GIÁM ĐỊNH tác NHÂN và KHẢ NĂNG gây hại của BỆNH THỐI NHŨN gốc ở các GIAI đoạn SINH TRƯỞNG của cây lúa TRONG điều KIỆN NHÀ lưới

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

LÊ THỊ HUYỀN LINH

GIÁM ĐỊNH TÁC NHÂN VÀ KHẢ NĂNG GÂY HẠI
CỦA BỆNH THỐI NHŨN GỐC Ở CÁC GIAI
ĐOẠN SINH TRƢỞNG CỦA CÂY LÚA
TRONG ĐIỀU KIỆN NHÀ LƢỚI

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ
NGÀNH BẢO VỆ THỰC VẬT

Cần Thơ, 2012


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

GIÁM ĐỊNH TÁC NHÂN VÀ KHẢ NĂNG GÂY HẠI
CỦA BỆNH THỐI NHŨN GỐC Ở CÁC GIAI
ĐOẠN SINH TRƢỞNG CỦA CÂY LÚA
TRONG ĐIỀU KIỆN NHÀ LƢỚI

Luận văn Kỹ sƣ ngành Bảo vệ Thực vật

Cán bộ hướng dẫn

Sinh viên thực hiện

Ths. Lê Thanh Toàn

Lê Thị Huyền Linh
MSSV: 3083804

Cần Thơ, 2012


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu, kết
quả trình bày trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong
bất kỳ công trình luận án nào trước đây.

Tác giả đề tài

Lê Thị Huyền Linh

i


LỜI CẢM ƠN

Kính dâng lên Ba Mẹ, người đã sinh ra con, cả đời tận tụy vì cuộc đời và sự nghiệp
của con.
Chân thành biết ơn:
+ Cô Trần Thị Thu Thủy và thầy Lê Thanh Toàn đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em
trong suốt thời gian thực hiện và hoàn thành Luận văn tốt nghiệp.
+ Thầy cố vấn học tập Trần Vũ Phến đã giúp đỡ, động viên em trong suốt khóa học.
+ Quý thầy cô và toàn thể Cán bộ Bộ môn Bảo Vệ Thực Vật, Khoa Nông nghiệp &
Sinh học Ứng dụng đã tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành tốt luận văn tốt

nghiệp.
+ Quý thầy cô Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng, Trường Đại học Cần Thơ
đã truyền đạt kiến thức cho em trong bốn năm học tập tại trường.
+ Cảm ơn chị Trần Thị Thanh Vân, anh Đinh Công Huỳnh, bạn Quách Hà Ngọc
Mai, em Bùi Đông Hồ và các bạn lớp Bảo vệ Thực vật K34 đã giúp đỡ tôi trong
suốt quá trình làm luận văn.
Thân ái gởi về:
+ Tất cả các bạn lớp Bảo Vệ Thực Vật K34 và toàn thể các bạn sinh viên Khoa
Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng, Trường Đại học Cần Thơ, những lời chúc tốt
đẹp và thành đạt nhất.

ii


LÝ LỊCH KHOA HỌC
I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC
Họ và tên: Lê Thị Huyền Linh

Giới tính: Nữ

Ngày, tháng, năm sinh: 01/01/1990

Nơi sinh: An Giang

Quê quán: Bình Thạnh Đông – Phú Tân - An Giang
Dân tộc: Kinh

Tôn giáo: Phật giáo Hòa Hảo

Chổ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: số nhà 72, ấp Bình Quới 2, xã Bình Thạnh Đông,

huyện Phú Tân, tỉnh An Giang.
Điện thoại: 0973.301.107
Cha: Lê Văn Còn

Sinh năm: 1966

Mẹ: Lâm Thị Kim Thương

Sinh năm: 1968

Em ruột: Lê Thị Phương Linh

Sinh năm: 1997

II. QUÁ TRÌNH HỌC TẬP:
Từ năm 1996 – 2001: học trường tiểu học “A” Phú Thọ, huyện Phú Tân, tỉnh An
Giang.
Từ năm 2001 – 2005: học trường THCS Phú Thọ, huyện Phú Tân, tỉnh An Giang.
Từ năm 2005 – 2008: học trường THPT Chu Văn An, huyện Phú Tân, tỉnh An
Giang.
Từ năm 2008 – 2012: học trường Đại học Cần Thơ.

Lê Thị Huyền Linh
iii


LÊ THỊ HUYỀN LINH - 2012. Giám định tác nhân và khả năng gây hại của bệnh
thối gốc ở các giai đoạn sinh trưởng của cây lúa trong điều kiện nhà lưới. Luận văn
Kỹ sư ngành Bảo vệ Thực vật, trường Đại học Cần Thơ. Cán bộ hướng dẫn: ThS.
Lê Thanh Toàn.

TÓM LƢỢC
Đề tài được thực hiện tại bộ môn Bảo vệ thực vật, khoa Nông nghiệp và sinh
học ứng dụng, trường Đại học Cần Thơ từ tháng 6/2011 đến tháng 4/2012 nhằm:
(1) Giám định tác nhân gây bệnh thối gốc lúa; (2) Xác định mẫu vi khuẩn có tính
độc cao hơn trong số các vi khuẩn được phân lập; (3) Xác định biện pháp lây bệnh
nhân tạo hiệu quả đối với loài vi khuẩn gây bệnh thối gốc lúa; (4) Xác định giai
đoạn sinh trưởng của cây lúa bị bệnh thối gốc gây hại nặng nhất.
Kết quả giám định tác nhân cho thấy bệnh thối gốc lúa do vi khuẩn Erwinia
chrysanthemi gây ra. Loài vi khuẩn này có các đặc điểm khuẩn lạc có rìa trơn láng,
nhầy, gram âm, có nhiều chiên mao quanh tế bào; có khả năng sống yếm khí, thủy
phân tinh bột, tạo acid từ các hợp chất hữu cơ, lên men glucose, phản ứng catalase
dương tính, gây thối nhũn khoai tây và trái thanh long, sử dụng acid hữu cơ, phân
giải citrate, phản ứng indole.
Mẫu vi khuẩn Erwinia chrysanthemi 1 thu thập được ở Trà Vinh có tính độc
cao hơn mẫu vi khuẩn Erwinia chrysanthemi 2 thu thập được ở Cần Thơ.
Biện pháp kết hợp vừa châm kim vừa tưới huyền phù vi khuẩn đạt hiệu quả
lây bệnh nhân tạo cao hơn biện pháp chỉ châm kim hoặc chỉ tưới huyền phù.
Kết quả khảo sát khả năng gây hại của các mẫu vi khuẩn Erwinia
chrysanthemi trên các thời điểm khác nhau cho thấy cây lúa 10 ngày tuổi bị ảnh
hưởng của bệnh nặng hơn các thời điểm cây lúa 20, 30 và 40 ngày sau khi gieo.
Từ khóa: bệnh thối gốc, Erwinia chrysanthemi, phương pháp lây bệnh, giai
đoạn cây lúa bị gây hại.
iv


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................................................. ii
LÝ LỊCH KHOA HỌC .................................................................................................................................. iii

TÓM LƢỢC .................................................................................................................................................... iv
MỤC LỤC ........................................................................................................................................................ v
DANH SÁCH BẢNG .................................................................................................................................... viii
DANH SÁCH HÌNH ........................................................................................................................................ x
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1 - LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU ....................................................................................................... 3
1.1 Những đặc tính chung của vi khuẩn ....................................................................................................... 3
1.1.1 Hình thái, cấu tạo tế bào vi khuẩn.................................................................................................. 3
1.2 Sinh lý và sinh hóa của vi khuẩn ............................................................................................................ 4
1.3 Các phương pháp cơ bản trong phân loại vi khuẩn................................................................................. 7
1.3.1 Phương pháp vi sinh ....................................................................................................................... 8
1.3.2 Phương pháp sinh hóa .................................................................................................................... 9
1.4 Các bệnh vi khuẩn thường gặp trên lúa ................................................................................................ 11
1.4.1 Cháy bìa lá lúa ............................................................................................................................. 11
1.4.2 Bệnh sọc trong .............................................................................................................................. 13
1.4.3 Bệnh sọc vi khuẩn ......................................................................................................................... 14
1.4.4 Các bệnh vi khuẩn khác ................................................................................................................ 15
1.5 Sơ lược các nghiên cứu về vi khuẩn Erwinia ........................................................................................ 15
Trích dẫn từ tài liệu của Võ Thanh Hoàng, năm 1993 .......................................................................... 17
1.6 Sơ lược về cây lúa................................................................................................................................. 18
1.6.1 Nguồn gốc, phân bố và một số đặc điểm của cây lúa ................................................................... 18
1.6.2 Phân loại ...................................................................................................................................... 18
1.6.3 Đặc điểm thực vật của cây lúa .................................................................................................... 19
1.6.4 Các thời kỳ sinh trưởng chính của cây lúa ................................................................................... 21
1.6.5 Yêu cầu điều kiện ngoại cảnh ....................................................................................................... 22
1.7 Nguồn gốc và đặc điểm của giống lúa JASMINE 85 ........................................................................... 22
CHƢƠNG 2 - PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP ............................................................................... 24
2.1 Phương tiện ........................................................................................................................................... 24
2.1.1 Thời gian và địa điểm ................................................................................................................... 24

v


2.1.2 Vật liệu thí nghiệm........................................................................................................................ 24
2.1.3 Dụng cụ thí nghiệm ...................................................................................................................... 24
2.1.4 Phương tiện thí nghiệm ................................................................................................................ 24
2.2 Phương pháp thí nghiệm ....................................................................................................................... 25
2.2.1 Phương pháp thu mẫu .................................................................................................................. 25
2.2.2 Phương pháp phân lập, nuôi cấy và giám định tác nhân ............................................................. 25
2.2.3 Khảo sát các đặc tính sinh hóa của vi khuẩn ............................................................................... 27
2.3 Khảo sát khả năng gây hại của các mẫu vi khuẩn thu thập được và giai đoạn bị gây hại nặng của cây
lúa ............................................................................................................................................................... 31
2.3.1 Cách tiến hành.............................................................................................................................. 31
2.3.2 Chỉ tiêu theo dõi và xử lý số liệu: ................................................................................................. 33
CHƢƠNG 3 - KẾT QUẢ THẢO LUẬN...................................................................................................... 34
3.1 Kết quả xác định tác nhân gây bệnh ..................................................................................................... 34
3.1.1 Quy trình Koch ............................................................................................................................. 34
3.1.2 Kết quả khảo sát các đặc điểm h nh thái và sinh sống của vi khuẩn ............................................ 36
3.1.3 Các đặc điểm sinh hóa của vi khuẩn ............................................................................................ 38
3.2 Khả năng gây hại của vi khuẩn và cách lây bệnh nhân tạo hiệu quả ở các giai đoạn hác nhau của cây
lúa ............................................................................................................................................................... 44
3.2.1 Giai đoạn cây lúa 1 tuổi ............................................................................................................. 44
3.2.2 Giai đoạn cây lúa 2 ngày tuổi .................................................................................................... 47
3.2.3 Giai đoạn cây lúa 3 ngày tuổi .................................................................................................... 50
3.2.4 Giai đoạn cây lúa 4 ngày tuổi .................................................................................................... 53
3.3 Khảo sát hả năng gây hại của từng mẫu vi huẩn ............................................................................... 56
3.3.1

ẫu vi khuẩn Erwinia chrysanthemi 1 ......................................................................................... 56

3.3.2

ẫu vi khuẩn Erwinia chrysanthemi 2 ......................................................................................... 59

CHƢƠNG 4 - KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................................................... 65
4.1 Kết luận ................................................................................................................................................ 65
4.2 Đề nghị ................................................................................................................................................. 65
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................................................. 66
PHỤ CHƢƠNG................................................................................................................................................ 1

vi


vii


DANH SÁCH BẢNG

Bảng
3.1

3.2

3.3

3.4

3.5

3.6

Tựa bảng
Khả năng gây bệnh của từng mẫu vi khuẩn kết hợp với từng
phương pháp lây bệnh nhân tạo khác nhau vào các thời điểm
Tương tác giữa mẫu vi khuẩn và phương pháp lây bênh nhân
tạo qua các thời điểm quan sát
Khả năng gây bệnh của từng mẫu vi khuẩn kết hợp với từng
phương pháp lây bệnh nhân tạo khác nhau ở các thời điểm
Tương tác giữa mẫu vi khuẩn và phương pháp lây bênh nhân
tạo qua các thời điểm quan sát
Khả năng gây bệnh của từng mẫu vi khuẩn kết hợp với từng
phương pháp lây bệnh nhân tạo khác nhau ở các thời điểm
Tương tác giữa mẫu vi khuẩn và phương pháp lây bênh nhân
tạo qua các thời điểm quan sát 3 và 6NSLB

Trang
43

45

46

48

49

51

Khả năng gây bệnh của từng mẫu vi khuẩn kết hợp với từng
3.7

phương pháp lây bệnh nhân tạo khác nhau vào các thời điểm

52

3,6,9,12 và 15NSLB
3.8

3.9

Tương tác giữa mẫu vi khuẩn và phương pháp lây bênh nhân
tạo qua các thời điểm quan sát (3, 6NSLB)
Tương tác giữa giai đoạn sinh trưởng của cây lúa và phương
pháp lây bênh nhân tạo qua các thời điểm quan sát

54

56

Tương tác giữa giai đoạn sinh trưởng của cây lúa và phương
3.9tt

pháp lây bênh nhân tạo qua các thời điểm quan sát

viii

57


Tương tác giữa giai đoạn sinh trưởng của cây lúa và phương

3.10

3.10tt

pháp lây bênh nhân tạo qua các thời điểm quan sát
Tương tác giữa giai đoạn sinh trưởng của cây lúa và phương
pháp lây bênh nhân tạo qua các thời điểm quan sát (tt)

ix

59

60


DANH SÁCH HÌNH

Hình
3.1
3.2

Tựa hình
Triệu chứng mẫu bệnh ban đầu thu thập được ngoài đồng
Dòng vi khuẩn tuôn ra từ mô bệnh được quan sát dưới kính hiển vi điện tử
ở vật kính 40X

Trang
34
34

3.3

Triệu chứng thối gốc lúa sau khi lây bệnh nhân tạo theo quy tắc Koch

34

3.4

Đặc điểm huẩn lạc của hai mẫu vi huẩn

36

3.5

Đặc điểm gram của hai mẫu vi huẩn

36

3.6

Đặc điểm chiên mao của hai mẫu vi huẩn

36

3.7

Kết quả hảo sát hả năng thủy phân tinh bột của vi khuẩn

40

3.8

Khả năng sống yếm khí, tạo acid từ các hợp chất hữu cơ và hả năng lên
men glucose của vi khuẩn

40

3.9

Kết quả phản ứng catalase của vi khuẩn

40

3.10

Kết quả hảo sát hả năng gây thối nhũn hoai tây của vi khuẩn

41

3.11

Kết quả hảo sát hả năng sử dụng acid hữu cơ của vi khuẩn

41

3.12

Khả năng phân giải citrate của vi khuẩn

42

3.13

Kết quả phản ứng indole

42

3.14

Triệu chứng thối nhũn trên thanh long

42

3.15

Triệu chứng cây lúa bị bệnh hi được lây bệnh nhân tạo với mẫu vi khuẩn

61

E. chrysanthemi 1 và 2 ở các giai đoạn hác nhau
3.16

Triệu chứng cây lúa bệnh hi lây bệnh nhân tạo với mẫu vi khuẩn E.
Chrysanthemi 1 và 2 ở giai đoạn 10 ngày sau hi gieo b ng các phương

x

62

pháp hác nhau
3.17

Triệu chứng cây lúa bệnh hi lây bệnh nhân tạo với mẫu vi khuẩn E.

62

Chrysanthemi 1 và 2 ở giai đoạn 20 ngày sau hi gieo b ng các phương
pháp hác nhau
3.18

Triệu chứng cây lúa bệnh hi lây bệnh nhân tạo với mẫu vi khuẩn E.

63

Chrysanthemi 1 và 2 ở giai đoạn 30 ngày sau hi gieo b ng các phương
pháp hác nhau
Triệu chứng cây lúa bệnh hi lây bệnh nhân tạo với mẫu vi khuẩn E.
3.19

Chrysanthemi 1 và 2 ở giai đoạn 40 ngày sau hi gieo b ng các phương
pháp hác nhau

xi

63


MỞ ĐẦU
Lúa là một trong năm loại cây lương thực chính của thế giới, đã góp phần nuôi

sống hơn phân nửa dân số thế giới. Ở Việt Nam, lúa là cây trồng chính và quan trọng
nhất trong hệ thống canh tác nông nghiệp. Việc sản xuất lúa gạo đã cải thiện và nâng
cao đời sống vật chất của người dân. Ngoài ra, ngành sản xuất lúa gạo của nước ta
còn đạt được những thành tựu rất đáng ể, đưa Việt Nam trở thành nước xuất khẩu
gạo lớn thứ hai trên thế giới. Từ một nước thiếu lương thực trầm trọng trong những
năm chiến tranh; nhưng hiện nay, nền nông nghiệp của nước ta đã có những bước
phát triển vượt bậc, không chỉ sản xuất đủ một lượng lớn lương thực đáp ứng nhu cầu
trong nước mà còn xuất khẩu sang nhiều thị trường lớn trên thế giới.
Trước những thành tựu ấy, nhà nước và nhân dân ta ngày càng quan tâm và
tìm hiểu nhiều hơn đến việc canh tác và sản xuất nh m nâng cao năng suất và phẩm
chất của lúa gạo. Tuy nhiên, bệnh hại trên lúa đã gây hông ít hó hăn trong quá
trình canh tác, ảnh hưởng đến năng suất và phẩm chất lúa gạo. Thời gian gần đây,
trên lúa xuất hiện nhiều bệnh nghiêm trọng do vi khuẩn gây ra.
Từ năm 2009, tại một số tỉnh ở đồng b ng sông Cửu Long như An Giang,
Trà Vinh, V nh Long

xuất hiện một loại bệnh mới, gây hại nghiêm trọng ở các

cánh đồng lúa. Diện tích nhi m bệnh cao ở một số tỉnh như Trà Vinh 30
Giang 10
OM4218

, An

trên các giống lúa Jasmine 85, OM4218, IR50404, OM3536,
Triệu chứng đặc trưng là cây lúa bị thối phần gốc ết hợp với lá bị cháy

và cây bị chết trong một thời gian ngắn. Bệnh thường xuất hiện cùng lúc với bệnh
đạo ôn hoặc bệnh càng trầm trọng hơn hi cây lúa bị ngộ độc hữu cơ hoặc có rầy
nâu xuất hiện. Nông dân và cán bộ

thuật ở một số địa phương gọi là bệnh đạo ôn

cấp tính. Tuy vậy, các loại thuốc đạo ôn được sử dụng đều hông mang lại hiệu quả,
ngay cả ở các ruộng vừa xuất hiện bệnh. Do đó, việc xác định tác nhân gây bệnh,
đánh giá các phương pháp lây bệnh nhân tạo và hảo sát hả năng gây bệnh của vi
huẩn là vấn đề rất cần thiết và cấp bách s góp phần làm cơ cở cho việc tìm biện
pháp phòng trị bệnh đạt hiệu quả và bền vững trong tương lai. Đó là lý do mà đề tài
1


“Giám định tác nhân và khả năng gây hại của bệnh thối gốc ở các giai đoạn
sinh trƣởng của cây lúa trong điều kiện nhà lƣới” được tiến hành với mục tiêu:
Xác định tác nhân gây bệnh thối gốc trên lúa.
Khảo sát khả năng gây hại của một số mẫu vi khuẩn thu thập được.
Xác định phương pháp lây bệnh nhân tạo hữu hiệu nhất đối với loại vi khuẩn này.
Xác định giai đoạn của cây lúa mà vi khuẩn gây hại nặng nhất.

2


CHƢƠNG 1 - LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU

1.1 Những đặc tính chung của vi khuẩn

1.1.1 H nh thái, cấu tạo tế bào vi khuẩn
Vi khuẩn là vi sinh vật đơn bào chỉ có thể quan sát được nhờ kính hiển vi
quang học hoặc điện tử, và là loại tiền nhân, tế bào không có nhân thật, không có
diệp lục, sinh sản chủ yếu theo phương thức vô tính phân đôi tế bào Lê Lương Tề
và Vũ Triệu Mân, 1999).

Vi khuẩn là nhóm vi sinh vật có cấu tạo tế bào nhưng chưa có cấu trúc nhân
phức tạp, thuộc nhóm Prokaryotes. Nhân tế bào chỉ gồm một chuỗi ADN không có
thành phần protein, không có màng nhân. Nhóm vi khuẩn có nhiều dạng khác nhau
về mặt phân loại cũng như phương thức dinh dưỡng và các phản ứng do chúng thực
hiện. Mỗi loại vi khuẩn có hình dạng và ích thước nhất định, do vách của tế bào vi
khuẩn quyết định. Hình thể và kích thước của vi khuẩn có thể quan sát và xác định
được b ng phương pháp nhuộm và quan sát b ng kính hiển vi. Để xác định vi
khuẩn, hình thể là một tiêu chuẩn rất quan trọng đóng vai trò định hướng, để định
loại một vi khuẩn còn phải kết hợp với với các yếu tố khác như tính chất sinh vật
hoá học, kháng nguyên của vi khuẩn và khả năng gây bệnh (Phạm Thành Hổ,
2000).
Vi khuẩn có nhiều hình thái khác nhau: hình cầu, hình que, hình xoắn, hình
dấu phẩy, hình sợi

Kích thước của vi khuẩn thay đổi tùy theo các loại hình và

trong một loại hình, kích thước cũng khác nhau. Nhưng so với virus, kích thước
của vi khuẩn lớn hơn nhiều, có thể quan sát vi khuẩn dưới kính hiển vi quang học
(Trần Cẩm Vân, 2001).
Lê Lương Tề và Vũ Triệu Mân (1999) cho r ng tế bào vi khuẩn có dạng
hình gậy thẳng, hai đầu hơi tròn hoặc có khi hình gậy ngắn, hơi cong. Có thể phát
triển riêng lẻ, liên kết thành cặp đôi hoặc có khi thành chuỗi tùy theo loại vi khuẩn
và điều kiện sống. Thành phần cấu tạo cơ bản của tế bào vi khuẩn gồm các bộ phận:
3


thể nhân (tiền nhân), tế bào chất, màng tế bào chất và vách tế bào. Ngoài ra một số
loài vi khuẩn còn có thêm các bộ phận hác như lông roi hoặc vỏ nhờn. Đại đa số vi
khuẩn gây bệnh cây trồng đều có khả năng chuyển động nhờ có bộ phận lông roi
gắn trên tế bào, có loại có 1 lông roi ở đầu (Xanthomonas sp.), có 1 chùm roi ở đầu

(Pseudomonas sp.), có nhiều roi đính quanh tế bào (Erwinia sp., Bacillus sp.), vi
khuẩn không chuyển động thì không có lông roi.
1.2 Sinh lý và sinh hóa của vi khuẩn
Lê Huy Chính (2001) nhận định r ng, vi khuẩn là một sinh vật, nên chúng
cũng có hả năng dinh dưỡng, hô hấp, chuyển hoá và sinh sản như các sinh vật
hác. Sau đây là một số đặc điểm sinh lý của vi khuẩn.
* Dinh dƣỡng của vi khuẩn
Trong quá trình sinh sản và phát triển, vi khuẩn cần một lượng thức ăn b ng
trọng lượng cơ thể chúng, vì vi khuẩn phát triển rất nhanh. Trong tự nhiên có thể có
những vi khuẩn có thể tổng hợp được mọi enzyme từ một hợp chất carbon để hình
thành chất chuyển hoá tham gia vào quá trình chuyển hoá. Tuy nhiên cũng có
những vi khuẩn (biến mẫu) chỉ phát triển trong những môi trường có các chất cần
thiết gọi là yếu tố phát triển.
Vi khuẩn là vi sinh vật đơn bào, nên dinh dưỡng nhờ cơ chế thẩm thấu của
màng nguyên sinh chất. Mỗi loại vi khuẩn có tính thẩm thấu khác nhau. Vi khuẩn
non có tính thẩm thấu cao hơn vi huẩn già. Những thức ăn hông hoà tan thì hông
thẩm thấu được, vi khuẩn phải dùng enzyme của mình để làm tan thức ăn rồi mới
hấp thu thẩm thấu được.
* Hô hấp của vi khuẩn
Hô hấp là quá trình trao đổi chất, tạo năng lượng cần thiết để tổng hợp nên
các chất mới của tế bào. Các vi khuẩn gây bệnh lấy năng lượng từ một cơ chất
carbon b ng cách oxy hoá.
Nhiều loại vi khuẩn dùng oxy của không hí để oxy hoá lại coenzyme khử,
chúng là những vi khuẩn hiếu khí. Tuy nhiên một số loại vi khuẩn không thể sử
4


dụng oxy tự do, nên chúng không thể phát triển được hoặc kém phát triển trong môi
trường có oxy tự do. Những vi khuẩn này gọi là vi khuẩn kỵ khí tuyệt đối. Bên cạnh
đó, có một số loại vi khuẩn hiếu khí có thể phát triển được trong điều kiện không có

không khí – đó là những vi khuẩn hiếu khí, kị khí tùy ý.
* Chuyển hoá của vi khuẩn
Vi khuẩn sinh sản và phát triển được nhờ có hệ thống enzyme. Mỗi loại vi
khuẩn khác nhau có hệ thống enzyme khác nhau. Bản chất của enzyme là protein.
Những enzyme có khối lượng phân tử lớn d bị phá hủy bởi nhiệt độ. Enzyme của
vi khuẩn được chia thành nhiều loại dựa theo tính chất phản ứng như enzyme thủy
phân, oxy hoá, khử hydro, khử CO2, thêm CO2... hoặc theo chất bị tác dụng như
enzyme phân hủy protein, glucid, lipid, acid nucleic... hoặc dựa theo vị trí của
enzyme ở trong vi khuẩn hay ngoài vi khuẩn để chia ra enzyme nội bào hay enzyme
ngoại bào. Enzyme nội bào tham gia vào quá trình chuyển hoá trong cơ thể của vi
khuẩn. Enzyme ngoại bào dùng để phân hủy các chất có phân tử lượng lớn thành
các chất có phân tử nhỏ để d hấp thu.
* Sự phát triển của vi khuẩn
Vi khuẩn muốn phát triển đòi hỏi phải có môi trường có đủ các yếu tố dinh
dưỡng được gọi là môi trường dinh dưỡng hay môi trường cơ bản có pH từ 7,2 – 7,4.
Vi khuẩn chỉ phát triển trong những điều kiện thích hợp về nhiệt độ, phần
lớn vi khuẩn gây bệnh có nhiệt độ phát triển thích hợp là 37oC, tuy nhiên chúng có
thể phát triển ở nhiệt độ 20oC - 42oC, cá biệt có thể ở 4oC. Ngoài ra, các vi khuẩn
còn cần hí trường thích hợp để phát triển như với vi khuẩn hiếu khí cần oxy, các vi
khuẩn kỵ khí không cần oxy hoặc một số vi khuẩn cần có CO2.
* Đặc điểm của vi khuẩn khi phát triển trên môi trƣờng đặc
Nhờ độ quánh của môi trường đặc, trong quá trình phát triển, vi khuẩn nhanh
chóng tạo thành khuẩn lạc có thể quan sát b ng mắt thường. Nếu cấy vi khuẩn trên
môi trường đặc để vi khuẩn này đủ cách xa vi khuẩn kia, thì mỗi vi khuẩn s tạo
thành một khuẩn lạc riêng r . Dựa vào tính chất cơ bản này để tạo được canh khuẩn
thuần khiết, gồm các vi khuẩn cùng mang gen di truyền giống nhau (trừ biến dị) và
5


tính chất sinh lý giống nhau. Do vậy, môi trường đặc có rất nhiều ứng dụng trong

phân lập các vi khuẩn gây bệnh với các loại môi trường như môi trường thạch
thường, thạch sâu và môi trường chọn lọc.
Theo tài liệu của Vũ Triệu Mân 2007 cũng có nói về những đặc tính của vi
khuẩn:
Nhìn chung sự sinh trưởng và sinh sản của vi khuẩn gây bệnh cây trồng bắt
đầu ở 5 – 100C, nhiệt độ tối thích 25 – 300C, ngừng sinh sản ở 33 – 400C, nhiệt độ
gây chết 40 – 500C (trong 10 phút).
Khác với các loại nấm bệnh, để sinh trưởng và sinh sản, vi khuẩn bệnh cây
đòi hỏi môi trường trung tính – kiềm yếu, thích hợp nhất ở pH 7 – 8. Phần lớn
chúng là những vi khuẩn háo khí, cần oxi nên phát triển mạnh trên bề mặt môi
trường đặc hoặc trong môi trường lỏng giàu oxi (nhờ lắc liên tục trên máy lắc). Một
số khác là loại yếm khí tự do có thể d dàng phát triển bên trong cơ chất (mô cây)
không có oxi.
Vi khuẩn bệnh cây là những sinh vật dị dưỡng đối với các nguồn cacbon và
nguồn đạm. Cho nên để phát triển được, vi khuẩn cần nhận được năng lượng thông
qua con đường phân giải các chất hữu cơ có sẵn như protein và polysaccarit. Phân
giải nguồn cacbon đường, gluxit) tạo ra acid và khí. Tùy theo loại vi khuẩn có
cường độ hoạt tính mạnh, yếu khác nhau trong quá trình phân giải này mà người ta
coi đây là một trong những chỉ tiêu cơ bản để giám định loài vi khuẩn.
Trên môi trường đặc vi khuẩn sinh trưởng tạo thành khuẩn lạc, có hình dạng
ích thước, màu sắc đặc thù bề mặt, độ láng bóng

hác nhau, đặc trưng cho các

nhóm, các loài vi khuẩn khác nhau.
Trong quá trình sinh trưởng phát triển, vi khuẩn bệnh cây có khả năng tạo
thành các sắc tố tùy theo loài vi khuẩn. Sắc tố có vai trò trong hô hấp, trong quá
trình ôxi hóa khử, trong trao đổi chất của vi khuẩn, ngoài ra còn có vai trò bảo vệ,
chống tác động có hại của ánh sáng tia cực tím hoặc có vai trò như một chất có hoạt
tính háng sinh, đối kháng

6


Một trong những đặc điểm cơ bản về sinh lý và tính gây hại của vi khuẩn là
khả năng sinh sản và hoạt động của các enzyme và độc tố. Thành phần và hoạt tính
của các loại enzyme khác nhau tùy theo loài vi khuẩn, cho nên hệ thống enzyme và
sản phẩm phân giải tạo ra do sự tác động của các enzyme vi khuẩn có sự khác biệt
nhau, đã được sử dụng như 1 chỉ tiêu sinh hóa quan trọng để phân định loài vi
khuẩn.
Có loài vi khuẩn nhờ enzyme riêng biệt có thể phân giải gelatin, khử nitrat
(NO3) thành nitrit (NO2). Có loài vi khuẩn có thể phân giải protein hay pepton tạo
ra các sản phẩm phân giải là indol hay ammoniac (NH3) hoặc sunfua hydro (H2S),
có loài vi khuẩn có thể phân giải hợp chất cacbon như các loại đường (glucoza,
saccaroza, lactoza, maltoza v.v

tạo ra các sản phẩm acid hay khí hoặc không có

khả năng đó. Nhờ có một hệ thống enzyme phong phú không những đảm bảo được
những chất dinh dưỡng cần thiết và quá trình trao đổi chất trong tế bào vi khuẩn mà
còn có tác dụng phá hủy cấu trúc mô và trao đổi chất bình thường của tế bào cây
cũng như các hoạt động của hoạt động của hệ thống enzyme cây ký chủ.
Vi khuẩn bệnh cây có thể sản sinh các độc tố, có tác động phá hủy hệ thống
enzyme của cây ký chủ và gây ra những tác hại lớn đến các chức năng sinh lý và
trao đổi của mô thực vật.
1.3 Các phƣơng pháp cơ bản trong phân loại vi khuẩn
Phân loại vi khuẩn bệnh cây là một vấn đề rất phức tạp, cũng chưa hoàn
chỉnh và thống nhất. Từ cuối thế kỷ 19 đến nay, nhiều hệ thống phân loại vi khuẩn
gây bệnh cây đã được xây dựng như hệ thống phân loại Migula, Smith, Bergey,
Crassinicop, Dowson, Tesic, Gorlenco

(Lê Lương Tề và Vũ Triệu Mân, 1999).

Tuy nhiên, các cơ sở phân loại rất hác nhau tùy theo quan điểm của các nhà
nghiên cứu và hầu hết các chỉ tiêu phân loại chưa được nghiên cứu đầy đủ nên các
bảng phân loại đó có vấn đề chưa thống nhất còn thiếu cơ sở cụ thể trong việc phân
định một số loài. Song, nhìn chung để phân loại vi khuẩn bệnh cây, người ta đã dựa
vào nhiều chỉ tiêu phân loại: chủ yếu dựa vào các đặc điểm hình thái, sinh trưởng,
7


hình dạng, ích thước tế bào, đặc điểm khuẩn lạc, đặc điểm lông roi, tính chuyển
động, gram,

đồng thời dựa vào các đặc tính sinh lý sinh hóa của vi khuẩn Vũ

Triệu Mân, 2007). Hiện nay, khóa phân loại vi khuẩn được các nhà vi khuẩn sử
dụng phổ biến là khóa Bergey’s manual of systemic bacteriology Garrity và ctv.,
2004).

1.3.1 Phương pháp vi sinh
Để xác định bệnh do vi khuẩn gây ra, cần thiết phải khẳng định sự có mặt
của vi khuẩn trong mô bệnh, phân lập từ mô bệnh để nuôi cấy vi khuẩn thuần khiết,
sau đó lây bệnh nhân tạo để xác định tính gây bệnh của chúng trên cây ký chủ theo
nguyên tắc Koch. Tiếp tục nghiên cứu xác định rõ đặc tính hình thái, sinh trưởng
(khuẩn lạc) và phản ứng sinh hóa để có cơ sở phân loại, giám định loại (giống) và
loài vi khuẩn cần chuẩn đoán Vũ Triệu Mân, 2007).
Phân lập là khâu quan trọng trọng trong quá trình nghiên cứu vi khuẩn. Mục
đích của phân lập là tách riêng các vi khuẩn từ quần thể ban đầu tạo thành các dòng
(vi khuẩn ban đầu) thuần khiết để khảo sát và định loại. Khi vi khuẩn tăng trưởng

và phát triển trên bề mặt môi trường rắn đã tạo ra những khuẩn lạc, hình thái của
các khuẩn lạc mang tính đặc trưng của từng loài vi khuẩn. Việc mô tả chính xác các
khuẩn lạc đã tách rời có thể góp phần rất quan trọng trong việc định danh vi khuẩn.
Các nhà vi khuẩn học đã tiêu chuẩn hoá có ý ngh a hi miêu tả hình dáng, độ cao và
bờ, rìa của khuẩn lạc (Lê Huy Chính, 2001).
Điều quan trọng trong quá trình nuôi cấy vi sinh vật là tránh hông đưa thêm
vi sinh vật ngoại nhi m vào môi trường nuôi cấy. Muốn vậy, các thao tác luôn phải
được tiến hành trong điều kiện vô trùng, mọi yếu tố từ môi trường, dụng cụ chứa,
dụng cụ nuôi cấy đến các vật dụng cần thiết hác đều phải được khử trùng thích hợp
để được vô trùng trước khi sử dụng (Lê Huy Chính, 2001).
Theo dõi chỉ tiêu hình dạng, ích thước của tế bào vi khuẩn được quan sát,
đo đếm qua kính hiển vi điện tử, nhuộm tế bào vi khuẩn hoặc mô bệnh theo phương
pháp nhuộm gram, phương pháp nhuộm chiên mao Vũ Triệu Mân, 2007).
8


Các đặc điểm khuẩn lạc trên môi trường đặc cần được xác định rõ về hình
dạng, màu sắc, rìa khuẩn lạc v.v

tuy nhiên những đặc điểm này có thể thay đổi

một phần phụ thuộc vào cơ chất của môi trường nuôi cấy, cho nên đây chỉ là những
chỉ tiêu bổ sung cho quá trình phân loại vi khuẩn Vũ Triệu Mân, 2007).
 Nhuộm Gram (nguồn 2012)
Năm 1884, Hans Christian Joachim Gram, một nhà khoa học người Đan
Mạch đã sáng chế ra phương pháp nhuộm vi khuẩn mới mà ngày nay tên gọi đã trở
lên rất quen thuộc với mọi phòng thí nghiệm vi khuẩn thế giới:
Phương pháp nhuộm gram là một trong những k thuật cơ bản và quan trọng
nhất trong phân tích vi khuẩn ở giai đoạn đầu nh m xác định sơ bộ đặc tính của các
dòng vi khuẩn muốn nghiên cứu theo tính chất bắt màu gram của chúng. Vi khuẩn

bắt màu hỗn hợp crystal violet - iodin s có màu tím nâu hi quan sát dưới kính hiển
vi quang học và được xếp vào nhóm vi khuẩn gram dương. Những dòng vi khuẩn
khác không giữ được màu crystal violet và bắt màu fuchsin đỏ được xếp vào
nhóm vi khuẩn gram âm.
Phương pháp nhuộm gram dựa vào khả năng lưu giữ crystal violet của thành
tế bào các dòng vi khuẩn sau khi bị tẩy b ng cồn. Việc xác định thời gian tẩy màu là
yếu tố quan trọng trong việc phân biệt vi khuẩn gram dương và vi huẩn gram âm.
Nếu kéo dài thời gian tẩy màu, ngay cả vi khuẩn gram dương cũng hông giữ được
màu nhuộm ban đầu. Ngoài ra, một số loài vi khuẩn gram dương cũng có thể bị tẩy
màu d dàng và vì thế chúng được coi là các dòng vi khuẩn có tính chất bắt màu
gram thay đổi (có thể âm lẫn dương . Chất nhuộm fuchsin (hoặc có thể thay b ng
safranin) tạo cho vi khuẩn gram âm có màu hồng đỏ. Fuchsin nhuộm màu mạnh
hơn và có màu d nhìn hơn safranin, và một vài dòng vi khuẩn kỵ khí không ăn màu
safranin.

1.3.2 Phương pháp sinh hóa

9


Một số chỉ tiêu cần thiết để giám định loài vi khuẩn phải được khảo sát b ng
phương pháp thử các phản ứng sinh hóa. Các loại vi khuẩn khác nhau phân biệt về
nhu cầu, khả năng sử dụng các chất dinh dưỡng và về kiểu trao đổi chất.
Các loại vi khuẩn hác nhau được phân biệt bởi có khả năng phân giải, sử
dụng một số gluxit, hợp chất chứa cacbon, hợp chất hữu cơ trong quá trình trao đổi
năng lượng. Một số hợp chất cacbon do vi khuẩn phân giải tạo thành acid cacbonic
làm acid hóa môi trường, thay đổi độ pH của môi trường Vũ Triệu Mân, 2007).

Sau đây là một số phản ứng sinh hóa đặc trưng của vi khuẩn

 Thử nghiệm khả năng lên men
Thử nghiệm lên men trong môi trường có chứa đường, pepton và cao thịt để
cung cấp các dinh dưỡng phụ cho các vi sinh vật khó lên men), và chất chỉ thị mầu tía
cresol brom (chất chỉ thị pH). Nếu có sự lên men đường, thường sinh ra acid. Trường
hợp này pH môi trường giảm xuống đã làm cho màu tía cresol brom chuyển từ xanh
sang vàng. Cũng như vậy, nếu thêm ống Durham, s cho phép xác định sự sinh hơi H2)
từ quá trình lên men. Kết quả trả lời cuối cùng là sinh acid (+/-) và gas (+/-). Nếu vi
khuẩn không lên men với test đường thì thuốc nhuộm màu tía vẫn còn lại và không sinh
gas. Nếu quá trình lên men xảy ra, hầu hết là sinh ra acid, hi đó pH giảm và làm đổi
màu của canh thang sang màu vàng. Nếu sinh gas, ống Durham ở trong đảo ngược lên và
nhìn như có bong bóng 2012).
 Thủy phân tinh bột
Đ a thạch tinh bột được sử dụng để thử tính chất thủy phân tinh bột ngoại
bào. Tinh bột là 1 phân tử polysacchrid có trọng lượng quá lớn để có thể dịch
chuyển vào trong tế bào mà bước đầu không cần bẻ gãy thành những đơn vị nhỏ
hơn. Khả năng thủy phân tinh bột phụ thuộc vào sự sản xuất và bài tiết một số men
để giáng phân polymer. Sự phá vỡ tinh bột được nhận thấy sau khi ủ ngập đ a với
iod. Phức hợp iod với tinh bột nguyên chất có màu xanh. Nếu vi khuẩn có khả năng
phá hủy tinh bột, thì tại vị trí có vi khuẩn tồn tại s không có phản ứng xảy ra và ta
10


thấy xuất hiện một vùng trống (không màu) quanh khuẩn lạc sau hi đã rửa với
nước). Các vi khuẩn có khả năng sử dụng tinh bột tiết ra men amylase, men này
được dùng để thủy phân tinh bột. Quá trình tinh bột bị phá vỡ được quan sát thấy
hi ta ngâm đ a tinh bột với iod, quá trình đó đã tạo ra phức hợp màu tía. Các vi
khuẩn thử nghiệm không có khả năng phá vỡ tinh bột s tạo ra đường viền đầy đủ
do một vùng màu tía. Khi tinh bột bị phá vỡ s tạo ra một vùng sáng xung quanh
đường cấy, trong khi nền của đ a là màu tía 2012).
 Thử nghiệm Catalase

Trong suốt quá trình chuyển hoá oxy được tạo ra đã làm nhi m độc các tế
bào, hi đó các enzyme đặc biệt của vi khuẩn được tạo ra để giải độc những hợp
chất đó. Một trong các enzyme đó là catalase có tác dụng phân giải H2O2 tạo
thành oxy và nước. Đây là một thử nghiệm d dàng để phát hiện enzyme này
trong vi khuẩn khi sử dụng H2O2 3% (Goszczynska và ctv., 2000).
 Giáng hoá tryptophan thành Indole (phản ứng Indole)
Một số vi sinh vật có khả năng phân hủy tryptophan thành indole và khả
năng này được dùng để phân biệt các vi khuẩn. Thử nghiệm được thực hiện b ng
cách thêm chất thử Kovac vào canh cấy, kết quả là nếu xuất hiện indole thì s có
vòng màu đỏ ở phía trên của canh cấy. Phản ứng dương tính cho 1 vòng tròn màu
đỏ phía trên môi trường, âm tính là 1 vòng tròn màu nâu hoặc trong mờ đục (Janse,
2009).
1.4 Các bệnh vi khuẩn thƣờng gặp trên lúa

1.4.1 Cháy bìa lá lúa
Bệnh được nông dân vùng Fukuoka, Nhật phát hiện đầu tiên vào năm 1884,
đến năm 1960 bệnh lây lan khắp nước Nhật và các nước Châu Á hác. Lúc đầu
chưa xác định được tác nhân gây bệnh. Về sau, Takaishi (1908) và Bokura (1911)
xác định là do vi khuẩn, vì đã phân lập được vi khuẩn trên lá bệnh và dùng chúng
lây bệnh nhân tạo có kết quả (trích dẫn từ Ou, 1972). Bệnh được nghiên cứu ở Nhật
từ năm 1940 về các mặt dịch t học, tính chống chịu của giống, phòng trừ b ng hóa
11


học, phương pháp lây nhi m nhân tạo b ng châm kim (Yoshida, 1951) thực khuẩn
thể và phương pháp dự báo bệnh b ng thực khuẩn thể (Yoshii và ctv., 1953) (trích
dẫn từ Ou, 1972).
Triệu chứng kresek của bệnh cũng đã được báo cáo ở Indonesia (Reitsma và
Schure, 1950), ở Ấn Độ (Srinivasan và ctv., 1959), Sri Lanka, Trung Quốc, Đài
Loan, Triều Tiên, Thái Lan, Việt Nam, Philippines và nhiều nước khác ở Châu Á,

M Latin, Châu Úc và Hoa Kỳ (Võ Thanh Hoàng, 1993).
Ở nước ta, bệnh này đã gây hại từ lâu trên các giống lúa mùa cũ, đặc biệt
năm 1966 đến nay bệnh phá hại nghiêm trọng trên các giống lúa mới nhập nội tại
các vùng đồng b ng Lê Lương Tề và Vũ Triệu Mân, 1999).
Bệnh thường xuất hiện ở giai đoạn trổ, tuy nhiên cũng có bệnh gây hại trên
mạ, biểu hiện triệu chứng bệnh còn tùy vào tính nhi m của giống, vết bệnh có thể
lan khắp phiến lá làm lá bị hô đi đối với giống nhi m, nhưng đối với các giống
kháng vết bệnh có thể chỉ là những sọc vàng. Theo Srivastava (1967), bệnh làm
giảm sản lượng lúa từ 6 – 60% (Ou, 1972). Khi ruộng nhi m bệnh nặng, có thể gây
thất thu năng suất rất cao, ghi nhận được bệnh đã gây thất thu cho sản xuất lúa ở
Nhật 30%, ở Philippines và Indonesia 50%, ở Ấn Độ 60% (Võ Thanh Hoàng,
1993).
Theo báo cáo của phòng bệnh cây Viện Bảo vệ Thực vật Việt Nam (1970)
thì mức độ tác hại của bệnh phụ thuộc vào thời kỳ nhi m bệnh. Nếu cây lúa bị bệnh
ngay từ hi đẻ nhánh thì mức độ bệnh về sau rất nặng, ảnh hưởng rất lớn đến năng
suất, có thể làm giảm tới 41%, nếu bị nhi m bệnh vào thời kỳ làm đòng đến trổ thì
thiệt hại về năng suất có thấp hơn, hoảng 30%, và ở thời kỳ chín thì chỉ thiệt hại
tối đa là 10

năng suất Lê Lương Tề và Vũ Triệu Mân, 1999). Cháy bìa lá là bệnh

gây hại quan trọng trong mùa mưa đối với các giống nhi m (Phạm Văn Kim, 2002 .
Tác nhân gây bệnh là vi khuẩn Xanthomonas campestris pv. oryzae gây ra
(Takaishi, 1908). Vi khuẩn có hình que ngắn, 2 đầu tròn, có 1 chiên mao ở 1 cực,
gram âm, háo khí, khuẩn lạc tròn, viền đều, lồi, bóng, có màu vàng nhạt trên môi
trường King’s B (Võ Thanh Hoàng, 1993).
12