NGHIÊN cứu ỨNG DỤNG kỹ THUẬT PHÂN tử xác ĐỊNH PHYTOPLASMA gây BỆNH TRÊN cây mía

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
*****************************

NGÔ GIA BÔN


NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG KỸ THUẬT PHÂN TỬ
XÁC ðỊNH PHYTOPLASMA GÂY BỆNH TRÊN CÂY MÍA


Chuyên ngành : Bảo vệ thực vật
Mã số : 60.62.01.12


LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP



Người hướng dẫn khoa học
TS. Trịnh Xuân Hoạt



Hà Nội - 2014

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page i

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi với sự giúp đỡ tận
tình của TS. Trịnh Xuân Hoạt, Phó Viện trưởng Viện bảo vệ thực vật cùng toàn
thể các anh /chị trong Nhóm nghiên cứu bệnh cây - Bộ môn Chẩn đoán, Giám
định dịch hại và Thiên địch. Các kết quả và số liệu nêu trong luận văn là hoàn
toàn trung thực.

Tác giả luận văn




Ngô Gia Bôn










Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page ii

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi còn nhận
được sự giúp đỡ tận tình của nhiều cá nhân và tập thể.
Trước hết, Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn TS.
Trịnh Xuân Hoạt, Viện Bảo vệ thực vật, người đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn tôi
thực hiện và hoàn thành luận văn này.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các thầy cô trong Ban Đào tạo
sau Đại học-Viện KHNN Việt Nam đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành
học tập chương trình cao học cũng như hoàn thành luận văn.
Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đối với sự quan tâm của thầy
giáo hướng dẫn, sự giúp đỡ nhiệt tình và động viên của lãnh đạo Viện Bảo vệ
thực vật, lãnh đạo và cán bộ Bộ Môn Chẩn đoán giám định dịch hại và thiên địch
Viện Bảo vệ thực vật
Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã tạo điều kiện
thuận lợi, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Một lần nữa, tôi xin trân trọng cảm ơn!


Hà Nội, ngày 20 tháng 12 năm 2014
Tác giả luận văn



Ngô Gia Bôn


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ðOAN i
LỜI CẢM ƠN ….ii
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT v
DANH MỤC BẢNG vi
DANH MỤC HÌNH vii
MỞ ðẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 4
1.1. Cơ sở khoa học của ñề tài 4
1.2 Tình hình sản xuất mía trên thế giới và Việt Nam 5
1.2.1. Tình hình sản xuất mía ñường trên thế giới 5
1.2.2. Tình hình sản xuất mía tại Việt Nam 5
1.2.3. Nguồn gốc và lịch sử phát triển của cây mía 6
1.2.4. Vị trí phân loại 6
1.2.5. ðặc ñiểm sinh trưởng 6
1.2.6. Giá trị kinh tế 8
1.3. Tổng quan nghiên cứu về bệnh hại thực vật do phytoplasma 9
1.3.1. Lịch sử nghiên cứu phytoplasma 9
1.3.2. Hình thái phytoplasma 9
1.3.3. Tầm quan trọng của bệnh do phytoplasma trên thực vật 10
1.3.4. Vị trí phân loại phytoplasma 10
1.3.5. Triệu chứng bệnh do phytoplasma gây ra 16
1.3.7. Phát hiện và ñịnh loại phytoplasma gây bệnh thực vật 17
1.3.8. Những nghiên cứu về bệnh phytoplasma hại mía 20
1.3.9. Biện pháp quản lý bệnh thực vật do phytoplasma gây ra 22
1.4. Các nghiên cứu về Phytoplasma hại cây trồng ở Việt Nam 24
CHƯƠNG 2:VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25
2.1. Vật liệu và ñịa ñiểm nghiên cứu 25

2.1.1. Vật liệu, dụng cụ nghiên cứu 25

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page iv

2.1.2 ðịa ñiểm nghiên cứu 25
2.2. Nội dung nghiên cứu 26
2.3. Phương pháp nghiên cứu 26
2.3.2 Phương pháp nghiên cứu xác ñịnh bệnh phytoplasma hại trên mía 27
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 35
3.1. Kết quả ñiều tra sự phân bố và gây hại của nhóm bệnh do phytoplasma gây hại
trên cây mía 35
3.1.1. Kết quả ñiều tra thu thập mẫu bệnh tại Nghệ An 35
3.1.2 Triệu chứng bệnh do phytoplasma gây hại trên mía 39
3.2. Kết quả nghiên cứu xác ñịnh bệnh do phytoplasma gây hại trên mía 42
3.2.1. Kết quả xác ñịnh phytoplasma trong mô mía bằng kính hiển vi ñiện tử 42
3.2.2. Xác ñịnh phytoplasma trong mô cây mía biểu hiện triệu chứng bệnh chồi cỏ
bằng phương pháp PCR 44
3.2.3. Phân tích trình tự gen secA 70
KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 73
TÀI LIỆU THAM KHẢO 74
PHỤ LỤC 84

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page v


DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt Chữ viết ñầy ñủ
BVTV Bảo vệ thực vật
NS Năng suất
NXB Nhà xuất bản
Bp base pairs
Ca. Phytoplasma Candidatus Phytoplasma
CTAB Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide
DNA Deoxy Nucleic Acid
RLFP Restriction Length Fragment Polymorphism
RNA Ribo Nucleic Acid
PCR Polymerase Chain Reaction
SCGSD Sugarcane Grassy Shoot Disease
SCWLD Sugarcane White Leaf Disease
TE Tris-HCl EDTA
TAE Tris-acetate acid EDTA
LAMP Loop mediated isothermal Amplification
FAO Food and Agriculture Organization


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page vi

DANH MỤC BẢNG
TT bảng Tên bảng Trang
1.1 Tình hình sản xuất mía trên thế giới………………………

5
1.2 Phân nhóm Phytoplasma dựa trên phân tích RFLP của gene
16SrRNA…………………………………………………

11
2.1 Các cặp primer được sử dụng trong nghiên cứu…………… 33
3.1 Tình hình phát sinh bệnh chồi cỏ mía tại Nghệ An………… 37
3.2 Tỷ lệ bệnh chồi cỏ tại Huyện Tân Kỳ, Nghệ An năm 2012…

39
3.3 Kết quả chạy PCR các cặp primer 55
3.4 Mức sai khác trình tự nucleotide của SCGSNA so với các
đại diện của các nhóm Phytoplasma khác nhau…………….
58

3.5 Phytoplasma sử dụng trong phân tích phả hệ………………. 61
3.6 Phytoplasma sử dụng trong phân tích phả hệ………………. 67


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page vii

DANH MỤC HÌNH
TT hình Tên hình Trang

2.1 Vị trí của một số primer trên đoạn gen 16-23SrRNA ………. 34
3.1 Sự phân bố của bệnh chồi cỏ mía tại Nghệ An được đánh dấu
sao màu đỏ …………………………………………………

36
3.2 Triệu chứng bệnh chồi cỏ mía tại Nghệ An ………………… 40
3.3 Triệu chứng bệnh chồi cỏ mía được phát hiện tại Ấn Độ ……

41
3.4 Triệu chứng bệnh chồi cỏ mía được phát hiện tại Sri-Lanka 41
3.5 Triệu chứng điển hình của bệnh trắng lá mía thu tại Bình
Dương ………………………………………………………
42
3.6 Hình ảnh hiển vi điện tử chụp mô cây mía biểu hiện và
không biểu hiện triệu chứng chồi cỏ mía thu tại Nghệ An …
43
3.7 Phát hiện Phytoplasma trong mô cây mía biểu hiện triệu
chứng trắng lá ……………………………………………….
44
3.8 Kết quả sản phẩm PCR ở điều kiện nhiệt độ 50
0
C …………. 45
3.9 Kết quả sản phẩm PCR ở điều kiện nhiệt độ 52
0
C …………. 46
3.10 Kết quả sản phẩm PCR ở điều kiện nhiệt độ 55
0
C …………. 46
3.11 Kết quả sản phẩm PCR ở điều kiện nhiệt độ 58
0

C …………. 47
3.12 Kết quả sản phẩm PCR ở điều kiện nhiệt độ 60
0
C …………. 47
3.13 Nested PCR sử dụng cặp primer P1/P7 và R16mF2/R16mR1
để phát hiện Phytoplasma trong mô cây mía ………………
48

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page viii

3.14 Nested PCR sử dụng cặp mồi P1/P7 – R16F2/R16R2 để phát
hiện Phytoplasma trong mô cây mía …………………………

49
3.15 Nested PCR sử dụng cặp mồi P1/P7-R16F0/R16R0 để phát
hiện Phytoplasma trong mô cây mía …………………………

50
3.16 Nested PCR sử dụng cặp mồi P1/P7-R16F2N/R16R2 để phát
hiện Phytoplasma trong mô cây mía …………………………

50
3.17 Nested PCR sử dụng cặp mồi P1/P7-R16(I)F2/R16(I)R1 để
phát hiện Phytopalsma trong mô cây mía ……………………

51
3.18 Nested PCR sử dụng cặp mồi P1/P7-R16(III)F2/R16(III)R1
để phát hiện Phytoplasma trong mô cây mía ………………
52

3.19 Nested PCR sử dụng cặp mồi P1/P7-R16(V)F2/R16(V)R1 để
phát hiện Phytoplasma trong mô cây mía ……………………

52
3.20 Nested-PCR sử dụng cặp primer P1/P7-R16F2n/R16R2 đã
khuyếch đại đoạn gen 16SrRNA của Phytoplasma trong mô
cây mía biểu hiện triệu chứng chồi ………………………….
53
3.21 Sản phẩm PCR được thực hiện tại phòng thí nghiệm của Đại
học Tottingham, Vương quốc Anh ………………………….
54
3.22 Phân tích tính đa hình của sản phẩm Nested-PCR bằng
enzyme giới hạn …………………………………………….
56
3.23 Trình tự đoạn gen 16SrRNA của Phytoplasma gây bệnh chồi
cỏ mía tại Nghệ An …………………………………………
57
3.24 So sánh mức độ tương đồng giữa trình tự gen 16SrRNA của
Phytoplasma gây bệnh chồi cỏ mía tại Nghệ An-Việt Nam
với Phytoplasma gây bệnh chồi cỏ mía tại Ấn Độ bằng phần
mềm so sánh trình tự ClustalW2 …………………………….
60

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page ix

3.25 Cây phả hệ được xây dựng theo phương pháp Neighbor-
joining ……………………………………………………….
63
3.26 Sản phẩm nested-PCR với cặp primer P1/P7-R16F2n/R16R2

khuếch đại từ mẫu mía biểu hiện triệu chứng trắng lá ………
64
3.27 Sản phẩm nested-PCR đã được cắt bằng các enzyme giới hạn 65
3.28 Trình tự gen 16SrRNA của Phytoplasma gây bệnh trắng lá
mía tại Bình Dương…………………………………………
66
3.29 Cây phả hệ được xây dựng theo phương pháp Neighbor-
joining ……………………………………………………….
69
3.30 Cây phả hệ thể hiện mối tương quan giữa các Phytoplasma
gây bệnh trên mía và cỏ dựa trên trình tự gen SecA ………
71
3.31 Cây phả hệ thể hiện mối tương quan giữa các Phytoplasma
gây bệnh trên mía và cỏ dựa trên trình tự gen 16SrRNA ……
72


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 1

MỞ ðẦU
1. Tính cấp thiết của ñề tài
Mía (Saccharum officinarum L.) là cây công nghiệp quan trọng nhất cho
ngành sản xuất mía đường tại Việt Nam. Tuy nhiên những năm gần đây xuất
hiện một số loại bệnh nguy hiểm do Phytoplasma gây ra. Phytoplasma thuộc họ
Acholeplasmataceae, loài Candidatus Phytoplasma (Ca. Phytoplasma) đã trở
thành một trong những đối tượng gây hại nghiêm trọng nhất đối với cây trồng
nông nghiệp trên thế giới và Việt Nam trong những năm gần đây.
Trên cây mía có hai bệnh nguy hiểm do Phytoplasma gây ra đó là bệnh
chồi cỏ mía và bệnh trắng lá mía (Sdoodee et al., 1999). Năm 2009 bệnh chồi cỏ

mía đã phát triển thành dịch tại Nghệ An, trên 6000 hecta mía bị nhiễm bệnh
chồi cỏ, gây thiệt hại lớn cho người sản xuất và cho ngành công nghiệp chế biến.
Bệnh chồi cỏ mía là một trong những bệnh gây thiệt hại lớn nhất cho ngành công
nghiệp mía đường trên thế giới do bệnh lan truyền rất nhanh. Bệnh chồi cỏ đã
xuất hiện gây hại từ lâu ở các nước Ấn Độ, Australia, Bangladesh, Malaysia,
Nepal, Sri Lanka và Pakistan. Phytoplasma là một nhóm tác nhân gây bệnh đặc
biệt nguy hiểm không chỉ đối với cây mía mà còn trên nhiều loại cây trồng khác
thuộc họ hòa thảo. Bên cạnh bệnh chồi cỏ mía gây hại ở Nghệ An, bệnh trắng lá
mía cũng xuất hiện và gây hại tại Bình Dương và các tỉnh phía Nam. Cây mía bị
nhiễm bệnh chồi cỏ sẽ mọc nhiều chồi bên từ gốc và từ các đốt thân. Các chồi
bên này không thể phát triển thành cây mía bình thường được, từ một khóm mía
có thể mọc hàng chục đến trăm chồi bên. Phiến lá mềm, hẹp có màu xanh, hoặc
xanh nhạt.
Để xây dựng phương pháp chẩn đoán giám định Phytoplasma hại cây
trồng nói chung và Phytoplasma hại mía nói riêng, chúng tôi tiến hành nghiên

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 2

cứu đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật phân tử xác ñịnh Phytoplasma gây
bệnh trên cây mía”. Kết quả sẽ góp phần chẩn đoán nhanh, chính xác nguyên
nhân gây bệnh trên mía, cũng như góp phần xây dựng thành công các giải pháp
phòng trừ bệnh hại mía, phát triển bền vững ngành sản xuất mía đường.
2. Mục ñích yêu cầu của ñề tài
2.1 Mục ñích của ñề tài
- Nghiên cứu thành công kỹ thuật sinh học phân tử để chẩn đoán, xác định bệnh
do Phytoplasma gây hại trên cây mía nói riêng và ứng dụng trong chẩn đoán
bệnh do Phytoplasma gây hại trên cây trồng nói chung.
2.2 Yêu cầu của ñề tài
- Xác định được tên, sự phân bố, gây hại của các Phytoplasma gây bệnh trên cây

mía, mô tả được triệu chứng bệnh do các Phytoplasma gây ra trên mía.
- Phát hiện và chụp được ảnh hình thái của Phytoplasma gây hại trên mía bằng
kính hiển vi điện tử.
- Xây dựng được kỹ thuật sinh học phân tử có hiệu quả nhất trong chẩn đoán,
xác định Phytoplasma gây hại trên cây mía.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài
- Cung cấp dẫn liệu khoa học về bệnh Phytoplasma gây hại trên cây mía.
- Xác định được phương pháp chẩn đoán nhanh và chính xác Phytoplasma gây
hại trên cây mía cũng như xác định được sự đa dạng di truyền của các
Phytoplasma gây bệnh trên mía.
4. ðối tượng, phạm vi và ñịa ñiểm nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Phytoplasma gây bệnh trên mía. Một số giống mía trồng
trong sản xuất.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 3

- Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu và phát triển kỹ thuật phân tử chẩn đoán,
giám định Phytoplasma gây ra trên mía ở Nghệ An, Bình Dương.
- Địa điểm nghiên cứu: Viện Bảo vệ thực vật, tỉnh Nghệ An và tỉnh Bình Dương.



Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 4

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
1.1. Cơ sở khoa học của ñề tài
Phytoplasma là tác nhân gây bệnh trên hàng trăm loại cây trồng khác

nhau. Nghiên cứu bệnh do Phytoplasma khá phức tạp và gặp nhiều khó khăn so
với các bệnh trên cây trồng do các loài vi sinh vật khác gây ra, bởi vì một loài
Phytoplasma có thể gây bệnh trên nhiều loại cây và tùy thuộc vào từng loài ký
chủ, điều kiện môi trường khác nhau mà triệu chứng bệnh thể hiện khác nhau.
Trước đây ở Việt Nam, việc chẩn đoán giám định bệnh do Phytoplasma gây ra
chủ yếu dựa vào hình ảnh kính hiển vi điện tử (TEM), nhưng biện pháp này chỉ
phát hiện có hay không Phytoplasma trong mô cây bị bệnh mà không giám định,
phân loại và định danh được tác nhân gây bệnh.
Năm 2005, trên cây mía tại Nghệ An xuất hiện triệu chứng mới có thể là
do Phytoplasma gây ra. Qua quan sát triệu chứng có thể đây là bệnh chồi cỏ mía
(Sugarcane grassy shoot) do Phytoplasma gây ra vì giống với các mô tả về bệnh
chồi cỏ mía đã từng gây hại trên mía tại Ấn Độ, Sri-Lanka…Để chẩn đoán giám
định chính xác nguyên nhân gây bệnh, kỹ thuật phân tử là phương pháp có độ
chính xác cao nhất đang được áp dụng rộng rãi trên thế giới. Tuy nhiên ở Việt
Nam, việc vận dụng kỹ thuật phân tử trong chẩn đoán giám định Phytoplasma
chưa bao giờ được vận dụng và còn quá mới mẻ. Do đó, đề tài này xây dựng
nhằm nghiên cứu và xác lập các điều kiện tối ưu, xây dựng quy trình ứng dụng
kỹ thuật phân tử trong chẩn đoán giám định Phytoplasma gây bệnh trên mía và
làm cơ sở để nghiên cứu các bệnh Phytoplasma trên các loại cây trồng khác ở
Việt Nam.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 5

1.2 Tình hình sản xuất mía trên thế giới và Việt Nam
1.2.1. Tình hình sản xuất mía ñường trên thế giới
Ngành sản xuất mía đường trên thế giới đã phát triển mạnh từ thế kỷ thứ
16. Theo thống kê của Tổ chức Nông Lương Liên Hiệp Quốc (FAO, 2012), hiện
nay hàng năm toàn thế giới sản xuất được khoảng 1.832.541 ngàn tấn mía. Sản
lượng mía toàn thế giới năm 2012 gấp 4,09 lần sản lượng năm 1961 (Bảng 1.1).

Trong đó tăng nhiều nhất là vùng Nam Mỹ, tiếp đến là Châu Á, trong khi đó sản
lượng mía ở Châu Âu năm 2012 lại có xu hướng giảm xuống so với năm 1961.
Bảng 1.1. Tình hình sản xuất mía trên thế giới
Năm

Diện tích
(ha)
Năng suất
(tấn/ha)
Sản lượng mía
(tấn)
2008

24.085.416

72,0

1. 734.998.524

2009

23.693.573

71,5

1.693.545.000

2010

23.784.059

71,8

1.707.862.934

2011

25.581.153

71,1

1.819.419.962

2012

26.088.636

70,2

1.832.541.194

Nguồn: Tổ chức Nông Lương Liên hợp quốc (FAO, 2012).
1.2.2. Tình hình sản xuất mía tại Việt Nam
Trong giai đoạn từ 2008-2012, do giá đường- giá mía khá cao, các công ty
mía đường và người trồng mía có lãi nên diện tích đã được mở rộng và ổn định,
việc đầu tư thâm canh được quan tâm nên năng suất, sản lượng mía liên tục tăng.
Theo Bộ Nông nghiệp và PTNT, vụ mía năm 2012-2013, diện tích mía cả nước
là 298.200 ha, tăng hơn so với vụ trước 15.000 ha, năng suất mía bình quân cả
nước đạt 63,9 tấn/ha tăng so với vụ trước 2,2 tấn/ha, sản lượng mía cả nước được
19,04 triệu tấn, tăng so với vụ trước 1,5 triệu tấn. Diện tích vùng nguyên liệu tập

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 6

trung là 285.100 ha, tăng hơn vụ trước 14.139 ha và được phân chia khá đồng
đều giữa 3 miền. Về chất lượng, do chăm sóc tốt, chất lượng mía vụ 2012-2013
tốt hơn vụ trước, trữ lượng đường bình quân của mía đưa vào nhà máy chế biến
khoảng 9,8 CCS, cao hơn vụ trước 0,2 CCS.
1.2.3. Nguồn gốc và lịch sử phát triển của cây mía
Mía có nguồn gốc ở vùng quần đảo Ghinê, nam Thái Bình Dương. Cây
mía có thể đã xuất hiện từ hàng vạn năm về trước, khi mà lục địa Á - Úc còn
dính liền nhau. Người ta đã tìm thấy những loài cây dại thuộc chi Saccharum
phân bố rộng khắp ở Ấn Độ, Trung Quốc, các quần đảo ở nam Thái Bình Dương
(Philippin, Indonesia, Australia). Ở Trung Quốc và Ấn Độ, nghề trồng mía làm
đường đã có cách đây hơn 2.000 năm. Từ hai nước này, nghề trồng mía được
phổ biến rộng khắp vùng Đông Nam Á trong đó có Việt Nam
(
1.2.4. Vị trí phân loại
Cây mía thuộc giới thực vật, bộ Poales, họ Poaceae, chi Saccharum L.
(
1.2.5. ðặc ñiểm sinh trưởng
1.2.5.1. Nhiệt ñộ
Nhiệt độ bình quân thích hợp cho sự sinh trưởng của cây mía là 15-26
0
C.
Giống mía nhiệt đới sinh trưởng chậm khi nhiệt độ dưới 21
0
C và ngừng sinh
trưởng khi nhiệt độ 13
0

C và khi nhiệt độ dưới 5
0
C thì cây sẽ chết. Những giống
mía á nhiệt đới chịu rét tốt hơn. Mía nảy mầm tốt nhất trong khoảng từ 26-33
0
C.
Nhiệt độ dưới 15
0
C và trên 40
0
C sẽ ảnh hưởng đến khả năng nảy mầm của mía.
Khoảng nhiệt độ từ 28-35
0
C là thích hợp cho mía vươn lóng. Biên độ nhiệt
giữa ngày và đêm liên quan tới hàm lượng đường trong mía. Giới hạn nhiệt độ

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 7

thích hợp cho thời kì mía chín từ 15-20
0
C. Hàm lượng đường trong mía thường
đạt ở mức cao nhất cho các vùng có khí hậu lục địa hay ở vùng cao.


1.2.5.2. Ánh sáng
Mía là cây nhạy cảm với ánh sáng và có nhu cầu cao về ánh sáng. Thiếu
ánh sáng, mía phát triển không tốt, hàm lượng đường thấp. Mía cần thời gian tối
thiểu là 1200 giờ, tốt nhất là trên 2000 giờ. Quang hợp của cây mía tỉ lệ thuận
với cường độ và độ dài chiếu sáng. Thiếu ánh sáng cây hút phân kém, ở vùng

nhiệt đới và á nhiệt đới mía vươn cao mạnh nhất khi bắt đầu vào mùa hè có độ
dài ngày tăng lên.
1.2.5.3. ðộ ẩm
Mía là cây cần nhiều nước nhưng lại không chịu được úng nước. Mía có
thể phát triển tốt ở những vùng có lượng mưa từ 1500mm/năm.Giai đoạn sinh
trưởng mía yêu cầu lượng mưa từ 100-170mm/tháng. Khi chín cần khô ráo, mía
thu hoạch sau một thời gian khô ráo khoảng 2 tháng sẽ cho tỉ lệ đường cao.
1.2.5.4. ðộ cao
Độ cao có liên quan đến cường độ chiếu sáng cũng như mức chênh lệch
nhiệt độ giữa ngày và đêm, do đó ảnh hưởng đến khả năng tích tụ đường trong
mía, các khâu trong qui trình chế biến. Giới hạn về độ cao ảnh hưởng đến hoạt
động sinh trưởng và phát triển của cây mía, điều kiện tốt nhất vùng xích đạo là
1600m, ở vùng nhiệt đới là 700-800 m.
1.2.5.5. ðất trồng
Mía là loại cây công nghiệp khoẻ, dễ tính, không kén đất, có thể trồng mía
trên nhiều loại đất khác nhau, từ đất có tỷ lệ sét tới 70% cho tới các loại đất có
đất chứa 70% cát. Đất thích hợp nhất cho sinh trưởng, phát triển của mía là
những loại đất xốp, tầng canh tác sâu, có độ phì cao, giữ ẩm tốt và dễ thoát nước.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 8

Mía có thể phát triển ở đất có độ pH trong khoảng 4-9, nhưng độ pH thích hợp là
5,5-7,5. Độ dốc địa hình không vượt quá 15 độ, đất không ngập úng thường
xuyên. Những vùng đất đai bằng phẳng cơ giới vận tải tương đối thuận lợi đều
có thể bố trí trồng mía. Ngoài ra người ta có thể canh tác mía ở cả những vùng
gò đồi có độ dốc không lớn lắm ở vùng trung du miền núi.
1.2.6. Giá trị kinh tế
Mía là cây nguyên liệu quan trọng của ngành công nghiệp chế biến
đường. Đường là một loại thực phẩm cần có trong cơ cấu bữa ăn hàng ngày của

nhiều quốc gia trên thế giới, cũng như là loại nguyên liệu quan trọng của nhiều
ngành sản xuất công nghiệp nhẹ và hàng tiêu dùng như bánh kẹo. Lượng nước
trong mía chiếm khoảng 80-90% khối lượng thân, trong đó hàm lượng đường
chiếm 16-18%.
- Bã mía chiếm 25-30% khối lượng mía ép. Bã mía có thể dùng làm nguyên
liệu đốt lò, hoặc làm bột giấy, ép thành ván dùng trong kiến trúc, cao hơn là làm
ra Furfural là nguyên liệu cho ngành sợi tổng hợp.
- Mật gỉ chiếm 3-5% khối lượng mía ép. Từ mật gỉ cho lên men chưng
cất rượu rum, một ha mía với kỹ thuật sản xuất hiện đại của thế kỷ 21 có thể sản
xuất 7000-8000 lít cồn để làm nhiên liệu. Từ một tấn mía tốt người ta có thể sản
xuất ra 35-50 lít cồn 96
0
.
- Bùn lọc chiếm 1,5-3% khối lượng mía ép. Từ bùn lọc có thể rút ra sáp mía
để sản xuất nhựa xêrin làm sơn, xi đánh giầy, vv Sau khi lấy sáp bùn lọc dùng
làm phân bón rất tốt.
Mía còn là loại cây có tác dụng bảo vệ đất rất tốt. Mía là cây rễ chùm và rễ
phát triển mạnh trong tầng đất từ 0-60cm. Một ha mía tốt có thể có 13-15 tấn rễ,

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 9

sau khi thu hoạch bộ rễ để lại trong đất cùng với bộ lá sẽ phân hủy ra các chất
hữu cơ làm tăng độ phì của đất (
1.3. Tổng quan nghiên cứu về bệnh hại thực vật do Phytoplasma
1.3.1. Lịch sử nghiên cứu Phytoplasma
Năm 1967, các nhà khoa học người Nhật đã xác định được nguyên nhân
của nhiều bệnh biến vàng trên cây trồng là do Mycoplasma gây ra. Các triệu
chứng biến vàng trên cây trồng trước kia thường được cho là do virus. Từ năm
1967 đến năm 1994, tên Mycoplasma đã được sử dụng để nghiên cứu tác nhân

của nhiều bệnh biến vàng trên cây trồng. Đến năm 1994, tên gọi Phytoplasma đã
được công nhận tại hội nghị lần thứ 10 của tổ chức quốc tế về ngành
Mycoplasma học thay cho tên gọi “mycoplasma like organism” hay MLOs (Lee
et al., 2000).
1.3.2. Hình thái Phytoplasma
Phytoplasma là một dạng vi khuẩn thiếu vách tế bào nên không có hình
dạng cố định, tế bào của chúng được bao bọc bởi một lớp màng nhầy có tính đàn
hồi dày từ 75-100 A
0
(Angstron). Khi quan sát dưới kính hiển vi điện tử chúng
có dạng hình cầu, hình ovan, có thể có dạng hình sợi ngắn, dạng hình tròn với
đường kính trung bình từ 200-800 µm (Doi et al., 1967; Kirkpatrick, 1987). Bên
trong lớp màng nhầy có tế bào chất, ribosome và nhân ở dạng trần. Kích thước
bộ gen của Phytoplasma thay đổi từ 530 kilobases tới 1130 kilobases (Lee et al.,
2000). Phytoplasma là nhóm ký sinh bắt buộc trong mô libe thực vật, và trong
một số loài côn trùng thuộc nhóm chích hút (Doi et al., 1967), nó không thể nuôi
cấy trên môi trường nhân tạo.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 10

1.3.3. Tầm quan trọng của bệnh do Phytoplasma trên thực vật
Phytoplasma gây bệnh cho hàng trăm loại cây trồng khác nhau ở vùng nhiệt
đới và cận nhiệt đới với các triệu chứng biến vàng, lùn cây, hoá xanh vỏ quả,
chổi rồng vv (Bertaccini, 2007). Loài Ca. Phytopalsma oryzae gây bệnh vàng
lùn lúa; hai loài Ca. Phytoplasma asteris và Ca. Phytoplasma japonicum gây
bệnh vàng cây cúc tây; Ca. Phytoplasma aurantifolia gây bệnh chổi rồng trên lạc;
ba loài Ca. Phytoplasma palmae, Ca. Phytoplasma castaneae và Ca.
Phytoplasma cocosnigeriae gây bệnh chết vàng cây dừa cạn; Ca. Phytoplasma
brasiliense gây bệnh chổi rồng hoa dâm bụt.

Thiệt hại của cây trồng khi bị bệnh do Phytoplasma gây ra cũng giống
như thiệt hại khi cây bị bệnh vi rút, Phytoplasma gây thoái hoá cây trồng dẫn đến
năng suất và phẩm chất giảm, cây tàn lụi, ảnh hưởng rất lớn đến lợi ích kinh tế
của người trồng trọt. Nhưng cũng có trường hợp đặc biệt, Phytoplasma gây bệnh
trên cây trồng lại có lợi cho sự phát triển hình thái của cây, như bệnh Phytoplasma
gây lùn cây trạng nguyên (Bertaccini, 2007).
1.3.4. Vị trí phân loại Phytoplasma
Theo khóa phân loại vi khuẩn của Bergeys (2004), tất cả các loài
Phytoplasma đều được xếp vào chi Candidatus Phytoplasma, Bộ Acholeplas-
-matales, lớp Mollicutes, ngành Firmucutes, giới Bacteria. Trên cơ sở so sánh
chuỗi RNA ribosome 16S (16S rRNA), các loài Ca. Phytoplasma được xếp vào
ít nhất 19 nhóm phả hệ (ký hiệu từ 16SrI đến 16SrXIX), và có trên 70 phân
nhóm (Bertaccini, 2007; Lee et al., 2000).



Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 11

Bảng 1.2. Phân nhóm phytoplasma dựa trên phân tích RFLP của gene 16S
rRNA (Lee et al., 1998a).
Nhóm
16Sr
Bệnh liên quan đến Phytoplasma
(tên viết tắt)
Mã số
GenBank
Nguồn tài liệu
16SrI: Aster yellows
I-A Aster yellows witches’ broom

(AYWB)
NC_007716 Bai et al., 2006
I-A Tomato big bud (BB) L33760 Lee et al. 1992
I-B Onion yellows mild strain (OY-M) NC_005303 Oshima et al., 2004
I-B ‘Ca. P. asteris’, aster yellows (MAY) M30790 Lee et al., 2004a
I-C Clover phyllody (CPh) AF222065 Lee et al., 2004a
I-D Paulownia witches’ broom (PaWB) AY265206 Lee et al., 2004a
I-E Blueberry stunt (BBS3) AY265213 Lee et al., 2004a
I-F Aster yellows apricot – Spain
(A-AY)
X68338
AY265211
Kison, 1992*
Lee et al., 2004a
I-I Strawberry witches’ broom
(STRAWB1)
U96614 Jomantiene et al.,
1998
I-K Strawberry witches’ broom
(STRAWB2)
U96616 Jomantiene et al.,
1998
I-L Aster yellows (AV2192) AY180957 Lee et al., 2003
I-M Aster yellows (AVUT) AY265209 Lee et al., 2004a
I-N Aster yellows (IoWB) AY265205 Lee et al., 2004a
I-O Soybean purple stem (SPS) AF268405 Lee et al., 2002
I-P Aster yellows from Populus (PopAY) AF503568 Šeruga et al., 2003
I-Q Cherry little leaf (ChLL) - Valiunas et al., 2006

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 12

I-R Strawberry phylloid fruit
(StrawbPhF)
AY102275 Jomantiene et al.,
2002a
16SrII: Peanut WB
II-A Peanut witches’ broom (PnWB) L33765 Gundersen et al.,1994

II-B ‘Ca. P. aurantifolia’, witches’ broom
(WBDL)
U15442 Zreik et al., 1995
II-C Faba bean phyllody (FBP) X83432 Seemüller et al., 1998
II-D Sweet potato little leaf (SPLL) AJ289193 Gibb et al., 1995
II-E Pichris echioides phyllody (PEY) Y16393 Seemüller et al., 1998
II-F Cotton phyllody (CoP) EF186827 Martini et al., 2007
16SrIII: X-disease
III-A Western X-disease (WX) AF533231 Liefting &
Kirkpatrick, 2003
III-B Clover yellow edge (CYE) L33766 8 Gundersen et al.,1994

III-C Pecan bunch (PB) EF186807 Martini et al., 2007
III-D Goldenrod yellows (GR1) EF186810 Martini et al., 2007
III-E Spiraea stunt (SP1) AF190228 Jomantiene&Davis,
1999*
III-F Milkweed yellows (MW1) AF510724 Davis & Dally, 2002*

III-G Walnut witches’ broom (WWB) AF190226 Jomantiene & Davis,
1999*
III-H Poinsettia branch-inducing (PoiBI) AF190223 Jomantiene and

Davis, 1999
III-I Virginia grapevine yellows (VGYIII) AF060875 Davis et al., 1998
III-J Chayote witches’ broom AF147706 Montano et al., 2000

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 13

III-K Strawberry leafy fruit (SLF) AF1477067 Jomantiene & Davis,
2000
III-L Cassava frog skin disease (CFSD) EU346761 Alvarez et al., 2009
III-P Dandelion virescence (DanV) AF370119 Jomantiene & Davis,
2001
III-Q Black raspberry witches’ broom AF302841 Davis et al., 2001
III-T Sweet and sour cherry (ChD) FJ231728 Valiunas et al., 2009
III-U Cirsium white leaf AF373105 Jomantiene et al.,
2002b
16SrIV: Coconut lethal yellows
IV-A Coconut lethal yellowing (LYJ-C8) AF498307 Harrison et al., 2002
IV-B Yucatan coconut lethal decline
(LDY)
U18753 Harrison et al., 1994
IV-C Tanzanian coconut lethal decline
(LDT)
X80117 Harrison et al., 1994
16SrV: Elm yellows
V-A ‘Ca. P. ulmi’, elm yellows (EY) AY197655 Lee et al., 2004b
V-B ‘Ca. P. ziziphi’, jujube witches’
broom, (JWB-G1)
AB052876 Jung et al., 2003a
V-C Alder yellows (ALY882) AY197642 Lee et al., 2004b

V-C Flavescence dorée (FD-C) X76560 Daire et al., 1992
V-D Flavescence dorée (FD-D) AJ548787 Torres et al., 2005
V-E Rubus stunt (RuS) Y16395 Seemüller et al., 1998
16SrVI: Clover proliferation
VI-A ‘Ca. P. trifolii’, clover proliferation AY390261 Hiruki & Wang, 2004


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 14

VI-B Strawberry multiplier disease
(SMPD)
AF036354 Jomantiene et al.,
1998
VI-C Illinois elm yellows (ILEY) AF268895 Jacobs et al., 2003
16SrVII: Ash yellows
VII-A ‘Ca. P. fraxini’, ash yellows (AshY) AF092209 Griffiths et al., 1999
VII-B Erigeron witches’ broom AY034608 Barros et al., 2002
16SrVIII: Loofah witches’ broom
VIII-A Loofah witches’ broom (LufWB) AF086621 Ho et al., 2001
16SrIX: Pigeon pea witches’ broom
IX-A Pigeon pea witches’-broom (PPWB) AF248957 Davis & Dally, 2000
IX-C Naxos periwinkle virescence
(NAXOS)
- Duduk et al., 2008
16SrX: Apple proliferation
X-A ‘Ca. P. mali’, apple proliferation(AP) AJ542541 Seemüller &
Schneider, 2004
X-B ‘Ca. P. prunorum’, European stone
fruit yellows (ESFY)

AJ542544 Seemüller &
Schneider, 2004
X-C ‘Ca. P. pyri’, pear decline (PD) AJ542543 Seemüller &
Schneider, 2004
X-D ‘Ca. P. spartii’, spartium witches’
broom (SpaWB)
X92869 Marcone et al., 2004a
X-E Black alder witches’ broom (BAWB)

X76431 Seemüller et al., 1994
16SrXI: Rice yellow dwarf
XI-A ‘Ca. P. oryzae’, rice yellow dwarf
(RYD)
AB052873 Jung et al., 2003b

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 15

XI-B Sugarcane white leaf (SCWL) X76432 Lee et al., 1997
XI-C Leafhopper-borne (BVK) X76429 Seemüller et al., 1994
16SrXII: Stolbur
XII-A Stolbur (STOL) X76427 Seemüller et al., 1994
XII-B ‘Ca. P. australiense’, Australian
grapevine yellows (AUSGY)
L76865

Davis et al., 1997

16SrXIII: Mexican periwinkle virescence
XIII-A Mexican periwinkle virescence

(MPV)
AF248960 Dally et al., 2000
XIII-B Strawberry green petal, Florida U96616 Jomantiene et al.,
1998
16SrXIV: Bermudagrass white leaf
XIV-A ‘Ca. P. cynodontis’ bermudagrass
white leaf (BGWL)
AJ550984 Marcone et al., 2004b

16SrXV: Hibiscus witches’-broom
XV-A

‘Ca. P. brasiliense’, hibiscus witches’
broom (HibWB)
AF147708 Montano et al., 2001

16SrXVI: Sugarcane yellow leaf syndrome
XVI-A ‘Ca. P. graminis’ AY725228 Arocha et al., 2005
16SrXVII: Papaya bunchy top
XVII-A ‘Ca. P. caricae’ AY725234 Arocha et al., 2005
16SrXVIII: American potato purple top wilt
XVIII-A ‘Ca. P. americanum’ DQ174122 Lee et al., 2006b
16SrXIX: Cassia witches’-broom
XIX-A ‘Ca. P. omanense’ EF666051 Al-Saady et al., 2008