Nghiên cứu một số chủng vi khuẩn nội sinh đối kháng kiểm soát sinh học tổng hợp bệnh héo xanh vi khuẩn cây lạc và cây vừng

Bộ giáo dục và đào tạo

Trờng đại học Nông nghiệp I hà nội
---------

---------

Nguyễn thị hồng minh

Nghiên cứu một số chủng vi khuẩn nội
sinh đối kháng kiểm soát sinh học
tổng hợp bệnh héo xanh vi khuẩn
cây lạc và cây vừng
luận văn thạc sĩ nông nghiệp
Chuyên ngành

: Bảo vệ thực vật

M số

: 60.62.10

Ngời hớng dẫn khoa học: Ts. Nguyễn ngọc cờng

H NI - 2007


Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu
và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và cha từng đợc sử dụng

để bảo vệ một học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này
đ đợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đ đợc chỉ rõ
nguồn gốc.

Ngời cam đoan

Nguyễn Thị Hồng Minh

Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc Nụng nghip ---------------------------

i


Lời cảm ơn
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS.Nguyễn Ngọc
Cờng là ngời đ tận tình hớng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá
trình thực hiện luận án.
Tôi xin trân trọng cảm ơn:
Khoa Sau Đại học, trờng Đại học Nông nghiệp I - Hà Nội đ
tổ chức khoá đào tạo này, giúp tôi có điều kiện học tập và nghiên
cứu để nâng cao trình độ
Tập thể các thầy cô giáo bộ môn Bệnh cây Nông dợc,
trờng Đại học Nông nghiệp I - Hà Nội, đ

tạo mọi điều kiện và

giúp đỡ tôi hoàn thành luận án.
Ban l nh đạo Viện Di truyền Nông nghiệp, tập thể cán bộ
phòng Di truyền và Công nghệ Vi sinh - Viện Di truyền Nông

nghiệp đ tận tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện luận
án.
Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới những
ngời thân trong gia đình và bạn bè đ tạo điều kiện, động viên và
giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua.
Hà nội, ngày 19 tháng 9 năm 2007

Nguyễn Thị Hồng Minh

Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc Nụng nghip ---------------------------

ii


Mục lục
Trang
Trang phụ bìa......................................................................................................i
Lời cam đoan .....................................................................................................ii
Lời cảm ơn ........................................................................................................iii
Mục lục ............................................................................................................. iv
Danh mục các bảng..........................................................................................vii
Danh mục các hình và đồ thị ............................................................................ix
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt ............................................................. x
1. Mở đầu.......................................................................................................0
1.1. Tính cấp thiết của đề tài..........................................................................1
1.2. Cơ sở khoa học của đề tài .......................................................................3
1.3. ý nghĩa khoa học, thực tiễn của đề tài ...................................................3
1.4. Mục tiêu của đề tài. ................................................................................3
2. Tổng quan tàI liệu............................................................................4
2.1. Tình hình gieo trồng vừng và lạc ở Việt Nam và trên thế giới. ........4

2.1.1. Tình hình gieo trồng vừng ở Việt Nam và trên thế giới ......................4
2.1.2.Tình hình gieo trồng lạc ở Việt Nam và trên thế giới. ..........................4
2.2. Bệnh héo xanh do vi khuẩn Ralstonia solanacearum ........................5
2.2.1. Khái quát về bệnh héo xanh cây trồng......................................................5
2.2.2. Biểu hiện triệu trứng của cây nhiễm bệnh ...............................................7
2.2.3. Vi khuẩn gây bệnh héo xanh Ralstonia solanacearum .......................8
2.2.3.1. Hình thái vi khuẩn ....................................................................8
2.2.3.2. Đặc tính sinh lý, sinh hoá của vi khuẩn gây bệnh héo xanh ....8
2.2.3.3. Phân loại vi khuẩn R. solanacearum ......................................10
2.2.3.4. Tính độc của vi khuẩn R. solanacearum ................................12
2.2.3.5. Các con đờng xâm nhập của vi khuẩn R. solanacearum vào
cây chủ.................................................................................................13
2.2.3.6. ảnh hởng của điều kiện ngoại cảnh đến sự phát sinh và phát
triển bệnh héo xanh vi khuẩn trên cây chủ..........................................13
2.3. Vi sinhvật đối kháng...........................................................................14
2.3.1. Quan hệ đối kháng trong thế giới vi sinh vật........................................14
2.3.2. Vi sinh vật nội sinh đối kháng...................................................................16
2.4. Biện pháp phòng trừ sinh học bằng phơng pháp sử dụng vi sinh
vật đối kháng với vi khuẩn R. Solanacearum..........................................17
2.4.1. Cơ chế đối kháng giữa vi sinh vật đối kháng với vi khuẩn héo xanh
R. solanacearum.........................................................................................................19
2.4.2. Các loại vi sinh vật đối kháng với vi khuẩn R. solanacearum.........20

Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc Nụng nghip ---------------------------

iii


2.4.3. ứng dụng vi khuẩn nội sinh trong phát triển nền nông nghiệp bền vững....24
2.5. Phân loại vi khuẩn..............................................................................26

2.5.1. Phân loại theo phơng pháp truyền thống..............................................26
2.5.2. Phân loại theo phơng pháp hiện đại bằng cách sử dụng kit Api
và Vitek.........................................................................................................................26
3. Vật liệu, nội dung và phơng pháp nghiên cứu ...........28
3.1. Vật liệu nghiên cứu.............................................................................28
3.1.1. Nguồn vi sinh vật ...........................................................................................28
3.1.2. Các thiết bị hoá chất và một số giống cây nghiên cứu.......................28
3.1.3. Các môi trờng và dung dịch đệm chủ yếu ...........................................28
3.2. Nội dung nghiên cứu...........................................................................29
3.3. Phơng pháp nghiên cứu .............................................. 29
3.3.1. Phơng pháp nghiên cứu vi khuẩn gây bệnh héo xanh
R.solanacearum..........................................................................................................29
3.3.1.1. Phơng pháp điều tra thu mẫu ................................................29
3.3.1.2. Phơng pháp thu thập, phân lập vi khuẩn gây bệnh từ mẫu cây
bệnh .....................................................................................................30
3.3.1.3. Phơng pháp đánh giá tính độc của R. solanacearum............30
3.3.1.4. Phơng pháp xác định thứ sinh học (biovar) ..........................32
3.3.2. Phơng pháp nghiên cứu vi khuẩn đối kháng với vi khuẩn
R.solanacearum..........................................................................................................33
3.3.2.1. Phân lập vi khuẩn đối kháng...................................................33
3.3.2.2. Phơng pháp phân loại vi khuẩn đối kháng............................34
3.3.2.3. Phơng pháp đánh giá tác động của vi khuẩn đối kháng lên sự
nảy mầm của hạt vừng và lạc...............................................................36
3.3.2.4. Đánh giá hoạt lực kháng bệnh héo xanh của vi khuẩn đối
kháng lên cây vừng và cây lạc trong nhà kính.....................................36
3.3.2.5. Đánh giá khả năng kích thích sinh trởng của các chủng vi
khuẩn đối kháng lên cây vừng và cây lạc trong nhà kính....................37
3.3.2.6. Đánh giá hoạt lực của vi khuẩn đối kháng lên cây vừng, cây
lạc trên đồng ruộng..............................................................................37
3.4. Phơng pháp xử lý số liệu ..................................................................38

4. Kết quả và thảo luận...................................................................40
4.1. Bệnh héo xanh cây lạc và cây vừng do vi khuẩn R. solanacearum 40
4.1.1. Điều tra và thu mẫu.......................................................................................40
4.1.2. Thu mẫu, phân lập và tuyển chọn vi khuẩn gây bệnh héo xanh .....42
4.1.3.Nhận dạng vi khuẩn gây bệnh héo xanh R. solanacearum................45
4.1.3.1. Thử nghiệm tính độc của các chủng vi khuẩn R. solanacearum
trên giống lạc Thiên Ngọc và giống vừng V6 ......................................45

Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc Nụng nghip ---------------------------

iv


4.1.3.2. Phân nhóm vi khuẩn gây bệnh héo xanh R. solanacearum
thành các thứ sinh học (biovar) ...........................................................46
4.2. Vi khuẩn đối kháng với vi khuẩn gây bệnh héo xanh R. solanacearum...........48
4.2.1. Thu mẫu, phân lập và tuyển chọn vi khuẩn đối kháng ......................48
4.2.2. Đánh giá hoạt lực đối kháng của các chủng vi khuẩn........................49
4.2.3. Một số đặc điểm cơ bản của các chủng vi khuẩn đối kháng sử dụng
trong xác định vị trí phân loại của chúng...........................................................52
4.3. Vi khuẩn nội sinh (Endophytic bacteria) ........................................53
4.3.1. Khẳng định sự có mặt và tồn tại của vi khuẩn nội sinh trong cây
vừng................................................................................................................................53
4.3.2. Xác định vị trí tạo dòng của các chủng vi khuẩn nội sinh bên trong
mô rễ cây vừng............................................................................................................53
4.4. ảnh hởng của các chủng vi khuẩn nội sinh đối kháng lên sự nảy
mầm của hạt lạc và hạt vừng....................................................................55
4.5. Đánh giá hiệu quả của các chủng vi khuẩn nội sinh đối kháng trên
cây lạc..........................................................................................................57
4.5.1. Đánh giá hiệu lực đối kháng của các chủng vi khuẩn nội sinh đối

kháng với vi khuẩn R. solanacearum trong điều kiện nhà kính..................57
4.5.2. Đánh giá sự tác động của các chủng vi khuẩn nội sinh đối kháng
lên sinh trởng và phát triển của cây lạc trong điều kiện nhà kính............60
4.5.3. Hiệu quả phòng trừ bệnh héo xanh trên đồng ruộng phạm vi hẹp.62
4.5.4. Đánh giá sự tác động của các chủng vi khuẩn nội sinh đối kháng
lên sinh trởng và phát triển của cây lạc trên đồng ruộng phạm vi hẹp...63
4.6. Đánh giá hiệu quả của các chủng vi khuẩn nội sinh đối kháng lên
cây vừng......................................................................................................65
4.6.1. Hiệu quả phòng trừ bệnh héo xanh trên cây vừng trong điều kiện
nhà kính.........................................................................................................................65
4.6.2. Tác dụng kích thích sinh trởng của các chủng vi khuẩn nội sinh
đối kháng trên cây vừng trong điều kiện nhà kính..........................................67
4.6.3. Hiệu quả kháng bệnh trên cây vừng ngoài đồng ruộng....................68
4.6.4. ảnh hởng của các chủng vi khuẩn nội sinh đối kháng đến sinh
trởng phát triển và năng suất cây vừng ngoài đồng ruộng..........................71
5. Kết Luận và kiến nghị...................................................................73
5.1. Kết luận: ..............................................................................................73
5.2. Kiến nghị: ............................................................................................73
Tài liệu tham khảo ............................................................................74
A. Tài liệu tiếng Việt..................................................................................74
B. Tài liệu tiếng Anh.................................................................................75
Ph lc ................................................................................... 84

Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc Nụng nghip ---------------------------

v


Danh mục các bảng
Bảng 2.1. Những đặc tính sinh lí sinh hoá chính của vi khuẩn R.solanacearum ......9

Bảng 2.2. Vi khuẩn đối kháng với R. solanacearum.............................................21
Bảng 3.1. Phân định mức độ độc của R. solanacearum........................................31
Bảng 3.2. Cách thức phân vi khuẩn gây bệnh héo xanh thành các Thứ sinh học.....33
Bảng 4.1. Đặc điểm hình thái khuẩn lạc điển hình của một số chủng gây
bệnh thể hiện triệu chứng bệnh héo xanh.............................................43
Bảng 4.2. Khả năng chuyển hoá các nguồn cacbon của các chủng vi khuẩn
R. solanacearum phân lập thể hiện tính độc ........................................47
Bảng 4.3. Nguồn gốc và đặc điểm hình thái của các chủng vi khuẩn phân lập
đợc.............................................................................................................48
Bảng 4.4. Hoạt lực đối kháng của các chủng vi khuẩn với đại diện các chủng
R. Solanacearum ( trong điều kiện invitro)..........................................50
Bảng 4.5. Một số đặc điểm cơ bản phục vụ mục đích phân loại các chủng vi
khuẩn đối kháng........................................................................................52
Bảng 4.6. Mật độ và khả năng tồn tại của các chủng vi khuẩn nội sinh trong
mô rễ cây vừng và cây lạc ...................................................................... 54
Bảng 4.7. ảnh hởng của 4 chủng vi khuẩn nội sinh đối kháng lên khả năng
nảy mầm của hạt vừng và hạt lạc ...........................................................56
Bảng 4.8. Hiệu quả phòng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn của các chủng vi
khuẩn nội sinh đối kháng trên cây lạc trong điều kiện nhà kính. ...58
Bảng 4.9. So sánh thống kê sinh học tác dụng phòng trừ bệnh héo rũ vi
khuẩn của các chủng nội sinh đối kháng trên giống lạc Thiên
ngọc và giống lạc Thiên hoa...................................................................59
Bảng 4.10. Tác động tăng cờng sinh trởng trên cây lạc của các chủng vi
khuẩn nội sinh ...........................................................................................61

Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc Nụng nghip ---------------------------

vi

Bảng 4.11. Kết quả đối kháng vi khuẩn gây bệnh trên cây lạc gieo trồng
ngoài đồng ruộng phạm vi hẹp...............................................................62
Bảng 4.12. Tác dụng tăng cờng sinh trởng của các chủng vi khuẩn nội
sinh đối kháng lên cây lạc trên đồng ruộng phạm vi hẹp.................63
Bảng 4.13. Hiệu lực phòng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn của các chủng vi
khuẩn nội sinh đối kháng trên cây vừng trong điều kiện nhà kính..65
Bảng 4.14. So sánh thống kê sinh học hiệu quả phòng trừ bệnh héo rũ vi
khuẩn của các chủng nội sinh đối kháng đối với các giống vừng
sản xuất.......................................................................................................66
Bảng 4.15. Kết quả tác động của các chủng vi khuẩn nội sinh lên sự sinh
trởng phát triển của vừng trong nhà kính ...........................................67
Bảng 4.16. Hiệu quả phòng trừ bệnh héo rũ cây vừng do vi khuẩn ngoài
đồng ruộng của các chủng vi khuẩn nội sinh đối kháng....................69
Bảng 4.17. Hiệu quả về năng suất do biện pháp kiểm soát bệnh héo rũ vi
khuẩn cây vừng V6 ngoài đồng ruộng bằng các chủng đối kháng
nội sinh mang lại.......................................................................................71

Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc Nụng nghip ---------------------------

vii


Danh mục các hình và đồ thị
Hình 3.1. Chỉ tiêu đánh giá mức độ nhiễm bệnh31

ảnh 4.1. Ruộng vừng bị nhiễm bệnh héo rũ. ................................................40
ảnh 4.2. Cây vừng bị chết héo xanh do vi khuẩn ngoài đồng ruộng............41
ảnh 4.3. Lát cắt dọc đoạn thân sát cổ rễ cây vừng biểu hiện triệu chứng nhiễm
bệnh héo xanh do vi khuẩn ...............................................................41

ảnh 4.4. Hình thái khuẩn lạc của một số chủng vi khuẩn gây bệnh héo xanh ..44
ảnh 4.5. Sự chuyển hoá nguồn cacbon của các chủng thể hiện độc tính .....47
ảnh 4.6. Hình thái khuẩn lạc điển hình của một số chủng đối kháng..........49
ảnh 4.7. Vòng ức chế vi khuẩn gây bệnh VT3 của vi khuẩn đối kháng NA4 ....51
Đồ thị 1. Hoạt lực đối kháng vi khuẩn gây bệnh của các chủng vi khuẩn đối
kháng trên đĩa petri ...........................................................................51

ảnh 4.8. Sự tồn tại của vi khuẩn CI4-2 và NA4 trong gian bào mô rễ cây vừng...55
ảnh 4.9. Hiệu quả phòng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn của các chủng vi khuẩn
đối kháng trên lạc trong điều kiện nhà kính .....................................59

ảnh 4.10. Kết quả kích thích sinh trởng của các chủng vi khuẩn nội sinh trên
cây lạc ngoài đồng ruộng phạm vi hẹp ............................................64

ảnh 4.11. Hiệu quả phòng trừ bệnh héo xanh của các chủng vi khuẩn đối
kháng trên cây vừng trong điều kiện nhà kính .................................67

ảnh 4.12. Hình ảnh cây vừng ngoài đồng ruộng ..........................................70
Đồ thị 2. Tỷ lệ (%) cây vừng sống sót của thí nghiệm đồng ruộng...............70

Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc Nụng nghip ---------------------------

viii


Danh MụC CáC THUậT NGữ VIếT TắT
CHữ VIếT TắT

Chữ viết đầy dủ

AVRDC

Asian Vegetable Research Development Center

C

Cacbon

CFU

(Colony Forming Unit) đơn vị hình thành khuẩn lạc

cs

Cộng sự

CT

Công thức

ĐC

Đối chứng

EDTA

Ethylen Diamine Tetraacetic Acid

EPS

Exopolysaccharide

FAO

Tổ chức Nông Lơng Thế giới

IAA

Axit indol -3- axetic

KB

Môi trờng KingB

LSP

Lipopolysacarit

NSLT

Năng suất lý thuyết

NSTT

Năng suất thự tế

STT

Số thứ tự

tb

Tế bào

TBE

Trisbase Boric acid EDTA

TE

Trisbase EDTA

TTC

Triphenyl Tetrazolium Chloride

VKNSĐK

Vi khuẩn nội sinh đối kháng

Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc Nụng nghip ---------------------------

ix


1. Mở đầu
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Việt Nam có điều kiện khí hậu, đất đai phù hợp với hầu hết các loại rau
và cây công nghiệp gieo trồng trên thế giới, lại còn có thể sản xuất gần nh
quanh năm. Đây là những lợi thế không phải bất kỳ nớc nào trên thế giới

cũng có. Với kinh nghiệm lâu đời của ngời sản xuất, ngành sản xuất nông
nghiệp không chỉ cung cấp những sản phẩm cho tiêu dùng nội địa mà còn xuất
khẩu sang các nớc vĩ độ thấp nh bắc châu , châu Âu và Bắc Mỹ.
So với cây lơng thực và nhiều loại cây khác cây vừng và cây lạc là
những cây có giá trị kinh tế cao trên một đơn vị diện tích. Do vậy phát triển
trồng vừng và lạc không chỉ thúc đẩy chuyển dịch cơ cấu cây trồng trong nông
nghiệp mà còn nâng cao thu nhập cho ngời sản xuất.
Cây vừng có tên khoa học là Sesaum indicum L. là cây lấy dầu với bộ
phận thu hoạch chủ yếu là hạt. Hạt vừng có hàm lợng dầu rất cao, giá trị sử
dụng chủ yếu là làm thực phẩm, kể cả ở dạng dầu tinh khiết cũng nh ở dạng
hạt thô. Bên cạnh giá trị dinh dỡng, cây vừng còn là loại cây chịu hạn, có thể
trồng ở các vùng đất nghèo dinh dỡng nh đất cát pha. Bên cạnh đó vừng là
loại cây nhiệt đới có thể chịu đợc nhiệt độ từ 25- 32oC, vì vậy chúng đợc
trồng khá rộng r i ở các tỉnh miền Trung và các tỉnh Nam trung bộ nớc ta.
Vòng đời sinh trởng của vừng khá ngắn chỉ vào khoảng từ 60 đến 90 ngày
nên lợi ích do phát triển trồng vừng đem lại là rất cao.
Cây lạc (Archis Hypogae I.) là cây công nghiệp ngắn ngày, cây thực phẩm
có giá trị dinh dỡng cao có nguồn gốc từ Châu Mỹ. Cây lạc đợc dùng làm thực
phẩm cho ngời và thức ăn cho chăn nuôi, đồng thời còn là cây cải tạo đất tốt và
là mặt hàng nông sản suất khẩu quan trọng đem lại lợi nhuận cao. Từ năm 1990
trở lại đây diện tích, năng suất, sản lợng lạc đ không ngừng tăng lên. Diện tích
gieo trồng tăng lên từ 201.400 ha năm 1990 lên 243.900 ha năm 2000 (tăng

Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc Nụng nghip ---------------------------

1


21,1%), năng suất tăng 37,1% và sản lợng tăng 65,6%. Chính vì vậy cây lạc
đang là một trong 10 chơng trình u tiên phát triển của nớc ta.

Nhng thực tế, vấn đề trồng vừng và lạc trên thế giới nói chung và ở
Việt Nam nói riêng còn gặp rất nhiều khó khăn bởi bệnh héo xanh do vi khuẩn
Ralstonia solanacearum gây ra. Đây là một trong 5 loại bệnh cây trồng thuộc
đối tợng quan tâm nhất của chơng trình phòng trừ tổng hợp của FAO. Theo
báo cáo tại hội nghị quốc tế tổng kết về bệnh héo xanh của Trung tâm Nghiên
cứu và Phát triển rau Châu á (AVRDC), thì thiệt hại do bệnh này có thể là
100%. Riêng ở Đài Loan thiệt hại đối với thị trờng cà chua sạch hàng năm
vào khoảng 12 triệu đô la [21]. Ước tính mức độ thiệt hại cho sản xuất cà chua
do bệnh héo xanh vi khuẩn gây ra là 15% ữ 95% .
ở nớc ta bệnh héo xanh do vi khuẩn đ phát sinh ở hầu hết các địa
phơng có trồng các cây nh: vừng, cà chua, lạc, thuốc lá, khoai tây, ở các
tỉnh, thành phố: Hà Nội, Vĩnh Phúc, Bắc Ninh, Thái Nguyên, Thanh Hoá,
Nghệ An... có nơi có lúc bệnh gây thiệt hại nặng tới mức gây chết 100%
cây trồng.
Phòng trừ sinh học bệnh héo xanh bằng các vi sinh vật đối kháng với vi
khuẩn Ralstonia solanacearum đ cho thấy nhiều hứa hẹn khả quan và là biện
pháp rất cần thiết để thay thế các loại thuốc bảo vệ thực vật hoá học.
Do đó, vấn đề phân lập và bảo quản một bộ su tập những chủng vi
khuẩn R. solanacearum có độc tính cao để sử dụng trong việc chọn, tạo giống
vừng và lạc kháng bệnh héo xanh, đồng thời tuyển chọn các chủng vi sinh vật
đối kháng với chúng và kích thích sự sinh trởng, phát triển cây chủ nh các
tác nhân phòng trừ sinh học là rất cần thiết. Xuất phát từ những lý do và đòi
hỏi nêu trên, chúng tôi đ tiến hành thực hiện đề tài: Nghiên cứu một số
chủng vi khuẩn nội sinh đối kháng kiểm soát sinh học tổng hợp bệnh héo
xanh vi khuẩn cây lạc và cây vừng.

Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc Nụng nghip ---------------------------

2

1.2. Cơ sở khoa học của đề tài
Bệnh héo xanh cây trồng ngày càng gây thiệt hại trầm trọng trong thực
tế sản xuất ở Việt Nam và trên toàn thế giới. Hơn nữa vi khuẩn gây độc ở các
vùng địa lý khác nhau và các cây ký chủ khác nhau là có thể không giống
nhau. Vì vậy cần phải có những nghiên cứu cơ bản để có những kết quả chính
xác và khoa học về loài vi khuẩn này để từ đó có những biện pháp phòng trừ
hiệu quả.
- Dựa vào một số phơng pháp phân lập, thử nghiệm vi khuẩn có khả
năng kích thích sự phát triển của cây trồng (chủ) và đối kháng với vi khuẩn R.
solanacearum để góp phần vào chiến lợc phòng trừ tổng hợp vi khuẩn gây
bệnh này.
- Các nhà khoa học đang tiến dần tới chỗ xác định đợc cơ chế của quan
hệ vi khuẩn gây bệnh cây chủ, mức độ độc tính và quan hệ vi khuẩn đối kháng
- cây chủ vi khuẩn gây bệnh, để tiềm tàng khả năng can thiệp và tác động lên
quá trình hình thành dịch bệnh theo hớng mong muốn của con ngời.
1.3. ý nghĩa khoa học, thực tiễn của đề tài
- Khẳng định sự có mặt của R. solanacearum nh là một trong những
loài vi khuẩn chính gây ra các vụ dịch chết héo xanh đang phổ biến ở nhiều
địa phơng
- Chứng minh sự đa dạng sinh học của R. solanacearum và vi khuẩn đối
kháng với chúng ở Việt Nam.
- Xác định đợc những chủng vi khuẩn nội sinh cây trồng có tác dụng kích
thích sinh trởng cây vừng và cây lạc đồng thời có hoạt tính đối kháng cao với vi
khuẩn R. Solanacearum trong điều kiện nhà kính và ngoài đồng ruộng
1.4. Mục tiêu của đề tài
- Phân lập và tuyển chọn một bộ su tập những chủng vi khuẩn R.
solanacearum gây bệnh héo xanh vừng, lạc và vi khuẩn đối kháng với chúng.
- Xác định và sử dụng một số chủng vi khuẩn đối kháng với vi khuẩn gây
bệnh chết héo, đồng thời kích thích cây sinh trởng phát triển và có triển vọng áp

dụng thực tiễn, nhằm góp phần vào việc phòng trừ bệnh héo xanh có hiệu quả.

Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc Nụng nghip ---------------------------

3


2. Tổng quan tàI liệu
2.1. Tình hình gieo trồng vừng và lạc ở Việt nam và
trên thế giới
2.1.1. Tình hình gieo trồng vừng ở Việt Nam và trên thế giới
ở nớc ta, vừng đợc trồng nhiều tại Thanh Hoá, Nghệ An, Hà Tĩnh,
Quảng Nam, Quảng Bình,... và một số ít tại vùng Bắc bộ. Thời vụ gieo trồng
vừng thờng là:
Vụ xuân: từ 15 tháng 2 đến 10 tháng 3 (tuỳ điều kiện canh tác)
Vụ hè thu: từ 10 tháng 5 đến 5 tháng 6 (tuỳ điều kiện canh tác)
Giống vừng đợc trồng chủ yếu là giống vừng V6 của Nhật đợc nhập
vào Việt Nam và năm 2000 đợc công nhận là giống chuẩn quốc gia. Năng
suất trung bình đạt 1,2 tấn/ha. Ngoài ra còn có giống vừng địa phơng nh
vừng đen, vừng trắng,...
Cây vừng có khả năng chịu hạn tốt nhng khả năng chịu úng kém do
vậy đất trồng vừng phải là đất dễ thoát nớc. Cây vừng dễ trồng, không đòi
hỏi vốn đầu t lớn. Vừng không kén đất nên có thể sinh trởng, phát triển tốt
trên nhiều loại đất [14].
Sản lợng vừng trên thế giới là khác nhau, sản lợng hàng năm 2 triệu
tấn chủ yếu ở Châu á (55 - 60%), Châu Mỹ (18 - 20%), Châu Phi (18 - 20%),
ngoài ra còn có ở Châu âu, Châu Đại Dơng tuy chỉ rải rác, không nhiều. Các
quốc gia trồng vừng trên thế giới là ấn Độ (400.000 tấn/năm), Trung Quốc
(320.000 tấn/năm), Su Đăng (200.000 tấn/năm), Mêxicô (180.000 tấn/năm).
2.1.2.Tình hình gieo trồng lạc ở Việt Nam và trên thế giới

Nớc ta lạc đợc trồng nhiều ở Thanh Hoá, Nghệ An, Quảng Nam,
Quảng Bình, Đắc Lắc...và một số tỉnh phía Bắc nh Hải Dơng, Bắc
Giang....Thời vụ gieo trồng thuờng vào các vụ nh sau:

Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc Nụng nghip ---------------------------

4


- Bắc Bộ:
+ Vụ xuân

: Trồng từ 15 tháng 1 đến 15 tháng 2

+ Vụ thu - đông: Trồng từ 15 tháng 8 đến 30 tháng 9
- Nam Bộ:
+ Vụ 1

: Trồng trong tháng 4

+ Vụ 2

: Trồng từ tháng 7 đến tháng 8

+ Vụ 3

: Trồng trong tháng 11

Về giống: Một số giống lạc nhập nội đang đợc sản xuất nh L02,
LVT, MD7, một số giống lạc lai nh L03, L12...và một số giống lạc khác.

Diện tích trồng lạc ở nớc ta hiện nay là 250.000 ha, với con số này Việt Nam
đứng hàng thứ 5 trong sản xuất lạc của Châu á Thái Bình Dơng. Năng suất
bình quân đạt1,79 tấn/ ha. Sản lợng đạt 462 nghìn tấn/năm.
Năm 2003 diện tích trồng lạc của thế giới đạt 22,73 triệu ha, năng suất
bình quân đạt1,47 tấn/ ha và sản lợng đạt 33,45 triệu tấn
Cây lạc có khả năng chịu hạn tốt nhng khả năng chịu úng kém, là cây
dễ trồng không đòi hỏi vốn đàu t lớn, không kén đất nên có khả năng phát
triển tốt trên nhiều loại đất.
2.2. Bệnh héo xanh do vi khuẩn Ralstonia solanacearum
2.2.1. Khái quát về bệnh héo xanh cây trồng
Đ có nhiều công trình nghiên cứu về bệnh héo xanh do vi khuẩn
Ralstonia solanacearum gây ra.
Năm 1875, Hallier lần đầu tiên đ phát hiện ra loại vi khuẩn gây thối củ khoai
tây. Sau này, vào năm 1885, E. F Smith đ phát hiện thêm và nghiên cứu sâu,
rộng trên nhiều loại vi khuẩn và trên hầu hết các loại cây trồng. Năm 1892,
Halsted khởi đầu cho các nghiên cứu bệnh héo xanh cà chua. Càng về sau này
càng có nhiều công trình nghiên cứu đặc điểm sinh lý, sinh hoá, di truyền của
các loại vi khuẩn gây bệnh héo xanh. Năm 1896, E. F Smith đ mô tả bệnh
héo xanh do vi khuẩn ở khoai tây, cà chua, cà tím. Năm 1909 ông lại phát

Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc Nụng nghip ---------------------------

5


hiện thêm bệnh này ở cây thuốc lá. Năm 1954, Kelman công bố bệnh héo
xanh do vi khuẩn ở trên 200 loại thực vật, cùng năm đó ông tìm ra môi
trờng 2,3,5 Triphenil Tetrazolium clorit (TTC) đặc trng để nhận biết
loài vi khuẩn này [50].
Năm 1991 Denny, T.P và Back, S.R đa ra bằng chứng rằng, chính

polysaccharit ngoại bào (EPS) đợc tạo ra do vi khuẩn P. solanacearum (tên gọi
cũ của Ralstonia solanacearum) là nguyên nhân chính gây bệnh héo xanh [33].
Nhiều phòng thí nghiệm khác nhau trên thế giới đ cố gắng chứng minh điều đó
và cấu trúc những thành phần chính của polysaccharit ngoại bào đ đợc xác định
(Orgambide etal, 1991). Những gen phức tạp trong quá trình sinh tổng hợp chúng
cũng đ đợc tách thành công (Cook and Sequeira 1991) [34].
Cấu trúc thành phần của những thành phần EPS có tính chất axit đ
đợc làm sáng tỏ và ngời ta đ tìm ra một đơn vị của 2 đờng không thay thế
là baclosamin (2,4,6 trideaxit- glucoza) và galactosaminuronic axit
(Orgambide etal, 1991) [64]. Một vài gen sinh tổng hợp đợc xác định ở 1
vùng gọi là OPS. Chúng đ đợc xác định là có chứa ít nhất 7 tiểu phần thể
hiện chức năng có ảnh hởng lên sự tổng hợp

của cả OPS và LPS

(Lipopolysacharit). E.F.Smith coi bệnh héo xanh là bệnh thực vật quan trọng
nhất có nguồn gốc từ vi khuẩn trên toàn thế giới. Loài này còn có tên mới là
Ralstonia solanacearum (Hashimoto và cộng sự, 1992) [81].
Trong số hơn 2600 chủng đợc thử thì hơn 500 chủng có ở 4 dạng thực
vật đ đợc đặc trng là có khả năng chống chịu cao, bao gồm 3 kiểu dại,
chúng có thể sử dụng trong công tác chọn giống và đánh giá giống. Mầm bệnh
có thể biến đổi cả về kiểu gen và kiểu hình với phổ cây chủ đa dạng. Không
chỉ với các cây chủ họ cà mà còn ở cả các loài thuộc 50 họ thực vật khác cũng
đều có thể bị nhiễm (Hayward,1997) [45]. Bệnh này phá huỷ chủ yếu ở các
vùng nhiệt đới, nơi mà có các cây trồng chủ yếu nh cà chua, lạc, khoai tây,
cà tím, gừng. Chúng làm giảm năng suất của cây trồng một cách đáng kể.

Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc Nụng nghip ---------------------------

6

Thông thờng xét về mặt hình thái thì những khuẩn lạc dạng chảy sẽ
có tính độc nhng năm 1990 Xu, PL, Iwata. M, Leong, S, Sequeira, L bằng
phơng pháp đột biến nhờ gen nhảy Tn5, đ phân lập đợc một loạt các
đột biến mà hình thái khuẩn lạc không chảy nhng vẫn duy trì đợc khả
năng gây héo và gây chết thuốc lá. Năm 1990 Huang, Y, Sequeira, L đ
nhận ra đợc một vùng (locus) điều khiển chức năng nhân lên của
R. solanacearum. Khi R. solanacearum K60 mang một plasmit có nhiều
bản sao chứa dòng cosmit pE6C (từ nòi K60 kiểu dại) hoặc pBE6 (từ nòi B1
không có tính độc), một vài thay đổi hình thái đ đợc quan sát, cụ thể:
Mất tình độc, giảm hàm lợng polysachrit ngoại bào và tăng hoạt tính của
polygalacturonasa. Cả hai cosmit đều chứa một đoạn ADN có kích thớc
8000 đôi gốc bazơ đủ cho sự thay đổi kiểu hình. Nhìn chung có rất nhiều
nghiên cứu về vi khuẩn R. solanacearum ở các khía cạnh khác nhau, nh di
truyền, sinh lý, sinh hoá, sinh học phân tử v.v
Năm 1905 ở Indonesia đ phát hiện bệnh héo xanh gây hại trên cà chua,
lạc, khoai tây ở vùng Cirebon Tây Java, Breda de Hann (1990). Trong thời kỳ
1992 1994 các nhà nghiên cứu đ thu thập và tiến hành xác định nòi (race),
thứ sinh học (biovar) của 264 chủng phân lập từ các cây ký chủ nh cà chua,
khoai tây, lạc, cà, ớt. Các nguồn vi khuẩn thu thập từ những vùng có độ cao
trên 1000 m đ đợc xác định hầu hết thuộc nòi 1, biovar 3, chỉ có 1 hoặc 2
nguồn từ Iran thuộc nòi 1, biovar 4 (Machmud, 1992) [57].
2.2.2. Biểu hiện triệu chứng của cây nhiễm bệnh
Biểu hiện đầu tiên có thể quan sát thấy đó là những lá non ở phần ngọn
của cây bị héo trớc tiên và dần dần rủ xuống. Sau đó phần bị héo chuyển dần
xuống phía dới gốc cây (trong phần lớn các trờng hợp thấy các nhánh cây có
biểu hiện héo trớc). Năm 1965, Kelman và Sequeira đ tìm ra đợc một số cơ
chế phát sinh của bệnh. Nhờ khả năng thiết lập một quần thể động trong quản
bào và mạch gỗ mà nó khác biệt so với phần lớn vi khuẩn gây thối lá, thối rữa,

Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc Nụng nghip ---------------------------

7


và gây khối u. Một số giai đoạn của cơ chế phát sinh bệnh do R. solanacearum
gây ra ở cây chủ nh sau:
- Sự xâm nhập của một số ít tế bào vi khuẩn vào tiểu phần mô gỗ.
- Sự nhân lên của chúng ở vùng mạch và sự lan truyền của quần thể vi
khuẩn gây bệnh không gây ra các biến đổi nhận thấy ở vùng mô mềm cận gỗ
hoặc các tế bào libe.
- Những biến đổi bệnh lý ở phần lớn những thành phần của nhu mô nh
biểu hiện của phản ứng nhiễm bệnh hệ thống thờng gặp dẫn đến suy yếu
nghiêm trọng sự mao dẫn nớc và sự xuất hiện héo xanh.
- Phá huỷ thành tế bào và các tế bào nhu mô kế cận, dần dần hình thành
các nội hốc xâm nhiễm libe lõi, mô vỏ hoặc phá huỷ đồng thời cùng một lúc
nhất là các mô non và cây non. Sự cố đầu tiên trong chuỗi các sự cố này có ý
nghĩa quyết định để xác định sự đề kháng của cây chủ và tính đặc hiệu của vi
khuẩn gây bệnh. Ngời ta còn hiểu biết rất ít về các giai đoạn sau của diễn
biến bệnh héo xanh. Dọc theo phần gỗ phía trong thân cây bệnh thờng bắt
gặp các vết màu nâu hoặc màu đỏ sẫm ở vùng hệ mạch, càng lên cao dọc theo
thân những vết này càng mỏng hơn và có màu sáng hơn [53].
2.2.3. Vi khuẩn gây bệnh héo xanh Ralstonia solanacearum
2.2.3.1. Hình thái vi khuẩn
Tế bào loài vi khuẩn này có hình ovan ngắn, gram âm, tròn ở 2 đầu.
Thờng gặp tế bào ở dạng đơn lẻ, ghép đôi hoặc ghép bốn, hiếm khi thấy
chúng kết thành chuỗi. Kích thớc của chúng khoảng 1,0-1,5 x 0,5-0,6 (àm).
Vi khuẩn có từ một đến vài tiên mao và luôn chuyển động. Khuẩn lạc của nó
thờng có bề mặt trơn nhẵn, ít khi gồ ghề, hơi chảy hoặc không chảy, có thể

có màu trắng, trắng đục hoặc phớt hồng. Cả nguồn tính độc cao và nguồn tính
độc thấp đều có các lông nhỏ ở rìa (Mehan và cs, 1994) [62].
2.2.3.2. Đặc tính sinh lý, sinh hoá của vi khuẩn gây bệnh héo xanh
Vi khuẩn R. solanacearum là vi khuẩn hiếu khí, không hình thành bào
tử, có khả năng tổng hợp poly--hydroxybutyrat nh là nguồn cacbon dự trữ.

Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc Nụng nghip ---------------------------

8


Mặc dù nó không tạo ra sắc tố phát huỳnh quang nhng nó có thể tổng hợp sắc
tố khuếch tán mầu nâu trên môi trờng thạch có chứa Tyrozin.
R. solanacearum có thể khử nitrat thành nitrit và tạo ra khí nhng không thể
thuỷ phân tinh bột, hoá lỏng yếu hoặc không hoá lỏng gelatin.
Những đặc tính sinh hoá chính của vi khuẩn R. solanacearum đợc tóm
tắt ở bảng 2.1 (Hayward, 1960 và He và cs, 1983) [44, 46]:
Bảng 2.1. Những đặc tính sinh lí sinh hoá chính của vi khuẩn
R. solanacearum
Các chất thử
Sự hoá lỏng gelatin
Sự thuỷ phân tinh bột
Kiểm tra MRI
Khả năng tạo indol
Sử dụng Arginin
Khả năng tạo H 2 S
Khử nitrat
Sinh khí từ nitrat
Thuỷ phân T.ween 80
Tổng hợp Le-van

Phản ứng oxidaza
Catalaza
Urê
Pectin
Sự ôxi hoá axetat
Sự ôxi hoá xitrat.
Sự ôxi hoá malonat
Sự ôxi hoá gluconat

Phản ứng
+
+
+ (Phần lớn các phân lập của Thứ sinh học 3, 4)
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+

Chú thích:
(+) : Phản ứng dơng hoặc phát triển đợc.
( - ) : Phản ứng âm hoặc không phát triển.

Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc Nụng nghip ---------------------------

9


Nhiệt độ thích hợp cho vi khuẩn phát triển thay đổi từ 25-350C.
R. solanacearum có phản ứng khác nhau với chất kháng sinh, các nòi vi khuẩn
có thể mẫn cảm với Streptomyxin, chống chịu với Penixilin, Viomyxin,... (He
và cs, 1983) [46].
Về mặt sinh hoá của tính độc, năm 1963, khi nghiên cứu so sánh sự tổng
hợp IAA (axit indol 3-axetic) ở R. solanacearum dạng chảy (lỏng) không cố
định có độc tính và dạng chai không độc, Sequeira và Williams đ phát hiện ra
rằng cả 2 dạng đều tổng hợp IAA dễ dàng ngay cả khi Triptophan không có
mặt trong môi trờng nuôi cấy. Hơn nữa, 1 chủng R. solanacearum có độc
tính đ tổng hợp IAA từ nhân vòng của Triptophan chứ không phải từ mạch
thẳng. Nh vậy là chủng thuộc dạng khuẩn lạc chảy lỏng và có độc tính này
đ không tuân thủ trình tự chuyển hoá: Triptophan Indol - axetaldehit
IAA nh đ thấy ở hầu hết các vi sinh vật và thực vật bậc cao [66]. Trong khi
đó, đột biến có dạng khuẩn lạc hình chai không độc lại chuyển hoá cả nhân
vòng và mạch thẳng của Tryptophan thành IAA (Sequiera và 1963) [66].
2.2.3.3. Phân loại vi khuẩn R. solanacearum
Vị trí phân loại của R. solanacearum đợc sắp xếp nh sau: BacteriaProteobacteria- Proteobacteria- Burkholderiales- Burkholderiaceae-Ralstonia
solanacearum.
Trong gần 30 năm qua, một hệ thống phân loại theo hai xu hớng đ
đợc sử dụng, nó phản ánh những hớng tiếp cận thật khác biệt để giải quyết
vấn đề phân loại dới loài.
- Xu hớng thứ nhất, đề cao ái lực giữa vi khuẩn với cây chủ và xác lập
ra các nòi race.
- Xu hớng thứ hai, khai thác các đặc điểm sinh hoá đ đợc lựa chọn
kỹ, làm cơ sở để phân biệt thành các chủng sinh học (biovar).
Chủng và chủng sinh học đều là cách ghép nhóm mang tính hình
thức ở mức độ cấu trúc dới loài và không bị ràng buộc bởi bất kỳ một khoá

Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc Nụng nghip ---------------------------

10


phân loại vi khuẩn nào. Kết quả 5 chủng đ đợc mô tả dựa vào quan hệ mật
thiết với cây chủ và 5 biovar khác nhau dựa vào khả năng sử dụng các nguồn
cacbon khác nhau (3 đờng và 3 rợu). Biovar 1 và 2 thuộc loại dinh dỡng
kém linh hoạt so với biovar 3 và 4, giữa các biovar còn khác nhau bởi các hình
ảnh điện di đồ, các protein màng. Biovar 1 và 2 còn khác biovar 3, 4 và 5 trên
cơ sở các mẫu ADN thăm dò và trên cơ sở phân tích RFLP.
Biovar 1 và 2 chiếm u thế ở châu Mỹ, biovar 3 ở châu á. ở Philippin
thấy có mặt cả 4 biovar, còn biovar 2 có phân bố địa lý rộng nhất, trong khi đó
biovar 3 có đặc điểm dinh dỡng linh hoạt hơn cả. Có một bằng chứng cho
rằng R. solanacearum là một loài cổ, chỉ có quan hệ xa với các loài thuộc chi
Ralstonia. Theo phân loại, R.solanacearum nh là một nhóm ở bên trong
Ralstonia đ đợc biết trong nhiều năm dựa vào phân tích số liệu của những
đặc điểm hình thái, lai ADN - ADN hoặc ARN-ARN.
Các chủng R. solanacearum biến đổi mạnh về các hoạt động sinh hoá,
phổ cây chủ và khả năng gây bệnh. Năm 1962, Buddenhagen đ đề cập đến
các sơ đồ phân loại khác nhau và chia R. solanacearum thành 3 chủng dựa
trên hình thái và sinh thái học của chúng :
Chủng1: Gồm các cá thể gây bệnh ở thuốc lá, các cây chủ họ cà
(Solanaceae) và một số loài thực vật khác.
Chủng 2: Gồm các cá thể gây bệnh ở cây chủ thuộc họ Musaceae.
Chủng 3: Gồm các cá thể gây bệnh ở lạc, khoai tây và một số ít cây chủ khác.
Năm 1964, Hayward đ nhóm các chủng thuộc loài R. solanacearum
thành 5 biovar. Dựa vào sự đa hình về chiều dài đoạn ADN đợc tạo ra bởi các
enzym cắt giới hạn (RFLP), Cook (1989), đ chia các chủng sinh học thành

hơn 40 nhóm RFLP [33], [34]. Kelman và Hayward cho rằng R.
solanacearum là một loài không đồng nhất, đa dạng với tính chuyên hoá khác
nhau, bao gồm một số biovar và pathovar khác biệt nhau [48], [51].

Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc Nụng nghip ---------------------------

11


2.2.3.4. Tính độc của vi khuẩn R. solanacearum
Kelman đ kết luận rằng có mối quan hệ giữa hình thái khuẩn lạc với
tính độc và các chủng tổng hợp polysacharit ngoại bào là các chủng có tính
độc (Kelman và cs 1954) [50]. Các nòi đột biến của R. solanacearum có thể
đợc phát hiện dễ dàng khi chúng đợc cấy vạch trên môi trờng thạch
Kelman có 2, 3, 5- Triphenyl Tetrazolium Clorit (TTC) sau 36-48 giờ (Kelman,
1954) [50]. Những đột biến có tính độc hoặc không có tính độc hình thành các
khuẩn lạc nhỏ hình chai có một quầng đỏ xẫm nổi bật. Nòi dại có độc tính
hình thành những khuẩn lạc màu trắng, thể lỏng, khoanh tròn không chuẩn
mực với màu phớt hồng ở tâm. Những đột biến mất độc tính hình chai có thể
tách trực tiếp từ cây bệnh tuy với số lợng ít so với loại có độc tính. Sự hình
thành các cá thể không có độc tính trong canh khuẩn dao động phụ thuộc vào
điều kiện bảo quản. Những vi khuẩn có độc tính có thể bảo quản dễ dàng
trong nớc cất vô trùng (Kelman và cs, 1961) [48].
Tổng hợp chất nhầy polysacharit là một thuộc tính chung của tất cả các
chủng phân lập R. solanacearum có tính độc (Trigalet và cs, 1992) [71].
Nhng khi xem xét trong phạm vi tính đặc hiệu loài thì không thấy có sự liên
quan giữa tính độc và sự tổng hợp chất nhầy vì bản thân tính độc là phức tạp
hơn nhiều. Vì thế, không thể giải thích tính độc của vi khuẩn căn cứ vào sự
hiện hữu hay không hiện hữu của chất nhầy polysacharit.
Một sự tơng quan chặt chẽ giữa việc tạo ra exopolysacarit (EPS) và tính

độc, đợc chứng minh bằng việc tạo ra những đột biến không độc, gen điều khiển
EPS nằm ở vùng gen ops [34] và eps [35]. Cấu trúc của polysacarit đ đợc xác
định [64], những đột biến không có polysacarit và không độc hoàn toàn sẽ không
có khả năng hình thành khuẩn lạc trên rễ cây chủ. Những số liệu này cho thấy, đ
có mối liên quan giữa tính độc, tính xâm thực vào rễ và chất lợng của polysacarit
đ đợc tạo ra trong thân cây.

Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc Nụng nghip ---------------------------

12


2.2.3.5. Các con đờng xâm nhập của vi khuẩn R. solanacearum vào cây chủ
Nhờ khả năng thiết lập một quần thể động trong quản bào và mao mạch
thân gỗ, vi khuẩn R. solanacearum rất khác biệt với phần lớn vi khuẩn gây thối lá,
thối rữa và gây thối. Những hình thức chủ yếu mà vi khuẩn R. solanacearum xâm
nhập vào cây chủ nh sau (Li và cs, 1981) [56]:
- Do tơng tác giữa vi khuẩn gây bệnh với các quần thể đơn bào ăn rễ nh
giun tròn thì tỉ lệ mắc bệnh cao vì giun tròn làm tổn thơng và biến dạng bộ rễ của
cây, qua đó vi khuẩn R. solanacearum dễ dàng xâm nhập vào bên trong mô mạch.
- Do sự chăm sóc làm cho cây bị đứt rễ, sây sát thân, dập lá,... mà vi
khuẩn tiềm trữ trong đất, không khí hoặc qua nguồn nớc có cơ hội tấn
công vào cây chủ.
- Do côn trùng nh : ong, kiến, châu chấu hoặc các loại sâu hại,... mang
vi khuẩn R. solanacearum, chúng chích hút vào cây, qua đó vi khuẩn dễ dàng xâm
nhập vào cây chủ. Hình thức này rất phổ biến và vi khuẩn lan truyền nhanh có thể
làm cho cả một cánh đồng bị chết héo.
- Với những vi khuẩn có khả năng gây bệnh mạnh, chúng có thể xâm nhập
qua các lỗ mở ở rễ cây, thuỷ khổng, lỗ ở vỏ khí khổng ở lá.
2.2.3.6. ảnh hởng của điều kiện ngoại cảnh đến sự phát sinh

và phát triển bệnh héo xanh vi khuẩn trên cây chủ
Các điều kiện ngoại cảnh nh: nhiệt độ môi trờng, nhiệt độ và độ ẩm
của đất, các loại đất, ma gió và cờng độ chiếu sáng,...có ảnh hởng rất
nhiều đến sự phát triển và bùng phát thành dịch của bệnh héo xanh.
Bệnh héo xanh xuất hiện ở những vùng có nhiệt độ nóng ẩm. Nhiệt độ
thích hợp cho vi khuẩn phát triển từ 25-350C, nhiệt độ tối thiểu là 100C và tối
đa là 410C, pH thích hợp 7,0- 7,2 (Kelman và cs, 1994) [51]. Nhiệt độ cao làm
tăng nhịp độ sinh sản của vi khuẩn gây bệnh trong cây chủ dẫn đến cây héo

Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc Nụng nghip ---------------------------

13


nhanh hơn, số lợng vi khuẩn xâm nhập vào đất nhiều hơn và đó là nguồn gốc
cho chu kỳ xâm nhiễm cây bên cạnh tăng lên. Nhìn chung nhiệt độ môi trờng
ở phạm vi 300C-350C thì nguy cơ mắc bệnh và nhịp độ phát triển của bệnh héo
xanh cũng tăng lên.
Nhiệt độ trên 250C ở độ sâu 5 cm cùng với độ ẩm đất cao thuận lợi cho
bệnh phát triển (Wang và cs, 1983) [78]. Độ ẩm của đất và các vi sinh vật đối
kháng là quan trọng hơn cả tính chất đất, độ ẩm của đất đ quyết định độ lớn
của quần thể vi sinh vật đối kháng và chúng đến lợt mình làm tổn thơng tới
sự tồn tại và phát triển của R. solanacearum trong đất.
Lợng ma cũng ảnh hởng rất lớn đến sự phát triển của vi khuẩn R.
solanacearum. Những vùng có ma nhiều bệnh thờng nặng hơn. Sau khi ma
to, thời tiết nóng lên hoặc xen kẽ giữa những ngày ma và thời tiêt nắng đẹp
sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho bệnh phát triển và kết quả là hiện tợng héo và
chết cây sẽ nghiêm trọng (Tan và cs, 1994) [68].
2.3. Vi sinh vật đối kháng
2.3.1. Quan hệ đối kháng trong thế giới vi sinh vật

Trong tự nhiên nhiều loài vi sinh vật có khả năng ức chế sinh trởng
và phát triển của các loài vi sinh vật khác và chúng thờng đợc gọi là vi
sinh vật đối kháng. Hiện tợng đối kháng đợc quan sát ở nhiều nhóm vi
sinh vật khác nhau bao gồm nấm, vi khuẩn, xạ khuẩn... có thể trực tiếp
(competition, antibiosis) hoặc không trực tiếp (tạo tính kháng của cây
chủ). Ngời ta còn biết rằng những chủng không độc của R. solanacearum
có khả năng đối kháng với những chủng vi khuẩn độc khi lây nhiễm hỗn
hợp. Việc sử dụng hiện tợng đối kháng này trong công tác bảo vệ thực
vật đợc gọi là biện pháp phòng trừ sinh học. Phơng pháp này đ đợc sự
quan tâm và đầu t rất lớn của nhiều phòng thí nghiệm trên thế giới trong
nhiều thập kỷ qua [72].

Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc Nụng nghip ---------------------------

14


Biện pháp sinh học kiểm soát sâu bệnh thực vật đ đợc phát triển,
nhng đôi khi thực hiện ở điều kiện ngoài tự nhiên lại không có hiệu quả nh
mong muốn. Nh vậy, mối tơng quan giữa tính đối kháng của vi khuẩn đ
đợc chứng minh trong phòng thí nghiệm và ngoài thực tế là cha chặt chẽ
[39]. Kích thớc vùng ảnh hởng đối kháng trực tiếp trên môi trờng thạch
đôi khi không đợc biết chính xác, hơn nữa ở những điều kiện in vitro thì rất
thuận lợi nhng lại không có tính thực tế, vì điều kiện ngoài môi trờng
thờng là ít thuận lợi hơn điều kiện in vitro, điều này dẫn đến đôi khi kết luận
sẽ là không chính xác [35].
Vùng ức chế sinh trởng trên môi trờng thạch có thể là do những yếu
tố hoá học (pH thấp hoặc cao), sự có mặt của những chất kháng sinh có phổ
hoạt động mạnh, hoặc những bacteriocin đặc biệt, hoặc sự có mặt của thực
khuẩn thể. Chae Gun Phae đ cho rằng, chủng Bacillus subtilis NB22 có thể

tiết vào đất chất iturin, chất này có khả năng ức chế sinh trởng và phát triển
của vi khuẩn gây bệnh héo xanh [28].
Nhiều tác giả đ đề nghị rằng, sự đối kháng trực tiếp có thể có những cơ
chế khác, không có bất kỳ một sự đối kháng nào thể hiện trong điều kiện in
vitro, lại không có hiệu quả trong việc giảm mức độ bệnh của cây trong điều
kiện nhà kính và trên đồng ruộng, một số chủng độc mất độc tính và không có
hoạt tính kháng trong điều kiện phòng thí nghiệm, nhng lại có hiệu quả giảm độ
nghiêm trọng của bệnh trong điều kiện nhà kính và trên đồng ruộng [55], [71]).
Mặc dù, dới những điều kiện kiểm tra rất thuận lợi, nhng cha có một
trong những tác nhân kiểm soát sinh học nào đ chứng tỏ có hiệu quả cao trên
đồng ruộng. Trong hầu hết các trờng hợp, những thí nghiệm trên đồng ruộng
là quá hạn chế [61]. Sự bảo vệ cây trớc bệnh héo xanh không có hiệu quả là
vì sự hình thành những khuẩn lạc ở rễ cây của những tác nhân kiểm soát sinh
học là quá thấp, hoặc phụ thuộc quá nhiều vào điều kiện môi trờng [59].

Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc Nụng nghip ---------------------------

15