triển chiếm các ổ sinh thái ở rễ vào mọi

giai đoạn phát triển của cây được gọi là vi khuẩn vùng rễ (Rhizobacteria) (Antoun và Prévost,
2005). Có khoảng 2-5% vi khuẩn vùng rễ khi được chủng vào đất có hệ vi sinh vật cạnh tranh,
biểu hiện có lợi cho sự tăng trưởng của cây được gọi là vi khuẩn vùng rễ kích thích tăng trưởng
thực vật (plant growth promoting rhizobacteria-PGPR) (Kloepper và Schroth, 1978).
7
Theo ghi nhận của Nguyễn Thơ (2004) thì các loài vi sinh vật (VSV) tồn tại trong đất
rất đa dạng, chúng gồm có: vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn, tuyến trùng, virus .Phần lớn vsv trong đất
là những sinh vật có ích sống theo kiểu ngoại sinh, chỉ một số ít là có hại, gây bệnh cho cây
trồng sống theo kiểu vừa ký sinh (gây bệnh cho thực vật) vừa hoại sinh., số lượng quần thể vsv
có trong đất chiếm ưu thế hơn rất nhiều lần so với vsv gây bệnh. Một số vsv vùng rễ có thể tiết
ra C0
2
acid hữu cơ, chuyển các khoáng chất khó tan thành dễ tan, giúp cây hấp thụ dinh dưỡng
tốt hơn, góp phần bảo vệ cây trồng, làm giảm tác hại của ký sinh gây bệnh. Trong đó có một số
lượng rất lớn vsv đối kháng ngăn chặn sự phát triển của các vsv gây bệnh cho cây trồng rất hữu
hiệu .Như vậy, quần thể hoạt động của quần thể vsv có ích và vsv đối kháng trong đất có vai
ừò rất quan trọng ữong đời sống của cây trồng.
Theo Vessay (2003) có hai kiểu vi sinh vật có mối liên hệ với cây ký chủ: vsv vùng rễ
và vsv nội sinh rễ
2.3.2 Vi sinh vật quanh rễ cây
Nhiều vùng của rễ non được định cư bởi vi khuẩn, nơi đây có nhiều hốc sinh thái thích
họp mà những vi khuẩn thuộc các loài như Azotobacter, Arthrobacter, Bacillus và
Pseudomonas có thể phát triển. Những vi khuẩn này ngăn chặn vi sinh vật có hại. Nhiều bài báo
về vi khuẩn vùng rễ cho thấy ảnh hưởng có lợi của vi khuẩn vùng rễ lên sự tăng trưởng của cây
là do chúng có khả năng kiềm chế hay chiếm chỗ của mầm bệnh (Lambert và ctv., 1987).
2.3.3 Vi sinh yật nội sinh rễ
Vi sinh vật vùng rễ là các vi khuẩn sống tự do, nhưng một số loài có thể xâm nhập vào
mô cây sống mà không làm cây biểu hiện triệu chứng bị xâm nhiễm, được gọi là các vi khuẩn
nội sinh rễ (endophytic bacteria), để xâm nhập vào rễ trước hết chúng phải là những vi khuẩn
vùng rễ (Antoun và Prevost, 2005).

Vi khuẩn nội ký sinh rễ thường là những vi khuẩn được tách ra từ mô cây đã khử trùng
bề mặt hay được tách ra từ phía trong của rễ cây (Kloepper và Ryu, 2006).
2.4 Vai trò của vi khuẩn vùng rễ trong phòng trừ sinh học
Rễ cây hỗ trợ sự tăng trưởng và hoạt động của nhiều loài vi sinh vật sống ở vùng rễ và
có thể có một vài ảnh hưởng đáng kể đến sự tăng trưởng và hoạt động của những vi sinh vật
này. Trong số đó, có nhiều loài có thể có hại, có lợi, hoặc trung tính đối với cây trồng. Các vi
khuẩn có lợi, có tác động kích thích sự tăng
8
trưởng của cây trồng được gọi là vi khuẩn vùng rễ kích thích tăng trưởng thực vật (PGPR)
(Somers và Vanderleyden, 2004; Antoun và Prévost, 2005).
Sự hiện diện một cách dồi dào của các sinh vật đối kháng có thể kiềm giữ sự phát ữiển
của mầm bệnh và làm cho dịch bệnh không thể xảy ra, nhất là các bệnh trong đất (Phạm Văn
Kim, 2000). Việc sử dụng vi khuẩn đối kháng để kiểm soát mầm bệnh là một hình thức phòng
trừ sinh học thân thiện với môi trường. Vi khuẩn có lợi là một kẻ thù tự nhiên của mầm bệnh vì
các sản phẩm thứ cấp có tác dụng đối kháng với mầm bệnh mà nó tạo ra có khả năng lan rộng
ra môi trường xung quanh, trong khi phần lớn các hóa chất sử dụng trong nông nghiệp thì
không có khả năng lan rộng ra môi trường xung quanh. Hơn nữa, các chất có nguồn gốc sinh
học có khả năng phân huỷ nhanh hơn so với các hóa chất được sử dụng trong nông nghiệp.
Biện pháp phòng trừ sinh học không chỉ được sử dụng để kiểm soát bệnh ở cây đang sống mà
còn để kiểm soát các bệnh sau thu hoạch (Lugtenberg B. và Kamilova, 2009).
2.4.1 Phân giải
Theo Berg và Hallmann (2006) thì phân giải vách tế bào nấm gây bệnh là một cơ chế
tiềm năng mà các vi khuẩn nội ký sinh có thể kiểm soát nấm gây bệnh, là một trong những cơ
chế phòng trừ sinh học nấm gây bệnh bằng vi khuẩn vùng rễ. Một số vi sinh vật sản xuất các
phân giải enzyme, có thể làm phá vở vách tế bào của các sinh vật khác. Khả năng sản xuất các
lytic enzym do nấm hay vi khuẩn đã được chứng minh là một trong những cơ chế phòng trừ
sinh học bệnh cây trồng. Các vi sinh vật có khả năng tiết chitinase được xem là những vi sinh
vật có khả năng đối kháng với nấm gây bệnh hiệu quả hơn do tác động trực tiếp của chitinase
hoặc kết hợp với các hợp chất kháng nấm được sản xuất bởi các vi sinh vật đối kháng
(Macagnan và ctv., 2008).

Nghiên cứu của Krechel và ctv., (2002) trên các vi khuẩn vùng rễ được phân lập từ rễ
khoai tây cho thấy chúng có khả năng tiết các enzyme thủy phân như cellulase, chitinase và
glucanase.
2.4.1.1 Sự phân giải chitin và vai trò của chitinase
Chitin là hợp chất polymer khó hòa tan có liên kết P-l,4-N- acetylglucosamine
(GlcNAc), là thành phần cấu tạo vách tế bào của nhiều loại nấm, bộ xương ngoài của côn trùng
và vỏ bọc của các loài giáp xác. Chitinase xúc tác phản ứng phân giải chitin và được tìm thấy
nhiều trong sinh vật kể cả vi khuẩn, nấm, và nhiều hơn ở cây trồng và chúng giữ nhiều vai trò
khác nhau. Nhiều nghiên
9
cứu cho thấy chitinase được sản xuất bởi vi sinh vật là một tác nhân sinh học để quản lý nhiều
bệnh do nấm trên cây trồng (Huang, 2005).
Các dòng vi khuẩn gram dương có đối kháng được tìm thấy chủ yếu thuộc chi Bacillus
và chúng thường được phân lập từ vùng đất hoặc vùng rễ và cả nội ký sinh cây trồng. Một số
kết quả nghiên cứu cho thấy Bacillus cereus 65 có khả năng tiết chitinase phân hủy vách tế bào
nấm Rhizoctonia solanỉ và kiểm soát bệnh do nấm Verticillium dahliae và Plectosporium
tabacỉnum gây ra (Berg và Hallmann, 2006). Vi khuẩn phát huỳnh quang Pseudomonas sản
xuất chitinases với khối lượng phân tử 43 kDa kháng được nấm Fusarium oxysporumf sp.
dỉanthỉ gây bệnh héo mạch dẫn trên cây cẩm chướng (Ajit và ctv., 2006).
Vi khuẩn phát huỳnh quang Pseudomonas sản xuất chitinases với khối lượng phân tò
43 kDa kháng được nấm Fusarium oxysporum f. sp. dianthi gây bệnh héo mạch dẫn ừên cây
cẩm chướng (Ajit và ctv., 2006).
Ngoài ra, chitinase cũng giúp tạo ra các chitin-oligosaccharide, có vai trò là chất gợi trong
phản ứng kích kháng (Trần Vũ Phến và Phạm Văn Kim, 2003).
Vách tế bào nấm sẽ bị làm mỏng do P-l,3-glucanse xúc tác phản ứng thủy phân các liên
kết P-l,3-glucan và chitinase xúc tác phản ứng thuỷ phân các nối của P-l,4-N-acetyl-D-
glucosamine polymer của chitin thành phần chính của vách tế bào nấm (Mohamadi và Karr,
2002) Theo Du và Wang (1992) chitinase tinh chiết từ lúa có khả năng làm thuỷ phân vách tế
bào của khuẩn ty và ức chế sự nẩy mầm của bào tử nấm Pyrỉcularỉa oryzae Sacc.
Theo Yoshikawa và ctv. (1993) chitinase được tạo ra trong cây khi có sự xâm nhập của

mầm bệnh hay chất hoá học từ bên ngoài, sẽ ức chế sự phát triển của nấm, và phóng thích chất
gọi là oligosaccharide được tạo ra qua phản ứng của phytoalexins là tín hiệu liên quan đến kích
kháng của cây trồng, vì vậy chitinase có vai trò chính trong tính kích kháng của cây đối với một
số tác nhân gây hại cho cây trồng.
2.5 Vi sinh yật vùng thân, lá:
Bề mặt của thực vật trên mặt đất, được biết đến là diện tích lá hay bề mặt của lá
(phyllosphere) là môi trường sống có rất nhiều vi khuẩn, nấm sợi, nấm men và tảo tạo thành 1
quần thể trên lá, chúng thường được gọi là các vi sinh vật biểu sinh hoặc là biểu sinh (Hữano và
Upper, 1983). Những loài này thường xuyên nằm ở dọc bó mạch, đặc biệt là ở các vùng trũng
giữa các vách có nếp lồi ở các tế bào biểu bì.
10
Các vi sinh vật cư trú trên bề mặt cây trồng thích nghi để tồn tại và phát triển trong môi
trường sống này. Nếu các vi sinh vật đã được tìm thấy có khả năng đối kháng hiệu quả đối với
mầm bệnh, thì sau đó chúng sẽ được sử dụng cho mục đích kiểm soát sinh học nhiều hơn so với
các sinh vật từ các môi trường khác mà có thể có tính đối kháng như nhau đối với tác nhân gây
bệnh.
Một số của các thí nghiệm đã sử dụng vi khuẩn làm tác nhân kiểm soát sinh học đã cho
kết quả không mong muốn, bởi vì nó đã được chứng minh là không thể để duy trì số lượng tế
bào ở mức độ đủ cao để cung cấp cho việc kiểm soát, đặc biệt là trong điều kiện khô khi có ánh
sáng mặt trời (Leben và ctv., 1965; Sleesman và Leben, 1976). Các thí nghiệm của Spurr
(1981), có liên quan đến các vi khuẩn được sử dụng là loài Bacillus từ môi trường sống không
phải trên lá. Những vi khuẩn này có khả năng hình thành bào tử có thể cho phép quần thể cao
hơn để tồn tại ừên lá. Việc ứng dụng các vi khuẩn đối kháng trên lá có thể gặt hái thành công
lớn hơn về việc kiểm soát các vi khuẩn gây bệnh ở thực vật hơn là nấm (Beer và Rundle, 1980).
Theo Beer và Rundle (1980) cho thấy một số chủng Envinia herbỉcola thu được từ cây
ăn quả đã sản xuất ra bacteriocin - giống như các chất ức chế sự tăng trưởng của E. amylovora
trong ống nghiệm. Một phân lập của vi khuẩn Erwinia và của Pseudomonas có thể ức chế sự
phát ừiển của bệnh sọc nâu ữên lúa do vi khuẩn Xanthomonas translucen fsp. oryzicola khi các
vi sinh vật đối kháng được áp dụng trên lá 24 giờ trước khi có bệnh xuất hiện (Rao và Pavgi,
1976). Không chỉ vi khuẩn hoại sinh mà còn có các chủng không tương thích của dòng vi khuẩn

gây bệnh đã được chứng minh là có tính kiểm soát sinh học.
Các chủng không tương thích của X. oryzae đã ức chế sự phát triển của vết bệnh ừên lá
lúa do những chủng tương thích của cùng 1 dòng vi khuẩn (Watanabe và ctv., 1976). Các vi
khuẩn không gây bệnh như loài Pseudomonas, Xanthomonas, và Corynebacterỉum spp. có thể
mang lại tác dụng tương tự. Những nỗ lực sử dụng vi khuẩn để kiểm soát nấm gây bệnh nhiều
hơn so với việc sử dụng vi khuẩn để ức chế bệnh do vi khuẩn gây ra.
2.6 Đặc tính chung của vi khuẩn thuộc chi Bacỉllus
về đặc điểm phân loại thuộc ngành: Firmicutes, lớp: Bacilli, bộ: BaciUales, họ:
Bacillaceae, chi: Bacỉllus. (Cook và Baker, 1989).
Vi khuẩn thuộc chi Bacỉllus thường có hình que, kích thước 1-1,2x3-5 ịim, gram dương,
không có lớp capsul, hiếu khí. Vi khuẩn tạo nội bào tử có kích thước 1x1,5um (Cook và Baker,
2000). Khuẩn lạc thường có màu hoặc không màu,
11
nhăn. Theo Phạm Văn Kim (2000), nội bào tử có khả năng lưu tồn rất lâu khi gặp điều kiện bất
lợi, ở 100°c nội bào tô của 1 loài Bacillus có thể chịu đựng được từ
2,5 - 1200 phút.
Theo Cook và Baker (1989) thì nhiệt độ thích họp cho sự phát triển của Bacillus là 35-
45°C, các dòng vi khuẩn này có thể được chọn lọc từ xử lý dịch trích trong đất với nước nóng
80°c trong vòng 10 phút hay xử lý trong đất bằng cách xông hơi nước 60°c trong 30 phút đối
với các vi khuẩn hiếu khí.
Theo Silo-suh và ctv. (1994), Bacillus phân bố rộng rãi trong đất, có khả năng chịu
đựng ở nhiệt độ cao, có thể phát triển nhanh trong môi trường lỏng và hình thành nội bào tử
trong điều kiện khắc nghiệt. Sự hình thành nội bào tà bắt đầu từ sự phân chia bất đối xứng tế
bào thành hai phần không bằng nhau, phần nhỏ hơn được gọi là prespore và phần lớn được gọi
là tế bào mẹ. Tiếp đó, tế bào mẹ sử dụng tất cả các nguồn chất dinh dưỡng và thành phần của tế
bào mẹ để hình thành lớp vỏ rắn chắc có thể bảo vệ prespore, do đó tối đa hóa cơ hội sống sót
cho các nội bào tử trưởng thành. Nội bào tử có thể tồn tại dưới tác động của các tác nhân diệt
khuẩn như nhiệt độ cao (có thể lên tới 100°C), bức xạ ion hóa, dung môi hóa chất, chất tẩy rửa
và enzyme (Errington, 2003). Nội bào tử có thể tồn tại trong một thời gian dài cho đến khi điều
kiện môi trường thuận lợi cho sự tăng trưởng (Phạm Văn Kim, 2000). Nhiều kết quả nghiên

cứu cho thấy vi khuẩn Bacillus spp. có khả năng sản xuất một lượng lớn các chất kháng sinh
như gramicidin s, polymyxin, tyrotricidin, bacilysin, chlotetaine, iturin A, mycobacillin,
bacilomycin, mycosubtilin, fungistatin và subsporin có thể kiểm soát các bệnh cây trồng (Intana
và ctv., 2008).
2.7 Vai trò của vi khuẩn Bacillus'.
Bacillus được đánh giá là có khả năng giúp cây trồng cải thiện sự tăng trưởng thực vật
theo hai cơ chế là gián tiếp và trực tiếp. Theo cơ chế gián tiếp, vi khuẩn Bacillus tiết ra chất
kháng sinh chống lại vi khuẩn gây bệnh, làm giảm sắt hữu dụng đến mầm bệnh thực vật
(phytopatogen) trong vùng rễ, tổng họp các enzyme phân hủy vách tế bào nấm và cạnh tranh
chỗ ở (vị trí ở rễ cây) với vi sinh vật gây hại. Còn với cơ chế trực tiếp, vi khuẩn Bacillus còn
giúp cho sự tăng trưởng, bao gồm tác động giải phóng phosphate hữu dụng sinh học giúp cho
cây ữồng hấp thu, cố định nitơ cho cây trồng hấp thu, giúp cây trồng có thể sử dụng Fe hữu hiệu
hơn thông qua việc tạo siderophore, là một hợp chất có trọng lượng phân tử thấp (400-1000
daltons) có ái lực cao với Fe
3+
, hòa tan rất kém ở nhiều loại đất (Glick, 1995; Glick và ctv.,
1999, trích dẫn bởi Nguyễn Thị Thu Hằng, 2008).
12