phân lập vi khuẩn từ vùng đất rễ lúa có khả năng đối kháng với nấm pyricularya oryzae gây bệnh đạo ôn trên lúa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

----------

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH VI SINH VẬT HỌC

PHÂN LẬP VI KHUẨN TỪ VÙNG ĐẤT RỄ LÚA CÓ
KHẢ NĂNG ĐỐI KHÁNG VỚI NẤM Pyricularya oryzae
GÂY BỆNH ĐẠO ÔN TRÊN LÚA

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

NGUYỄN THỊ LIÊN

LÊ THỊ HUYỀN TRANG
MSSV: 3103995
LỚP: VSVH K36

Cần Thơ, 12/2013


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

----------

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH VI SINH VẬT HỌC

PHÂN LẬP VI KHUẨN TỪ VÙNG ĐẤT RỄ LÚA CÓ
KHẢ NĂNG ĐỐI KHÁNG VỚI NẤM Pyricularia oryzae
GÂY BỆNH ĐẠO ÔN TRÊN LÚA

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

NGUYỄN THỊ LIÊN

LÊ THỊ HUYỀN TRANG
MSSV: 3103995
LỚP: VSVH K36

Cần Thơ, 12/2013


PHẦN KÝ DUYỆT

CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

(ký tên)

(ký tên)

Nguyễn Thị Liên

Lê Thị Huyền Trang

DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
Cần Thơ, ngày 08 tháng 12

năm 2013

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
(ký tên)


LỜI CẢM TẠ
---------Sau gần bốn năm học tập và nghiên cứu tại Trường Đại học Cần Thơ, tôi đã
hoàn thành luận văn tốt nghiệp chuyên ngành Vi sinh vật học. Trong suốt quá trình
nghiên cứu để hoàn thành luận văn tốt nghiệp đại học đã nhận được rất nhiều sự đóng
góp quý báu từ phía cán bộ hướng dẫn, Ban lãnh đạo viện, bạn bè và sự quan tâm ủng
hộ từ phía gia đình để có thể vượt qua những khó khăn trong thời gian qua, vững tin
thực hiện đề tài.
Trước tiên tôi chân thành gửi lời cảm ơn Ban giám đốc Viện Nghiên cứu và
Phát triển Công nghệ sinh đã tạo mọi điều kiện về trang thiết bị, máy móc, dụng cụ và
hỗ trợ đắc lực trong quá trình thực hiện luận văn giúp tôi học tập, nghiên cứu nâng cao

trình độ để hoàn thành tốt luận văn.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất của mình đến cô Nguyễn Thị Liênngười đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, dạy dỗ, đồng hành và tạo mọi điều kiện để tôi
thực hiện đề tài nghiên cứu một cách tốt nhất.
Xin chân thành cảm ơn cô Trần Thị Xuân Mai và cô Nguyễn Thị Pha phòng
Công Nghệ Gen Thực Vật, các anh chị cao học cũng như các bạn học viên đã nhiệt
tình chỉ bảo, hỗ trợ, đóng góp ý kiến trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu tại
phòng thí nghiệm.
Gián tiếp tạo nên thành công trên của tôi là tập thể các bạn lớp Vi sinh vật học
khóa 36 và những người bạn thân đã luôn bên cạnh động viên, cổ vũ và giúp tôi suốt
quá trình học và nhất là khoảng thời gian làm luận văn.
Một lần nữa xin gửi lời tri ân đến tất cả mọi người, những người đã yêu thương,
quan tâm và hết lòng giúp đỡ tôi và kính chúc quý Thầy cô cùng các bạn sinh viên sức
khỏe và thành công.
Chân thành cảm ơn!
Cần Thơ, ngày 25 tháng 11 năm 2013

Lê Thị Huyền Trang


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013

Trường ĐHCT

TÓM TẮT
Đề tài phân lập được 43 dòng vi khuẩn, trong đó có 19 dòng vi khuẩn
Bacillus và 24 dòng vi khuẩn Pseudomonas fluorescens có khả năng đối kháng
mạnh với nấm Pyricularia oryzae gây bệnh đạo ôn trên lúa từ 10 mẫu đất lúa được
thu về từ hai tỉnh Đồng Tháp và Cần Thơ. Hầu hết các dòng vi khuẩn Bacillus phân
lập được có màu trắng đục, một số có màu vàng nhạt, tất cả có dạng không đều
hoặc răng cưa. Độ nổi khuẩn lạc có 2 dạng mô và lài, đa số khuẩn lạc có bề mặt

nhăn. Riêng đối với các dòng Pseudomonas fluorescens thì khuẩn lạc có màu trắng
đục hay vàng kem, khuẩn lạc nhỏ, trơn, đa số bìa nguyên, một số khuẩn lạc có dạng
nhầy. Tất cả các dòng vi khuẩn có dạng hình que và có khả năng di động. Các dòng
vi khuẩn Bacillus này được tiến hành khảo sát thêm các thử nghiệm sinh hóa như
catalase, amylase, nhuộm gram đều cho thấy là phù hợp với các đặc điểm của vi
khuẩn Bacillus và Pseudomonas fluorescens được tiến hành thử nghiệm oxidase,
khử nitrite và nhuộm Gram đều cho kết quả giống với vi khuẩn Pseudomonas
fluorescens. Mười chín dòng vi khuẩn Bacillus tiếp tục được khảo sát các đặc tính
kháng nấm như khả năng sinh các enzyme: có 8 dòng vi khuẩn biểu hiện khả năng
sinh enzyme cellulase, tất cả 19 dòng vi khuẩn sinh enzyme protease và có 11 dòng
sản sinh siderohore. Các dòng vi khuẩn Pseudomonas fluorescens khi khảo sát các
đặc tính kháng nấm cho thấy 24 dòng vi khuẩn sinh enzyme protease và 16 dòng sản
sinh siderophore.
Từ khóa: Bacillus, bệnh đạo ôn, đối kháng, Pseudomonas fluorescens, Pyricularia
oryzae.

Chuyên ngành Vi sinh vật học

i

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013

Trường ĐHCT

MỤC LỤC
Trang
PHẦN KÝ DUYỆT ......................................................................................................

LỜI CẢM TẠ ...............................................................................................................
TÓM TẮT ................................................................................................................... i
MỤC LỤC .................................................................................................................. ii
DANH SÁCH BẢNG ................................................................................................ iv
DANH SÁCH HÌNH ................................................................................................. vi
TỪ VIẾT TẮT ......................................................................................................... vii
CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU ....................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề ........................................................................................................ 1
1.2. Mục tiêu đề tài ................................................................................................. 2
CHƢƠNG 2. LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU ................................................................. 2
2.1. Bệnh đạo ôn ..................................................................................................... 3
2.1.1. Lịch sử nghiên cứu và phân bố của bệnh ............................................................. 3
2.1.2. Tác hại .................................................................................................................. 3
2.1.3. Triệu chứng........................................................................................................... 4

2.2. Nguyên nhân gây bệnh và sinh thái bệnh ..................................................... 6
2.2.1. Nguyên nhân gây bệnh ......................................................................................... 6
2.2.2. Sinh học bệnh ....................................................................................................... 7

2.3. Sinh thái bệnh.................................................................................................. 8
2.3.1. Điều kiện thời tiết ................................................................................................. 8
2.3.2. Đất đai, phân bón .................................................................................................. 9
2.3.3. Giống .................................................................................................................... 9
2.3.4. Biện pháp phòng chống ........................................................................................ 9

2.4. Vi sinh vật đối kháng ................................................................................... 10
2.4.1. Những nghiên cứu trong nước ............................................................................ 10
2.4.2. Những nghiên cứu ngoài nước ........................................................................... 11

2.5. Vi khuẩn Bacillus .......................................................................................... 14

2.6. Vi khuẩn Pseudomonas fluorescens ............................................................. 18
CHƢƠNG 3. PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............. 22
3.1. Thời gian ........................................................................................................ 22
3.2. Địa điểm ......................................................................................................... 22
Chuyên ngành Vi sinh vật học

ii

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013

Trường ĐHCT

3.3. Phƣơng tiện.................................................................................................... 22
3.3.1. Dụng cụ, thiết bị thí nghiệm nuôi cấy ................................................................ 22
3.3.2. Vật liệu ............................................................................................................... 22

3.4. Phƣơng pháp ................................................................................................. 23
3.4.1. Thí nghiệm 1: Phân lập vi khuẩn Bacillus và Pseudomonas fluorescens từ
vùng đất của rễ lúa ........................................................................................................ 23
3.4.2. Thí nghiệm 2: Một số thử nghiệm sinh hóa đối với các dòng vi khuẩn
Bacillus (Sharmin và Rahman, 2007) ........................................................................... 25
3.4.3. Thí nghiệm 3: Thử nghiệm sinh hóa đối với các dòng vi khuẩn
Pseudomonas fluorescens (Nguyễn Trọng Thể, 2005) ................................................ 26
3.4.4. Thí nghiệm 4: Khảo sát khả năng đối kháng ...................................................... 26
3.4.5. Thí nghiệm 5: Khảo sát đặc tính đối kháng của Bacillus và Pseudomonas
fluorescens .................................................................................................................... 27

CHƢƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.......................................................... 29
Thí nghiệm 1: Phân lập vi khuẩn Bacillus và Pseudomonas fluorescens vùng
đất của rễ lúa. ......................................................................................................... 29
Thí nghiệm 2: Một số thử nghiệm sinh hóa đối với các dòng vi khuẩn Bacillus .. 32
Thí nghiệm 3: Thử nghiệm sinh hóa đối với các dòng vi khuẩn Pseudomonas
fluorescens ............................................................................................................. 35
Thí nghiệm 4: Khảo sát khả năng đối kháng của các dòng vi khuẩn phân lập
được ....................................................................................................................... 38
Thí nghiệm 5: Khảo sát đặc tính đối kháng của Bacillus và Pseusomonas
fluorescens ............................................................................................................. 41
CHƢƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .............................................................. 49
5.1. Kết luận .......................................................................................................... 49
5.2. Đề nghị ........................................................................................................... 49
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................... 50
PHỤ LỤC .............................................................................................................. PL1

Chuyên ngành Vi sinh vật học

iii

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013

Trường ĐHCT

DANH SÁCH BẢNG
Trang
Bảng 1. Các chủng vi khuẩn đối kháng với các mầm bệnh chính trên cây lúa ......... 11

Bảng 2. Ảnh hưởng của vi khuẩn đối kháng đến bệnh cháy lá và đạo ôn cổ bông
trên giống lúa UPLRi-5 tại Philipin........................................................................... 13
Bảng 3. Khả năng hạn chế bệnh đạo ôn bởi xử lý vi khuẩn trên giống lúa IR50
và CO39 trong các thí nghiệm ngoài đồng ở Ấn Độ. ................................................ 14
Bảng 4. Đặc điểm khuẩn lạc và đặc điểm tế bào của 19 dòng vi khuẩn Bacillus ..... 29
Bảng 5. Đặc điểm khuẩn lạc và đặc điểm tế bào của 24 dòng vi khuẩn
Pseudomonas fluorescens .......................................................................................... 31
Bảng 6. Kết quả chung các đặc tính sinh hóa của các dòng vi khuẩn Bacillus ......... 34
Bảng 7. Kết quả chung các đặc tính sinh hóa của các dòng vi khuẩn
Pseudomonas fluorescens .......................................................................................... 37
Bảng 8. Khả năng kháng nấm Pyricularia oryzae của các dòng vi khuẩn
Bacillus ...................................................................................................................... 39
Bảng 8. Khả năng đối kháng nấm Pyricularia oryzae của các dòng vi khuẩn
Pseudomonas fluorescens .......................................................................................... 40
Bảng 10. Khả năng sản sinh enzyme protease của các dòng vi khuẩn Bacillus ....... 42
Bảng 11. Khả năng sản sinh enzyme protease của các dòng vi khuẩn
Pseudomonas fluorescens .......................................................................................... 43
Bảng 12. Khả năng sản sinh siderophore của các dòng vi khuẩn Bacillus ............... 45
Bảng 13. Khả năng sản sinh siderophore của các dòng vi khuẩn Pseudomonas
fluorescens ................................................................................................................. 46
Bảng 14. Khả năng phân hủy cellulose vách tế bào nấm của các dòng vi khuẩn
Bacillus ...................................................................................................................... 47
Bảng 15. Phân tích ANOVA về khả năng đối kháng với nấm P.oryzae của các
dòng vi khuẩn Bacillus sau 5 ngày ......................................................................... PL5
Bảng 16. Kiểm định sự khác biệt trung bình về khả năng khả năng đối kháng
với nấm P.oryzae của các dòng vi khuẩn Bacillus sau 4 ngày ............................... PL5
Bảng 17. Phân tích ANOVA về khả năng sản sinh enzyme cellulase của các
dòng vi khuẩn Bacillus sau 3 ngày ......................................................................... PL5

Chuyên ngành Vi sinh vật học

iv

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013

Trường ĐHCT

Bảng 18. Kiểm định sự khác biệt trung bình về khả năng sản sinh enzyme
cellulase của các dòng vi khuẩn Bacillus sau 3 ngày ............................................. PL6
Bảng 19. Phân tích ANOVA về khả năng sản sinh enzyme protease của các
dòng vi khuẩn Bacillus ........................................................................................... PL6
Bảng 20. Kiểm định sự khác biệt trung bình về khả năng sản sinh enzyme
protease của các dòng vi khuẩn Bacillus ................................................................ PL6
Bảng 21. Phân tích ANOVA về khả năng sản sinh siderophore của các dòng vi
khuẩn Bacillus sau 5 ngày ...................................................................................... PL7
Bảng 22. Kiểm định sự khác biệt trung bình về khả năng sản sinh siderophore
của các dòng vi khuẩn Bacillus sau 5 ngày ............................................................ PL7
Bảng 23. Phân tích ANOVA về khả năng đối kháng với nấm P.oryzae của các
dòng vi khuẩn Pseudomonas fluorescens sau 5 ngày............................................. PL7
Bảng 24. Kiểm định sự khác biệt trung bình về khả năng khả năng đối kháng
với nấm P.oryzae của các dòng vi khuẩn Pseudomonas fluorescens sau 5 ngày .. PL7
Bảng 25. Phân tích ANOVA về khả năng sản sinh enzyme protease của các
dòng vi khuẩn Pseudomonas fluorescens ............................................................... PL8
Bảng 26. Kiểm định sự khác biệt trung bình về khả năng sản sinh enzyme
protease của các dòng vi khuẩn Pseudomonas fluorescens ................................... PL8
Bảng 27. Phân tích ANOVA về khả năng sản sinh siderophore của các dòng vi
khuẩn Pseudomonas fluorescens sau 5 ngày .......................................................... PL8

Bảng 28. Kiểm định sự khác biệt trung bình về khả năng sản sinh siderophore
của các dòng vi khuẩn Pseudomonas fluorescens sau 5 ngày................................ PL9

Chuyên ngành Vi sinh vật học

v

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013

Trường ĐHCT

DANH SÁCH HÌNH
Trang
Hình 1. Một số triệu chứng bệnh đạo ôn trên lúa ........................................................ 5
Hình 2. Nấm Pyricularia oryzae ................................................................................. 6
Hình 3. Sự giới hạn phát triển khuẩn ty trên đĩa petri của nấm M. grisea bởi
dòng P. fluorescens Pf7-14 (phải) và đối chứng không xử lý vi khuẩn (trái) ........... 12
Hình 4. Vi khuẩn Bacillus subtilis ............................................................................. 14
Hình 5. Vi khuẩn Pseudomonas fluorescens ............................................................. 19
Hình 6. Một số hình dạng khuẩn lạc của các dòng Bacillus phân lập được với độ
phóng đại 10 lần ........................................................................................................ 29
Hình 7. Một số hình dạng khuẩn lạc của các dòng Pseudomonas fluorescens
phân lập được với độ phóng đại 10 lần ..................................................................... 30
Hình 8. Hình nhuộm gram tế bào của hai dòng vi khuẩn .......................................... 32
Hình 9. Bọt khí do enzyme Catalase tiếp xúc với H2O2 tạo thành ............................ 33
Hình 10. Thử nghiệm amylase đối với các dòng vi khuẩn Bacillus.......................... 34
Hình 11.Thử nghiệm oxidase đối với các dòng vi khuẩn Pseudomonas

fluorescens ................................................................................................................. 36
Hình 12.Thử nghiệm nitratase đối với các dòng vi khuẩn Pseudomonas
fluorescens ................................................................................................................. 37
Hình 13. Các dòng vi khuẩn có khả năng ngăn chặn sự phát triển của khuẩn ty
nấm ............................................................................................................................ 38
Hình 14. Vòng halo thể hiện khả năng phân hủy protein của vi khuẩn .................... 42
Hình 15. Khả năng sản sinh siderophore ................................................................... 45
Hình 16. Vòng halo sau khi nhuộm Congo Red xung quanh khuẩn lạc bằng
phương pháp đục lỗ ................................................................................................... 48

Chuyên ngành Vi sinh vật học

vi

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013

Trường ĐHCT

TỪ VIẾT TẮT
BVTV

Bảo vệ thực vật

CAS

Chrome Azurol S

CMC

Carboxylmethyl Cellulose

ĐBSCL

Đồng bằng sông Cửu Long

g/l

gram/lít

IRRI

International Rice Research Institute

LB

Luria-Broth

NA

Nutrient Agar

NB

Nitrate Broth

NN & PTNT

Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn

PDA

Potato Dextrose Agar

PCA

phenazine-1-carboxylic acid

SD-CASA

A Simple double-layered Chrome Azurol S Agar

SMA

Skim Milk Agar

YEG

Yeast Extract Glucose

Chuyên ngành Vi sinh vật học

vii

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013

Trường ĐHCT

CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU
1.1. Đặt vấn đề
Cây lúa là một trong 3 cây lương thực chính và chủ yếu trên thế giới. Cây lúa
được trồng rộng rãi ở nhiều nơi và trong những điệu kiện sinh thái khác nhau như châu
Á, châu Phi, châu Mỹ, châu Âu, châu Đại Dương. Ở Việt Nam cây lúa đứng hàng đầu
trong các cây lương thực.
Theo báo cáo của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn năm 2012, trong ngành
trồng trọt, tổng sản lượng lương thực có hạt cả năm ước đạt 48,47 triệu tấn, tăng 1,24
triệu tấn (+2,6%) so với năm 2011. Trong đó, sản lượng lúa cả 3 vụ đều được mùa, đạt
hơn 43,7 triệu tấn, diện tích gieo cấy lúa cả năm ước đạt 7.753,2 nghìn ha. Bên cạnh đó,
theo đánh giá chung thì diễn biến sâu bệnh trên các vùng trong cả nước tuy xảy ra
nhiều nhưng không phức tạp như những năm trước, mức độ gây hại của một số sâu
bệnh nguy hiểm như bệnh lùn sọc đen, bệnh vàng lùn, lùn xoắn lá đều tăng, trong đó
đáng chú ý nhất là bệnh đạo ôn lá: Diện tích nhiễm bệnh 294.130 ha, tăng 21% so với
năm 2011, diện tích nhiễm nặng 11,4 nghìn ha, tăng 118% so với năm 2011, diện tích
mất trắng 8 ha.
Đạo ôn hay còn gọi là bệnh cháy lá lúa do nấm Pyricularia oryzae gây ra đang là
vấn đề lớn cho các quốc gia trồng lúa trên thế giới. Chúng thường xuất hiện ở các quốc
gia có khí hậu nóng ẩm và có thể tấn công vào tất cả các phần trên cây lúa. Ở Việt
Nam, bệnh xuất hiện cả 2 vụ lúa đông xuân, hè thu và xuất hiện ở hầu khắp các tỉnh
thành. Hiện nay biện pháp phòng trừ bệnh đạo ôn đang được sử dụng phổ biến là dùng
các loại thuốc hóa học bảo vệ thực vật (BVTV). Việc sử dụng hoá chất BVTV nhằm
tăng sản lượng nông nghiệp từ lâu đã phổ biến ở Việt Nam với các chủng loại rất đa
dạng. Mỗi năm, Việt Nam sử dụng khoảng 25.000 tấn thuốc hóa học diệt sâu bệnh.
Theo thống kê cho đến năm 2004, ở Việt Nam có tới 436 loại hoá chất với 1231 tên
thương phẩm và phải nhập tới 166 triệu USD thuốc BVTV, trong đó các chất chống
nấm chiếm tỷ lệ 28,0%. Bên cạnh đó việc sử dụng liên tục thuốc BVTV dẫn đến việc

kháng thuốc của các mầm bệnh, sinh ra nhiều mầm bệnh mới dưới áp lực của chọn lọc
và khi tồn dư trong đất, nước và nông sản sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe con
người, gây ô nhiễm môi trường và làm mất cân bằng sinh thái. Do đó, việc hạn chế sử
dụng hóa chất này đang là một vấn đề cấp bách và đã được nhiều nhà khoa học quan
tâm. Mặt khác, cũng có nhiều nghiên cứu cải tiến giống lúa mới có tính kháng bệnh cao
Chuyên ngành Vi sinh vật học

1

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013

Trường ĐHCT

được đưa vào sản xuất, nhưng hầu như tính kháng của các giống lúa này ít khi có hiệu
quả kéo dài hơn 3 năm vì nấm dễ phát sinh nòi mới phá vỡ tính kháng. Vì vậy hạn chế
sự phát tán và gây bệnh của nấm P.oryzae dựa vào khả năng đối kháng của các vi sinh
vật đang là một lựa chọn của các nhà nghiên cứu, nhằm đưa ra một phương pháp tối ưu
để phòng trừ bệnh đạo ôn hại lúa bằng các chế phẩm vi sinh vật. Một trong những
nghiên cứu đó là sử dụng vi khuẩn đối kháng nấm bệnh hại lúa đã được phát triển sớm
(Cao li-yong et al., 2003 và Lee at al., 2002). Mặt khác để bổ sung thêm và làm giàu
nguồn vi sinh vật có khả năng đối kháng với nấm gây bệnh đạo ôn hại lúa, việc tiến
hành phân lập các chủng vi khuẩn Bacillus và Pseudomonas fluorescens có hoạt tính
đối kháng nấm bệnh P.oryzae cao ở quy mô phòng thí nghiệm, để từ đó có thể nghiên
cứu và đưa ra quy trình sản xuất chế phẩm sinh học phòng trừ bệnh đạo ôn ở lúa có
hiệu quả cao nhất.
1.2. Mục tiêu đề tài
Phân lập các dòng vi khuẩn Bacillus và Pseudomonas flourescens từ vùng đất rễ

lúa có khả năng đối kháng với nấm Pyricularia oryzae gây bệnh đạo ôn.

Chuyên ngành Vi sinh vật học

2

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013

Trường ĐHCT

CHƢƠNG 2. LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1. Bệnh đạo ôn
2.1.1. Lịch sử nghiên cứu và phân bố của bệnh
Bệnh đạo ôn hay còn gọi là bệnh cháy lá (Rice blast disease) là một dịch hại nguy
hiểm và phổ biến trên cây lúa. Bệnh đạo ôn do nấm Pyricularia oryzae là một trong
những bệnh hại nghiêm trọng ở các nước trồng lúa trên thế giới (Ou, 1985). Bệnh chính
thức được phát hiện ở Italia vào năm 1560 sau đó bệnh được quan sát thấy ở các nước
Châu Á như Trung Quốc năm 1637, Nhật Bản năm 1760, Ấn Độ năm 1913, các nước
Trung Á, Tây Á, ở Bắc Mỹ, Nam Mỹ, quần đảo Antin, ở Châu Âu như: Yas, Bungari,
Rumani, Bồ Đào Nha, Liên Xô,…
Đến nay, bệnh đạo ôn là một trong những bệnh hại trên cây lúa có lịch sử xuất
hiện rất lâu đời. Đây là loại bệnh phổ biến, phạm vi phân bố rộng, chúng xuất hiện gây
hại trên 80 quốc gia trồng lúa trên thế giới bao gồm Châu Á, Châu Âu, Châu Mỹ, Châu
Phi,…Đã có rất nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước về loại bệnh này.
Tại Việt Nam bệnh đạo ôn được biết đến từ lâu với tên gọi là bệnh tiêm lụi hay
bệnh cháy lá lúa. Vincens (1921) đã thấy bệnh xuất hiện trên lúa ở các tỉnh phía Nam.
Ngoài ra, cũng đã thấy bệnh xuất hiện ở các tỉnh phía Bắc (Roger, 1951). Tại đồng

bằng sông Cửu Long hằng năm thường có hai cao điểm của bệnh vào các tháng 11-12
và tháng 5-6 dương lịch. Các tỉnh Tiền Giang, An Giang và Cần thơ là những nơi
thường có bệnh.
2.1.2. Tác hại
Bệnh đạo ôn được coi là một trong những bệnh chính gây hại nghiêm trọng đối
với sự sinh trưởng, năng suất và chất lượng lúa. Bệnh phân bố ở hầu hết các nước trồng
lúa và có thể gây thành dịch trong những điều kiện thuận lợi ở nhiều quốc gia. Mức độ
thiệt hại năng suất lúa do bệnh đạo ôn gây ra đã được nhiều tác giả nghiên cứu.
Khi lúa bị đạo ôn cổ bông 1% thì năng suất có thể giảm từ 0,7 - 17,4 % tùy thuộc
vào nhiều nhân tố có liên quan khác (Padmandha, 1965). Ở Liên Xô, trong các thí
nghiệm xác định tác hại của bệnh đạo ôn (Potkin, 1983) cũng thấy, ở các mức độ bị
bệnh với chỉ số cấp bệnh 10%, 25%, 33%, 42%, 63%, 75%,100%, đã làm giảm năng
suất ở mức độ 0 - 22% đối với dạng đạo ôn lá, từ 0 - 64% đối với đạo ôn đốt thân, từ 078 % đối với đạo ôn cổ bông. Ở Nhật Bản từ năm 1953 - 1960, hàng năm thiệt hại bình
quân 2,89% tổng sản lượng lúa, mặc dù đã có sự nỗ lực sử dụng thuốc hóa học trong
Chuyên ngành Vi sinh vật học

3

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013

Trường ĐHCT

việc phun để phòng trị bệnh. Năm 1988, dịch bệnh đạo ôn gây thiệt hại nặng ở vùng
duyên hải phía Bắc Nhật Bản, tổng sản lượng lúa bị thiệt hại của quận Fukushima là
24%, có những nơi thiệt hại lên tới 90%. Ở Philippin năm 1962-1963, năng suất lúa bị
giảm do bệnh đạo ôn gây ra ước tính là 90% ở một số nơi, từ 50% -60% ở tỉnh Bicol và
tỉnh Leyte. Ở Nam Triều Tiên năm 1989 cũng có báo thiệt hại về sản lượng lúa do bệnh

đạo gây ra là 4,2% năm 1978 và 3,9% năm 1980 (Vũ Triệu Mân, 2007).
Tại Việt Nam năm 1956, người ta phát hiện ở một trong các khu vực lúa của nông
trường Đồng Giao bệnh đạo ôn bột phát làm chết lụi 200 ha lúa và sau đó bệnh gây hại
nhiều ở các khu vực khác. Có thể nói những năm 1956 -1962 là thời kỳ bệnh đạo ôn
phát sinh thành dịch ở miền Bắc nước ta, từ năm 1976 đến nay bệnh đạo ôn đã gây
thành dịch hại ở nhiều vùng trọng điểm thâm canh lúa thuộc Đồng bằng Sông Hồng,
Đồng bằng Sông Cửu Long, các tỉnh duyên hải miền Trung và cả Tây Nguyên, một số
vùng trung du miền núi phía bắc trên các giống lúa mẫn cảm.Vụ đông xuân năm 1979,
có trên 15.000 ha lúa bị nhiễm đạo ôn. Vụ xuân năm 1982 có trên 80.000 ha lúa bị
nhiễm đạo ôn, vụ chiêm xuân năm 1985 có trên 160.000 ha lúa bị nhiễm bệnh đạo ôn,
vụ xuân năm 1997 có trên 150.000 ha lúa bị nhiễm đạo ôn. Năm 2001 bệnh đạo ôn lá là
336.370 ha chiếm khoảng 4,56% diện tích gieo cấy, trong đó diện tích nhiễm nặng 1à
5.790 ha, diện tích bị lụi là 62,4 ha. Năm 2007, cả nước có 188.711 ha lúa bị nhiễm đạo
ôn lá trong đó có 10.312 ha bị nhiễm nặng. Diện tích bị nhiễm đạo ôn cổ bông là
39.552 ha trong đó diện tích nhiễm nặng là 1.350 ha và diện tích bị giảm năng suất trên
70% là 33 ha. Như vậy, ta thấy các đợt dịch đạo ôn có xu hướng gây hại ngày càng tăng
mạnh trên quy mô diện tích ngày càng lớn (Nguyễn Văn Hoan et al., 2007).
2.1.3. Triệu chứng
Bệnh đạo ôn có thể gây hại trên tất cả các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của
cây lúa. Theo Peresipkin (1974), triệu chứng bệnh được chia làm ba dạng là đạo ôn lá,
đạo ôn đốt thân và đạo ôn cổ bông. Theo Reissig et al., (1985) căn cứ vào tính chất và
vị trí bộ phận bị nhiễm chia bệnh làm 4 dạng là đạo ôn lá, đạo ôn cổ lá, đạo ôn đốt thân
và đạo ôn cổ bông.

Chuyên ngành Vi sinh vật học

4

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013

a

b

Trường ĐHCT

c

d

e

Hình 1. Một số triệu chứng bệnh đạo ôn trên lúa
a. Đạo ôn lá, b. Đạo ôn cổ lá, c. Đạo ôn cổ bông, d. Đạo ôn đốt thân, e. Đạo ôn hạt
(* Nguồn: ngày 20/7/2013)

 Đạo ôn lá và cổ lá
Trên lá, đặc điểm của vết bệnh có thể thay đổi theo tuổi cây, điều kiện thời tiết và
tính nhiễm của giống.
- Trên các giống nhiễm, vết bệnh ban đầu chỉ là đốm úng nước, nhỏ, màu
xám xanh. Vết bệnh sau đó lan ra, tạo vết bệnh to, hình thoi, màu nâu nhạt, có khi có
quầng màu vàng nhạt, phần giữa vết bệnh có màu tro xám. Kích thước vết bệnh (1-1,5
cm x 0,3-0,5 cm). Trong điều kiện ẩm ướt, dinh dưỡng đạm quá nhiều, các giống nhiễm
xuất hiện vết bệnh cấp tính hình tròn hay hình bầu dục, nâu xanh tái do đài và bào tử
nấm xuất hiện trên đó, dạng thấm nước về sau trở thành dạng mãn tính điển hình (Vũ
Triệu Mân, 2007).
- Trên các giống kháng, vết bệnh là những chấm nhỏ hình dạng không đặc

trưng. Tùy thuộc vào mức độ kháng của giống lúa mà vết bệnh có kích thước khác
nhau: trên giống kháng mạnh, vết bệnh là những đốm nâu nhỏ có kích thước từ bằng
đầu kim đến 1-2 mm; ở các giống kháng vừa, vết bệnh có hình tròn hay trứng, tâm sáng
trắng, viền nâu, kích thước 2-3mm. Nhiễm nặng và sớm lúa có thể bị lùn, nhiều vết
bệnh trên lá liên kết với nhau làm cháy lá (Nguyễn Văn Hòa, 2007).
 Đạo ôn đốt thân
Lúc đầu là một đốm nhỏ màu nâu sau lớn rộng ra thành một vành tròn bao quanh
đốt thân làm cho thân lõm tóp lại, màu đen. Khi trời mưa ẩm thân mềm nhũn dễ bị gãy
gập khi gặp mưa giông gió (Nguyễn Văn Hòa et al., 2007).
 Đạo ôn cổ bông và gié lúa
Trên cổ bông, gié lúa vết bệnh ban đầu là những đốm nhỏ, sau lan ra theo chiều
dài làm cả đoạn cổ bông có màu nâu xám, khô tóp. Nếu nhiễm bệnh sớm (ngay sau trổ)
làm cho toàn bộ bông lúa bị lép trắng, nhiễm bệnh muộn (vào thời kì làm hạt chín) gây

Chuyên ngành Vi sinh vật học

5

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013

Trường ĐHCT

ra hiện tượng bông lúa nhỏ, có nhiều hạt lép lửng, dễ gãy, gié lúa dễ rụng dẫn đến làm
giảm năng suất lúa (Lê Lương Tề, 2007).
 Đạo ôn hạt
Vết bệnh gây hại trên hạt không đồng nhất về hình dạng như trên lá lúa mà có
dạng đốm tròn hoặc không định hình, có màu nâu đen hoặc xám. Nấm ký sinh ở vỏ trấu

và có thể ở bên trong hạt. Hạt giống bị nhiễm bệnh là nguồn bệnh lây truyền từ vụ này
sang vụ khác.
Trên bề mặt vết bệnh ở các bộ phận lá, đốt thân, cổ bông đều có thể hình thành
bào tử trông như lớp mốc xám (Lê Lương Tề, 2007).
2.2. Nguyên nhân gây bệnh và sinh thái bệnh
2.2.1. Nguyên nhân gây bệnh
 Phân loại
- Giai đoạn vô tính: Pyricularia oryzae Cav. et. Bri (còn gọi là Pyricularia
grisea) thuộc họ Moniliacea, bộ Miniiales - lớp nấm bất toàn.
- Giai đoạn hữu tính: Magnaportha grisea thuộc lớp nấm túi (thường không
có ngoài tự nhiên).
 Hình thái
Cành bào tử thường mọc thành chùm ở khí khổng, có 2- 4 vách ngăn ngang, phần
chân hơi phồng to và nhỏ dần về phía ngọn, có màu xanh hơi vàng hay màu xám nâu,
nhạt màu dần về phía ngọn, mang một hay nhiều bào tử (1-20). Trên mỗi cành hình
thành 3- 10 bào tử phân sinh. Bào tử phân sinh có hình quả lê, 2 vách ngăn ngang có
khi 1-3 vách ngăn, không có màu hay có màu xanh nhạt 19-23 µm. Bào tử thường nảy
mầm ở tế bào đầu hay gốc và tạo đĩa bám. Trong mỗi tế bào của khuẩn ty hay bào tử có
thể có một hay nhiều nhân, đa số là đơn nhân và chứa 2-6 nhiễm sắc thể.

Hình 2. Nấm Pyricularia oryzae
(*Nguồn: ,ngày 20/07/2013)

Chuyên ngành Vi sinh vật học

6

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013

Trường ĐHCT

Nấm có giai đoạn sinh sản hữu tính và được gọi tên là Magnaporthe grisea
(Heber, 1980). Quả nang bầu có thể tạo đơn hay thành cụm, mọc chìm trong mô cây, có
màu nâu sậm đến đen, đường kính phần chân của quả nang là 30-600µm (trung bình
180 µm), có các gai đệm dài bên trong. Nang hình trụ vách dày, 8,5-70µm. Nang bào tử
trong suốt, hình liềm và có 3 vách ngăn.
2.2.2. Sinh học bệnh
Khuẩn ty phát triển và sinh bào tử tốt nhất ở nhiệt độ 28°C. Ở nhiệt độ này bào tử
sinh sản nhanh và giảm dần sau 9 ngày, trong khi nếu ở nhiệt độ 16oC, 20oC, 24°C bào
tử chậm được sinh ra nhưng có chiều hướng gia tăng ngay cả sau 15 ngày. Trong nước
nóng 50°C trong 13-15 phút bào tử nấm sẽ chết, nhưng nếu trong không khí khô ở
60°C, bào tử có thể sống đến 30 giờ. Bào tử nẩy mầm tốt nhất ở 25-28°C.
Trên mặt vết bệnh, bào tử chỉ được tạo ra khi ẩm độ không khí từ 93% trở lên, ẩm
độ càng cao thì tốc độ sinh sản càng nhanh. Bào tử nẩy mầm khi có lớp nước tự do hay
ẩm độ không khí bão hòa. Trên bề mặt nước, 80% lượng bào tử có thể nẩy mầm được
và sau 24 giờ có khả năng sinh sản được. Khuẩn ty phát triển tốt khi ẩm độ không khí
đạt 93 %, cao hơn hay thấp hơn thì khuẩn ty sẽ phát triển kém. Để sinh bào tử, nấm cần
có sự chiếu sáng và tối xen kẽ. Bào tử được sinh chủ yếu là vào ban đêm ngay khi trời
vừa tối và đạt cao điểm trong 1-2 giờ, rồi sau đó giảm dần và ngừng hẳn khi trời sáng.
Ánh sáng cũng ảnh hưởng đến sự mọc mầm và phát triển ống mầm của bào tử (Đỗ Tấn
Dũng, 2005).
Nấm sẽ phát triển tốt trên môi trường tổng hợp nếu có thêm nước trích rơm lúa,
có lẽ nhờ sự hiện diện của các chất như biotin, thiamine, các malic acid, citric acid,
glutamic acid, aspartic acid cùng các nguyên tố vi lượng như manganese, zinc,
molybdenum. Khả năng sử dụng carbon trong các hợp chất thay đổi tùy theo chủng
nấm; nói chung acid hữu cơ thì không thích hợp, thích hợp nhất là maltose, sucrose,
glucose, insulin và mannitol. Nấm sử dụng thích hợp nhất là đạm ở dạng KNO3 và

NaNO3, dinh dưỡng có ảnh hưởng đến việc sinh sản bào tử của nấm.
Trong cây bệnh hay trong môi trường nuôi cấy, người ta trích được hai loại độc
tố: alpha-picolinic acid (C6H5NO2) và một chất khác được gọi tên là piricularin
(C18H14N2O3). Nếu bôi piricularin lên một vết thương cơ học trên lá lúa, sẽ tạo một
đốm cháy giống như vết bệnh cháy lá. Piricularin còn làm cây bệnh, tập trung coumarin
và làm cây lúa bị lùn. Piricularin bị chlorogenic acid và ferulic acid làm mất độc tính.
Chuyên ngành Vi sinh vật học

7

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013

Trường ĐHCT

Ngoài ra, nấm còn tạo ra hai loại độc tố khác là pyricucol và tenuazonic acid. Ngoài
độc tố, nấm còn tạo ra riboflvin, panthothenic acid, vitamin B6 và folic acid. Nấm ít tiết
phân hóa tố phân giải amylose (amylase) nên khả năng phân giải pectin kém nhưng
nấm có tiết các phân hóa tố phân giải cellulose (cellulase) như beta-glucosidase (Lê
Lương Tề, 2007).
Nấm gây bệnh đạo ôn là nấm rất dễ biến dị, có khả năng tạo ra rất nhiều nòi gây
bệnh. Giữa các địa phương khác nhau hay giữa các mùa vụ trong cùng một địa phương,
do có sự khác nhau về giống canh tác, điều kiện môi trường... nòi gây bệnh cũng sẽ
khác nhau. Hơn nữa, từ một vết bệnh hay thậm chí từ một bào tử phân sinh, khi nuôi
cấy thì ở các thế hệ sau người ta thấy nấm lại là hỗn hợp nhiều nòi gây bệnh khác nhau.
Có nhiều nguyên nhân làm nấm thay đổi độc tính gây bệnh (nòi gây bệnh) (Lê Lương
Tề, 2007).
2.3. Sinh thái bệnh.

2.3.1. Điều kiện thời tiết
Bệnh đạo ôn có thể phát sinh gây hại với các mức độ khác nhau, trên các mùa vụ
khác nhau. Riêng ở các tỉnh miền Bắc bệnh phát sinh gây hại ở các vụ lúa chiêm xuân
thường lớn hơn trong vụ mùa. Trên vụ lúa chiêm xuân, bệnh thường xuất hiện trên
tháng 1, tháng 2 trên mạ chiêm, đầu tháng 3 bệnh xuất hiện cục bộ trên lúa xuân đẻ
nhánh. Từ giữa tháng 3 đến tháng 5, bệnh thường phát sinh gây hại mạnh trên diện
rộng. Trên các trà lúa mùa, bệnh phát sinh vào thời kì lúa trổ trở đi từ tháng 10 đến
tháng 11. Điều đó chứng tỏ bệnh đạo ôn phát sinh theo qui luật chung trong những
tháng có nhiều ngày liên tiếp bảo đảm nhiệt độ 18- 25oC, ẩm độ cao trên 90% mưa lai
rai, số giờ nắng ít (nhỏ hơn 2h/ngày).
Theo kết quả nghiên cứu ở Viện lúa Đồng bằng sông Cửu Long, mật độ bào tử bắt
được trong bẫy tỷ lệ với ẩm độ không khí. Sự phát tán của các bào tử nấm Pyricularia
oryzae mạnh nhất trong các tháng 8, 9, 11. Lượng mưa trong các tháng ở mùa mưa tỷ lệ
thuận với sự nhiễm bệnh của các cây kí chủ. Gió làm tăng tính nhiễm của cây. Trời mát
thích hợp cho sự phát triển vết bệnh ở giai đoạn đầu, nhưng giai đoạn sau thì sự phát
triển của vết bệnh sẽ được kích thích nếu có một ít nắng. Khi không có đủ sáng do mây
mù, lá lúa sẽ tập trung nhiều asparagine, glutamine và nhiều amino acid khác nên sẽ
tăng tính nhiễm của cây.

Chuyên ngành Vi sinh vật học

8

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013

Trường ĐHCT

2.3.2. Đất đai, phân bón
Những chân ruộng nhiều mùn, trũng, khó thoát nước, những vùng đất mới vỡ
hoang, đất có kết cấu nhẹ, giữ nước kém, khô hạn và những chân ruộng có lớp đất sét
nông là điều kiện rất thuận lợi cho nấm bệnh đạo ôn phát triển.
Phân bón cũng ảnh hưởng rất lớn đến sự phát sinh, phát triển của bệnh. Nếu bón
phân không hợp lý, bệnh vẫn phát sinh gây hại trong những điều kiện thời tiết không
thuận lợi cho nấm bệnh phát triển. Bón quá thừa như phân ammonium sulfate, sẽ có
ảnh hưởng nghiêm trọng hơn là bón nhiều lần. Bón quá trễ hay bón khi nhiệt độ quá
thấp trong giai đoạn phát triển đầu của lúa cũng có ảnh hưởng nhiều. Đất có khả năng
giữ phân kém (đất cát) cũng bị ảnh hưởng nhiều hơn đất có khả năng giữ phân tốt (đất
sét). Bón phân lên lá cũng làm bệnh phát triển mạnh hơn.
2.3.3. Giống
Ngoài các yếu tố khí hậu thời tiết ở đất đai, phân bón, đặc tính của giống có ảnh
hưởng rất lớn tới mức độ phát triển của bệnh trên đồng ruộng. Những giống nhiễm
bệnh nặng (mẫn cảm) không những là điểm bệnh phát sinh ban đầu mà còn là điều kiện
cho bệnh dễ dàng lây lan hàng loạt hình thành nên dịch bệnh trên đồng ruộng.
Tính chống bệnh của cây lúa tăng khi tỷ lệ SiO2/N tăng (Sakomoto, 1993). Giống
lúa chống bệnh chứa nhiều polyphenol hơn ở giống nhiễm bệnh (Wakimoto và Yoshii,
1958). Trong giống lúa chống bệnh sẽ sản sinh ra lượng lớn hợp chất Fytoaclexin có
tác dụng ngăn cản sự phát triển của nấm trong cây. Tính chống bệnh của cây lúa do 23
gen kháng đạo ôn đã được phát hiện và đồng thời còn phụ thuộc vào đặc điểm cấu tạo
của giống, nhìn chung các giống lúa đẻ nhánh tập trung, cứng cây, chịu phân, tỷ số khối
lượng thân trên khối lượng 20 cm gốc nhỏ, ống rơm dày, lá cứng, có tầng cutin dày là
những giống thể hiện khả năng chống chịu bệnh tốt.
Nhiều giống lúa đã được khảo nghiệm và đánh giá là những giống có năng suất
cao và chống chịu bệnh đạo ôn như IR1820, IR17494, C71, RSP13, Xuân số 2, Xuân
số 5,...và đã được gieo cấy rộng rãi ở miền Trung và vùng Đồng bằng Sông Hồng trước
đây. Đến nay một số giống đã mất khả năng chống bệnh với một số chủng nòi đạo ôn
mới xuất hiện. Một số giống lúa nếp hoặc NN8, CR203, một số giống lúa thuần,…là
giống mẫn cảm bệnh đạo ôn (Vũ Triệu Mân, 2007).

2.3.4. Biện pháp phòng chống
 Dự tính dự báo
Chuyên ngành Vi sinh vật học

9

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013

Trường ĐHCT

Muốn phòng trị bệnh có hiệu quả cao, cần phải có biện pháp dự báo tốt. Nghiên
cứu của Refaci (1977), trong điều kiện của Philippines, cho thấy số giờ mưa, ẩm độ
không khí trung bình vào ban ngày, nhiệt độ trung bình của ngày và đêm không có
tương quan với số vết bệnh trên cây, chỉ có nhiệt độ trung bình vào ban đêm, mật số
bào tử trong không khí, số giờ có sương mù là có ảnh hưởng đến mức độ bệnh trên cây.
Cũng có thể dự báo bệnh bằng ruộng dự báo. Các giống trồng chủ lực của một địa
phương được gieo trong các lô 1 m2 ở trung tâm khu vực muốn dự báo. Trên các lô này
bón phân đạm hơi cao hơn trong thực tế sản xuất tại địa phương và có thể gieo sớm hơn
ruộng sản xuất 7-10 ngày. Theo dõi bệnh xuất hiện trên các lô này, từ đó có thể dự báo
cho các khu vực có trồng cùng giống đã bị nhiễm trong khu dự báo (Phạm Văn Kim,
2003).
 Biện pháp phòng trừ khác
- Đối với những vùng thường xảy ra dịch bệnh đạo ôn cần phải quan tâm tiêu
huỷ những tàn dư thực vật sau khi thu hoạch lúa: Cày lật gốc rạ, bón vôi, xử lí đất, dọn
sạch bờ mương trước khi xuống vụ.
- Xử lý hạt giống bằng 3 sôi 2 lạnh (54oC) trong 10 phút hoặc xử lý bằng các
loại thuốc hoá học như Sulfat đồng (CuSO4), Carbenzim,…

- Khi lúa đã bị bệnh cần ngừng ngay việc bón phân đạm, phân kali; phun
thuốc kịp thời bằng các loại thuốc hoá học như Fujione, Baem,...Cần lưu ý là phải phun
đúng nồng độ ghi trên nhãn thuốc, phun đủ liều lượng mỗi sào 500m2 thì phun 16-20 lít
nước pha thuốc; phun lần 2 cách nhau 5-10 ngày tuỳ theo tình hình.
- Đối với những ruộng đã bị bệnh đạo ôn trên lá cần phải phun thuốc phòng
bệnh đạo ôn cổ bông trước và sau khi trổ, nên phun vào lúc chiều tối để khỏi ảnh hưởng
đến việc trổ bông.
2.4. Vi sinh vật đối kháng
2.4.1. Những nghiên cứu trong nước
Hiện nay, tại Việt Nam đã có nhiều nghiên cứu phòng trừ bệnh hại cây trồng bằng
sử dụng vi sinh vật đối kháng như:
Một số chủng vi khuẩn đối kháng như Burkholderia, Pseudomonas, Bacillus đã
và đang được quan tâm nghiên cứu tại phòng Công nghệ sinh học Enzyme – Viện Công
nghệ sinh học, vì chúng tổng hợp một số chất ngoại bào với khả năng ức chế sự nẩy

Chuyên ngành Vi sinh vật học

10

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013

Trường ĐHCT

mầm và phát triển của nấm bệnh F.oxysporum và R.solani gây ra các triệu chứng thối
đen rễ, lở cổ rễ, thối gốc thân, thối thân, khô vằn, thối lá trên cây cà chua.
Vi khuẩn đối kháng Bacillus, Burkholderia và Pseudomonas được phân lập từ
đất, rễ cây, có khả năng kiểm soát hiệu quả đối với nấm Pythium, R. solani và F.

oxysporum… gây bệnh thối rễ, thối thân ở cây đậu tương, cây đỗ, rau diếp, cây trạng
nguyên, cây khoai tây. Ngoài ra, nhiều nhóm chuyên gia trong nước đã và đang nghiên
cứu về khả năng phòng trừ bệnh trên cây như Nguyễn Thị Thu Nga và Phạm Văn Kim
(2003) đã có khảo sát khả năng đối kháng của vi khuẩn Burkholderia cepacia TG17 đối
với nấm Rhizoctonia solani gây bệnh đốm vằn trên lúa, khoa Nông nghiệp và sinh học
ứng dụng trường Đại học Cần Thơ đã đưa ra chế phẩm sinh học Biobac có khả năng
phòng trừ bệnh trên lúa là đốm vằn, hay nghiên cứu khả năng gây hại của các chủng
Erwinia carotovora trên cải bắp và bước đầu sử dụng vi khuẩn vùng rễ để phòng trị
bệnh (Phạm Thị Thắm, 2012). Ngoài ra, theo Phạm Văn Dư (2004), hiện nay phòng trừ
sinh học đối với một số bệnh có nguồn gốc từ đất bằng cách sử dụng vi khuẩn đối
kháng đã gặt hái được nhiều thành công đáng kể trong nhà lưới và ngoài đồng ruộng.
2.4.2. Những nghiên cứu ngoài nước
Ngày nay, nhiều dòng vi khuẩn có khả năng đối kháng với các mầm bệnh trên cây
lúa được tìm thấy và ứng dụng hiệu quả, chủ yếu là các dòng vi khuẩn Pseudomonas và
Bacillus.
Bảng 1. Các chủng vi khuẩn đối kháng với các mầm bệnh chính trên cây lúa
Bệnh lúa

Mầm bệnh

Đạo ôn

Pyricularia oryzae

Chủng vi khuẩn đối kháng
Pseudomonas fluorescens

(Blast)

Bacillus spp.

B. polymyxa
B. pumulus
B. coagulans
Enterobacter agglomerans

Đốm vằn

Rhizoctonia solani

P. fluorescens

(Sheath blight)

P. putida
Bacillus megaterium
B. polymyxa
B. pumulus
Enterobacter agglomerans

Chuyên ngành Vi sinh vật học

11

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013

Trường ĐHCT

Thối bẹ (Sheath-rot)

Sarocladium oryzae

P. fluorescens

Bạc lá

Xanthomonas oryzae

B. lentus

(Bacterial Blight)

B. cereus
B. circulans
P. fluorescens

(*Nguồn: Immanuel, 2006)

Các nghiên cứu cho thấy cơ chế cơ bản và quan trọng nhất của sự đối kháng bởi
vi khuẩn đối với mầm bệnh là do sản sinh ra các kháng sinh.
Gnanamanickam (1989) và Mew (1992) đã phân lập hơn 400 dòng vi khuẩn từ
các đồng lúa tại Viện nghiên cứu lúa quốc tế. Các dòng này có khả năng đối kháng với
nấm M.grisea trong phòng thí nghiệm. Khả năng ngăn chặn sự phát triển của nấm M.
grisea bởi dòng vi khuẩn P. fluorescens Pf7-14 được thể hiện trong hình 3. Sau đó tiến
hành thí nghiệm ngoài đồng với các dòng đã tuyển chọn: 2 dòng Pseudomonas 4-15R
và 7-14RN, 2 dòng Bacillus 4-03R và 33R. Thí nghiệm trên giống lúa UPLRi-5, hạt
giống được áo dung dịch huyền phù vi khuẩn hoặc hóa chất kháng nấm pyroquilon
(8g/kg hạt giống) trước khi sạ. Các dòng vi khuẩn hay pyroquilon được phun thêm vào

3 thời điểm 20, 30 và 40 ngày sau khi sạ. Kết quả được thể hiện trong bảng 2, cho thấy
dòng Pseudomonas 4-15R và 7-14RN lần lượt làm giảm 59% và 47% bệnh cháy lá. Hai
dòng Bacillus 4-03R và 33R làm giảm tỉ lệ mắc bệnh cháy lá 46% và 44%. Đối với
bệnh đao ôn cổ bông, dòng Pseudomonas 7-14RN cho hiệu quả cao nhất. Sự ngăn chặn
bệnh đạo ôn bởi dòng Pseudomonas 7-14 là do sản sinh ra kháng sinh kháng nấm
phenazine-1-carboxylic acid (PCA) (Valasubramanian, 2004).

Hình 3. Sự giới hạn phát triển khuẩn ty trên đĩa petri của nấm M. grisea
bởi dòng P. fluorescens Pf7-14 (phải) và đối chứng không xử lý vi khuẩn (trái)
(* Nguồn: Gnanamanickam và Mew, 1992)

Chuyên ngành Vi sinh vật học

12

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013

Trường ĐHCT

Bảng 2. Ảnh hƣởng của vi khuẩn đối kháng đến bệnh cháy lá và đạo ôn cổ
bông trên giống lúa UPLRi-5 tại Philipin
Nghiệm thức

Bệnh cháy láa

Bệnh đạo ôn cổ bôngb

Bacillus 4-03R

3,3

3,0

Bacillus 33R

3,5

3,7

Pseudomonas 4-15R

2,6

3,0

Pseudomonas 7-14RN

3,3

2,8

Pyroquilon

2,0

3,7

Đối chứng

6,3

3,8

LSD (0,05)

2,2

1,8

(*Nguồn: Gnanamanickam và Mew, 1992)
a

Số vết thương bệnh cháy lá/ cm2 lá

b

Tỉ lệ bệnh đạo ôn cổ bông =

n(1)+n(2)+......+n(9)
x100, n là số chồi mắc bệnh
Total

theo thang điểm từ 1-9.
Năm 2003, Yoshihiriro et al.,của Nhật Bản tiến hành nghiên cứu đặc tính đối
kháng của chủng vi khuẩn Bacillus subtilis IK1080. Trong các thí nghiệm ở phòng thí
nghiệm, chủng vi khuẩn có khả năng ức chế sự phát triển của nấm Pyricularia oryzae.
Nghiên cứu trong nhà kính cho thấy khi áp dụng vi khuẩn này trên cây lúa 14 ngày tuổi

đã làm giảm chiều dài vết thương trên lá do bệnh đạo ôn do chủng nấm bệnh
Pyricularia oryzae.
Một nghiên cứu khác, Kavitha et al., (2005) sử dụng chủng B.polymyxa VLB16
trong nghiên cứu sản xuất protein kháng nấm có khả năng ức chế sự tăng trưởng của
nấm Pyricularia oryzae. Ở thí nghiệm ngoài đồng, VLB16 ngăn chặn 50% bệnh đạo ôn
lúa. Các chủng Bacillus khác như B.pumilus, B. polymyxa, B. coagulans và
Enterobacter cũng làm giảm tỉ lệ bệnh đạo ôn lúa trong các thí nghiệm ngoài đồng
(Bảng 3).

Chuyên ngành Vi sinh vật học

13

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013

Trường ĐHCT

Bảng 3. Khả năng hạn chế bệnh đạo ôn bởi xử lý vi khuẩn trên giống lúa
IR50 và CO39 trong các thí nghiệm ngoài đồng ở Ấn Độ.
Kích thƣớc vòng giới hạn phát

Phần trăm ngăn chặn bệnh

triển nấm Pyricularia grisea (cm)

đạo ôn

Bacillus pumilus (IM3)

3,0

46,22

Bacillus polymyxa (KRU22)

4,4

53,30

Bacillus polymyxa (VLB16)

5,0

50,06

Bacillus coagulans (PD7)

3,4

46,02

2,4

56,09

Chủng vi khuẩn

Enterobacter
agglomerans(UPM18)

(*Nguồn: Kavitha, 2002 và Kavitha et al., 2005)

2.5. Vi khuẩn Bacillus
Giới:

Bacteria

Ngành: Firmicutes

Lớp:

Bacilli

Bộ:

Bacillales

Họ:

Bacillaceae

Giống: Bacillus
(* Nguồn: ngày 11/06/2013)

Hình 4. Vi khuẩn Bacillus subtilis
(*Nguồn: />20/07/2013)

Vi khuẩn Bacillus là những vi khuẩn Gram dương, có nội bào tử hình oval có
khuynh hướng phình ra ở một đầu. Bacillus được phân biệt với các loài vi khuẩn sinh
nội bào tử khác bằng hình dạng tế bào hình que, sinh trưởng dưới điều kiện hiếu khí

Chuyên ngành Vi sinh vật học

14

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học