khảo sát khả năng phòng trị bệnh cháy bìa lá lúa của vi khuẩn bacillus stratosphericus trên ruộng lúa tỉnh an giang và tiền giang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG 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

KHẢO SÁT KHẢ NĂNG PHÒNG TRỊ BỆNH
CHÁY BÌA LÁ LÚA CỦA VI KHUẨN Bacillus stratosphericus
TRÊN RUỘNG LÚA TỈNH AN GIANG VÀ TIỀN GIANG

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

TS. NGUYỄN ĐẮC KHOA

TÔ ANH KHOA
MSSV: 3113721
LỚP: VSV K37

Cần Thơ, Tháng 12/2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG 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

KHẢO SÁT KHẢ NĂNG PHÒNG TRỊ BỆNH
CHÁY BÌA LÁ LÚA CỦA VI KHUẨN Bacillus stratosphericus
TRÊN RUỘNG LÚA TỈNH AN GIANG VÀ TIỀN GIANG

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

TS. NGUYỄN ĐẮC KHOA

TÔ ANH KHOA
MSSV: 3113721
LỚP: VSV K37

Cần Thơ, Tháng 12/2014


PHẦN KÝ DUYỆT

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

TS. Nguyễn Đắc Khoa

Tô Anh Khoa

DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
Cần Thơ, ngày.....tháng......năm 2014
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 – 2014

Trường ĐHCT

LỜI CẢM TẠ
Trong thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp tại trường Đại học Cần Thơ, tôi đã
nhận được rất nhiều sự quan tâm và động viên từ gia đình, sự hướng dẫn và chỉ dạy tận
tình của thầy hướng dẫn cùng sự giúp đỡ nhiệt tình của bạn bè trong nhóm NĐK để
hoàn thành được luận văn tốt nghiệp này.
Đầu tiên xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh đạo cùng tất cả quý thầy cô Viện
Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Sinh học đã tận tình truyền đạt kiến thức và tạo
điều kiện cho em học tập, nghiên cứu.
Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Đắc Khoa, người đã tận tâm dìu
dắt, chỉ dẫn và truyền đạt những kiến thức cũng như kinh nghiệm quý báu cho tôi
trong suốt thời gian học tập cũng như trong quá trình thực hiện thí nghiệm và viết luận
văn.
Xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến cha mẹ đã luôn ủng hộ tôi về mọi
phương diện, là sức mạnh tinh thần giúp tôi vươn lên trong cuộc sống.
Cuối lời, xin chúc cha mẹ, quý thầy cô và các anh chị luôn dồi dào sức khỏe và
luôn thành công trong mọi lĩnh vực.
Cần Thơ, ngày 04 tháng 12 năm 2014

Tô Anh Khoa

Chuyên ngành Vi sinh vật học

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 – 2014

Trường ĐHCT

TÓM TẮT
Đề tài “Khảo sát khả năng phòng trị bệnh cháy bìa lá lúa của vi khuẩn đối
kháng Bacillus stratosphericus trên ruộng lúa tỉnh An Giang và Tiền Giang” được
thực hiện ngoài đồng ruộng tại hai tỉnh An Giang và Tiền Giang nhằm mục tiêu đánh
giá khả năng đối kháng của vi khuẩn Bacillus stratosphericus với vi khuẩn
Xanthomonas oryzae pv.oryzae bằng 3 phương pháp xử lý ngâm hạt, phun qua lá và
chủng vào đất. Từ đó so sánh được hiệu quả phòng trị bệnh cháy bìa lá lúa của vi
khuẩn Bacillus stratosphericus với 3 biện pháp xử lý trên và tìm ra cách xử lý tốt nhất
để phòng trừ bệnh cháy bìa lá trên lúa.
Qua so sánh kết quả của các chỉ tiêu về tỉ lệ chồi nhiễm bệnh, tỉ lệ lá nhiễm
bệnh, chỉ số bệnh trên diện tích lá nhiễm bệnh của 3 phương pháp xử lý ngâm hạt,
chủng vào đất, phun qua lá cùng với đối chứng dương là nghiệm thức sử dụng thuốc
hóa học có tác dụng phòng trị bệnh cháy bìa lá lúa tại hai tỉnh An Giang và Tiền
Giang cho thấy biện pháp xử lý phun qua lá dịch huyền phù vi khuẩn Bacillus
stratosphericus ở mật số 107 vào thời điểm 14 ngày trước chủng bệnh có cho hiệu quả
giảm bệnh cao và duy trì được hiệu quả đến 15 ngày sau chủng bệnh so với 2 biện
pháp xử lý ngâm hạt, chủng vào đất. Về chỉ tiêu năng suất và tỉ lệ lem lép thì ở phương
pháp phun qua lá cho năng suất cao (tại An Giang là 6,05 tấn/ha, Tiền Giang là 6,07
tấn/ha), cùng với tỉ lệ lem lép tương đối thấp không chênh lệch nhiều so với ngiệm

thức sử dụng thuốc hóa học để trị bệnh cháy bìa lúa. Đây là phương pháp xử lý có
triển vọng trong việc sử dụng biện pháp sinh học để phòng trị bệnh cháy bìa lá lúa
bằng vi khuẩn Bacillus stratosphericus nếu được thử nghiệm thành công trong vụ
Đông Xuân.
Từ khóa: Bacillus stratosphericus,cháy bìa lá, Xanthomonas oryzae pv.oryzae, đối
kháng, biện pháp sinh học.

Chuyên ngành Vi sinh vật học

i

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 – 2014

Trường ĐHCT

MỤC LỤC
PHẦN KÝ DUYỆT ...............................................................................................................
LỜI CẢM TẠ ........................................................................................................................
TÓM TẮT ............................................................................................................................i
MỤC LỤC .......................................................................................................................... ii
DANH SÁCH BẢNG .........................................................................................................iv
DANH SÁCH HÌNH ........................................................................................................... v
TỪ VIẾT TẮT ................................................................................................................. vii
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU ................................................................................................ 1
1.1. Đặt vấn đề .............................................................................................................. 1
1.2. Mục tiêu ................................................................................................................. 2
CHƯƠNG 2. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ........................................................................... 3

2.1. Bệnh cháy bìa lá lúa .............................................................................................. 3
2.1.1. Giới thiệu ..................................................................................................................... 3
2.1.2. Mầm bệnh .................................................................................................................... 3
2.1.3. Triệu chứng .................................................................................................................. 5
2.1.4. Chu trình bệnh ............................................................................................................. 6
2.1.5. Biện pháp phòng trị .................................................................................................... 8

2.2. Phòng trị bệnh cháy bìa lá lúa bằng vi khuẩn đối kháng .......................... 10
2.2.1. Các nghiên cứu về phòng trừ bệnh hại cây trồng bằng vi sinh vật đối kháng ........ 10
2.2.2. Phòng trị bệnh cháy bìa lá bằng vi khuẩn đối kháng ............................................... 10
2.2.3. Một số đặc điểm của vi khuẩn thuộc chi Bacillus ................................................... 11
2.2.4. Vi khuẩn đối kháng Bacillus stratosphericus .......................................................... 12

CHƯƠNG 3. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................... 15
3.1.

Phương tiện .................................................................................................................. 15

3.2. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................... 15
3.2.1. Bố trí thí nghiệm ........................................................................................................ 15
3.2.2. Các bước thực hiện .................................................................................................... 17

CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ THẢO LUẬN ......................................................................... 21
Chuyên ngành Vi sinh vật học

ii

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 – 2014

Trường ĐHCT

4.1. Kết quả khảo sát khả năng phòng trị bệnh cháy bìa lá của vi khuẩn
Bacillus stratosphericus trong vụ Hè Thu tại tỉnh An Giang. ................................... 22
4.1.1. Tỉ lệ chồi nhiễm bệnh. .............................................................................................. 22
4.1.2. Tỉ lệ lá nhiễm bệnh. ................................................................................................... 25
4.1.3. Chỉ số bệnh và hiệu quả phòng trừ. ............................................................................ 27
4.1.4. Năng suất và tỉ lệ lem lép hạt. .................................................................................... 31
4.1.5. Kết luận ..................................................................................................................... 31

4.2. Kết quả khảo sát khả năng phòng trị bệnh cháy bìa lá của vi khuẩn
B. stratosphericus trong vụ Hè Thu tại tỉnh Tiền Giang. .......................................... 32
4.2.1. Tỉ lệ chồi nhiễm bệnh ................................................................................................ 32
4.2.2. Tỉ lệ lá nhiễm bệnh .................................................................................................... 34
4.2.3. Chỉ số bệnh và hiệu quả phòng trừ. ............................................................................ 37
4.2.4. Năng suất và tỉ lệ lem lép ........................................................................................... 39
4.2.5. Kết luận ..................................................................................................................... 40

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................. 41
5.1. Kết luận................................................................................................................ 41
5.2. Kiến nghị ................................................................................................................. 41
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................ 42
PHỤ LỤC .......................................................................................................................... 49

Chuyên ngành Vi sinh vật học

iii

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 – 2014

Trường ĐHCT

DANH SÁCH BẢNG
Trang
Bảng 1. Hiệu quả phòng trừ ở thời điểm 50, 55, 60 ngày sau sạ của các nghiệm
thức tại An Giang trong vụ Hè Thu năm 2014 ............................................. 31
Bảng 2. Năng suất và tỉ lệ lem lép hạt của các nghiệm thức tại An Giang vụ Hè
Thu năm 2014 ............................................................................................... 32
Bảng 3. Hiệu quả phòng trừ ở thời điểm 50, 55, 60 ngày sau sạ của các nghiệm
thức tại Tiền Giang trong vụ Hè Thu năm 2014 ......................................... 40
Bảng 4. Năng suất và tỉ lệ lem lép hạt của các nghiệm thức tại Tiền Giang vụ Hè
Thu năm 2014 .............................................................................................. 40

Chuyên ngành Vi sinh vật học

iv

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 – 2014

Trường ĐHCT

DANH SÁCH HÌNH

Trang
Hình 1. Ảnh chụp tế bào vi khuẩn Xoo gây bệnh cháy bìa lá lúa .............. 4
Hình 2. Ảnh chụp khuẩn lạc vi khuẩn Xoo ............................................. 4
Hình 3. Triệu chứng cháy bìa lá trên lúa ................................................. 5
Hình 4. Giọt dịch vi khuẩn Xoo .............................................................. 6
Hình 5. Ảnh chụp vi khuẩn B. stratosphericus ........................................ 12
Hình 6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tại tỉnh An Giang ................................... 16
Hình 7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tại tỉnh Tiền Giang ................................. 17
Hình 8. Ruộng thí nghiệm được phân ô và đánh rãnh nước trước khi sạ ... 17
Hình 9. Phun vi khuẩn Xoo gây bệnh cháy bìa lá vào ruộng thí nghiệm ... 19
Hình 10. Vị trí lấy chỉ tiêu tại mỗi ô thí nghiệm ...................................... 19
Hình 11. Lấy chỉ tiêu về khả năng giảm bệnh trên ruộng thí nghiệm ........ 21
Hình 12. Biểu đồ tỉ lệ chồi nhiễm bệnh vào thời điểm 5, 10, 15 ngày sau
chủng bệnh của các nghiệm thức tại An Giang trong vụ Hè Thu
năm 2014 ................................................................................. 23
Hình 13. Biểu đồ tỉ lệ chồi nhiễm bệnh của các nghiệm thức vào thời
điểm 5, 10, 15 ngày sau chủng bệnh tại An Giang trong vụ Hè
Thu năm 2014 .......................................................................... 24
Hình 14. Biểu đồ tỉ lệ lá nhiễm bệnh vào thời điểm 5, 10, 15 ngày sau
chủng bệnh của các nghiệm thức tại An Giang trong vụ Hè Thu
năm 2014 ................................................................................. 26
Hình 15. Biểu đồ tỉ lệ lá nhiễm bệnh của các nghiệm thức vào thời điểm
5, 10, 15 ngày sau chủng bệnh tại An Giang trong vụ Hè Thu
năm 2014 ................................................................................ 27

Chuyên ngành Vi sinh vật học

v

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 – 2014

Trường ĐHCT

Hình 16. Biểu đồ chỉ số bệnh vào thời điểm 5, 10, 15 ngày sau chủng
bệnh của các nghiệm thức tại An Giang trong vụ Hè Thu năm
2014 ........................................................................................ 29
Hình 17. Biểu đồ chỉ số bệnh của các nghiệm thức vào thời điểm 5, 10,
15 ngày sau chủng bệnh tại An Giang trong vụ Hè Thu năm
2014 ........................................................................................ 29
Hình 18. Biểu đồ tỉ lệ chồi nhiễm bệnh vào thời điểm 5, 10, 15 ngày sau
chủng bệnh của các nghiệm thức tại Tiền Giang trong vụ Hè
Thu năm 2014 ......................................................................... 33
Hình 19. Biểu đồ tỉ lệ chồi nhiễm bệnh của các nghiệm thức vào thời
điểm 5, 10, 15 ngày sau chủng bệnh tại Tiền Giang trong vụ
Hè Thu năm 2014 .................................................................... 34
Hình 20. Biểu đồ tỉ lệ lá nhiễm bệnh vào thời điểm 5, 10, 15 ngày sau
chủng bệnh của các nghiệm thức tại Tiền Giang trong vụ Hè
Thu năm 2014 ......................................................................... 36
Hình 21. Biểu đồ tỉ lệ lá nhiễm bệnh của các nghiệm thức vào thời điểm
5, 10, 15 ngày sau chủng bệnh tại Tiền Giang trong vụ Hè Thu
năm 2014 ................................................................................ 36
Hình 22. Biểu đồ chỉ số bệnh vào thời điểm 5, 10, 15 ngày sau chủng
bệnh của các nghiệm thức tại Tiền Giang trong vụ Hè Thu
năm 2014 ................................................................................ 38
Hình 23. Biểu đồ chỉ số bệnh của các nghiệm thức vào thời điểm 5, 10,
15 ngày sau chủng bệnh tại Tiền Giang trong vụ Hè Thu năm
2014 ........................................................................................ 39

Chuyên ngành Vi sinh vật học

vi

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 – 2014

Trường ĐHCT

TỪ VIẾT TẮT
Xoo

Xanthomonas oryzae pv.oryzae

B. stratosphericus

Bacillus stratosphericus

NH

Ngâm hạt

CVĐ

Chủng vào đất

PQL

Phun qua lá

THH

Thuốc hóa học

NSTT

Năng suất thực tế

NSCB

Ngày sau chủng bệnh

Chuyên ngành Vi sinh vật học

vii

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 – 2014

Trường ĐHCT

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU
1.1. Đặt vấn đề
Lúa là cây lương thực quan trọng trên thế giới. Việt Nam là nước xuất khẩu gạo
lớn thứ 2 thế giới chỉ sau Ấn Độ với lượng gạo xuất khẩu năm 2012 là 7,8 triệu tấn

(Hiệp hội các nhà sản xuất gạo Thái Lan, 2012). Đồng bằng sông Cửu Long được xem
là vựa lúa của cả nước với sản lượng hơn 24,6 triệu tấn/ năm, chiếm 56% tổng sản
lượng (Sở nông nghiệp và phát triển nông thôn tỉnh Vĩnh Long). Tiền Giang và An
Giang là hai tỉnh sản xuất lúa gạo quan trọng của Đồng bằng sông Cửu Long. Trong
quá trình canh tác thì bà con nông dân gặp rất nhiều khó khăn trong việc phòng trừ
dịch hại trên lúa. Trong đó cháy bìa lá lúa do vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv. oryzae
(Xoo) gây ra là bệnh nguy hiểm và khó phòng trị. Các biện pháp phòng trị bệnh cháy
bìa lá phổ biến hiện nay là sử dụng giống kháng, thuốc bảo vệ thực vật, biện pháp sinh
học,… Mỗi biện pháp điều có những ưu nhược điểm khác nhau. Nếu xét từ phương
diện bảo vệ môi trường, sinh vật và kinh tế thì biện pháp phòng trị bệnh cháy bìa lá
bằng phương pháp sinh học có nhiều ưu thế hơn cả. Trong đó, biện pháp sử dụng vi
sinh vật đối kháng với vi khuẩn Xoo là một hướng nghiên cứu có nhiều tiềm năng (Lê
Gia Huy, 1994).
Thạc sĩ Võ Thị Phương Trang (2013) đã phát hiện được nhiều chủng vi khuẩn
trong đất ruộng ở tỉnh An Giang có khả năng đối kháng mạnh với vi khuẩn Xoo. Qua
thí nghiệm tại nhà lưới cho thấy vi khuẩn Bacillus stratosphericus được phân lập tại
huyện Chợ Mới, tỉnh An Giang ở mật số 107 CFU/ml đối với biện pháp phun vào đất và
phun qua lá; mật số 108 CFU/ml đối với biện pháp ngâm hạt có khả năng đối kháng hiệu
quả nhất với vi khuẩn Xoo. Do đó thí nghiệm này được thực hiện nhằm mục đích khảo
sát khả năng phòng trị bệnh cháy bìa lá của vi khuẩn đối kháng B. stratosphericus ở điều
kiện ngoài đồng, tạo tiền đề cho việc nghiên cứu và sản xuất các loại thuốc sinh học mới
có tác dụng phòng trị bệnh cháy bìa lá ở đồng bằng sông Cửu Long nói riêng và nước ta
nói chung.

Chuyên ngành Vi sinh vật học

1

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 – 2014

Trường ĐHCT

1.2. Mục tiêu
Mục tiêu tổng quát của đề tài nhằm khảo sát khả năng phòng trị bệnh cháy bìa lá
lúa của vi khuẩn đối kháng B. stratosphericus trên ruộng lúa tỉnh An Giang và Tiền
Giang. Với mục tiêu này đề tài có bốn mục tiêu cụ thể sau đây:
1. Đánh giá được khả năng đối kháng của vi khuẩn B. stratosphericus với vi
khuẩn Xoo bằng phương pháp ngâm hạt với mật số 108 CFU/ml ở tỉnh An Giang và
Tiền Giang.
2. Đánh giá được khả năng đối kháng của vi khuẩn B. stratosphericus với vi
khuẩn Xoo bằng phương pháp phun vào đất với mật số 107 CFU/ml ở tỉnh An Giang và
Tiền Giang.
3. Đánh giá được khả năng đối kháng của vi khuẩn B. stratosphericus với vi
khuẩn Xoo bằng phương pháp phun qua lá với mật số 107 CFU/ml ở tỉnh An Giang và
Tiền Giang.
4. So sánh được hiệu quả phòng trị bệnh cháy bìa lá lúa của vi khuẩn
B. stratosphericus với 3 biện pháp xử lý trên, từ đó tìm ra cách xử lý tốt nhất để phòng
trừ bệnh cháy bìa lá trên lúa.

Chuyên ngành Vi sinh vật học

2

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 – 2014

Trường ĐHCT

CHƯƠNG 2. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1. Bệnh cháy bìa lá lúa
2.1.1. Giới thiệu
Bệnh cháy bìa lá xuất hiện khá sớm trên thế giới. Đến năm 1908 được Takaishi
xác định là do vi khuẩn gây ra. Ở các nước Đông Nam Á bệnh cháy bìa lá gây thiệt hại
nghiêm trọng, làm giảm 50% năng suất (Khush và ctv., 1990), nơi nhiễm nặng có thể
ảnh hưởng đến 80% năng suất (Singh và ctv., 1997). Tại Nhật Bản năm 1954, 90.000 –
150.000 ha bị nhiễm bệnh, thiệt hại 22.000 – 110.000 tấn (Exconde, 1973).
Ở Việt Nam bệnh cháy bìa lá cũng xuất hiện và gây hại sớm, chủ yếu là trên các
giống lúa mùa cũ (Phạm Văn Biên và ctv., 2003). Năm 1970 – 1975 bệnh cháy bìa lá
bùng phát và gây hại nặng ở đồng bằng sông Hồng, mức độ nhiễm bệnh tới 60 –
100%, làm giảm năng suất từ 30 – 60%, chủ yếu trên các giống Trân Châu lùn,
NN8,…. (Phan Hữu Tôn, 2004). Ở đồng bằng sông Cửu Long bệnh cháy bìa lá cũng
được ghi nhận làm thiệt hại không nhỏ đến năng suất lúa. Năm 1984, 77.000 ha lúa
bị nhiễm bệnh. Đến năm 1991 – 1992 có khoảng 10.000 ha lúa IR50404 và OM269
bị thiệt hại do bệnh cháy bìa lá, đa số thuộc các tỉnh Long An, Tiền Giang, Hậu
Giang, thiệt hại ước tính khoảng 10 – 15% (Nguyễn Văn Phúc và Nguyễn Thị Lan,
2005).
2.1.2. Mầm bệnh
Hình dạng và kích thước: Vi khuẩn Xoo có hình que ngắn, 2 đầu tròn, có chiên
mao ở một cực (Hình 1). Có vỏ capsule và tập hợp thành khối khá bền vững, ngay
cả khi trong nước. Capsule có vai trò bảo vệ vi khuẩn chống khô hạn và những yếu
tố bất lợi khác. Trên kính hiển vi điện tử kích thước tế bào vi khuẩn là 0,55 – 0,75 x
1,35 – 2,17 m với vi khuẩn lấy từ khuẩn lạc trên môi trường và 0,45–0,6 x 0,65–
1,40 m với vi khuẩn lấy từ mô cấy (Ou, 1972). Khuẩn lạc vi khuẩn có hình tròn,
màu vàng chanh, rìa nhẵn, bề mặt khuẩn lạc ướt (Hình 2).

Chuyên ngành Vi sinh vật học

3

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 – 2014

Trường ĐHCT

Nguồn: bacmap
Hình 1. Ảnh chụp tế bào vi khuẩn Xoo gây bệnh cháy bìa lá lúa

Hình 2. Khuẩn lạc vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Ảnh: Trần Thị Kim Ngân)
Đặc tính sinh lý: Xoo là vi khuẩn hiếu khí, gram âm, không làm hóa lỏng getalin,
không tiêu thụ nitrate, không sinh ammoniac, sản sinh khí H 2S nhẹ. Vi khuẩn không
sản sinh Indol, men của nó không làm đông sữa, không sản sinh khí và acid từ đường
saccharose (Ou,1972). Nguồn cacbon tốt nhất là đường glucose, galactose, suctose và
nguồn đạm tốt nhất là glutamid acid, aspartic acid, methinonine, cystine và asparagine.
Môi trường nuôi cấy thường dùng là Wakimoto’s potato semi-synthetic. Vi khuẩn Xoo
không sống lâu trong môi trường nước cất vô trùng, nhưng sống khá bền trong
phosphate buffer pH= 7 và trong nước có peptone. Vi khuẩn Xoo phát triển ở nhiệt độ
26 – 300C (tối ưu ở 200C )và pH 4 – 8.8 (tối ưu ở 6 – 6,5). Vi khuẩn tiết độc tố
phenylacetic acid trong môi trường nuôi cấy, tổng hợp enzym phân giải protein và
cellulose, dễ kháng với streptomycin nhưng ít kháng với các kháng sinh khác (Ou,
1972).

Chuyên ngành Vi sinh vật học

4

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 – 2014

Trường ĐHCT

2.1.3. Triệu chứng
Cháy bìa lá có 3 triệu chứng là: cháy bìa lá, héo xanh và vàng lá (Võ Thanh
Hoàng và Nguyễn Thị Nghiêm, 2008).
 Cháy bìa lá
Trên mạ, bên dưới bìa của các lá có những đốm úng nước nhỏ, các đốm này
lớn dần ra làm lá trở nên vàng và khô héo. Trên lúa trổ triệu trứng bệnh thể hiện rõ rệt
hơn. Vết bệnh có những đặc điểm điển hình. Trên phiến lá, vết bệnh thường bắt đầu
cách chóp lá một khoảng, tạo sọc dài úng nước ở một hoặc hai bên bìa lá, sau một thời
gian vùng bệnh chuyển sang màu vàng, bìa gợn sóng (Đặng Thái Thuận và Nguyễn
Mạnh Chinh, 1986). Vùng mô bệnh trở thành màu vàng xám khô do sự phát triển của
nấm hoại sinh, nơi tiếp giáp giữa mô bệnh và mô khỏe sẽ bị thối (Agrios,2005). Vết
bệnh có thể phát triển dần ra khắp bề mặt lá sau đó lan xuống bẹ, lá bị khô nhanh
chóng và cuộn lại (Shamar, 2006). Vết bệnh có thể nằm ở bìa lá hoặc ở những vết
thương trên bề mặt lá (Hình 3).

Hình 3. Triệu chứng cháy bìa lá trên lúa (Ảnh: Trần Quốc Tuấn)
Trong điều kiện nóng ẩm trên bề mặt vết bệnh có thể xuất hiện những giọt
dịch vi khuẩn hình tròn, nhỏ, keo đặc lại thành những viên nhỏ màu vàng lục, khi khô
có màu hổ phách (Lê Lương Tề, 2000) (Hình 4).

Chuyên ngành Vi sinh vật học

5

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 – 2014

Trường ĐHCT

Hình 4. Giọt dịch vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv. oryzae
(Ảnh: Trần Thị Kim Ngân)
 Héo xanh (Kresek)
Triệu trứng héo xanh được hai nhà khoa học người Indonesia phát hiện
năm 1950 (Ou, 1972). Trên lúa cấy, một hoặc hai tuần sau khi cấy các lá bệnh sẽ
chuyển sang màu xanh xám nhạt và bắt đầu gập sau đó cuộn lại theo gân chính. Đối
với lúa cấy có lá bị cắt, bên dưới mặt cắt xuất hiện những đốm úng nước, những
đốm úng này đổi sang màu xanh xám. Sau đó toàn bộ lá bị cuộn lại và héo, tiếp đến
là bẹ lá. Vi lây truyền sang lá khác bằng cách truyền theo mạch dẫn và đến vùng
tăng trưởng của cây non. Khi mắc bệnh toàn bộ cây non sẽ bị chết (Reitsma và
Schure, 1950).
 Vàng lá
Triệu chứng vàng lá thường xuất hiện vào giai đoạn lúa lớn. Khi cây lúa bị
nhiễm bệnh, các lá non có màu vàng nhạt không đồng đều, trên phiến lá có sọc rộng
màu vàng hoặc vàng xanh nhạt trong khi các lá già vẫn xanh. Nguyên nhân là do vi
khuẩn tập trung tại các đốt và lóng ngay bên dưới các lá non làm hạn chế quá trình
đưa dinh dưỡng từ thân lên lá khiến cho lá bị vàng. Triệu chứng có thể xuất hiện sau
khi vi khuẩn xâm nhiễm 20-30 ngày (Ou, 1972).
2.1.4. Chu trình bệnh
2.1.4.1. Lưu tồn

Ở Trung Quốc công trình nghiên cứu của Phương Trung Đạt khẳng định
nguồn bệnh cháy bìa lá lúa chủ yếu là ở hạt giống. Ở Việt Nam, ngoài cây lúa các
loại cỏ dại như: cỏ môi, cỏ lồng vực cũng có khả năng làm ký chủ cho mầm bệnh
Chuyên ngành Vi sinh vật học

6

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 – 2014

Trường ĐHCT

cháy bìa lá (Lê Lương Tề và Vũ Triệu Mân, 1999). Bên cạnh đó, mầm bệnh còn
được tìm thấy trên vỏ trấu và phôi nhủ của hạt lấy từ những ruộng bị bệnh nặng
(Srivastava và Rao, 1964).
Vi khuẩn Xoo có khả năng lưu tồn ở vỏ trấu và phôi nhũ của hạt lúa đến 3
tháng, không quá 40 ngày đối với những hạt được làm khô. Mật số vi khuẩn Xoo bị
giảm 99% khi hạt được ngâm trong nước 24 giờ và hoàn toàn chết hẳn nếu ngăm
trong 5 ngày. Ngoài ra, vi khuẩn Xoo còn lưu tồn trong gốc rạ và lúa chét (Võ Thanh
Hoàng và Nguyễn Thị Nghiêm, 1993). Tuy nhiên, nguồn bệnh chủ yếu truyền bệnh
từ vụ này sang vụ khác là hạt giống và tàn dư cây bệnh, đồng thời đất, nước cũng
như dạng viên keo vi khuẩn Xoo trên lá cũng có một ý nghĩa nhất định trong việc lan
truyền sang vụ sau (Lê Lương Tề và Vũ Triệu Mân, 1999).
2.1.4.2. Sự xâm nhiễm và phát triển của bệnh
Con đường vi khuẩn Xoo dễ xâm nhập vào cây lúa nhất là qua các vết
thương trên lá (Ou,1985). Vi khuẩn xâm nhiễm qua các lỗ thủy khổng, khí khống
trên bề mặt lá, mép lá đặt biệt là qua các vết thương sây sát trên lá. Khi tiếp xúc với
bề mặt lá vi khuẩn dễ dàng di động tiến vào bên trong mô qua các lỗ khí, vết thương

nhờ lớp màng ướt bên ngoài. Trong mô vi khuẩn Xoo sinh sản, nhân lên với số lượng
lớn và theo các bó mạch dẫn lan rộng ra (Hammerschmidt, 1984; Milosevic và
Slusarenko, 1996). Trên bề mặt lá bệnh tiết ra những giọt keo vi khuẩn thông qua sự
va chạm giữa các lá lúa do mưa, gió mà truyền tới các lá, cây khác để tiến hành xâm
nhiễm lặp lại nhiều đợt trong thời kì sinh trưởng (Lê Lương Tề và Vũ Triệu Mân,
1999).
Ngoài ra vi khuẩn Xoo còn có thể xâm nhập vào cây lúa thông qua các vết
đứt ở rễ, đây là con đường gây bệnh quan trọng (Mizukami, 1964).
2.1.4.3. Ảnh hưởng của môi trường đến sự phát triển của bệnh
Trong điều kiện nhiệt độ 26 – 300C, ẩm độ từ 90% trở lên là điều kiện
thuận lợi để bệnh cháy bìa lá lúa phát sinh, phát triển mạnh và lan truyền nhanh.
Những đợt mưa to, gió lớn xảy ra không chỉ gây nên những vết thương cọ xát trên lá
mà còn tạo điều kiện cho vi khuẩn Xoo sinh sản mạnh. Số giọt dịch vi khuẩn tiết ra
trên lá tạo nhiều cơ hội cho bệnh xâm nhiễm dễ dàng và lá yếu tố trực tiếp giúp bệnh
Chuyên ngành Vi sinh vật học

7

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 – 2014

Trường ĐHCT

lan truyền đi nhanh, đi xa thông qua các dòng nước trên cánh đồng (Lê Lương Tề và
Vũ Triệu Mân, 1999).
Theo Lê Lương Tề và Vũ Triệu Mân (1999), điều kiện đất đai củng ảnh
hưởng đến sự phát triển của bệnh. Ở vùng đất chua, ngập úng hoặc nước sâu, đất
nhiều mùn, thường có nhiều bóng râm bệnh sẽ phát triển mạnh hơn.

Sự phát triển và tác hại của bệnh còn phù thuộc vào lúa và kỹ thuật canh
tác. Đối với các giống lúa nhiễm nếu bón đạm vô cơ quá cao (100kg/ha hoặc
120kg/ha trở lên) về sau dù có bón thêm lân và kali tác dụng cũng không rõ rệt, bệnh
vẫn có thể phát triển nặng (Lê Lương Tề và Vũ Triệu Mân, 1999).
2.1.5. Biện pháp phòng trị
Biện pháp canh tác: Biện pháp canh tác bao gồm cơ giới, thời vụ, làm đất, bón
phân, xen canh, luân canh,…..(Lê Lương Tề và Đỗ Tấn Dũng, 2007). Để phòng bệnh
cháy bìa lá một cách hiệu quả bằng biện pháp canh tác cần vệ sinh đồng ruộng kỹ
trước khi sạ, xử lý giống với các loại thuốc phòng bệnh cháy bìa lá, diệt các loại
cỏ (chát, lát, lồng vực,…) là kí chủ phụ của vi khuẩn, không bón thừa nhiều phân đạm
nhất là trong giai đoạn nuôi đòng (Lê Lương Tề, 2000). Khi bệnh cháy bìa lá xuất hiện
phải rút nước cho khô 2 – 3 ngày để phòng bệnh lây truyền rộng hơn. Biện pháp
canh tác có thể hạn chế được sự phát triển của bệnh, đơn giản, dễ làm, chi phí
thấp, không ảnh hưởng đến môi trường, dễ áp dụng trong sản xuất. Tuy nhiên để
thực hiện các biện pháp canh tác có hiệu quả sẽ tốn nhiều công sức nhưng hiệu
quả không cao, phải kết hợp với các biện pháp xử lí khác như biện pháp hóa học,
sinh học, ….
Biện pháp sử dụng giống kháng: Sử dụng giống kháng để phòng trị bệnh
cháy bìa lá là biện pháp thuận tiện nhất để ứng dụng vào trong sản xuất nên biện
pháp này đã được các nhà khoa học trên thế giới nghiên cứu và ứng dụng từ rất
sớm. Hiện nay, các nhà khoa học đã tìm ra được 30 gen kháng bệnh cháy bìa lá
(Verdier và ctv., 2012). Tuy nhiên Xoo có nhiều nòi và mỗi gen chỉ có khả năng
đối kháng với một hoặc một vài nòi Xoo khác nhau (theo thuyết Gen-đối-gen của
Flor). Trong 60 năm các nhà lai tạo giống ở Nhật Bản đã nghiên cứu và ứng dụng
thành công các giống có khả năng kháng lại bệnh cháy bìa lá như Kogyoku
(Kidama), Zensho 26, Koganemaru, Shinseki 1, Norin 27 và Asakaze (Tagami và
Chuyên ngành Vi sinh vật học

8

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 – 2014

Trường ĐHCT

Mizukami., 1962). Để sử dụng giống kháng một cách hiệu quả cần xác định được
quần thể Xoo hiện diện trên ruộng. Dùng giống kháng là một biện pháp phòng trị
bệnh cháy bìa lá khá hiệu quả. Các nòi Xoo có khả năng phát triển và tiến hóa liên
tục khi gặp điều kiện bất lợi nên các giống lúa kháng chỉ có hiệu quả một thời
gian ngắn. Do đó việc sử dụng giống kháng tuy có hiệu quả nhưng chỉ được trong
một thời gian ngắn.
Biện pháp hóa học: Để phòng trị bệnh cháy bìa lá bằng biện pháp hóa học có
thể áp dụng 2 phương pháp. Phương pháp đầu tiên, dùng vôi rắc lên ruộng trước khi sạ
khoảng 56 – 83kg vôi cho một ha. Phương pháp thứ hai, dùng các loại thuốc bảo vệ
thực vật như Kasumin 21, Xanthomix 20 WP, Cuproxat 345 SC, Staner 20WP, Sasa
20 WP, Asusu 20WP…(Lê Lương Tề, 2000). Đây là phương pháp được xem là biện
pháp nhanh chóng nhất. Tuy nhiên việc sử dụng thuốc hóa học sai phương pháp
và không hợp lí sẽ làm giảm hiệu quả của thuốc, gây ô nhiễm môi trường đất,
nước, làm chết các loài sinh vật có ích, lượng thuốc lưu tồn trong lúa có thể gây
độc cho con người và vật nuôi. Các sinh vật gây bệnh có thể kháng thuốc nếu sử
dụng thuốc liên tục.
Biện pháp sinh học: Biện pháp sinh học là biện pháp sử dụng các vi sinh
vật hoặc các chất ly trích từ chúng để tiêu diệt hoặc hạn chế sự phát triển của vi
sinh vật gây bệnh (Vũ Triệu Mân và ctv., 2007). Ở Việt Nam, việc nghiên cứu sử
dụng vi sinh vật đối kháng để phòng trừ bệnh cây trồng xuất hiện khá sớm nhưng
đến năm 1990 mới bắt đầu được đầu tư phát triển. Ở nước ta có rất nhiều nhóm
được thành lập để nghiên cứu vấn đề này và đã đạt được rất nhiều thành tựu nỗi
bật. Một trong những nhóm đi tiên phong là nhóm nghiên cứu do Phạm Văn Kim

đứng đầu và có nhiều thành tựu nỗi bậc như: sử dụng vi khuẩn đối kháng phòng
trừ bệnh đốm vằn trên lúa từ năm 1998 (Phạm Văn Kim và ctv., 1999; Mew và
ctv., 2004), cho ra đời sản phảm sinh học BIOBAC-1 ĐHCT có khả năng phòng
trừ một cách bền vững bệnh đốm vằn trên ruộng lúa và triển khai đến nông dân
(Nguyễn Đắc Khoa và ctv., 2010). Không chỉ trên cây lúa biện pháp sử dụng vi
sinh vật đối kháng còn được ứng dụng trên nhiều loại cây trồng khác và đạt được
nhiều thành tựu nổi bậc.

Chuyên ngành Vi sinh vật học

9

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 – 2014

Trường ĐHCT

2.2. Phòng trị bệnh cháy bìa lá lúa bằng vi khuẩn đối kháng
2.2.1. Các nghiên cứu về phòng trừ bệnh hại cây trồng bằng vi sinh vật đối
kháng
Giữa các vi sinh vật có các mối quan hệ: cộng sinh, kí sinh, đối kháng,...với
nhau. Các chế phẩm sinh học có tác dụng phòng, trị bệnh có nguồn gốc từ vi sinh
vật cũng dựa trên các mối quan hệ này. Trong đó quan hệ đối kháng được sử
dụng nhiều nhất. Các vi sinh vật đối kháng có thể diệt trừ mầm bệnh, làm giảm
sức sống hoặc hạn chế sự phát triển của mầm bệnh. Chúng bảo vệ cây trồng bằng
cách định cư ở vết thương, lá hoặc vùng rễ tạo thành các hàng rào ngăn cản các
tác nhân gây bệnh. Các hình thức bảo vệ chủ yếu là cạnh tranh, tiết kháng sinh
hoặc hạn chế hoạt động kí sinh của tác nhân gây bệnh (Cook và Baker 1983).

Giúp giảm mật số mầm bệnh xuống dưới ngưỡng gây hại, nhờ đó bệnh trên cây
trồng chỉ xuất hiện ở mức độ nhẹ, không gây ảnh hưởng nghiêm trọng về mặt kinh
tế (Phạm Văn Kim, 2000). Các vi khuẩn thuộc nhóm Bacillus, Pseudomonas có
khả năng phòng trừ hiệu quả các bệnh hại trên lúa như: đạo ôn, đốm vằng, cháy
bìa lá (Immanual, 2006). Do chúng tiết ra các kháng sinh, enzym thủy phân làm
phân hủy các tế bào nấm bệnh, hay cạnh tranh nơi ở, nguồn thức ăn của các vi
khuẩn gây bệnh. Ngoài ra các loài thuộc chi Bacillus như B. amyloliquefaciens,
B.subtilis, B.cereus vừa có khả năng đối kháng vừa có khả năng kích kháng đối với
nhiều loại tác nhân gây bệnh trên nhiều loại cây khác nhau (Kloepper và ctv., 2004).
2.2.2. Phòng trị bệnh cháy bìa lá bằng vi khuẩn đối kháng
Trên thế giới việc nghiên cứu các chủng vi khuẩn có khả năng đối kháng với
vi khuẩn Xoo đã diễn ra rất sớm. Từ năm 1994, Thind và Ahrmad đã tiến hành
nghiên cứu và so sánh khả năng đối kháng với vi khuẩn Xoo của một số loài vi
khuẩn như Bacillus subtilis, Erwinia herbicola, Enterobacter aerogens,
Micrococcus sp., Pseudomonas fluorescens, Aspergillus flavus, Cladosporium
cladosporioides, Penicillium oxalicum và Trichoderma eharzianum. Kết quả cho
thấy Bacillus subtilis có hiệu quả cao nhất. Trong những nghiên cứu tiếp theo
cũng chứng minh rằng các chủng vi khuẩn Bacillus sp. có khả năng ức chế sự phát
triển của vi khuẩn Xoo (Weiliang và ctv., 1997; Lin và ctv., 2001; Beríc và ctv.,
2012). Trong những năm qua các nhà khoa học đã tìm ra được nhiều loài vi khuẩn
Chuyên ngành Vi sinh vật học

10

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 – 2014

Trường ĐHCT

có khả năng đối kháng được vi khuẩn Xoo rất tốt như: Han và ctv năm 2005 đã
phân lập được chủng vi khuẩn Delftia tsuruhatensis từ vùng đất trồng lúa ở phía
Bắc Trung Quốc có khả năng ức chế vi khuẩn Xoo và các mầm bệnh khác như R.
solani và Pyricularia oryzae; gần đây, Gesheva và Vasileva-Tonkova (2012) đã
phân lập được chủng vi khuẩn Nocardioides sp. từ vùng đất Nam cực có khả năng
sinh ra các enzyme thủy phân và các hợp chất đặc biệt có khả năng ức chế sự phát
triển không những của vi khuẩn Xoo mà cả Staphylococcus aureus; ngoài ra,
Mageshwaran và ctv (2012) đã ly trích được hợp chất lipopeptide từ vi khuẩn
Paenibacillus polymyxa HKA-15 phân lập từ cây đậu nành có khả năng ức chế
mầm bệnh cháy bìa lá Xoo trên lúa. Xạ khuẩn Streptomyces cũng được thử
nghiệm khả năng đối kháng với vi khuẩn Xoo nhưng không mang lại kết quả
(Ndonde và Semu, 2000).
Ở Việt Nam do sự phát triển của ngành công nghệ sinh học chỉ mới phát
triển trong thập kỉ gần đây nên việc nghiên cứu về vi khuẩn đối kháng có khả
năng phòng trừ bệnh cháy bìa lá vẫn còn rất hạn chế, chỉ tìm được thông tin của
Nguyễn Hồng Anh (2011) và Nguyễn Đình Hải (2012) về chủ đề này, trong đó
Nguyễn Hồng Anh chọn lọc được chủng xạ khuẩn VN10-A44 có khả năng đối
kháng với mầm bệnh Xoo và Nguyễn Đình Hải đã xác định được chủng xạ khuẩn
VN08A12 có tiềm năng đối kháng với Xoo là Streptomyces toxytricini, cải tiến
môi trường sinh kháng sinh và khẳng định VN08A12 không gây hại cho các sinh
vật có ích trong môi trường sống.
Biện pháp sinh học sử dụng vi khuẩn đối kháng với bệnh cháy bìa lá là một
hướng phát triển mới có nhiều tiềm năng giúp hạn chế được lượng thuốc bảo vệ
thực vật, giúp bảo vệ môi trường, con người và các sinh vật khác. Giúp cân bằng
hệ vi sinh vật bản địa và góp phần quan trọng giúp nước ta nói riêng, trên thế giới
nói chung hướng đến một nền nông nghiệp xanh và bền vững.
2.2.3. Một số đặc điểm của vi khuẩn thuộc chi Bacillus
Phân loại: Chi Bacillus thuộc ngành Firmicutes, lớp Bacilli, bộ Bacillales, họ
Bacillaceae.

Chuyên ngành Vi sinh vật học

11

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 – 2014

Trường ĐHCT

Đặc điểm sinh thái: Bacillus có những nét đặc trưng riêng biệt, phân bố rộng,
có khả năng chịu đựng được nhiệt độ cao, phát triển nhanh trong môi trường lỏng
và hình thành nội bào tử khi gặp điều kiện khắc nghiệt. Vi khuẩn này được đánh
giá là hội tụ những tính năng căn bản trong việc ức chế bệnh cây trồng và có
nhiều tiềm năng trong phòng trừ sinh học (Silo – suh và ctv., 1994).
Đặc tính sinh sản và khả năng lưu tồn
Bacillus có khả năng hình thành nội bào tử để sống sót khi gặp điều kiện
bất lợi như nhiệt độ cao, khô, hóa chất độc hại (chất khử trùng, kháng sinh) và
bức xạ tia cực tím. Ở nhiệt độ 100 oC nội bào tử của một loài Bacillus có thể chịu
được từ 2,5 – 1200 phút (20 giờ). Những bào tử này rất bền với chất sát trùng
hoặc trạng thái khô. Nội bào tử có thể tồn tại trong thời gian dài đến khi điều kiện
môi trường thuận lợi cho sự tăng trưởng (Phạm Văn Kim, 2000).
Sự hình thành nội bào tử bắt đầu từ sự phân chia bất đối xứng tế bào
thành 2 phần không bằng nhau (phần nhỏ gọi là prespore và phần lớn gọi là tế bào
mẹ). Tiếp đó tế bào mẹ sử dụng tất cả nguồn dinh dưỡng và thành phần của tế bào
mẹ để hình thành lớp vỏ rắn chắc có thể bảo vệ prespore, do đó tối đa hóa khả
năng sống sót cho các nội bào tử trưởng thành. Nội bào tử có thể tồn tại dưới tác
động của các tác nhân diệt khuẩn như nhiệt độ cao (thậm chí 100 oC), bức xạ ion

hóa, dung môi hóa chất, chất tẩy rửa và enzyme (Errington, 2003).
2.2.4. Vi khuẩn đối kháng Bacillus stratosphericus

Hình 5. Vi khuẩn Bacillus stratosphericus trên kính hiển vi điện tử

Chuyên ngành Vi sinh vật học

12

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 – 2014

Trường ĐHCT

B.stratosphericus là vi khuẩn Gram dương, có khả năng di động, kị khí không
bắt buộc, trong môi trường không có oxy chúng có thể tạo ra năng lượng thông qua
hô hấp nitrat hoặc lên men carbohydrat, có khả năng tạo bào tử. Khi gặp điều kiện
bất lợi chúng có khả năng chịu được bức xạ của tia cực tím và trong môi trường có
chứa 17,5% NaCl mà tế bào vi khuẩn vẫn không bị phá hủy (Shivaji, 2006).
B.stratosphericus hình que có kích thước chiều ngang 0,7 – 0,9 µm và chiều dài 1,2
– 2,7 µm (Hình 5). Có khả năng chuyển động (Trang 2013).Chúng có thể tồn tại ở
nhiệt độ từ 8 – 37oC và pH 6 – 10. Vi khuẩn B.stratosphericus có khả năng tồn tại
trong môi trường có các kim loại nặng như: Fe, Co,Ni, Cu ở mật số cao, trong khi kim
loại nặng ở mật số cao thường gây độc cho hầu hết các vi sinh vật (Moreno, 2012) .
Kháng kháng sinh cũng là một đặc điểm nổi bậc ở loài vi khuẩn này. Chúng có khả
năng kháng một vài loại kháng sinh thông thường như: penicillin, kanamycin,
vancomycin và erythromycin. (Shivaji, 2006)
Trình tự bộ gen hoàn chỉnh của B.stratosphericus vẫn chưa được xác định. Phân

tích trên cây phát sinh loài dựa trên trình tự 16S rRNA cho thấy vi khuẩn này có tổ tiên
chung với hai loài trực khuẩn B.Aerius và B.aerophilus (trình tự 16S rRNA tương
đồng đến 98%) (Shivaji, 2006).
Ứng dụng trong thực tế của vi khuẩn B.stratosphericus: Pin nhiên liệu vi sinh
(MFC) là một hệ thống chuyển đổi năng lượng, sử dụng vi khuân trong tư nhiên để
phân hủy các chất hữu cơ và tạo ra điện (Cooper và ctv., 2010); Lovley, 2006). Nghiên
cứu gần đây của đại học Newcastle đã xác định B.stratosphericus được xem là ”nhà
sản xuất điện cho hiệu quả cao” . Trong số 74 chủng vi khuẩn khác nhau được phân
lập trong nghiên cứu này thì B.stratosphericus được xác định là một trong 25
exoelectrogens tốt nhất (Cooper và ctv., 2010). Zang và ctv (2012) đã chứng minh
lượng điện mà MFC tạo ra được từ 25 chủng exoelectrogens tốt nhất bằng gấp đôi
lượng điện từ của MFC được tạo ra từ một tập đoàn vi khuẩn tự nhiên (khoảng 74
chủng vi khuẩn khác nhau). Trong một tập đoàn vi khuẩn tự nhiên, người ta sử dụng
acetate làm nguồn cacbon thì thu được năng suất tối đa 175 mWm-2. Tương tự vậy,
acetate làm nguồn cacbon khi sử dụng 25 chủng exoelectrogens trong đó có
B.stratosphericus thì người ta thu được năng suất đến 200 mWm-2 (4). Trong một
nghiên cứu khác, B.altitudinis khi phát triển trên anode của một MFC cho sản lượng

Chuyên ngành Vi sinh vật học

13

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 – 2014

Trường ĐHCT

điện khoảng 6 mWm-2, trong khi B.stratosphericus có thể tạo ra sản lượng lên đến 87,5

mWm-2 khi phát triển ở anode của một MFC(Cooper và ctv., 2010).
Để thực hiện thí nghiệm khảo sát khả năng phòng trị bệnh cháy bìa lá của vi
khuẩn B. stratosphericus trên đất ruộng ở hai tỉnh An Giang và Tiền Giang cần có
những phương tiện và phương pháp sau.

Chuyên ngành Vi sinh vật học

14

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học