NGHIÊN CỨU XẠ KHUẨN CÓ KHẢ NĂNG ĐỐI KHÁNG NẤM GÂY BỆNH ĐẠO ÔN TRÊN LÚA PHÂN LẬP TỪ ĐẤT TẠI HUYỆN THOẠI SƠN TỈNH AN GIANG

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH AN GIANG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP CƠ SỞ

NGHIÊN CỨU XẠ KHUẨN CÓ KHẢ NĂNG
ĐỐI KHÁNG NẤM GÂY BỆNH ĐẠO ÔN
TRÊN LÚA PHÂN LẬP TỪ ĐẤT
TẠI HUYỆN THOẠI SƠN, TỈNH AN GIANG

KHƢU PHƢƠNG YẾN ANH


ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH AN GIANG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP CƠ SỞ

NGHIÊN CỨU XẠ KHUẨN CÓ KHẢ NĂNG
ĐỐI KHÁNG NẤM GÂY BỆNH ĐẠO ÔN
TRÊN LÚA PHÂN LẬP TỪ ĐẤT
TẠI HUYỆN THOẠI SƠN, TỈNH AN GIANG

CƠ QUAN CHỦ TRÌ

CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI

Khƣu Phƣơng Yến Anh

CƠ QUAN CHỦ QUẢN

Đề tài nghiên cứu khoa học “Nghiên cứu xạ khuẩn có khả năng đối kháng
nấm gây bệnh đạo ôn trên lúa phân lập từ đất tại huyện Thoại Sơn, tỉnh An
Giang” do tác giả Khưu Phương Yến Anh, công tác tại Khoa Sư phạm thực hiện.
Tác giả đã báo cáo kết quả nghiên cứu và được Hội đồng Khoa học và Đào tạo
trường Đại học An Giang thông qua ngày 18/08/2015.

Thƣ ký

Phản biện 2

Phản biện 1

Nguyễn Thị Thanh Xuân

Nguyễn Sĩ Lâm

Chủ tịch Hội đồng

iii


TÓM TẮT
Bệnh đạo ôn (rice blast disease) là bệnh gây hại quan trọng nhất trên cây lúa,
tác nhân gây bệnh là nấm Pyricularia oryzae Cav.. Đề tài được thực hiện nhằm phân
lập và tuyển chọn được hai chủng xạ khuẩn có hoạt tính đối kháng nấm Pyricularia
oryzae gây bệnh đạo ôn hại lúa. Kết quả đã phân lập được 80 chủng xạ khuẩn khác
nhau từ đất ở các ruộng lúa thuộc 6 xã huyện Thoại Sơn, tỉnh An Giang. Trong đó,
có 21 chủng xạ khuẩn có khả năng đối kháng nấm đạo ôn, chiếm tỉ lệ 26,25%. Đánh
giá khả năng đối kháng bằng phương pháp khoan lỗ thạch với 4 lần lặp lại cho thấy

2 chủng xạ khuẩn có khả năng kháng nấm P.oryzae mạnh nhất là ĐMB-40 (17,88
mm) và VKB-09 (14,69 mm). Chủng xạ khuẩn ĐMB-40 được phân loại là loài
Streptomyces recifensis, VKB-09 thuộc loài Streptomyces laurentii. Hai chủng xạ
khuẩn đều sinh enzym cellulase và chitinase. Kết quả thử nghiệm trên lúa trong nhà
lưới, cả 2 chủng xạ khuẩn ĐMB-40 và VKB-09 đều có khả năng đối kháng bệnh đạo
ôn lá và đạo ôn cổ bông qua 2 lần phun vào 25 NSS và 65 NSS.

iv


CAM KẾT KẾT QUẢ
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu
trong công trình nghiên cứu này có xuất xứ rõ ràng. Những kết luận mới về khoa học
của công trình nghiên cứu này chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Long Xuyên, ngày 03 tháng 09 năm 2015
Ngƣời thực hiện

Khưu Phương Yến Anh

v


MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa
Chấp nhận của hội đồng .......................................................................................... i
Tóm tắt .................................................................................................................... ii
Cam kết kết quả ...................................................................................................... iii
Mục lục .................................................................................................................... iv

Dang sách bảng ....................................................................................................... vi
Danh sách hình ........................................................................................................ vii
Danh mục các từ viết tắt ......................................................................................... viii
CHƢƠNG 1 – GIỚI THIỆU ................................................................................ 1
1.1. Tính cần thiết của đề tài ................................................................................... 1
1.2. Mục tiêu nghiên cứu ........................................................................................ 2
1.3. Đối tượng nghiên cứu ...................................................................................... 2
1.4. Nội dung nghiên cứu ....................................................................................... 2
1.5. Những đóng góp của đề tài ............................................................................. 2
CHƢƠNG 2 – TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................... 4
2.1. Sơ lược về xạ khuẩn ......................................................................................... 4
2.1.1. Đặc điểm hình thái của xạ khuẩn .................................................................. 4
2.1.2. Đặc điểm sinh lý- sinh hóa của xạ khuẩn .................................................... 6
2.1.3. Đặc điểm phân loại xạ khuẩn ....................................................................... 7
2.1.4. Vai trò của xạ khuẩn ..................................................................................... 7
2.2. Bệnh đạo ôn trên lúa ...................................................................................... 8
2.2.1. Triệu chứng bệnh đạo ôn trên lúa ................................................................. 8
2.2.2. Nguyên nhân gây bệnh đạo ôn trên lúa ......................................................... 10
2.2.3. Cơ chế phát sinh và phát triển bệnh đạo ôn lúa ............................................ 10
2.2.4. Biện pháp phòng trị bệnh đạo ôn lúa ............................................................ 12
2.3. Khả năng đối kháng nấm gây bệnh đạo ôn trên lúa của xạ khuẩn ................... 13
2.3.1. Sự hình thành khả năng đối kháng của xạ khuẩn .......................................... 13
2.3.2. Cơ chế tác động của xạ khuẩn đối kháng nấm gây bệnh cây trồng .............. 13
2.3.3. Tình hình nghiên cứu chất đối kháng từ xạ khuẩn ....................................... 15
CHƢƠNG 3 – PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............................................. 18
3.1. Vật liệu ............................................................................................................. 18
vi


3.2. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 20

3.2.1. Phương pháp thu mẫu đất ............................................................................. 20
3.2.2. Phương pháp phân lập xạ khuẩn theo Vinogradski ...................................... 21
3.2.3. Phương pháp xác định hoạt tính đối kháng
nấm Pyricularia oryzae của xạ khuẩn ......................................................... 22
3.2.4. Phương pháp xác định hoạt tính enzym
của xạ khuẩn bằng cách đo đường kính vòng thuỷ phân ........................... 23
3.2.5. Phương pháp quan sát đặc điểm hình thái và định danh xạ khuẩn ............... 24
3.2.6. Thử nghiệm khả năng đối kháng nấm P. oryzae
gây bệnh đạo ôn trên lúa từ dịch nuôi xạ khuẩn ......................................... 24
3.2.7. Xử lý thống kê ............................................................................................ 27
CHƢƠNG 4 – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................... 28
4.1. Phân lập, tuyển chọn các chủng có khả năng
đối kháng nấm Pyricularia oryzae ............................................................ 28
4.2. Kết quả nghiên cứu đặc điểm hình thái
và phân loại 2 chủng xạ khuẩn ................................................................. 29
4.3. Khả năng sinh enzym của 2 chủng xạ khuẩn ................................................. 35
4.4. Kết quả khả năng đối kháng nấm P. oryzae trên lúa từ dịch nuôi xạ khuẩn

37

4.4.1. Kết quả hoạt tính đối kháng của dịch nuôi xạ khuẩn
ở các nồng độ khác nhau ........................................................................... 37
4.4.2. Kết quả đánh giá khả năng kháng bệnh đạo ôn
trên lúa của dịch nuôi xạ khuẩn trong nhà lưới ......................................... 38
CHƢƠNG 5 – KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ............................................. 43
5.1. Kết luận ............................................................................................................ 43
5.2. Hạn chế ......................................................................................................... 43
5.3. Khuyến nghị .................................................................................................... 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 44
PHỤ LỤC ............................................................................................................... 46

vii


DANH SÁCH BẢNG
Trang
Bảng 1: Kết quả vòng đối kháng nấm Pyricularia oryzae của 21 chủng xạ khuẩn 29
Bảng 2: Đặc điểm hình thái và phân loại 2 chủng xạ khuẩn .................................. 30
Bảng 3: Kết quả Search Blast trình tự gen 16s rRNA của chủng ĐMB-40
trên GenBank .............................................................................................. 33
Bảng 4: Kết quả Search Blast trình tự gen 16s rRNA của chủng VKB-09
trên GenBank .............................................................................................. 34
Bảng 5: Hoạt tính enzym cellulase và chitinase của 2 chủng XK (D-d; mm)

35

Bảng 6: Vòng đối kháng nấm P.oryzae của dịch nuôi XK ở các
nồng độ khác nhau (D-d; mm) .................................................................... 38
Bảng 7: Tỉ lệ diện tích bệnh trên lá 30, 40, 50 và 60 NSS (%) .............................. 39
Bảng 8: Tỉ lệ giảm bệnh trên lá vào 30, 40, 50 và 60 NSS (%) ............................. 40
Bảng 9: Tỉ lệ bệnh thối cổ bông và tỉ lệ giảm bệnh thối cổ bông vào 85 NSS (%) 41

8


DANH SÁCH HÌNH
Trang
Hình 1: Các kiểu hệ sợi của xạ khuẩn .................................................................... 5
Hình 2: Khuẩn lạc xạ khuẩn ................................................................................... 5
Hình 3: Các dạng chuỗi sinh bào tử của xạ khuẩn ................................................. 6

Hình 4: Bào tử của xạ khuẩn .................................................................................. 6
Hình 5: Dấu hiệu bệnh đạo ôn ở lúa ....................................................................... 9
Hình 6: Vùng bị thiệt hại năng suất lúa do nhiễm đạo ôn ..................................... 9
Hình 7: Cành sinh bào tử và bào tử nấm Pyricularia oryzae ................................. 10
Hình 8: Chu kỳ phát triển của nấm đạo ôn ............................................................. 11
Hình 9: Cơ chế đối kháng nấm (A) và cấu trúc (B) của Kasugamycin ................. 14
Hình 10: Cơ chế tác động (A) và cấu trúc (B) của
Validamycin lên Rhizoctonia solani ...................................................................... 15
Hình 11: Vị trí lấy mẫu ở các xã thuộc huyện Thoại Sơn, tỉnh An Giang ............. 21
Hình 12: Vòng đối kháng P.oryzae của xạ khuẩn ĐMB-40 và VKB-09 .............. 28
Hình 13: Mặt trước và sau khuẩn lạc của xạ khuẩn ĐMB-40 ................................ 31
Hình 14: Cuống sinh bào tử và bào tử xạ khuẩn ĐMB-40 (40X) ......................... 31
Hình 15: Mặt trước và sau khuẩn lạc của xạ khuẩn VKB-09 ................................. 31
Hình 16: Cuống sinh bào tử và bào tử xạ khuẩn VKB-09 (40X) ........................... 31
Hình 17: Vòng hoạt tính enzym cellulase của xạ khuẩn ĐMB-40 và VKB-09 ...... 37
Hình 18: Vòng hoạt tính enzym chitinase của xạ khuẩn ĐMB-40 và VKB-09 ..... 37
Hình 19: Dịch nuôi xạ khuẩn 7 ngày ...................................................................... 67
Hình 20: Xuất hiện bệnh sau 20NSS ...................................................................... 67
Hình 21: Nghiệm thức NT1 50NSS ....................................................................... 68
Hình 22: Nghiệm thức NT2 50NSS ....................................................................... 68
Hình 23: NT3 50NSS ............................................................................................. 68
Hình 24: NT4 50NSS ............................................................................................. 68
Hình 25: NT5 50NSS ............................................................................................. 68
Hình 26: Vết bệnh cấp 5 ở NT1 ............................................................................. 69
Hình 27: Đạo ôn cổ lá (trái) và cổ bông (phải) ở nghiệm thức NT1 ...................... 69
Hình 28: Đạo ôn cổ gié và cổ bông ở nghiệm thức NT1 (ĐC-) ............................. 69
Hình 29: Bào tử và khuẩn lạc nấm đạo ôn P.oryzae .............................................. 69
Hình 30: Khuẩn lạc một số chủng xạ khuẩn ........................................................... 71
Hình 31: Thu mẫu tại ruộng xã Định Mỹ ............................................................... 71

9


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Chất kháng sinh

:

CKS

Đồng bằng sông Cửu Long

:

ĐBSCL

Kính hiển vi

:

KHV

Ngày sau khi sạ

:

NSS

Nghiệm thức

:

NT

Tỉ lệ diện tích bệnh

:

TLDTB

Tỉ lệ giảm bệnh

:

TLGB

Tỉ lệ giảm bệnh trên bông

:

TLGBTB

Vi sinh vật

:

VSV

Xạ khuẩn

:

XK

Xạ khuẩn đối kháng

:

XKĐK

10


CHƢƠNG 1
GIỚI THIỆU
1.1. TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Cây lúa là một trong các cây lương thực chính ở Việt Nam cũng như trên thế
giới. Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) là vựa lúa lớn nhất, trong đó An Giang
có diện tích nông nghiệp chủ yếu là trồng lúa. Bệnh đạo ôn (rice blast disease) là
bệnh gây hại quan trọng nhất trên cây lúa, còn được gọi là bệnh cháy lá lúa. Khi dịch
đạo ôn xảy ra thiệt hại đến năng suất và sản lượng làm ảnh hưởng đến kinh tế. Tác
nhân gây bệnh là nấm Pyricularia oryzae Cav. Bệnh có thể tấn công mọi giai đoạn
của cây lúa, bắt đầu từ giai đoạn sau khi gieo sạ cho đến trước trổ gọi là bệnh cháy
lá, gây hại trên cổ lá gọi là thối cổ lá, gây hại trên cổ bông gọi là thối cổ bông làm
lép hạt, đôi khi bệnh có thể gây lem vỏ hạt lúa. Bệnh nặng sẽ làm mất trắng năng
suất nếu không phát hiện sớm và phòng trị kịp thời.
( />icle&catid=303:khoa-hc-va-cong-ngh&id=2049)
Hằng năm thường có 2 thời điểm xuất hiện bệnh nhiều nhất là vào tháng 11 –
12 và tháng 5 – 6 dương lịch, dịch bệnh đạo ôn gây thiệt hại về năng suất ảnh hưởng

rất lớn đến nền kinh tế của tỉnh nhà và đời sống của nông dân. Bệnh bộc phát mạnh
trên lúa từ 20 – 30 ngày tuổi. Các vùng lúa có diện tích bị nhiễm bệnh cao là huyện
Thoại Sơn và Châu Thành. Bệnh phát sinh nhiều trên các ruộng trồng giống lúa
OM4218 và IR50404. ( />Ở Việt Nam, thời tiết khí hậu nóng ẩm rất thuận lợi cho bệnh đạo ôn trên lúa
phát triển. Vụ lúa hè thu 2012, ĐBSCL đã có hơn 70.000 hecta lúa bị bệnh đạo ôn.
Tại nhiều nơi, nông dân phải phá bỏ, gieo sạ lại hàng trăm hecta lúa do bị nhiễm
bệnh trên 25%. Trong vụ đông xuân 2012 – 2013, theo nhận định của Cục Bảo vệ
Thực Vật, bệnh đạo ôn lá và bệnh đạo ôn cổ bông tiếp tục phát sinh phát triển, có
một số diện tích bị nhiễm bệnh đạo ôn lá với tỷ lệ cao trên 20% trên những chân
ruộng sạ dày, bón thừa phân đạm, gieo trồng giống nhiễm. Theo Trung tâm Bảo vệ
Thực vật phía Nam, vào thời điểm cuối tháng 1 năm 2013 toàn khu vực phía Nam có
56.818 hecta lúa bị nhiễm bệnh bệnh đạo ôn lá và 4.675 hecta nhiễm bệnh đạo ôn cổ
bông với tỷ lệ bệnh 5% – 15%.
( />dao-on-hai-lua)
Hiện nay, biện pháp phòng trừ bệnh đạo ôn phổ biến là dùng thuốc hóa học.
Tuy nhiên, thuốc hóa học là tác nhân gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng sức
khoẻ con người. Do đó, việc hạn chế khả năng phát tán và gây bệnh của nấm
Pyricularia oryzae dựa vào khả năng đối kháng của các vi sinh vật (VSV) như vi
khuẩn, nấm, xạ khuẩn (XK) nhằm đưa ra phương pháp tối ưu phòng trừ bệnh đạo ôn
lúa bằng chế phẩm VSV là công việc cấp bách của các nhà khoa học.
1


Sử dụng xạ khuẩn có hoạt tính đối kháng nấm, vi khuẩn gây bệnh trong bảo
vệ thực vật là quan điểm chiến lược trong bảo vệ cây trồng. Xạ khuẩn là VSV sống
hoại sinh, hầu hết các loài không gây bệnh cho người, động vật và cây trồng. Vì vậy,
việc tìm kiếm các chủng XK có hoạt tính đối kháng cao và tạo chế phẩm kháng sinh
kháng nấm áp dụng vào công tác bảo vệ thực vật có tầm quan trọng đặc biệt. Các
chất kháng sinh (CKS) được dùng để tiêu diệt nấm, vi khuẩn gây bệnh cho cây trồng
như bệnh đạo ôn, bệnh khô vằn, vàng lụi ở lá lúa, bệnh thối cổ rễ ở các cây có tác

dụng nhanh, dễ phân hủy, có tính đặc hiệu cao, chỉ tiêu diệt một hoặc một số sâu
bệnh nhất định mà không ảnh hưởng đến các loài có ích khác và đặc biệt còn có khả
năng ức chế các vi sinh vật đã kháng thuốc hóa học, làm chất kích thích tăng trưởng
ở một số nồng độ nhất định như kích thích khả năng nảy mầm của hạt. CKS thường
ở dạng bột hoặc dung dịch có bổ sung các chất độn để làm tăng độ bền, có thể trộn
lẫn vào đất, phun trực tiếp lên thực vật, dùng xử lý hạt giống để tiêu diệt mầm bệnh
bên trong và ngoài hạt. (Lương Đức Phẩm, 2011)
Do đó, đề tài “Nghiên cứu xạ khuẩn có khả năng đối kháng nấm gây
bệnh đạo ôn trên lúa phân lập từ đất tại huyện Thoại Sơn, tỉnh An Giang” được
thực hiện nhằm góp phần vào xu hướng tiến tới một nền nông nghiệp sạch và bền
vững hiện nay.
1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Phân lập và tuyển chọn được 2 chủng xạ khuẩn có khả năng đối kháng nấm
Pyricularia oryzae gây bệnh đạo ôn trên cây lúa, nhằm ứng dụng trong phòng trừ
bệnh đạo ôn lúa.
1.3. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU
Xạ khuẩn có khả năng đối kháng nấm gây bệnh đạo ôn trên lúa được phân lập từ các
mẫu đất ruộng tại huyện Thoại Sơn, tỉnh An Giang.
1.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
 Phân lập xạ khuẩn từ các mẫu đất ruộng tại huyện Thoại Sơn, tỉnh An Giang.
 Tuyển chọn 2 chủng xạ khuẩn có khả năng đối kháng mạnh với nấm Pyricularia
oryzae gây bệnh đạo ôn trên lúa.
 Xác định đặc điểm hình thái, khả năng sinh enzym và định danh đến loài 2 chủng
xạ khuẩn đã được lựa chọn.
 Bước đầu thử nghiệm khả năng đối kháng nấm gây bệnh đạo ôn trên lúa từ dịch
nuôi xạ khuẩn đã tuyển chọn trong nhà lưới.
1.5. NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI
 Đối với lĩnh vực khoa học và công nghệ có liên quan
Bồi dưỡng, đào tạo cán bộ khoa học, tăng cường kiến thức về kỹ thuật, công nghệ.
Thông qua đề tài nghiên cứu góp phần tạo điều kiện cho sinh viên ngành Sư phạm

Sinh, Công nghệ Sinh học tham gia nghiên cứu, thực hiện chuyên môn yêu thích.
 Đối với tổ chức chủ trì và các cơ sở ứng dụng kết quả nghiên cứu
- Bổ sung vào bảo tàng giống VSV các chủng xạ khuẩn có khả năng ứng dụng cao
trong thực tiễn của tỉnh An Giang.
- Các chủng xạ khuẩn phân lập được làm cơ sở khoa học cho nghiên cứu và giảng
dạy trong trường đại học.
2


 Đối với kinh tế - xã hội và môi trường
- Các chủng xạ khuẩn phân lập được ứng dụng sản xuất chế phẩm đối kháng có
nguồn gốc từ vi sinh vật có khả năng chống nấm gây bệnh đạo ôn lúa giúp nông dân
có thể giảm bớt chi phí sản xuất, tăng năng suất cây trồng, làm giàu dinh dưỡng cho
đất.
- Có thể giảm bớt lượng chi phí nhập khẩu các loại kháng sinh có giá thành rất cao.
Góp phần phát triển kinh tế cho nông dân, giảm bớt lượng thuốc hóa học ảnh hưởng
sức khỏe con người, làm đất chai sạn và môi trường bị ô nhiễm.

3


CHƢƠNG 2
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
2.1. SƠ LƢỢC VỀ XẠ KHUẨN
2.1.1. Đặc điểm hình thái của xạ khuẩn
Xạ khuẩn (Actinomycetes) là một nhóm vi khuẩn thật (Bacteria) phân bố rất
rộng rãi trong tự nhiên. Phần lớn xạ khuẩn là các tế bào Gram (+), hiếu khí, hoại
sinh, có cấu tạo dạng sợi, phân nhánh (khuẩn ty). (Nguyễn Lân Dũng, 2012)
Xạ khuẩn có trong đất, nước, rác, phân chuồng, bùn, thậm chí cả trong cơ
chất mà vi khuẩn và nấm mốc không phát triển được. Sự phân bố của xạ khuẩn phụ

thuộc vào khí hậu, thành phần đất, mức độ canh tác và thảm thực vật. Trong mỗi g
đất thường có trên 1 triệu xạ khuẩn (tính theo số khuẩn lạc mọc trên môi trường
thạch). (Bùi Thị Hà, 2008)
Xạ khuẩn có cấu trúc tế bào tương tự như vi khuẩn Gram (+), toàn bộ cơ thể
chỉ là một tế bào bao gồm các thành phần chính: thành tế bào, màng sinh chất,
nguyên sinh chất, chất nhân và các thể ẩn nhập.
Thành tế bào của XK có kết cấu dạng lưới, dày 10 – 20 nm có tác dụng duy
trì hình dạng của khuẩn ty, bảo vệ tế bào và chủ yếu cấu tạo từ các lớp glucopeptide
bao gồm các gốc N – axetyl glucozamin liên kết với N – axetyl muramic bởi các liên
kết 1,4 – β glucozit, gồm 3 lớp: lớp ngoài cùng dày khoảng 60 – 120 Å, lớp giữa rắn
chắc dày khoảng 50 Å, lớp trong dày khoảng 50 Å. Thành tế bào XK không chứa
cellulose và chitin nhưng chứa nhiều enzym tham gia vào quá trình trao đổi chất và
quá trình vận chuyển vật chất qua màng tế bào.
Dưới lớp thành tế bào là màng sinh chất dày khoảng 50 nm được cấu tạo chủ
yếu bởi 2 thành phần là photpholipit và protein. Chúng có vai trò đặc biệt quan trọng
trong quá trình trao đổi chất và quá trình hình thành bào tử của XK. Tế bào chất của
XK có chứa mezoxom, thể nhân, và các vật thể ẩn nhập gồm các hạt poliphotphat và
polisacarit. Nhân của tế bào XK không có cấu trúc điển hình, chỉ là những nhiễm sắc
thể không có màng. Khi còn non, toàn bộ tế bào chỉ có 1 nhiễm sắc thể sau đó hình
thành nhiều hạt rải rác trong toàn bộ hệ khuẩn ty.
(Nguyễn Lân Dũng, 2012)
Đa số XK có cấu tạo dạng sợi, các sợi kết với nhau tạo thành khuẩn lạc có
nhiều màu sắc khác nhau: trắng, vàng, nâu, tím, xám ... Màu sắc của XK là một đặc
điểm phân loại quan trọng. Đường kính sợi của XK khoảng từ 0,1 – 0,5 μm. Có thể
phân biệt được hai loại sợi khác nhau. Sợi khí sinh là hệ sợi mọc trên bề mặt môi
trường tạo thành bề mặt của khuẩn lạc XK, từ đây phát sinh ra bào tử. Sợi cơ chất là
sợi cắm sâu vào môi trường làm nhiệm vụ hấp thu chất dinh dưỡng. Sợi cơ chất sinh
ra sắc tố thấm vào môi trường, sắc tố này thường có màu khác với màu của sợi khí
sinh. Đây cũng là một đặc điểm phân loại quan trọng. Một số XK không có sợi khí
sinh mà chỉ có sợi cơ chất, loại sợi này làm cho bề mặt xạ khuẩn nhẵn và khó tách ra

4


khi cấy truyền. Loại chỉ có sợi khí sinh thì ngược lại, rất dễ tách toàn bộ khuẩn lạc
khỏi môi trường (hình 1). ( />
Hình 1. Các kiểu hệ sợi của xạ khuẩn ( Nguyễn Lân Dũng, 2012)
Khuẩn lạc XK thường có cấu tạo 3 lớp: lớp vỏ ngoài có dạng sợi bện chặt,
lớp trong tương đối xốp và lớp giữa có cấu trúc tổ ong. Khuẩn lạc XK thường rắn
chắc, xù xì, có thể có dạng da, dạng phấn, dạng nhung, dạng vôi phụ thuộc vào kích
thước bào tử. Trường hợp không có sợi khí sinh khuẩn lạc có dạng màng dẻo. Kích
thước khuẩn lạc thay đổi tùy loài XK và tùy điều kiện nuôi cấy. Khuẩn lạc thường
có dạng phóng xạ, một số có dạng những vòng tròn đồng tâm cách nhau một khoảng
nhất định. Nguyên nhân của hiện tượng vòng tròn đồng tâm là do XK sinh ra chất ức
chế sinh trưởng, khi sợi mọc qua vùng này chúng sinh trưởng yếu đi, qua được vùng
có chất ức chế chúng lại sinh trưởng mạnh thành vòng tiếp theo, vòng này lại sinh ra
chất ức chế sinh trưởng sát với nó khiến khuẩn ty lại phát triển yếu đi. Cứ thế tạo
thành khuẩn lạc có dạng các vòng tròn đồng tâm (hình 2).

Hình 2. Khuẩn lạc xạ khuẩn ( Nguyễn Lân Dũng, 2012)
Bào tử XK được hình thành trên các nhánh phân hóa của khuẩn ty khí sinh
gọi là cuống sinh bào tử. Đó là cơ quan sinh sản đặc trưng cho XK, có nhiều dạng
khác nhau: thẳng, lượn sóng, xoắn, mọc đơn, mọc vòng … (hình 3). Trên mỗi cuống
sinh bào tử mang từ 30 – 100 bào tử, đôi khi có thể mang tới 200 bào tử, nhưng
cũng có khi chỉ mang 1 – 2 bào tử. Sự hình thành bào tử ở XK có thể xảy ra do sự
kết đoạn hoặc do sự cắt khúc của cuống sinh bào tử. Bào tử XK có nhiều hình dạng
khác nhau, thường có hình trụ, ovan, hình cầu, hình que với kích thước trung bình
khoảng (0,7 – 0,9 × 0,7 – 1,9) µm. Kích thước của bào tử thay đổi khác nhau tùy
5

loài, tùy cá thể trong loài thậm chí ngay trên cùng một chuỗi bào tử. Bề mặt bào tử
XK có thể nhẵn, có gai, khối u, nếp nhăn hay dạng tóc (hình 4). Bào tử XK được
bao bọc bởi màng mucopolysaccharide giàu protein với độ dày khoảng 300 – 400 Å,
gồm có 3 lớp, giúp cho bào tử tránh được những ảnh hưởng bất lợi của ngoại cảnh
như: nhiệt độ, độ ẩm, pH… Hình dạng, kích thước của chuỗi bào tử và cấu trúc
màng có thể thay đổi khi nuôi cấy trên những môi trường có nguồn nitơ khác nhau.
(Nguyễn Lân Dũng, 2012)

Hình 3. Các dạng chuỗi sinh bào tử của xạ khuẩn
(Chuỗi bào tử xạ khuẩn chi Streptomyces: A, B, C, D; chi Nocadiopis: E)
Nguồn: />
B

A

C

Hình 4. Bào tử của xạ khuẩn
(Dạng nhẵn: A; xù xì: B; gai: C)
Nguồn: />2.1.2. Đặc điểm sinh lý – sinh hóa của xạ khuẩn
Xạ khuẩn thuộc nhóm sinh vật dị dưỡng, chúng sử dụng đường, rượu, axit
hữu cơ, lipit, protein và nhiều hợp chất hữu cơ khác để làm nguồn cacbon, muối
nitrat, muối amôn, urê, amino axit, pepton để làm nguồn nitơ. Tuy nhiên, khả năng
hấp thụ các chất này không giống nhau ở các loài hay các chủng khác nhau. Phần
lớn XK là nhóm VSV hiếu khí, ưa ẩm, một số ít ưa nhiệt, nhiệt độ thích hợp cho sự
sinh trưởng là 25 – 30 0C. Tuy nhiên, nhiệt độ tối ưu cho sinh tổng hợp CKS thường
chỉ nằm trong khoảng 18 – 28 0C. Độ ẩm thích hợp đối với XK dao động trong
khoảng 40 – 50%, giới hạn pH trong khoảng 6,8 - 7,5. XK không có giới tính. (Bùi
Thị Hà, 2008)

6


XK có khả năng hình thành enzym, vitamin, chất kích thích sinh trưởng và
các CKS nên được ứng dụng vào trong nhiều lĩnh vực của đời sống. Các sản phẩm
trong quá trình trao đổi chất như CKS, độc tố, enzym… có thể được tích lũy trong
sinh khối tế bào XK hay được tiết ra môi trường lên men. Hệ sợi cơ chất có thể tiết
vào môi trường các loại sắc tố, thường có màu xanh, tím, hồng, nâu, đen… có sắc tố
chỉ tan trong nước, có sắc tố chỉ tan trong dung môi hữu cơ. (Nguyễn Hoàng Minh
Huy, 2006)
2.1.3. Đặc điểm phân loại xạ khuẩn
Phân loại theo phương pháp truyền thống: Cũng như đối với vi khuẩn, việc
phân loại XK hiện nay chủ yếu dựa vào phân tích trình tự gen mã hóa cho 16S
rRNA. Bên cạnh đó, các đặc điểm về hóa phân loại, hình thái, các đặc điểm sinh lý,
sinh hóa thường được kết hợp để định danh XK một cách chính xác đến tên
loài.Trong các đặc điểm hóa phân loại, thành phần hóa học của thành tế bào được
coi là đặc điểm quan trọng nhất. Các đặc điểm khác như thành phần đường,
menaquinone, photpholipit, axit béo của tế bào và tỷ lệ GC trong ADN genom cũng
mang tính đặc trưng cho loài và có ý nghĩa quan trọng trong phân loại XK. Các đặc
điểm sinh lý, sinh hoá thường được kết hợp sử dụng trong phân loại xạ khuẩn là khả
năng đồng hoá các nguồn cacbon và nitơ, nhu cầu các chất kích thích sinh trưởng,
khả năng phân hủy các chất khác nhau nhờ hệ thống enzym. Bên cạnh đó, các chỉ
tiêu khác như mối quan hệ với pH, nhiệt độ, khả năng chịu muối và các yếu tố khác
của môi trường, mối quan hệ với chất kìm hãm sinh trưởng và phát triển khác nhau,
tính chất đối kháng và nhạy cảm với CKS, khả năng tạo thành CKS và các sản phẩm
trao đổi chất đặc trưng khác của XK cũng được tiến hành phân tích đồng thời.
(Nguyễn Lân Dũng, 2012).
Phân loại theo phương pháp hiện đại: Các nhà khoa học trên thế giới đều
cho rằng mức độ tương đồng về trình tự rRNA phản ánh mối quan hệ tiến hóa giữa
các cá thể VSV. Tất cả các loài VSV trong sinh giới đều sử dụng cùng một cách

tổng hợp protein nhờ các riboxom. Vì vậy người ta đã tiến hành so sánh trình tự
nucleotit của gen mã hoá rRNA ở các VSV khác nhau để xác định mối quan hệ giữa
chúng. rRNA là phân tử lý tưởng cho các nghiên cứu về tiến hoá của VSV vì: Phân
tử này có mặt trong mọi tế bào VSV. Thực hiện cùng một chức năng là cấu thành
nên riboxom, bộ máy tổng hợp protein của tế bào. Có kích thước vừa phải (1500 bp)
để tiến hành các nghiên cứu phả hệ. Là một trong những cao phân tử xuất hiện sớm
nhất trong lịch sử tiến hóa. Cấu trúc của rRNA thay đổi rất chậm theo thời gian, hay
nói cách khác các gen mã hoá cho chúng được bảo tồn rất tốt trong quá trình tiến
hoá. Mặc dù mang tính bảo thủ cao, các gen mã hóa cho rRNA cũng chứa những
vùng có mức độ bảo thủ thấp hơn, dễ có sự sai khác giữa các loài sinh vật khác
nhau. Dựa vào những vùng bảo thủ trong gen mã hoá cho rRNA, các nhà khoa học
đã thiết kế các cặp mồi vạn năng để có thể khuếch đại toàn bộ chiều dài của gen, bao
gồm cả các vùng biến đổi. So sánh sự khác biệt giữa các vùng này, người ta có thể
chỉ ra được những sự khác biệt giữa các loài gần gũi. (Nguyễn Lân Dũng, 2012)

7


2.1.4. Vai trò của xạ khuẩn
Xạ khuẩn là nhóm VSV phân bố rộng rãi trong đất, chúng tham gia vào các
quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ trong đất như cellulose, tinh bột v.v... góp
phần khép kín vòng tuần hoàn vật chất trong tự nhiên. Đặc tính này còn được ứng
dụng trong quá trình chế biến phân hủy rác v.v... Nhiều XK có khả năng sinh chất
kháng sinh. Đặc điểm này được sử dụng trong nghiên cứu sản xuất các CKS dùng
trong y học, nông nghiệp và bảo quản thực phẩm. ( />actinomycetes)
Xạ khuẩn có vai trò chống nấm gây hại cây trồng: Từ lâu các nhà khoa học
đã nghiên cứu tuyển chọn các chủng XK có khả năng ức chế nấm bệnh thực vật.
Theo Kamada (1974), khi điều tra VSV đối kháng trong đất ở Nhật Bản cho thấy nơi
nào có nhiều XK thì ở đó các loài Fusarium biến mất nhanh. Thông thường một loài
xạ khuẩn đối kháng (XKĐK) có thể ức chế nhiều loài nấm gây bệnh và được sử

dụng như tác nhân chống bệnh cây bằng biện pháp sinh học. Tuy nhiên khi sử dụng
các chủng có hoạt phổ rộng phải chú ý tránh XK ức chế luôn cả khu hệ sinh vật có
lợi trong vùng rễ. Không phải tất cả XK có hoạt tính kháng nấm in vitro đều thể hiện
trong đất (khoảng 4% – 5%) nhưng chúng có vai trò quan trọng trong việc ức chế
nấm gây bệnh và ngăn ngừa khả năng nhiễm bệnh cho cây. Đây là quy luật cân bằng
sinh học trong tự nhiên. Nếu sự cân bằng mất đi, lập tức sẽ nảy sinh ra bệnh khi
trong đất có mầm gây bệnh.
Xạ khuẩn ngoài việc chống nấm bằng cách tiết chất đối kháng còn sinh
enzym tác động lên hệ VSV như enzym chitinase tác động lên thành tế bào nấm
mốc, các enzym phân giải hợp chất hữu cơ khó tan như cellulase giúp phân giải
cellulose tạo thành phân bón hữu cơ cho cây trồng. Dùng để sản xuất nhiều enzym
như protease, amylase, cellulase, chitinase… một số axit amin và axit hữu cơ.
Ngoài ra, nhiều loài XK còn sinh ra các chất kích thích sinh trưởng đối với thực vật
cũng như các loài VSV có lợi cho đất.
Một số chủng XK vừa kháng được các nấm gây bệnh vừa giết được tuyến
trùng hại cây trồng. XK còn tham gia tích cực vào các quá trình chuyển hoá nhiều
hợp chất trong đất, nước. Một số XK có thể gây bệnh cho người, động vật.
(Lương Đức Phẩm, 2011)
2.2. BỆNH ĐẠO ÔN TRÊN LÚA
2.2.1. Triệu chứng bệnh đạo ôn trên lúa
Bệnh đạo ôn (cháy lá) có thể phát sinh ở hầu hết các giai đoạn sinh trưởng
của lúa và có thể gây hại ở cổ lá, lá, lóng thân, cổ bông, gié và hạt.
- Trên lá: Bệnh gây hại chủ yếu giai đoạn mạ – đẻ nhánh. Lúc đầu vết bệnh chỉ là
những chấm nhỏ, màu xanh xám, sau lớn lên có dạng hình thoi (mắt én) đặc trưng,
viền nâu, tâm màu xám trắng. Trên các giống nhiễm đốm bệnh rất to, ngược lại
giống kháng thì vết bệnh chỉ cở bằng đầu kim. Bệnh nặng, các vết bệnh liên kết lại
làm lá bị cháy khô.

8

- Trên cổ lá, thân và cổ bông: triệu chứng ban đầu cũng có màu xám xanh sau
chuyển sang nâu, do nấm tấn công vào mạch dẫn gây cản trở việc vận chuyển các
chất dinh dưởng nuôi lá, thân và hạt làm cho lá, thân dễ gãy, hạt bị lép, lửng.
- Trên hạt: bệnh xảy ra vào giai đoạn trổ, vết bệnh trên hạt cũng có dạng mắt én,
viền nâu, tâm xám trắng. Nếu bệnh tấn công sớm sẽ làm hạt bị lép, lửng. Nếu ẩm độ
không khí cao, chỗ vết bệnh sẽ mọc một lớp nấm mốc màu xám xanh, dễ bị gãy, làm
ruộng lúa trở nên xơ xác (hình 5). Lúa sẽ bị cháy rụi hoàn toàn nếu bị nhiễm bệnh
sớm ở giai đoạn đẻ nhánh, nhất là khi gặp điều kiện thời tiết thuận lợi cho bệnh và
bón phân không hợp lý. (Nguyễn Phú Dũng, 2005)

Vết bệnh mới và sau trên lá; Bệnh hại trên đốt thân, cổ bông; Ruộng lúa bệnh nặng
Hình 5. Dấu hiệu bệnh đạo ôn ở lúa
Nguồn: />Ở Nhật Bản, từ năm 1953 – 1960, thất thu sản lượng lúa do bệnh cháy lá
hằng năm trung bình là 2,98%. Riêng trong năm 1960, thất thu do bệnh cháy lá
chiếm 24,8% trong tổng thiệt hại. Đối với bệnh thối cổ gié, nếu vượt 10% gié bị
nhiễm bệnh sẽ thất thu năng suất 6% và 5% hạt sẽ có phẩm chất kém.. Theo ước
tính của FAO thiệt hại do bệnh này gây ra làm giảm năng suất lúa trung bình từ
0,7% – 17,5%, những nơi thiệt hại nặng có thể làm giảm đến 80% (hình 6).

Hình 6. Vùng bị thiệt hại năng suất lúa do nhiễm đạo ôn (Chấm đỏ cho thấy
các quốc gia hoặc khu vực nơi bệnh đạo ôn đã được báo cáo)
Nguồn: internet
9


Ở Việt Nam, theo thống kê của viện Bảo vệ thực vật trên toàn quốc thiệt hại
do nấm bệnh đạo ôn gây ra đối với cây lúa hàng năm mất khoảng 10% – 25%. Ở các
tính phía Nam, diện tích nhiễm đạo ôn trên lá là 16.773 hecta, trong đó diện tích
nhiễm nặng là 10 hecta. Bệnh đạo ôn hại cổ bông nhiễm 5.847 hecta (Bộ NN và

PTNT, 2014).
2.2.2. Nguyên nhân gây bệnh đạo ôn trên lúa
Tác nhân gây hại là nấm Pyricularia oryzae thuộc họ Moniliales, lớp nấm
Bất Toàn. Abe (1911) và Kinishi (1933) cho rằng nấm đạo ôn sinh trưởng thích hợp
ở nhiệt độ 25 – 28 0C và ẩm độ không khí là 93% trở lên. Bào tử của nấm rất nhỏ, có
thể phát tán và bay cao đến 24 m, thậm chí đến 10.000 m dễ lây lan cho các ruộng
lân cận trong khu vực. Nấm phát triển tốt trong điều kiện mát từ 24 – 28 0C, ẩm độ
cao >80%, biên độ nhiệt giữa ngày và đêm cao sẽ dễ phát sinh thành dịch. Bào tử
nấm nảy mầm khi gặp lớp nước tự do trên lá hay không khí bão hòa nước, ở 24 0C
bào tử cần 6 giờ, vượt quá 28 0C bào tử phát triển kém. Bào tử xâm nhập vào tế bào
lá bằng cách mọc thành đĩa áp, chọc thủng vách tế bào lá lúa. Ngoài ra, bào tử còn
tiết ra độc tố pyricularin gây độc cho cây. Cây lúa là ký chủ chính, bệnh có thể lưu
tồn trên các cây ký chủ phụ mọc quanh ruộng như các loài cỏ lồng vực, đuôi phụng,
cỏ chỉ, lúa ma, lúa chét. (Lương Đức Phẩm, 2011)
Quan sát trên kính hiển vi cho thấy cành bào tử phân sinh hình trụ, đa bào,
đầu cành thon và hơi gấp khúc. Nấm thường sinh ra các cụm cành từ 3 – 5 chiếc.
Bào tử có hình quả lê hoặc hình nụ sen, thường có từ 2 – 3 ngăn ngang, bào tử
không màu (hình 7).

Hình 7. Cành sinh bào tử và bào tử nấm Pyricularia oryzae
Nguồn: />2.2.3. Cơ chế phát sinh và phát triển bệnh đạo ôn trên lúa
2.2.3.1. Cơ chế xâm nhiễm của nấm Pyricularia oryzae
Trên bề mặt vết bệnh, bào tử được tạo ra ở ẩm độ không khí từ 93% trở lên.
Ẩm độ càng cao tốc độ sinh trưởng càng nhanh. Bào tử nảy mầm khi có lớp nước tự
do hay ẩm độ không khí bão hòa. Trên bề mặt nước, 80% lượng bào tử có thể nảy
mầm được và sau 24 giờ có khả năng sinh sản. Theo kết quả nhóm giải mã gen nấm
gây bệnh đạo ôn do Ralph Dean thuộc Đại học Bắc Carolina (Mỹ) đứng đầu xác
10

định Pyricularia oryzae có hơn 11.000 gen và tiết ra gần 800 protein để xâm nhập
và lây nhiễm sang lúa. Nấm sử dụng một loại thụ thể mới để phân biệt lúa với các
thực vật khác. Những thụ thể này nằm trên bào tử của nấm.
Trên bề mặt lá, bào tử nảy mầm xâm nhiễm trực tiếp qua lớp cutin và biểu bì
qua sự tạo trực tiếp đĩa bám và vòi xâm nhiễm, khuẩn ty nấm có thể xâm nhiễm trực
tiếp qua khí khổng. Vòi xâm nhiễm phát triển từ đĩa bám sau khi xâm nhập vào tế
bào sẽ tạo thành một túi và từ đó khuẩn ty lan vào các tế bào cây (hình 8).
Trong cây bệnh hay trong môi trường nuôi cấy, người ta trích được hai loại
độc tố: α – picolinic axit (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 và tập trung
coumarin làm cây lúa không phát triển. Piricularin bị chlorogenic axit và ferulic axit
làm mất độc tính. Ngoài ra, nấm còn tạo ra hai loại độc tố khác là pyriculol và
tenuazonic axit. (Nguyễn Phú Dũng, 2005)

Hình 8. Chu kỳ phát triển của nấm đạo ôn
Nguồn: Nấm Pyricularia oryzae truy cập từ />2.2.3.2. Điều kiện phát sinh và phát triển bệnh
Sự phát sinh và phát triển của bệnh phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố ngoại cảnh và
mức độ nhiễm bệnh của giống.
Ảnh hưởng của thời tiết, khí hậu: Bệnh này thường phát triển mạnh trong
điều kiện khí hậu mát mẻ, ẩm độ cao, mưa nhỏ kéo dài, đêm sương mù nhiều. Đặc
biệt trong vụ lúa Đông Xuân tại vùng ĐBSCL vào tháng giêng – tháng hai dương
lịch, bệnh này sẽ gây hại trên diện rộng trùng vào lúc lúa đứng cái đến trổ. Các vùng
11


thường xuyên bị bệnh cháy lá hằng năm như Tiền Giang, An Giang, Đồng Tháp và
Sóc Trăng. Tuy nhiên, điều kiện khô hạn làm cây lúa thiếu nước, quá trình trao đổi
chất kém, khả năng hấp thu dinh dưỡng yếu, cây lúa không chống chọi được bệnh. Ở
những vùng cao nguyên, điều kiện khô hạn thiếu nước kết hợp với đêm sương mù

nhiều, biên độ nhiệt lớn sẽ làm cho bệnh này càng dễ phát sinh mạnh.
Ảnh hưởng của đất: những ruộng nhiều mùn, trũng ẩm, khó thoát nước,
những vùng đất kém màu mỡ, đất nhẹ, giữ nước kém và những ruộng lúa có lớp đất
sét nông rất phù hợp cho bệnh đạo ôn phát triển và gây hại.
Ảnh hưởng của phân bón: Ba loại phân N-P-K đều có ảnh hưởng rất lớn đến
việc phát sinh bệnh nếu bón không cân đối. Thông thường, bón dư thừa phân đạm sẽ
làm tăng bệnh, dư phân lân không thấy rõ ảnh hưởng lên bệnh. Tuy nhiên, nếu bón
thêm phân lân trên vùng đất phèn sẽ hạn chế bệnh cháy lá rất rõ ràng. Phân kali có
ảnh hưởng rất phức tạp trên sự phát triển của bệnh cháy lá; bón dư thừa đạm và kali
đều làm tăng bệnh; bón đạm vừa phải kết hợp đủ lượng kali thì sẽ giảm bệnh rất rõ.
Do đó, trong giai đoạn sau trổ nếu ruộng bị nhiễm bệnh cháy lá họặc thối cổ bông
thì không được bón thêm phân bón lá có nitrat kali.
Mật độ gieo sạ cũng có liên quan đến khả năng phát triển của bệnh cháy lá.
Gieo sạ càng dày, tán lá lúa càng nhiều, khả năng che khuất càng lớn, ẩm độ dưới
tán lá càng cao, điều kiện khí hậu càng thuận lợi cho nấm cháy lá phát triển.
Ảnh hưởng của giống lúa: ngoài các yếu tố nêu trên thì đặc tính của giống
cũng có ảnh hưởng tới mức độ phát triển của bệnh. Những giống nhiễm bệnh nặng
(giống mẫn cảm) sẽ tạo điều kiện cho bệnh gây hại và lây lan trên diện rộng.
(Hà Huy Niên, 2007)
2.2.4. Biện pháp phòng trị bệnh đạo ôn trên lúa
Hiện nay, biện pháp hóa học được sử dụng phổ biến trong việc phòng trừ bệnh
đạo ôn vì cho hiệu quả nhanh, dễ sử dụng. Tuy nhiên, nếu sử dụng không đúng,
không hợp lý, sử dụng lâu dài sẽ gây ảnh hưởng xấu tới môi trường, tăng khả năng
hình thành tính kháng thuốc của sâu bệnh, tiêu diệt thiên địch, phá vỡ cân bằng sinh
thái, gây nhiều dịch hại mới. Biện pháp phòng trừ dịch hại tổng hợp IPM (Integrated
Pest Management) được xem là biện pháp chính trong kiểm soát dịch hại. Chọn
giống tốt, kháng bệnh khử lẫn tạp hạt cỏ trước khi gieo. Dùng biện pháp sạ
hàng, bón phân cân đối N-P-K, không bón thừa phân đạm, nên bón phân đạm theo
theo nhu cầu cây lúa. Sau mùa thu hoạch, cày vùi rơm rạ để trả lại nguồn hữu cơ cho
đất đồng thời diệt được mầm bệnh, hạn chế đốt rơm vì biện pháp này chỉ trả lại một

số chất khoáng có trong tro, đất dần dần kém màu mỡ, mau suy kiệt. Vệ sinh đồng
ruộng bằng cách thu gom, tiêu diệt lúa rày, cỏ dại mọc ven bờ là nơi lưu tồn và lây
lan mầm bệnh sau này. Giữ mực nước đầy đủ thường xuyên trên mặt ruộng tùy theo
nhu cầu nước theo từng giai đoạn của cây lúa, tránh để ruộng khô nước khi bệnh
cháy lá xảy ra. Cần thăm đồng thường xuyên, phát hiện kịp thời khi bệnh mới xuất
hiện. (Nguyễn Văn Đĩnh, 2004)

12


2.3. KHẢ NĂNG ĐỐI KHÁNG NẤM GÂY BỆNH ĐẠO ÔN TRÊN LÚA CỦA
XẠ KHUẨN
2.3.1. Sự hình thành khả năng đối kháng của xạ khuẩn
Sự đối kháng giữa các VSV trong đất là cơ sở của biện pháp sinh học phòng
chống bệnh cây. Các nghiên cứu cho thấy cơ chế cơ bản và quan trọng nhất của sự
đối kháng bởi VSV đối với mầm bệnh là do sản sinh ra các chất kháng sinh (CKS)
(Gnanamanickam và Mew, 1989). Sự có mặt của xạ khuẩn đối kháng trong đất làm
giảm rõ rệt tỉ lệ bị bệnh của cây. Một trong những đặc điểm quan trọng nhất của xạ
khuẩn là khả năng hình thành chất kháng sinh. Trong số 8000 CKS hiện nay thì trên
thế giới có trên 80% là có nguồn gốc từ XK, chủ yếu là từ các chủng thuộc chi
Streptomyces. Đa số chất kháng sinh từ XK đều có phổ kháng sinh rộng, kềm hãm
hoặc ức chế sự sinh trưởng và phát triển của nhiều loài VSV khác nhau. Một loại
XKĐK có thể ức chế một vài loại nấm gây bệnh nhưng có những loài hoạt động
rộng có thể ức chế nhiều tác nhân gây bệnh có trong đất. (Lê Gia Hy, 2010)
Ngoài việc sinh các CKS dùng trong y học thì XK còn sinh ra các chất đối
kháng VSV gây bệnh hại cây trồng (như vi khuẩn héo lá, nấm thực vật, nấm đạo ôn,
nấm thối cổ rễ…). Đã có nhiều tác giả nghiên cứu ứng dụng XK vào việc phòng trừ
bệnh trên cây trồng như: Nguyễn Đình Hải, 2012; Trịnh Thới An, 2014; Kiều Hữu
Ảnh và cs, 2003; Lê Gia Hy và cs, 2005…
Chất kháng sinh (Antibiotic) là những chất có tính chống lại các VSV hại,

chúng có hoạt tính sinh lý cao có tác động chọn lọc và được các VSV tiết ra đưa vào
môi trường sống trong mối quan hệ đối kháng với các sinh vật khác, trong đó vi
khuẩn, nấm, xạ khuẩn là những VSV sinh ra nhiều chất kháng sinh nhất (Lương Đức
Phẩm, 2011). CKS có tác dụng ức chế sinh trưởng hoặc tiêu diệt một số VSV khác
một cách có chọn lọc ngay khi ở nồng độ thấp, có thể can thiệp vào hoạt động sinh
lý của một chất khác bằng cách kết hợp đặc hiệu với thụ thể, kềm hãm hoặc ức chế
sự phát triển của VSV khác. ( />Sự hình thành và các con đường sinh tổng hợp chất kháng sinh: CKS được
tổng hợp từ một, hai, ba chất trao đổi bậc một khác nhau, hay bằng cách polyme hóa
các chất trao đổi bậc 1, sau đó có thể tiếp tục biến đổi qua các phản ứng enzym khác
để tạo thành các dạng kháng sinh khác nhau. CKS còn là chất tham gia cạnh tranh
của XK trong môi trường sống tự nhiên. Nhiều chủng XK có khả năng tổng hợp
đồng thời hai hay nhiều CKS có cấu trúc hóa học và có tác dụng tương tự nhau. Quá
trình sinh tổng hợp CKS phụ thuộc vào cơ chế điều khiển đa gen, ngoài các gen chịu
trách nhiệm tổng hợp CKS, còn có cả các gen chịu trách nhiệm tổng hợp các tiền
chất, enzym và cofactor. (Bùi Thị Việt Hà, 2006)
2.3.2. Cơ chế tác động của xạ khuẩn đối kháng nấm gây bệnh gây trồng
Kasumin (Kasugamycin) C14H28ClN3O10: là một kháng sinh aminoglycoside
được phân lập lần đầu vào năm 1965, từ Streptomyces kasugaensis, một chủng
Streptomyces tìm thấy gần ngôi đền Kasuga ở Nara, Nhật Bản. Kasugamycin được
phát hiện bởi Hamao Umezawa. Kasugamycin được biết đến như một loại thuốc có

13


thể ngăn chặn sự phát triển của nấm đạo ôn. Nó ngăn chặn những sự tổng hợp
protein và kết khối lại của aminoacyl – RNA hòa tan tới riboxom trong sợi nấm
(hình 9). Giống như rất nhiều các loại thuốc kháng sinh tự nhiên được biết,
Kasugamycin ức chế sự tăng sinh của nấm bằng cách ức chế tổng hợp protein ở
bước khởi đầu của dịch mã, quá trình ức chế được cho là xảy ra bởi sự cạnh tranh
trực tiếp với sự chuyển khởi RNA. ( />

B
A
Hình 9. Cơ chế đối kháng nấm (A) và cấu trúc (B) của Kasugamycin
Nguồn: />Theo Vũ Triệu Mân năm 1998, thuốc ở dạng tinh chế, tan trong nước.
Thuốc được sản xuất thành dạng dung dịch 2%, dạng bột thấm nước 2% và 5%,
dạng hạt 2% và dạng hỗn hợp có tên là Kasuran 50WP (5% Kasumin + 75,6%
CuOCl = 45% Cu) pha nước ở nồng độ 0,1% để phòng trừ bệnh phấn trắng, bệnh
thối dưa chuột, dưa hấu, một số bệnh vi khuẩn và nấm hại chè, cam, chanh, cà chua,
khoai tây; Kasurabcide (1,2% kasumin + 20% Fthalide) dạng bột thấm nước dùng
1,5 kg/ha trừ đạo ôn, đốm sọc, vi khuẩn hại lúa. (Nguyễn Hoàng Minh Huy, 2006)
Streptomyces griseoviridis chủng 61 được sử dụng phòng trừ những bệnh
gây ra bởi Pythium, Fusarium, nấm mạng nhện Botrytis. Khi phun, những bào tử đã
sấy và thể sợi Streptomyces nảy mầm và bắt đầu để bám chắc vào và vòng quanh rễ
cây, chúng cạnh tranh với nấm hại cây trồng về không gian sống và thức ăn bằng
việc tranh lấy vùng sống quanh rễ cây nhưng chúng không gây hại cho cây.
(www.sodohydro.com/)
Validamycin (C20H35NO13): đã được mô tả vào năm 1970 bởi tác giả Nhật
Bản (Iwasa et al., 1970) là một chất chuyển hóa thứ cấp của Streptomyces sp chủng
số T-7545, được tìm thấy trong một mẫu đất thu thập được từ các thành phố của
Nhật Bản Akashi, Hyogo Prefecture. Xạ khuẩn này đã được xác định là
Streptomyces hygroscopicus var. Limoneus.Validamycin được dùng để trừ nấm
Rhizoctonia solani (hình 10) gây bệnh khô vằn hại lúa. ( />
14


A

B

Hình 10. Cơ chế tác động (A) và cấu trúc (B) của Validamycin lên

Rhizoctonia solani
Nguồn: />2.3.3. Tình hình nghiên cứu chất đối kháng từ xạ khuẩn
Người đầu tiên đặt nền móng cho hoạt tính đối kháng của VSV là Alexander
Fleming - nhà sinh vật học người Anh, đã phát hiện ra penicilin vào tháng 10 năm
1928. Năm 1945, A. Fleming, E. Chain và H. W. Florey đã được nhận giải thưởng
Nobel vì đã khám phá ra giá trị to lớn của penicilin mở ra kỉ nguyên mới trong y học
- kỉ nguyên kháng sinh. Cho đến ngày nay, trên thế giới và Việt Nam đã có rất nhiều
công trình nghiên cứu về khả năng đối kháng của VSV trong đó xạ khuẩn là đối
tượng được nghiên cứu rất nhiều và đã đạt được một số thành tựu nhất định.
Năm 1999, kháng sinh lospomal HA – 92 ra đời, được tách chiết từ xạ khuẩn
Streptomyces CDRLL-312 tác dụng ngăn chặn cholesterol, tăng sức đề kháng đối với
các chất độc của chuột, ngoài ra kháng sinh này còn có hoạt tính chống nấm gây
bệnh mạnh.
Ở Trung Quốc, ngay từ những năm 1930, đã sử dụng xạ khuẩn và các chất
trao đổi của chúng để nghiên cứu hạn chế các bệnh thực vật. Từ năm 1950, đã chọn
được chủng 5406 trong 400 chủng xạ khuẩn phân lập được từ đất vùng rễ cây bông
và cỏ linh lăng ức chế Rhizoctonia solani và Verticillicum alboatrum gây bệnh thối
rễ cây bông non và ứng dụng trong phòng bệnh cho 6 triệu ha bông. Cho đến năm
15