phân tích phân tử và khả năng kháng bệnh ghẻ thường do vi khuẩn streptomyces scabies ở một số dòng khoai tây chuyển gen mir

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM




TRẦN VIỆT HÀ



PHÂN TÍCH PHÂN TỬ VÀ KHẢ NĂNG KHÁNG BỆNH GHẺ THƯỜNG
DO VI KHUẨN STREPTOMYCES SCABIES Ở MỘT SỐ DÒNG
KHOAI TÂY CHUYỂN GEN MIR




CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
MÃ SỐ: 60.42.02.01


NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS-TS NGUYỄN THỊ PHƯƠNG THẢO




HÀ NỘI - 2015
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan:
- Luận văn này là công trình nghiên cứu của tôi;
- Số liệu sử dụng trong luận văn được là trung thực;
- Thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc và có
độ chính xác cao nhất trong phạm vi hiểu biết của tôi.

Hà Nội, ngày 24 tháng 02 năm 2015
Tác giả luận văn
Học viên



Trần Việt Hà

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

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, cho tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cả quý thầy cô
giảng dạy và công tác tại Ban quản lý Đào tạo, Bộ môn Công nghệ sinh học Thực vật
, Khoa Công nghệ sinh học, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã luôn quan tâm,
tạo điều kiện giúp đỡ và ủng hộ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn tốt
nghiệp của mình.
Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, cho phép tôi được bày tỏ lòng biết ơn
và kính trọng sâu sắc tới PGS-TS. Nguyễn Thị Phương Thảo – Trưởng khoa
CNSH, Học viện Nông nghiệp Hà Nội đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, giúp đỡ và

tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài, đánh giá kết quả
và hoàn thành luận văn đồng thời bồi dưỡng cho tôi những kiến thức chuyên môn
và kinh nghiệm quý báu.
Với tình cảm sâu sắc, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban lãnh đạo, Cán
bộ công nhân viên trong Bộ môn Công nghệ sinh học thực vật - Khoa Công nghệ
sinh học, , đặc biệt ThS. Nguyễn Thị Thủy đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện cho
tôi trong suốt quá trình thực tập.
Cuối cùng, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến toàn thể gia đình,
bạn bè, anh em, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi
mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận văn này!
Hà Nội, ngày 24 tháng 02 năm 2015

Học viên



Trần Việt Hà
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page iii

MỤC LỤC

Lời cam đoan i
Lời cảm ơn ii
Mục lục iii
Danh mục các từ viết tắt vi
Danh mục bảng vii
Danh mục hình viii
MỞ ĐẦU 1
1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2
1.2.1 Mục tiêu chung 2
1.2.2 Mục tiêu cụ thể 3
1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3
CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
1.1 Giới thiệu về cây khoai tây 4
1.1.1 Giới thiệu chung 4
1.1.2 Chiến lược sản xuất khoai tây bền vững và vấn đề an ninh lương
thực toàn cầu 4
1.1.3 Khoai tây bến đổi gen trên thị trường hiện nay 5
1.1.4 Dịch hại trên cây khoai tây 7
1.2 Bệnh ghẻ thường khoai tây (Common scab potato) và vi khuẩn
Streptomyces 8
1.2.1 Triệu chứng, nguyên nhân gây bệnh và đặc điểm phát sinh bệnh 8
1.3 Giới thiệu về yếu tố Thaxtomin A 11
1.4 Đột biến TXR1 và quá trình vận chuyển độc tố Thaxtomin A 13
1.5 Các biện pháp quản lý đối với bệnh ghẻ thường trên khoai tây 14
1.5.1 Biện pháp thủy lợi 14
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page iv

1.5.2 Cải tạo tính chất lý hóa đất 15
1.5.3 Sử dụng biện pháp hóa học 15
1.5.4 Sử dụng loài đối kháng 16
1.5.5 Biện pháp di truyền với việc sử dụng giống kháng bệnh: 16
1.6 Những biện pháp sàng lọc tình kháng bệnh ghẻ ở các dòng khoai tây 18
1.7 Công nghệ miRNA và ứng dụng 19
1.7.1 RNA interference 19
1.7.2 MicroRNA 20
1.7.3 RNAi trong thực vật 21

1.7.4 Cơ chế hoạt động của miRNA 22
1.7.5 Phương pháp tiếp cận để tạo RNAi trong cây trồng 22
1.7.6 Các công cụ phát hiện miRNA và mục tiêu mRNA hiệu quả 23
1.8 Ứng dụng của miRNA trên cây khoai tây 24
CHƯƠNG II VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU 26
2.1 Vật liệu nghiên cứu 26
2.2 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 27
2.2.1 Thời gian nghiên cứu 27
2.2.2 Địa điểm nghiên cứu 27
2.3 Nội dung nghiên cứu 27
2.4 Phương pháp nghiên cứu 27
2.4.1 Phương pháp chiết tách DNA (QUIA gen plant mini kit) 27
2.4.2 Phương pháp kiểm tra cây chuyển gen bằng PCR: 28
2.4.3 Phương pháp đánh giá tính mẫn cảm với Thaxtomin A của các
dòng khoai tây chuyển gen: 29
2.4.4 Phương pháp đánh giá khả năng kháng bệnh ghẻ thường bằng lây
nhiễm nhân tạo với S.scabies (Wanner, 2006 cải tiến): 30
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page v

2.4.5 Phương pháp xác định chỉ số gây bệnh (Wanner và Haynes,
2006): 31
23.4.6 Phương pháp Southern blot 32
CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36
3.1 Kết quả kiểm tra sự có mặt của cấu trúc gen được chuyển vào các
dòng khoai tây bằng PCR 36
3.2 Kết quả kiểm tra sự có mặt của cấu trúc gen được chuyển vào các
dòng khoai tây bằng Southern blot 37
4.2.1 Kết quả chiết tách DNA tổng số và nhân gen được chuyển 38

3.2.2 Kết quả tạo mẫu dò và cắt RE 39
3.2.3 Kết quả lai 40
3.3 Đánh giá các dòng chuyển gen thông qua thử tính mẫn cảm với
Thaxtomin A 41
3.4 Kết quả đánh giá khả năng kháng bệnh ghẻ thường của các dòng
khoai tây chuyển gen thông qua lây nhiễm nhân tạo với vi khuẩn
Streptomyces Scabies. 45
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 48
1 Kết luận 48
2 Kiến nghị 48
TÀI LIỆU THAM KHẢO 50
PHỤ LỤC 58
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page vi

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

STT

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

12
13
14
Tên viết tắt

S.scabies
TA
NCBI
RNAi
amiRNA
miRNA
PCR
RISC
RE
sRNA
siRNA
dsRNA
CT
TN
Tên đầy đủ
Streptomyces Scabies
Thaxtomin A
National Center for Biotechnology information
RNA interference
Artificial miRNA
microRNA
Polymerase Chain Reaction
RNA Inducing Silencing Complex
Restriction Enzyme
Small RNA

Small interfering RNA
Double-stranded RNA
Công thức
Thí nghiệm



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

DANH MỤC BẢNG

STT Tên bảng Trang
3.1 Tính mẫm cảm với Thaxtomin A của các dòng khoai tây chuyển gen 42
3.2 Chỉ số gây bệnh trên giống Atlantic và các dòng chuyển gen của
vi khuẩn S.scabies (sau 16 tuần theo dõi) 46



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

DANH MỤC HÌNH

STT Tên hình Trang
1.1 Triệu chứng bệnh ghẻ thường trên củ khoai tây 9
1.2 Cấu trúc hóa học của 4 loại Thaxtomins 12
2.1 Cấu trúc Vector pPS1-poMir9 26
3.1 Kết quả điện di sau PCR nhân gen của các dòng khoai tây chuyển
gen sử dụng cặp mồi pPSI 3071, pPSI 3440 37

3.2 Kết quả điện di sau PCR kiểm tra sự có mặt của vi khuẩn
A.tumerfacens bằng cặp mồi VirD F , VirD R. 37
3.3 Kết quả chiết tách DNA tổng số ( DNAesasy plant mini kit,
QIA gen) 38
3.4 Kết quả kiểm tra PCR các dòng chuyển gen bằng cặp mồi pPS1
3071, pPS1 3440 38
3.5 Kết quả điện di sản phẩm sau phản ứng PCR tạo mẫu dò đặc hiệu 39
3.6 Kết quả điện di sản phẩm sau phản ứng cắt bằng RE Xba1,
Agarose 1%, H = 70V, 1h 39
3.7 Kết quả lai của gen với mẫu dò poMir9 40
3.8 Hình ảnh các dòng khoai tây chuyển với các công thức thí
nghiệm nồng độ Thaxtomin A từ 100ppm đến 600ppm sau 4
tuần nuôi cấy 45
3.9 Kết quả lây nhiễm nhân tạo với S.scabies (sau 16 tuần lây nhiễm) 47
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 1

MỞ ĐẦU

1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Khoai tây (Solanum tuberosum L.) là cây lương thực đóng vai trò quan trọng
thứ 4 trên thế giới. Là cây trồng có hàm lượng nước và dinh dưỡng cao nên khoai
tây dễ bị tấn công bởi rất nhiều loại sâu bệnh hại. Trong đó đáng chú ý là bệnh ghẻ
thường (Common scap) do vi khuẩn Streptomyces Scabies tấn công. Bệnh được ghi
nhận gây hại trên hầu hết các quốc gia trồng khoai tây, trong đó có Việt Nam (Dung
và cs., 2003)
Bệnh ghẻ thường khoai tây là một trong những bệnh hại nghiêm trọng xuất
hiện ở tất cả các vùng trồng khoai tây trên thế giới bao gồm: Mỹ, Ấn Độ, Châu Á và
Châu Phi (Waner, 2006). Ở Mỹ, bệnh ghẻ thường là bệnh hại nghiêm trọng thứ 4
trên cây khoai tây, gây thiệt hại cho ngành công nghiệp khoai tây khoảng 3.5 tỉ

USD (Meng và cs., 2012). Ở Việt Nam, hầu hết các vùng trồng khoai tây đều bị ảnh
hưởng bởi bệnh này (Dung và cs., 2003).
Các biện pháp phòng chống bệnh hiện nay như: không dùng phân chuồng,
tăng cường tưới nước và giảm pH của đất thực tế là không cho hiệu quả rõ rệt, đồng
thời cũng gây ra những tác động xấu đến môi trường và giảm tính bền vững của hệ
thống nông nghiệp. Hiện tại có rất ít các giống khoai tây thương mại có tính kháng
bệnh cao, trong khi đó khả năng phát triển các giống kháng bệnh lại gặp khó khăn
do cho đến nay vẫn chưa tìm thấy nguồn gen kháng bệnh trong các loài khoai tây
Solanum tuberosum. Trong khi các nỗ lực nhằm tạo giống kháng bệnh thông qua lai
tạo truyền thống còn chưa có kết quả, việc sử dụng công nghệ gen đã cung cấp một
công cụ hiệu quả để nâng cao tính kháng của khoai tây đối với bệnh này.
Yếu tố gây độc ở Streptomyces Scabies (S.scabies) được xác định là
Thaxtomin A (TA) – một loại phytotoxin ức chế sinh tổng hợp cellulose. Cùng với
phát hiện này, Scheible và cộng sự (2003) đã tìm ra một đột biến gene kháng TA ở
Arabidopsis, gọi là txr1. Gen tương ứng với đột biến này là gen TXR1. Đồng thời,
sử dụng công cụ Blast (NCBI) cho thấy TXR1 có mức tương đồng cao trên các loài
thực vật khác, như cà chua, đậu tương, ngô, lúa và lúa mì… (khoảng từ 73 đến
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 2

80%). Trên cây khoai tây, Nguyễn thị Thùy Linh (2010) và Phạm Thị Lan Hương
(2011) đã tìm thấy 4 gen ứng viên trên giống khoai tây Atlantic.
Công nghệ RNAi được phát triển gần đây đã và đang tỏ ra là công cụ hiệu
quả để điều hoà ức chế các gen đơn hoặc các nhóm gen khác nhau trên cơ sở các
trình tự đặc hiệu. Các amiRNA đặc hiệu được thiết kế để để điều hoà ức chế các gen
cũng đã được công bố trên các cây hai lá mầm như Arabidopsis, cà chua và thuốc lá
và cây một lá mầm như lúa (Parizotto và cs., 2004; Alvarez và cs., 2006; Schwab và
cs., 2006; Xinshun và cs., 2008; Warthmann và cs., 2008).
Ứng dụng công nghệ này với mục đích tạo giống khoai tây kháng bệnh ghẻ
thường Nguyễn Thị Thùy Linh (2010) đã thiết kế thành công 11 vector miRNA đặc

hiệu tại các vị trí khác nhau trên gen này đã được thiết kế (Nguyễn Thị Thùy Linh,
2010; Phạm Thị Lan Hương, 2011; Ngô Thị Thanh Hiền, 2012) và đã chuyển gen
thành công 1 vector miRNA cho 3 dòng khoai tây (Ngô Thị Thanh Hiền, 2012),
bước đầu đánh giá biotest 3 dòng chuyển gen ở mức độ chống chịu với TA và tiến
hành lây nhiễm nhân tạo ở 3 dòng chuyển gen đều cho kết quả khả quan (Phan Thị
Ngân, 2013).
Để khẳng định sự có mặt của cấu trúc miRNA được chuyển vào 3 dòng
khoai tây và sự hoạt động của cấu trúc này thì chúng tôi tiếp tục tiến hàng nghiên
cứu để đánh giá đồng bộ ở cả ba mức là đánh giá phân tử, đánh giá in-vitro và đánh
giá in-vivo một số dòng khoai tây chuyển gen để bước đầu khẳng định các dòng
khoai tây đã được chuyển gen thành công và đánh giá được tính kháng bệnh ghẻ
thường của các dòng này.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
1.2.1. Mục tiêu chung
Đánh giá đồng bộ ở cả 3 phương diện là phân tử, in vitro, in vivo các dòng
chuyển gen để kết luận được hiệu quả tác động của các amir lên việc hình thành
tính kháng bệnh ở dòng khoai tây chuyển gen, tạo tiền đề cho việc sản xuất giống
khoai tây kháng bệnh ghẻ thường do vi khuẩn S.scablies gây ra.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 3

1.2.2. Mục tiêu cụ thể
 Kiểm tra sự có mặt của cấu trúc gen chuyển vào các dòng khoai tây bằng
PCR và Southern blot.
 Đánh giá in vitro các dòng chuyển gen thông qua khả năng chịu độc đối với TA
 Đánh giá in vivo các dòng chuyển gen thông qua lây nhiễm nhân tạo với tác
nhân gây bệnh là S.scablies.
1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
 Đây là nghiên cứu đầu tiên của Việt Nam ứng dụng công nghệ RNAi nhằm
phòng chống bệnh ghẻ thường ở cây khoai tây.

 Nghiên cứu đã chứng tỏ được 3 dòng khoai tây D1-At-Po9, D2-At-Po9 và
D89-At-Po9 chuyển gen có biểu hiện kháng bệnh ghẻ thường do vi khuẩn
Streptomyces scablies rất tốt.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 4

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Giới thiệu về cây khoai tây
1.1.1 Giới thiệu chung
Cây khoai tây (Solanum tuberosum L.) thuộc họ cà (Solanaceae), là cây nông
nghiệp ngắn ngày, được trồng rộng rãi trên thế giới và có sản lượng tươi đứng thứ
tư thế giới sau lúa, lúa mì và ngô. Khoai tây có nguồn gốc ở vùng cao thuộc dãy núi
Andes, Nam Mỹ, du nhập vào Tây Ban Nha khoảng năm 1570, vào Anh Quốc năm
1590 và sau đó được lan truyền khắp châu Âu và châu Á. Khoai tây có thời gian
sinh trưởng ngắn, từ 80 - 100 ngày, nhưng cho năng suất từ 15 - 30 tấn củ/ha với giá
trị dinh dưỡng cao.
1.1.2 Chiến lược sản xuất khoai tây bền vững và vấn đề an ninh lương thực toàn cầu
Khoai tây (Solanum spp.) hiện nay đang là đối tượng cây lương thực hàng
đầu trong nhóm lương thực không phải từ hạt (FAO, 2009a).Theo thống kê năm
2009 thì sản xuất toàn cầu đạt vượt quá 329 triệu tấn (FAOSTAT, 2011). Với phạm
vi thích nghi rộng với các vùng trồng (Haverkort, 1990) cũng như mang lại giá trị
dinh dưỡng cao là một trong những nguyên nhân giúp xu hướng tăng trồng khoai
tây trên toàn cầu trở nên ổn định. Trong thực tế, sản lượng khoai tây của thế giới tại
các nước phát triển đã tăng gấp đôi so với năm 2005 (FAO, 2010). Hàng triệu nông
dân trên thế giới đang phụ thuộc vào khoai tây để sinh sống và xem đây là cây
lương thực chủ yếu của địa phương. Một ưu thế của khoai tây so với các cây lương
thực khác đó là tiềm năng năng suất của chúng rất cao, có đến 80% sinh khối tạo
thành năng suất kinh tế (Osaki và cs., 1996). Năm 2008, liên hợp quốc đã tuyên bố
năm này là “năm quốc tế khoai tây” (IYP), tại hội nghị này vai trò của khoai tây

được nhấn mạnh với các nội dung gồm (1) góp phần cải thiện chế độ ăn uống và an
ninh lương thực; (2) giảm thu nhập và có những thách thức nhỏ trong sinh hoạt cho
các gia đình nông dân ở quy mô nhỏ; (3) bảo tồn nguồn tài nguyên di truyền cần
thiết để sử dụng trong nghiên cứu đa dạng sinh học của khoai tây, làm nguồn cải
thiện giống trong tương lai (FAO, 2009a).
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 5

Nhiệm vụ của các nhà khoa học và nhà chiến lược đối với khoai tây được
xác định rõ với các nội dung (1) sản xuất khoai tây bền vững với việc kiểm soát các
tác nhân gây gệnh từ đất và mầm bệnh của chúng tồn tại trong đất; (2) cải thiện
thành phần và lượng chất dinh dưỡng của khoai tây; (3) quản lý canh tác với các
biện pháp sử dụng nước hiệu quả giúp tăng năng suất khoai tây.
Mối quan tâm của toàn cầu với sản xuất khoai tây tăng lên đáng kể do bởi giá
lương thực tăng vọt, tạo nên sự bất ổn trong vấn đề an ninh lương thực ở các nước
có thu nhập thấp (FAO 2009a, b; Lutaladio và Castaldi, 2009). Giá lương thực tăng
cao cũng có xu hướng làm nghèo đói và suy dinh dưỡng trở nên tồi tệ hơn (FAO
2011). Trong khi đó, khoai tây được đánh giá là loại lương thực có hàm lượng dinh
dưỡng cao, thành phần khá đầy đủ (bao gồm carbohydrate, các vi chất, vitamin B,
C; hàm lượng protein cao hơn các loại ngũ cốc khác, ngoài ra khoai tây còn có các
chất chống oxi hóa) (Burlingame và cs., 2009); và lượng thực phẩm thu được chiếm
đến 85%, cao hơn hẳn các loại ngũ cốc hạt khác (chỉ 50%) (FAO 2009a).
1.1.3 Khoai tây bến đổi gen trên thị trường hiện nay
Để chống lại các tác nhân gây bệnh trên khoai tây, hàng loạt các chiến lược
phòng chống đã được đề cập, trong đó có cả can thiệp bằng kỹ thuật di truyền. Các
giống khoai tây biến đổi gen kháng CPB, PVY, và PLRV đã được nghiên cứu và
phát triển bởi công ty Mosanto, chúng là các giống khoai tây biến đổi di truyền
được chấp nhận trên thị trường thương mại, làm thức ăn, làm thực phẩm chăn nuôi
cũng như nguyên liệu cho ngành công nghiệp chế biến từ năm 1996 tại các quốc gia
như Úc, Canada, Mỹ, Philippines, Romania và Nhật Bản (BATS, 2003). Đến năm

2003, trên thị trường có thêm 3 giống khoai tấy biến đổi gen mới là Newleaf,
NewleafPlus và Newleaf Y (BATS, 2003).
Giống khoai tây Newleaf đã được biến đổi gen để kháng lại đọc tố nhóm Cry
3A có nguồn gốc từ vi khuẩn Bacillus thuriensis tenebrionis, chúng mang tính
kháng chọn lọc cao trong việc kiểm soát CPB. Theo công bố của BATS, 2003 thì
danh sách các cấu trúc DNA được sử dụng để tạo nên giống Newleaf từ giống
Atlantic: ATB04-6; ATB04-30; ATB04-27; ATB04-36. Dòng Newleaf Y:
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 6

RBMT15-101; SEMT15-02; SEMT15-15 và HLMT15-46 đã được thiết kế cho khả
năng chống lại cả CPB và PVY-O (BATS, 2003).
Khoai tây biến đổi gen cũng nhận được sự quan tâm nghiên cứu của các
trường Đại học, ví dụ như đại học Michigan, Mỹ cùng với dự án Hỗ trợ công nghệ
sinh học nông nghiệp (ABSP) đã phát hành 2 giống khoai tây thương mại là Stunta-
G2 và Stunta-G3 với việc sử dụng vector chuyển gen là pSPUD5 với gen chuyển
được thiết kế theo mô phỏng promoter CaMV35S-gen Cy5-Bt- Vùng NOS
terminator (Mohammed et al, 2000). Gen Cry5-Bt là gen kháng đối với sâu bớm
khoai tây (Phthorimaea operculella Zeller), củ của giống khoai tây này đã được
trồng ở Ai Cập.
Alexander và cs (2003) đã tiến hành lai giữa các giống khoai tây trồng lưỡng
bội (2x) và tứ bội (4x), sau đó sử dụng con lai để làm vật liệu chuyển gen, gen
chuyển được thiết kế chống lại nội độc tố Cry3A của Bacillus thurigiensis và gen
đối bản với gen tạo protein vỏ của virus PVY, gen thiết kế được chuyển vào bằng
phương pháp chuyển gen sử dụng vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens. Kết quả
cho thấy, việc biểu hiện của gen chuyển vào đã giúp làm giảm chi phí sản xuất và
không gây ảnh hưởng đáng kể lên kiểu hình của cây.
Mức độ kháng cao đối với virus PVY đã thu được kết quả khả quan (Hefferon
và cs., 1997; Maki-Valkama và cs., 2000; Pehu và cs., 1995). Các chiến lược phòng
chống bệnh do virus ở khoai tây bằng phương pháp chuyển gen sản xuất protein vỏ

của virus đã thu được các dòng khoai tây kháng bệnh hiệu quả (Barler và cs., 1999;
Spillane và cs., 1998) và ứng dụng công nghệ RNAi cũng được áp dụng trong việc
kháng bệnh do virus gây ra với công trình của Alexander và cộng sự năm 2003.
Khoai tây biến đổi di truyền không chỉ tập trung vào phòng bệnh mà còn có
mục tiêu tăng chất lượng sản phẩm từ khoai tây. Dòng EH92-527-1 đã được biến
đổi gen để làm tăng cao hàm lượng amylopectin của tinh bột. Ủy ban châu Âu đã
cho phép dòng khoai tây này lưu thông trên thị trường (EC, 2002)
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 7


1.1.4 Dịch hại trên cây khoai tây
Với đặc điểm có hàm lượng dinh dưỡng và hàm lượng nước cao trong tất cả
các bộ phận của cây nên khoai tây là đối tượng tấn công của nhiều loài sâu bệnh
hại. Bao gồm mốc sương do nấm Phytophthora infestance gây ra được đánh giá là
gây hại hàng đầu trên khoai tây. Theo tính toàn cũ thì người ta ước tính rằng năng
suất khoai tây trên thế giới bị ảnh hưởng do sâu bệnh hại lên đến 22% (Ross, 1986).
Các nhà nghiên cứu và nhà quản lý tập trung chú ý vào các bệnh gây hại cho
khoai tây với nguồn lây nhiễm từ đất, do sản phẩm cho giá trị kinh tế ở khoai tây là
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 8

củ. Các loại vi khuẩn đất thuộc nhóm hoại sinh rất được chú ý bao gồm Erwinia
carotovora app gây bệnh chân đen, thối mềm gốc và các bộ phận trên mặt đất (
Bank, 2004); vi khuẩn gây bệnh thối vòng là Clavibacter michiganensis
sepedonicus, chúng thường được lây truyền qua hạt giống và không bị chết ngay cả
trong điều kiện bị đóng băng (Bank, 2004); bệnh ghẻ thường do Streptomyces
scabies với việc gây hại trực tiếp lên củ và có thể tồn tại lâu trong đất và truyền
bệnh cho vụ sau.
1.2 Bệnh ghẻ thường khoai tây (Common scab potato) và vi khuẩn

Streptomyces
Có hơn 400 loài được xác định thuộc chi Streptomyces nhưng chỉ một số ít
trong đó được xác định là tác nhân gây bệnh (Loria và cs., 1997). Tuy số lượng loài
gây bệnh ít hơn các chi vi khuẩn khác nhưng phổ ký chủ của Streptomyces khá
rộng, chúng có thể lây nhiễm và lan truyền từ cây ký chủ này sang cây ký chủ khác
của vụ sau. Phổ ký chủ của chúng bao gồm các bộ phận dưới mặt đất, các cây có củ
như củ cải (Raphanus sativus), củ cải đường (Pastinaca sativa), củ cải (Beta
vulgaris), cà rốt (Daucus carota), khoai tây (Solanium tuberorum) (Goyer và
Beaulieu, 1997), các tác nhân gây bệnh còn kích thích gây dạng mụn có trên vỏ lạc,
với vết tổn thương sâu, lớn và có màu đen (Loria và cs., 1997). Chi Streptomyces
đầu tiên được biết đến với vai trò sản xuất các hợp chất thứ cấp dùng như kháng
sinh sử dụng trong y học, hơn hai phần ba thuốc kháng sinh tự nhiên hiện nay có
nguồn gốc từ các chất chuyển hóa thứ cấp của các loài thuộc chi Streptomyces.
Bệnh ghẻ thường trên củ khoai tây là do Streptomyces scablies đóng vai trò
là tác nhân gây bệnh chính. Mức độ tổn thương gây ra trên bề mặt củ được phân
loại và đánh giá, tuy nó không ảnh hưởng nhiều đến chất lượng củ giống nhưng về
mặt thương mại lại làm giản đáng kể giá trị thương phẩm của sản phẩm, đặc biệt là
với những tổn thương sâu vào bên trong củ.
1.2.1 Triệu chứng, nguyên nhân gây bệnh và đặc điểm phát sinh bệnh
• Triệu chứng
Bệnh ghẻ thường gây nên rất nhiều triệu chứng khác nhau trên củ khoai tây.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 9

Bệnh gây ra những đám mô nổi, thô ráp. Vết bệnh cũng có thể sẽ hõm sâu vài
centimet. Tổn thương cũng khác nhau về kích thước và hình dạng: rải rác hoặc bao
trùm hầu hết bề mặt củ. Khi củ tăng kích thước, tổn thương do bệnh ghẻ mở rộng và
tăng mức độ nghiêm trọng của bệnh (Reiette Gouws, 2006). Nhìn chung, tổn thương
do ghẻ trên củ khoai tây có thể được phân thành 3 loại: ghẻ nâu đỏ; ghẻ lồi với những
vết lồi khoảng 1-2 mm; ghẻ sao với những vết bệnh sâu đến 7mm (Hooker, 1981).

Hình 1.1. Triệu chứng bệnh ghẻ thường trên củ khoai tây
(nguồn Steven B. Johnson và David Lambert. 2010)
• Nguyên nhân gây bệnh và đặc tính phát sinh
Bệnh ghẻ thường được gây ra bởi một loại vi khuẩn Gram (+) thuộc chi
Streptomyces, đây được đánh giá là một bệnh gây hại nghiêm trọng trên khoai tây.
Bệnh chủ yếu gây ảnh hưởng đến chất lượng củ và tạo nên các vết tổn thương tùy
mức độ trên bề mặt củ. Bệnh ghẻ thường được đánh giá là một trong 5 loại dịch hại
hàng đầu trên khoai tây trồng ở Mỹ (Slack, 1991).
Streptomyces scablies là vi khuẩn đất, tuy nhiên chúng có thể tồn tại và
truyền bệnh qua hạt giống và củ (Wilson và cs., 1999; Wang và Lazarovits, 2005).
Chi Streptomyces spp được biết đến là một chi hoại sinh và có sản xuất tạo kháng
sinh (Chater, 2006; Chater và cs., 2010). Trong chi này thì chủng Streptomyces
scabies là được phát hiện đầu tiên trên khoai tây (Lambert và Loria. 1989a;
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 10

Waksman và Henrici. 1948) và chúng được tìm thấy ở trên nhiều giống khoai tây
trên toàn thế giới (Bouchek-Mechiche và cs., 2000a; Flores-Gonzailez và cs.,
2008; Wanner, 2009). Gần đây, có thêm chủng S.turgidiscabies được tìm thấy là
tác nhân gây bệnh ghẻ thường trên khoai tây tại Nhật Bản (Miyama và cs., 1988)
và Phần Lan (Kreuze và cs., 1999) và sau đó là lan rộng trên toàn thế giới bao
gồm Trung Quốc, Hàn Quốc, Bắc Mỹ, Na Uy, Thụy Điển, Anh (Dees và cs.,
2012; Kim và cs., 1999; Lehtonen và cs., 2004; Thwaites và cs., 2010; Warnner,
2009; Zhao và cs., 2008). S.europaeiscabies được phát hiện và lần đầu tiên được
mô tả tại Pháp vào năm 2000, sau đó chúng cũng được tìm thấy ở Châu Âu, Hàn
Quốc, Bắc Mỹ (Bouchek-Mechiche và cs., 2000a; Dees và cs., 2012; Wanner,
2009). Sau đó, một chủng thuộc chi Streptomyces tiếp tục được tìm thấy tại khu

vực có pH thấp của Mỹ, gọi là S.acidiscabies (Lambert và Loria., 1989a), chúng
sau đó lại được tìm thấy ở rất nhiều khu vực trồng khoai tây như Canada, Trung
Quốc, Hàn Quốc, Anh (Song và cs., 2004; St-Onge và cs., 2008; Thwaites và cs.,
2010; Zhao và cs., 2010). Thêm một chủng gây triệu chứng ghẻ thường nữa được
nhắc đến là S.stelliscabiei được báo cáo tìm thấy tại Mỹ và Pháp (Bouchek-
Mechiche và cs., 2000a; Wanner, 2006)
Một khi đã hiện diện trong đất thì S.scabies có thể tồn tại vô thời hạn
(Agrios, 2005), chúng có khả năng tồn tại được trong ngưỡng pH đất khá rộng, từ
5.2-7.0. Cấu tạo dạng sợi của S.scabies có dạng phân nhánh, có hoặc có ít vách
ngăn ngang.
Cấu trúc sporogenous của S.scabies phát triển thành dạng chuỗi xoắn ốc, khi
bào tử trong đó trưởng thành thì sắc tố melanin phát triển. Sau khi các bào tử phát
tán và nảy mầm ở một nơi có điều kiện thích hợp, ống mầm từ bào tử sẽ thâm nhập
vào củ thông qua cấu trúc lenticels, hoặc dễ dàng hơn là chúng lợi dụng các lỗ hở tự
nhiên như khí khổng hay các vết thương cơ giới. Theo mô tả của Loria và cs. (2006)
thì trong quá trình vi khuẩn xâm nhiễm vào mô tê bào bằng các lỗ hở tự nhiên thì
việc hình thành cấu trúc ống mầm không phải lúc nào cũng cần thiết. Trong trường
hợp này chỉ có các những cấu trúc dạng sợi thứ cấp, vuông góc với các cấu trúc sơ
cấp là có vai trò quan trọng. Như vậy, cấu trúc cần thiết của tất cả quá trình xâm
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 11

nhiễm của S.scabies chính là cấu trúc dạng sợi thứ cấp này. Sau khi xâm nhập được
vào trong một lớp tế bào biểu bì nhất định, chúng làm chết các tế bào này và sử
dụng nguồn dinh dưỡng từ đây, vì cơ chế sinh dưỡng này mà S.scabies được xếp
vào nhóm hoại sinh.
Tất cả các quá trình xâm nhiễm này đều có sự tham gia hỗ trợ của một nhóm
phytotoxins là Thaxtomin, với tên được King và cs. (1989) đặt theo tên của Roland
Thaxter – người đầu tiên phát hiện ra chủng vi khuẩn này. Thaxtomins gồm một lớp
có công thức hóa học là 4-nitroindol-3-yl chứa 2,5-dioxopiperazines đã được chấp

nhận là có mối quan hệ tương quan với mức độ gây bệnh ghẻ. Nhóm nghiên cứu
của Bukhalid và Loria (1997) đã nhân dòng được gen necl từ một chủng gây bệnh
S.scabies; gen này còn được thu nhận tại chủng S.lividans – một chủng vi khuẩn
thuộc chi Streptomyces spp. nhưng không gây bệnh ghẻ khoai tây.
Gen necl tạo sản phẩm là một hợp chất hòa tan trong dịch ngoại bào, gây nên
các tổn thương. Các nhà nghiên cứu còn đề xuất rằng gen necl có khả năng liên
quan đến vị trí ORF-stop, trong vị trí ORF này sản xuất một chuỗi amino acid tương
tự như gen nhảy (transposonases) của Staphylococcus aureus.
Trong công bố của Loria và cộng sự (1998) đã cung cấp thêm các bằng
chứng cho thấy vai trò của gen necl trong khả năng gây bệnh của Streptomyces. Sử
dụng phân tích Sourthen blot, họ đã phân tích từ 43 chủng từ 3 loài thuộc chi
Streptomyces gây bệnh là S.scabies; S.acidiscabies; S.turgidiscabies để thăm dò sự
tồn tại của gen Necl. Kết quả phát hiện thấy rằng cả 43 chủng đều tồn tại một bản
duy nhất gen necl, như vậy cho tính tính bảo thủ cao của gen này trên các chủng gây
bệnh. Từ đây, nhóm tác giả đã đề nghị vai trò của gen necl như là một yếu tố tham
gia trực tiếp trong việc tổng hợp thaxtomin.
1.3 Giới thiệu về yếu tố Thaxtomin A
Thaxtomins là tên gọi chung của một nhóm các phytotoxins với công thức
hóa học đầy đủ là 4-nitroindol-3-yl chứa 2,5 dioxopiperazines, được sản xuất bởi
một loại vi khuẩn gây bệnh thực vật thuộc chi Streptomyces spp (King và cs., 1989).
Trong nhóm này thì Thaxtomin A (TA) là phytotoxin chiếm ưu thế và có động lực
lớn hơn cả, được sản xuất bởi các chủng vi khuẩn S. turgidiscabies; S.miyajima; …(
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 12

King và cs., 1989; Bukhail và cs., 1998; Healy và cs., 2002; King và cs., 1996;
Lindholm và cs., 1997 và Loria và cs.,1995). Những vi khuẩn này là nguyên nhân
chủ yếu gây nên bệnh ghẻ thường trên củ khoai tây (Splanum tuberosum L.), một
trong những bệnh gây thiệt hại lớn cho ngành nông nghiệp trồng khoai tây trên thế
giới (Hiltumen và cs., 2005; Lambert và Loria., 1989; Loria và cs.,1997; Miyajima

và cs., 1998).

Hình 1.2 Cấu trúc hóa học của 4 loại Thaxtomins. (King và cs., 2003)
Mặc dù Thaxtomin không được sản xuất bởi tất cả các vi khuẩn thuộc chi
Streptomyces, nhưng có một điều đặc biệt đó là nó chỉ được sản xuất ở những loài
vi khuẩn gây bệnh ghẻ thường, và qua các thí nghiệm lây nhiễm nhân tạo thì đã cho
thấy Thaxtomin là cần thiết cho việc lây nhiễm nhân tạo thành công của
S.acidiscabies (Ylhamen, 2001) và trong các loài gây bệnh thuộc chi này sẽ có
những trình tự tương đồng nằm tại “pathogenis island”, các gen này được bảo tồn
và di truyền ngang giữa các loài khác nhau trong chi Streptomyces, điều này giúp
giải thích cho sự xuất hiện những chủng gây bệnh mới trong chi Streptomyces spp
(Healy và cs., 1999; Bukhalid và cs., 1998). Vai trò của Thaxtomin ở các tế bào
thực vật vẫn chưa được biết đầy đủ nhưng một vai trò đã được biết đến là ức chế sự
phát triển của các tế bào.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 13

Thaxtomin A là nguyên nhân làm gia tăng mạnh mẽ về số lượng tế bào trong
các cây thuốc lá invitro trong quá trình tái sinh. Thaxtomin A cũng được biết đến
với vai trò ức chế sự tổng hợp cellulose, ức chế sự kéo dài bình thường của các tế
nào protoplasts ở cây thuốc lá theo hướng làm ảnh hưởng đến sự phát triển của các
thành tế bào sơ cấp. Bằng cách can thiệp vào tính toàn vẹn của tế bào thực vật,
Thaxtomin trở thành yếu tố hỗ trợ cho quá trình xâm nhiễm của Streptomyces vào
những tế bào lành lặn. Đồng thời những bằng chứng rõ ràng về khả năng thaxtomin
ức chế sinh tổng hợp cellulose là việc nghiên cứu trên cây mô hình Arabidopsis
thaliana. Lượng
14
C-glucose vào trong các đoạn cellulose của thành tế bào giảm đi
rõ rệt khi ủ chồi với 100 hoặc 500 nM thaxtomin trong 24h. Các chồi bị ủ trong độc
tố cũng bị giảm sinh trưởng (Scheible và cs., 2003).

Rõ ràng, thaxtomin A có vai trò quan trọng trong tính gây bệnh của tác nhân
gây bệnh. Tuy nhiên, mô hình hoạt động của thaxtomin đến nay vẫn chưa được làm
sáng tỏ. Các nghiên cứu về hoạt động của thaxtomin A và các sản phẩm tương tác
với chúng ở cây trồng cần được tiến hành ở mức độ phân tử để đề ra các biện pháp
phòng chống bệnh hiệu quả.
1.4 Đột biến TXR1 và quá trình vận chuyển độc tố Thaxtomin A
Năm 2003, Scheible và cs đã phát hiện ra một protein mới ở Arabidopsis
thaliana có tính tương đồng cao trên các loài thực vật khác nhau, thậm chí trên cả
động vật và người. Đột biến xác định ở Arabidopsis thaliana được gọi là txr1, tăng
cường tính kháng với sự sinh trưởng trên môi trường có chứa TA do sự khác biệt
trong tỷ lệ hấp thụ độc tố. Gen TXR1 có vị trí locus nằm trên nhiễm sắc thể số 3,
được phát hiện bởi hai marker phân tử TSA1 và SSLP. Gen TXR1 được xác định
bằng phương pháp nhân dòng dựa trên bản đồ gen và nó mã hóa cho một protein
hòa tan 12.7kD, không có các motifs đặc hiệu hoặc các cơ quan phát tín hiệu mục
tiêu. Gen này mã hóa cho một protein mới, có kích thước nhỏ, chưa được hiểu rõ về
cơ chế và chức năng di truyền. Đây là một protein có trình tự bảo thủ tương đồng
trên genome nhiều sinh vật nhân chuẩn đã được giải trình tự, biểu hiện trên tất cả
các mô và trong suốt các giai đoạn phát triển. Phân tích microarray của hiệu ứng đột
biến sự biểu hiện của 14,300 gen phát hiện được 2 gen tăng cường sự biểu hiện thay
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 14

đổi. Như vậy, TXR1 là một thành phần hoặc nhân tố điều hòa cơ chế vận chuyển
độc tố (Scheible và cs., 2003; Laurent, 2005).
Gen sinh tổng hợp thaxtomin được chi phối bởi các nhân tố điều hòa phiên
mã - họ AraC/XylS, là TxtR có trình tự bảo tồn giữa các loài Streptomyces gây bệnh
và mã hóa cho nhóm gen sinh tổng hợp thaxtomin. Protein TxtR liên kết đặc hiệu
với cellobiose, cần thiết cho việc báo hiệu sự mở của các mô thực vật, và cellobiose
cũng là yếu tố cảm ứng tổng hợp thaxtomin (Joshi và cs., 2007; Loria và cs., 2008).
Tuy nhiên, một số phân tử khác như các acid amin thơm và một số chất chuyển hóa

thứ cấp lại cho thấy tác dụng ức chế việc sản xuất độc tố (Lerat và cs., 2009).
Đột biến của gen TXR1, được ký hiệu là txr1, ức chế sự tổng hợp protein
TXR1 và do đó làm tăng tính kháng của cây Arabidopsis thaliana đối với TA. Dựa
vào các thông tin đã công bố, năm 2010, Nguyễn Thị Thùy Linh cùng cộng sự đã
xác định được ở cây khoai tây có một phần gen TXR1, Phạm Thị Lan Hương
(2011), Ngô Thị Thanh Hiền (2012) cùng cộng sự đã tiếp tục thiết kế các vector
miRNA và thực hiện chuyển gen nhằm làm giảm hay ức chế sự tổng hợp protein
TXR1, một vài thí nghiệm biotest xác định sự có mặt của gen chuyển, hiệu quả hoạt
động của gen nhưng các thí nghiệm vẫn chưa thống nhất, vì vậy chúng tôi thực hiện
nghiên cứu đánh giá và kiểm tra chức năng của gen này một cách đồng bộ trong
việc làm tăng tính kháng đối với bệnh ghẻ thường trên khoai tây .
1.5 Các biện pháp quản lý đối với bệnh ghẻ thường trên khoai tây
1.5.1 Biện pháp thủy lợi
Từ lâu thì quản lý thủy lợi, chế độ tưới tiêu đã được biết đến để hạn chế sự
lây nhiễm của bệnh ghẻ thường trên khoai tây. Sanford (1923) đã phát hiện thấy
rằng độ ẩm đất có liên quan một cách trực tiếp hoặc gián tiếp đến sư kiểm soát bệnh
ghẻ. Ông cũng lưu ý rằng, có một sự khác biệt về tỷ lệ nhiễm bệnh ở điều kiện đất
trồng khô so với đất trồng ướt. Trên đất khô, tỷ lệ củ bị nhiễm bệnh rất cao và biểu
hiện bệnh nặng hơn so với điều kiện đất ẩm thì chỉ hơi bị nhiễm bệnh. Và ông cũng
có một lưu ý quan trọng về thời gian nghỉ canh tác của đất khi phát hiện đất bị
nhiễm bệnh. Lewis (1970) với các khảo sát của mình đã chỉ ra thời gian này là năm
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 15

tuần cần cho đất còn ẩm khi bắt đầu có củ. Nếu đất được giữ ẩm, có thế năng nước
lớn hơn.
Các công bố lần lượt của Lapwood và cộng sự (1966; 1970a; 1970b) không
chỉ chứng minh rằng quản lý thủy lợi có vai trò quan trọng trong ức chế bệnh mà nó
còn là yếu tố giúp xác định mức độ nhạy cảm sinh lý của củ thông qua việc quan sát
sự kéo dài cấu trúc intermode. Biện pháp thủy lợi được đề cập là một biến pháp

quản lý bệnh chỉ ở quy mô nhỏ, đặc biệt chúng không có tác dụng đối với những
cấu trúc đất giữ nước kém.
1.5.2 Cải tạo tính chất lý hóa đất
Các biện pháp cải tạo đất bao gồm cả bón phân, vôi và cây che phủ đều cho
thấy sự không hiệu quả trong tác dụng kiểm soát bệnh ghẻ thường, Conn và
Lazarovits (1998) đã sử dụng phân gia súc và phân gà lỏng cho khu vực trồng khoai
tây và nhận thấy tỷ lệ bệnh ở năm đầu tiên thấp, tuy nhiên nó lại tăng mạnh ở những
năm sau đó. Với những kết quả thu được, họ đã kết luận rằng ngoài loại phân thì
loại đất trồng cũng ảnh hưởng lớn đến sự gia tăng của tác nhân gây bệnh. Việc sử
dụng phân Amoni lignosulfonate (ALS) đã từng được kết luận là giúp giảm tỷ lệ
mắc bệnh ghẻ thường của khoai tây. Soltani và cộng sự (2001) đã ghi lại một sự
giảm đáng kể bệnh ghẻ lên đến 50-80% trên tất cả các địa điểm trồng khoai tây
thương mại của Canada, họ phát hiện ra rằng có mối tương quan giữa sự suy giảm
độ pH đất và sự gia tăng mật độ vi khuẩn. Phương pháp quản lý dịch hại bằng phân
bón đã được sử dụng trong kiểm soát bệnh ghẻ thường, theo báo cáo cáo của Sturz
và cộng sự (2004) thì việc sử dụng phân bón đã làm tăng nhóm vi khuẩn đối kháng
là Rhizobacterial. Ammonium sulfate (NH
4
)
2
SO
4
đã được áp dụng ở mức 379kg/ha
trong 2 năm, kết quả là đã giảm 10% tỷ lệ mắc bệnh ghẻ, kết quả này được giải
thích là do phân bón đã làm giảm độ pH của đất, điều này tạo lợi thế cạnh tranh cho
các loài đối kháng với S.scabies.
1.5.3 Sử dụng biện pháp hóa học
Chất hóa học và thuốc kháng sinh đã được sử dụng trong kiểm soát dịch hại
do Streptomyces gây ra, tuy nhiên mức độ thành công lại phụ thuộc vào rất nhiều
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 16

yếu tố. Phương pháp điều trị hóa học với 3,5-D acid beoic hoặc picolinic có xu
hướng gây hại cho thực vật (McIntosh và cs., 1988). Các penta-chloronitrobenzene
(PCNB) đã được cấm sử dụng mặc dù chúng có hiệu quả trong việc kiểm soát bệnh
ở mức nồng độ cao. Curwen và Groskopp (1978) đã áp dụng PCNB ở mức cao
(20lbs/A) trong vòng 2 năm với giống Russet Burbank, với kết quả thu được là sự
giảm mức độ nhiễm bệnh cũng làm cho giảm kích thước củ.
Đã có bốn loại chất kháng khuẩn cho hiệu quả khi thử nghiệm invitro với
S.scablies là vancomycin, gentamicin, PCBN, đồng sunfat, trong đó có gentamicin
(10ppm) và vancomycin (1,0ppm) có hiệu quả ở mức nồng độ thấp trong việc kiểm
soát S.scabies; trong khi PCNB và đồng sunfat thì cần nồng độ cao hơn rất nhiều
với mức lần lượt là 1.000ppm và 100ppm (Hollister, 2005).
1.5.4 Sử dụng loài đối kháng
Sanford (1926) là người đầu tiên gợi ý rằng các vi khuẩn có khả năng sinh
kháng sinh tự nhiên có khả năng ức chế sự phát triển của S.scabies. Các loài đối
kháng của Streptomyces đã được sử dụng như là tác nhân kiểm soát sinh học (Lui
và cs., 1995), ở trong nghiên cứu này có 2 chủng vi khuẩn được phát hiện là có tác
dụng đối kháng với S.scabies bao gồm S.diastatochromogenes PonSII và S.scabies
stress PonR, chúng có tác dụng làm giảm đáng kể bệnh ghẻ trên khoai tây. Sau đó,
Lui và cộng sự (1996) đã nghiên cứu kỹ hơn về 2 loài vi khuẩn này và cho thấy
chúng có khả năng ức chế đến 22 loại tác nhân gây bệnh ở đất.
1.5.5 Biện pháp di truyền với việc sử dụng giống kháng bệnh:
Giống khoai tây kháng bệnh ghẻ thường được xem là biện pháp hiệu quả
nhất để chống lại tác hại của các tác nhân gây bệnh (Mckee, 1958). Biện pháp cải
thiện di truyền của một loạt các đặc tính nông học quan trọng như năng suất, chất
lượng sản phẩm, tính trạng kháng với cả bệnh hại và côn trùng đã cho những thành
công nhất định trong các loài lưỡng bội (Spooner và Bamberg, 1994). Reddick
(1953) cho rằng những cây kháng được bệnh ghẻ thường là do tính kháng bẩm sinh
trong cây và những cây lưỡng bội sẽ dễ sử dụng các biện pháp chọn giống hay can

thiệp di truyền hơn so với các dòng tam bội (Dionne và Lawrence., 1961). Điều này