PHÂN lập xạ KHUẨN và ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG đối KHÁNG của xạ KHUẨN đối với nấm FUSARIUM OXYSPORUMF SP SESAMI gây BỆNH héo rũ TRÊN mè TRONG điều KIỆN IN VITRO
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.1 MB, 80 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
Ngô Thị Kim Ngân
PHÂN LẬP XẠ KHUẨN VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG
ĐỐI KHÁNG CỦA XẠ KHUẨN ĐỐI VỚI NẤM
FUSARIUM OXYSPORUM F.SP. SESAMI GÂY BỆNH
HÉO RŨ TRÊN MÈ TRONG ĐIỀU KIỆN IN VITRO
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ BẢO VỆ THỰC VẬT
Cần Thơ - 2012
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ BẢO VỆ THỰC VẬT
PHÂN LẬP XẠ KHUẨN VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG
ĐỐI KHÁNG CỦA XẠ KHUẨN ĐỐI VỚI NẤM
FUSARIUM OXYSPORUM F.SP. SESAMI GÂY BỆNH
HÉO RŨ TRÊN MÈ TRONG ĐIỀU KIỆN IN VITRO
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:
SINH VIÊN THỰC HIỆN:
TS. Nguyễn Thị Thu Nga
Ngô Thị Kim Ngân
MSSV: 3083869
Lớp: BVTV K34
Cần Thơ - 2012
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
Chứng nhận luận văn tốt nghiệp với đề tài: “ Phân lập xạ khuẩn và đánh giá khả
năng đối kháng của xạ khuẩn đối với nấm Fusarium oxysporum f.sp. sesami gây
bệnh héo rũ trên mè trong điều kiện in vitro” do sinh viên Ngô Thị Kim Ngân thực
hiện và đề nạp.
Kính trình lên Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp.
Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2012
Cán bộ hướng dẫn
TS. Nguyễn Thị Thu Nga
i
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN BẢO VỆ THỰC VẬT
Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp đã chấp nhận luận văn tốt nghiệp kỹ sư
chuyên nghành Bảo Vệ Thực Vật với tên đề tài:
PHÂN LẬP XẠ KHUẨN VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ĐỐI KHÁNG CỦA XẠ
KHUẨN ĐỐI VỚI NẤM FUSARIUM OXYSPORUM F.SP. SESAMI GÂY
BỆNH HÉO RŨ TRÊN MÈ TRONG ĐIỀU KIỆN IN VITRO
Do sinh viên Ngô Thị Kim Ngân thực hiện và bảo vệ trước hội đồng.
Ý kiến của Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp:
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………….
Luận văn tốt nghiệp được Hội đồng đánh giá ở mức………………………………
Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2012
DUYỆT KHOA
Chủ tịch Hội đồng
ii
TIỂU SỬ CÁ NHÂN
Họ và tên: Ngô Thị Kim Ngân
Ngày sinh: 01/08/1990
Nơi sinh: Phú Tân – An Giang
Họ và tên Cha: Ngô Quang Khải
Họ và tên Mẹ: Nguyễn Thị Liên
Địa chỉ: ấp Phú Trung, xã phú Thành, huyện Phú Tân, Tỉnh An Giang.
Tóm tắt quá trình học tập của bản thân:
1996 – 1998: là học sinh Trường Tiểu Học “C” Phú Mỹ.
1998 – 2001: là học sinh Trường Tiểu Học “A” Phú Thành.
2001 – 2005: là học sinh Trường Trung Học Cơ Sở Phú Thành.
2005 – 2008: là học sinh Trường Trung Học Phổ Thông Chu Văn An.
2008 – 2012: là sinh viên nghành Bảo Vệ Thực Vật khóa 34, khoa Nông Nghiệp và
Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại Học Cần Thơ.
iii
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 văn tốt nghiệp này là hoàn toàn trung thực và chưa từng được ai
công bố trong bất kì công trình nghiên cứu nào trước đây.
Tác giả luận văn
Ngô Thị Kim Ngân
iv
LỜI CẢM TẠ
Trân trọng biết ơn!
Cha mẹ người đã sinh ra con và huy sinh vì tương lai chúng con.
Ts. Nguyễn Thị Thu Nga, giảng viên hướng dẫn đề tài luận văn tốt nghiệp.
Cô đã tận tình chỉ bảo cũng như đưa ra những lời khuyên chân thành để giúp em
hoàn thành luận văn này.
Ts. Trần Vũ Phến cố vấn học tập. Thầy đã giúp đỡ em rất nhiều ngay từ
những ngày đầu bước chân vào trường Đại học Cần Thơ.
Chân thành biết ơn!
Quý thầy cô trong khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng đã tận tâm
dạy dỗ và truyền dạy những kiến thức quý báo cho em trong suốt quá trình học tập.
Chị Đoàn Thị Kiều Tiên đã giúp đỡ em rất nhiều trong những ngày đầu tại
phòng thí nghiệm và chia sẻ cho em những kinh nghiệm quý báu và giúp em hoàn
thành luận văn này.
Các bạn sinh viên Bảo Vệ Thực Vật K34 đã giúp đỡ tôi trong quá trình học
tập.
Xin nhận lời cảm ơn sâu sắc
Trân trọng!
Ngô Thị Kim Ngân
v
Ngô Thị Kim Ngân, 2012. “ Phân lập xạ khuẩn và đánh giá khả năng đối
kháng của xạ khuẩn đối với nấm Fusarium oxysporum f.sp. sesami gây bệnh
héo rũ trên mè trong điều kiện in vitro”. Luận văn tốt nghiệp kỹ sư Bảo Vệ Thực
Vật, Bộ môn Bảo Vệ Thực Vật, Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng,
Trường Đại Học Cần Thơ. Cán bộ hướng dẫn Tiến sĩ Nguyễn Thị Thu Nga.
TÓM LƯỢC
Đề tài: “ Phân lập xạ khuẩn và đánh giá khả năng đối kháng của xạ khuẩn đối
với nấm Fusarium oxysporum f.sp. sesami gây bệnh héo rũ trên mè trong điều
kiện in vitro” được thực hiện tại phòng thí nghiệm bệnh cây, Bộ môn Bảo Vệ Thực
Vật, Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại Học Cần Thơ từ
tháng 5/2011 đến tháng 12/2011.
Thí nghiệm gồm 5 phần:
+ Phần 1: Phân lập xạ khuẩn trên những ruộng trồng mè tại 2 tỉnh Cần Thơ và An
Giang.
Kết quả phân lập được 150 chủng xạ khuẩn. Hầu hết các chủng xạ khuẩn phân
lập được có sự đa dạng về hình thái như hình dạng khuẩn lạc, màu sắc khuẩn ty khí
sinh, màu sắc khuẩn ty cơ chất, sắc tố khuếch tán trong môi trường.
+ Phần 2: Đánh giá khả năng đối kháng của những chủng xạ khuẩn đối với sự phát
triển của khuẩn ty nấm Fusarium oxysporum f.sp. sesami trong điều kiện phòng thí
nghiệm.
Kết quả đánh giá nhanh có 32 chủng trong tổng số 187 chủng thể hiện khả năng
đối kháng với nấm Fusarium oxysporum f.sp. sesami (chiếm 17,11%). So sánh khả
năng đối kháng của 32 chủng xạ khuẩn với nhau (bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 4
lần lặp lại). Kết quả ghi nhận được 4 chủng 3, 6, 25, 79 thể hiện khả năng ức chế sự
phát triển của khuẩn ty nấm cao với bán kính vô khuẩn trung bình từ 4,2 mm – 5,6
mm và được chọn để tiến hành thí nghiệm tiếp theo.
+ Phần 3: Đánh giá khả năng ức chế sự mọc mầm của bào tử nấm Fusarium
oxysporum f.sp. sesami của dịch trích từ 4 chủng xạ khuẩn đối kháng cao.
vi
Kết quả ghi nhận được dịch trích của 4 chủng xạ khuẩn 3, 6, 25, 79 đều có hiệu
quả ức chế sự mọc mầm của bào tử nấm Fusarium oxysporum f.sp. sesami ở các
thời điểm 12 giờ sau xử lý (GSXL) và 24GSXL. Trong đó, chủng 6 thể hiện hiệu
quả ức chế cao hơn so với các chủng còn lại.
+ Phần 4: Đánh giá khả năng ức chế chiều dài ống mầm của bào tử nấm Fusarium
oxysporum f.sp. sesami của dịch trích từ 4 chủng xạ khuẩn.
Kết quả ghi nhận tại 3 thời điểm 9GSXL, 12GSXL và 24GSXL dịch trích của
các chủng 3, 6, 25, 79 đều thể hiện được hiệu quả ức chế chiều dài ống mầm của
nấm Fusarium oxysporum f.sp. sesami.
+ Phần 5: Đánh giá khả năng giết chết bào tử nấm Fusarium oxysporum f.sp. sesami
bằng dịch trích của 4 chủng xạ khuẩn.
Kết quả cho thấy dịch trích nuôi cấy từ 4 chủng xạ khuẩn đều có khả năng giết
chết bào tử nấm. Chỉ có dịch trích của chủng 6 còn thể hiện hiệu quả giết bào tử
nấm đến thời điểm 24 GSXL, các chủng còn lại thì không còn hiệu quả nữa.
vii
MỤC LỤC
Nội dung
Trang
Lược sử cá nhân ................................................................................................iii
Lời cam đoan.....................................................................................................iv
Lời cảm tạ ..........................................................................................................v
Tóm lược...........................................................................................................vi
Mục lục ...........................................................................................................viii
Danh sách bảng .................................................................................................xi
Danh sách hình.................................................................................................xii
Danh sách từ viết tắt........................................................................................xiii
Đặt vấn đề ..........................................................................................................1
Chương 1: Lược khảo tài liệu
1.1. Sơ lược về cây mè................................................................................3
1.1.1. Nguồn gốc .....................................................................................3
1.1.2. Đặt tính thực vật .............................................................................3
1.1.3. Tình hình sản xuất ...........................................................................3
1.1.4. Một số sâu bệnh hại.........................................................................4
1.2. Bệnh héo rũ trên mè do nấm Fusarium oxysporum f.sp. sesami ............4
1.2.1. Triệu chứng .....................................................................................4
1.2.2. Tác nhân..........................................................................................5
1.2.3. Sự xâm nhiễm, khả năng lan truyền và lưu tồn ................................6
1.2.4. Điều kiện phát sinh và phát triển......................................................7
1.2.5. Quản lý bệnh hại..............................................................................7
1.3. Xạ khuẩn trong phòng trừ sinh học bệnh cây.........................................8
1.3.1. Phân bố............................................................................................8
1.3.2. Đặc điểm hình thái ..........................................................................9
1.3.3. Ảnh hưởng của điều kiện môi trường lên sự sinh trưởng của xạ
khuẩn ......................................................................................................11
1.3.4. Vai trò của xạ khuẩn......................................................................12
1.4. Ứng dụng của xạ khuẩn trong phòng trừ sinh học bệnh cây.................16
1.4.1. Trong nước ...................................................................................16
viii
1.4.2. Thế giới.........................................................................................17
Chương 2: Phương tiện – Phương pháp
2.1. Phương tiện.........................................................................................19
2.1.1. Thời gian và địa điểm ....................................................................19
2.1.2. Vật liệu .........................................................................................19
2.2. Phương pháp.......................................................................................22
2.2.1. Phân lập xạ khuẩn từ những ruộng trồng mè..................................22
2.2.2. Đánh giá khả năng đối kháng của các chủng xạ khuẩn với nấm gây
bệnh héo rũ trên cây mè Fusarium oxysporum f.sp. sesami trong điều
kiện in_vitro..........................................................................................23
2.2.3. Đánh giá khả năng ức chế sự mọc mầm của bào tử nấm Fusarium
oxysporum f.sp. sesami của dịch trích từ 4 chủng xạ khuẩn đối kháng
cao ...................................................................................................... 25
2.2.4. Đánh giá khả năng ức chế chiều dài ống mầm của bào tử nấm
Fusarium oxysporum f.sp.sesami của dịch trích từ 4 chủng xạ khuẩn.....26
2.2.5. Đánh giá khả năng giết chết bào tử nấm Fusarium oxysporum f.sp.
sesami bằng dịch trích của 4 chủng xạ khuẩn. ...................................27
Chương 3: Kết quả - Thảo luận
3.1. Phân lập xạ khuẩn trên ruộng trồng mè tại 2 tỉnh Cần Thơ và An
Giang.....................................................................................................29
3.2. Khả năng đối kháng của những chủng xạ khuẩn đối với sự phát triển
của khuẩn ty nấm Fusarium oxysporum f.sp. sesami trong điều kiện
phòng thí nghiệm...................................................................................34
3.3. Khả năng ức chế sự mọc mầm bào tử nấm Fusarium oxysporum f.sp.
sesami bằng dịch trích của xạ khuẩn đối kháng......................................41
3.4. Khả năng ức chế chiều dài ống mầm bào tử nấm Fusarium oxysporum
f.sp. sesami bởi dịch trích của 4 chủng xạ khuẩn.................................43
3.5. Khả năng giết chết bào tử nấm Fusarium oxysporum f.sp. sesami của
dịch trích từ 4 chủng xạ khuẩn ............................................................ 46
Chương 4: Kết luận - Đề nghị
4.1. Kết luận .............................................................................................. 50
ix
4.2. Đề nghị ............................................................................................... 50
Tài liệu tham khảo .................................................................................................52
x
DANH SÁCH BẢNG
Bảng
2.1
Tên bảng
Xạ khuẩn phân lập trên đất trồng rau màu các tỉnh Đồng Bằng Sông
Trang
19
Cửu Long.
3.1
Xạ khuẩn phân lập trên đất trồng mè ở 2 tỉnh Cần Thơ và An Giang.
29
3.2
Bán kính vòng vô khuẩn (mm) của 23 chủng xạ khuẩn với nấm
37
Fusarium oxysporum f.sp. sesami dòng 3 qua các NSKC.
3.3
Hiệu suất đối kháng (%) của 23 chủng xạ khuẩn với nấm Fusarium
40
oxysporum f.sp. sesami dòng 3 qua các NSKC.
3.4
Tỷ lệ mọc mầm của bào tử nấm Fusarium oxysporum f.sp. sesami
42
dòng 3 qua các thời điểm 6, 9, 12, 24 GSXL với dịch trích xạ khuẩn.
3.5
Chiều dài ống mầm của bào tử nấm Fusarium oxysporum f.sp. sesami
45
dòng 3 qua các thời điểm 6, 9, 12, 24 GSXL với dịch trích xạ khuẩn.
3.6
Mật số bào tử nấm Fusarium oxysporum f.sp. sesami dòng 3 còn sống
46
qua các thời điểm 6, 9, 12, 24 GSXL cùng với dịch trích xạ khuẩn.
3.7
Tổng hợp khả năng đối kháng của 4 chủng xạ khuẩn đối với nấm
Fusarium oxysporum f.sp. sesami dòng 3.
xi
48
DANH SÁCH HÌNH
Hình
Tên hình
1.1 Triệu chứng cây mè bị héo rũ do nấm Fusarium oxysporum f.sp.
Trang
5
sesami trên đồng ruộng.
1.2 Mạch dẫn hóa nâu trên thân mè do nấm Fusarium oxysporum f.sp.
5
sesami.
2.1 Sơ đồ minh họa đĩa cấy xạ khuẩn.
23
2.2 Mô tả cách bố trí thí nghiệm thử đối kháng.
25
3.1 Khả năng đối kháng của xạ khuẩn đối với sự phát triển khuẩn ty của
36
nấm Fusarium oxysporum f.sp. sesami dòng 3 tại thời điểm 7
NSKC.
3.2 Chiều dài ống mầm của bào tử nấm Fusarium oxysporum f.sp.
sesami của các nghiệm thức ở thời điểm 24GSXL.
xii
44
DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT
FAO: Food and Agriculture Organization
CMC: carboxyl methyl cellulose
BKVK: bán kính vòng vô khuẩn
GSXL: giờ sau xử lý
HSĐK: hiệu suất đối kháng
NSKC: ngày sau khi cấy
xiii
ĐẶT VẤN ĐỀ
Mè là cây có dầu được trồng rất lâu đời (khoảng 2000 năm trước công
nguyên). Ngày nay, mè được gieo trồng phổ biến ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới.
Ấn Độ và Trung Quốc là 2 nước có diện tích trồng mè lớn nhất thế giới (trích Trần
Thị Kim Ba và Lê Vĩnh Thúc, 2011). Cây mè có khả năng chịu hạn cao và thích hợp
với đất đai và khí hậu ở nước ta. Đồng bằng sông Cửu Long có diện tích trồng mè
cũng như năng suất lớn nhất cả nước, trong đó Cần Thơ là tỉnh có diện trích trồng
nhiều nhất (trích Tạ Quốc Tuấn và Trần Văn Lợt, 2006). Trong canh tác mè ở Việt
Nam, người nông dân phải đối đầu với nhiều dịch hại như: sâu khoang, sâu vẽ bùa,
héo cây con (Pythium spp., Rhizoctonia sp., Fusarium sp.); héo rũ (Fusarium spp.);
đốm lá (Phytophthora spp.)… Trong đó, bệnh héo rũ do nấm Fusarium oxysporum
f.sp. sesami gây thiệt hại quan trọng trên năng suất mè đã được ghi nhận nhiều trên
thế giới, và hai năm trở lại đây vùng trồng mè ở Ô Môn và Thốt Nốt thuộc tỉnh Cần
Thơ và các tỉnh lân cận bị thiệt hại bởi bệnh héo rũ rất nặng nề, có ruộng hoàn hoàn
thiệt hại 100 % do cây bị chết trước thời điểm gần thu hoạch. Ví dụ như: bệnh gậy
thiệt hại năng suất hơn 40% ở Ai Cập (El-Bramawy, 2003), đối với những giống
nhiễm bệnh có thể suy giảm năng suất hơn 80% (Smith và ctv., 2000).
Ngày nay, biện pháp hóa học là yếu tố sau cùng được sử dụng trên nông
sản do yêu cầu về sức khỏe và môi trường. Trong số những biện pháp được ưa
chuộng hiện nay là biện pháp sinh học do an toàn sức khỏe và thân thiện với môi
trường. Xạ khuẩn là nhóm vi sinh vật có nhiều tiềm năng trong tự nhiên như phân
hủy rác thải, trong phòng trừ sinh học bệnh cây xạ khuẩn có khả năng ức chế mầm
bệnh với nhiều cơ chế như: tiết kháng sinh, sự tiêu sinh, cộng sinh và ký sinh… Xạ
khuẩn có khả năng tiết ra các enzyme ngoại bào như: chitinase (Quecine, 2008),
glucanase, β - 1 ,3- glucanase có thể ức chế được với nhiều mầm bệnh. Ngoài ra,
các chủng xạ khuẩn có vai trò lớn trong phân giải các chất hữu cơ như: cellulose,
lignin, xenluloza, phân giải photphat vô cơ khó tan, cố định nitơ mạnh (Đỗ Thu Hà,
2010). Vì thế nhóm vi sinh vật này có vai trò quan trọng trong chu trình tuần hoàn
vật chất trong tự nhiên (Nguyễn Lân Dũng và Nguyễn Kim Nữ Thảo, 2006). Ngoài
ra, 80% kháng sinh được tìm thấy là do nhóm xạ khuẩn tiết ra. Điều này chứng tỏ xạ
1
khuẩn có tiềm năng rất lớn và cần có những nghiên cứu sâu hơn về nhóm vi sinh vật
này. Do đó, đề tài “ Phân lập xạ khuẩn và đánh giá khả năng đối kháng của xạ
khuẩn đối với nấm Fusarium oxysporum f.sp. sesami trong điều kiện in vitro” là
cần thiết.
2
CHƯƠNG 1: LƯỢC KHẢO
1.1. Sơ lược về cây mè
1.1.1. Nguồn gốc
Cây mè có tên khoa học là Sesamum indicum Linn. thuộc họ Pedaliaceae.
Mè có nguồn gốc từ Châu Phi (Vaughan và Geissler, 2009) là loại cây có dầu được
trồng lâu đời (khoảng 2000 năm trước công nguyên). Ấn Độ được xem là trung tâm
phân bố của giống mè. Mè là một cây được thuần hóa ở các vùng nhiệt đới khắp thế
giới và được trồng để lấy hạt, do trong hạt mè có hàm lượng chất béo và chất đạm
cao.
Mè thường được gọi là “hoàng hậu của cây có dầu”. Hạt mè có giá trị dinh
dưỡng cao, trong hạt mè có chứa: 45-55% dầu, 19-20% protein, 8-11% đường, 5%
nước, 4-6% chất tro. Thành phần axit hữu cơ chủ yếu của dầu mè là 2 loại acid béo
chưa no: acid oleic 45,3 – 49,4%, acid linoleic 37,7 – 41,2% có khả năng kiểm soát
cholesterol.
Giá trị sử dụng: Hạt mè được sử dụng rất phổ biến để chế biến nhiều dạng
thức ăn, thực phẩm phụ trong chế biến thức ăn, mè được sử dụng nhiều trong y
học,…
1.1.2. Đặc tính thực vật
Mè là cây công nghiệp ngắn ngày. Rễ mè thuộc dạng rễ cọc có khả năng ăn
sâu nên có khả năng chịu hạn rất tốt. Tuy khả năng chịu hạn cao nhưng chịu úng lại
rất kém vì thế phải chọn đất cao, dễ thoát nước, làm đất bằng phẳng lên liếp cao,
đào rãnh thoát nước rất cần thiết khi trồng mè trong những tháng mưa. Mè thích hợp
với pH từ 5,5 – 8,0 nhưng tối ưu nhất ở pH= 6,0, ẩm độ thích hợp 70%. Nhiệt độ
thích hợp đối với mè là 25 – 300C.
1.1.3. Tình hình sản xuất
Theo FAO (2010), diện tích trồng mè trên thế giới là 7.810.510 hecta với
sản lượng 3.838.283 tấn. Ở Việt Nam diện tích trồng mè khoảng 47.000 hecta
(chiếm 0,6% so với thế giới), sản lượng mè 25.000 tấn (chiếm 0,65% so với thế
giới).
Ở nước ta mè được trồng nhiều ở các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long, miền
Đông Nam Bộ và Trung Bộ. Riêng tỉnh An Giang, diện tích trồng mè hiện nay lên
3
đến 16.000 hecta. Tại vùng Châu Phú – An Giang, năng suất đạt từ 400 – 600 kg/ha.
Nếu áp dụng biện pháp canh tác hợp lý, năng suất mè có thể lên đến 1 tấn/ha.
Ở Việt Nam, mè được trồng lâu đời nhất ở miền Bắc, nhưng hiện nay diện
tích không mở rộng được do điều kiện khí hậu và đất đai không thích hợp cho cây
mè phát triển (trích dẫn từ Trần Thị Kim Ba và Lê Vĩnh Thúc, 2011).
1.1.4. Sâu bệnh hại trên mè
Theo Trần Thị Kim Ba và Lê Vĩnh Thúc (2011), sâu bệnh trên mè gồm: rầy
xanh, sâu sừng, sâu vẽ bùa, sâu keo, sâu xanh da láng, sâu xanh, bọ rầy, bọ xít xanh,
bọ xít muỗi…Ngoài ra mè còn bị tấn công bởi nhiều bệnh hại như: héo cây con
(Pythium spp., Rhizoctonia sp., Fusarium sp.); thối gốc (Fusarium spp.); đốm lá
(Phytophthora spp.); đốm phấn (Oidium spp.); khảm… Trong đó, bệnh héo rũ do
nấm Fusarium oxysporum f.sp. sesami gây thiệt hại nghiêm trọng đến năng suất mè.
1.2. Bệnh héo rũ trên mè do nấm Fusarium oxysporum f.sp. sesami
1.2.1. Triệu chứng
Bệnh héo rũ trên mè do nấm Fusarium oxysporum f.sp. sesami được báo cáo
đầu tiên tại Mỹ năm 1950 và gây thiệt hại từ 5% đến 30% hoặc nhiều hơn, kết quả
làm hạt không chín được có thể làm chết cây trước khi thu hoạch gây ảnh hưởng
nghiêm trọng đến năng suất (Armstrong J.K. and Armstrong G.M., 1950).
Theo Trần Thị Kim Ba và Lê Vĩnh Thúc (2011), bệnh héo rũ thường tấn
công mè vào giai đoạn rất sớm và ở nhiều giai đoạn khác nhau. Cây bị vàng héo từ
các lá dưới lan dần lên các lá trên, quanh gốc có đốm nâu lõm vào, nếu thời tiết ẫm
ướt chỗ vết lõm phủ đầy nấm trắng.
Đầu tiên, cây bị héo, các lá dưới héo trước và lan dần lên các lá phía trên,
một phần gốc rễ màu nâu đỏ và di chuyển lên trên. Đặc điểm nhận dạng bệnh là chẻ
dọc rễ ra và bên trong thấy mô màu nâu đỏ. Khi cây bị tổn thương phần bị xâm
nhiễm sẽ xuất hiện lớp bào tử màu hồng do nấm gây ra (Armstrong J.K. and
Armstrong G.M., 1950).
Theo Li và ctv. (2011), khi cây bị nhiễm bệnh ở giai đoạn còn non sẽ không
xuất hiện dải màu tím trên thân nhưng phần mô bên trong có thể bị nâu hoặc đen
thường héo và chết sớm. Bệnh do sự nhân lên của nấm trong mạch dẫn ngăn chặn
nước và dinh dưỡng làm cho cây bị héo dần và chết.
4
Hình 1.1: Triệu chứng cây mè bị héo rũ do nấm Fusarium oxysporum f.sp. sesami
trên đồng ruộng.
Hình 1.2: Mạch dẫn hóa nâu trên thân mè do nấm Fusarium oxysporum f.sp. sesami
1.2.2. Tác nhân
Do nấm Fusarium oxysporum f.sp. sesami.
a. Phân loại
Nấm Fusarium oxysporum thuộc lớp nấm bất toàn (Deuteromycetes), họ
Tuberculariaceae, bộ nấm bông (Hyphomycetables). Có 2 hình thức sinh sản: vô
tính và hữu tính.
b. Đặc điểm hình thái
Giai đoạn sinh sản vô tính nấm có 3 dạng bào tử gồm: tiểu bào tử, đại bào
tử và bào tử hậu.
5
Hệ sợi nấm phân nhánh, có vách ngăn, sợi nấm thường không màu, chuyển
màu nâu khi già. Hệ sợi nấm sản sinh độc tố tiết vào hệ mạch gây héo cây (trích dẫn
bởi Nguyễn Văn Bá và ctv., 2005).
Trên môi trường thạch PDA sợi nấm đầu tiên không màu sau đó chuyển
sang màu tím đến tím đậm (Smith và ctv., 1988; trích dẫn từ Andre và Stephen,
1993). Đại bào tử có hình liềm thường 3 – 5 vách ngăn (Li và ctv., 2011). Những
bào tử này thường được tìm thấy trên bề mặt của thực vật đã chết do mầm bệnh
(Andre và Stephen, 1993). Trên môi trường CLA (môi trường thạch lá cẩm chướng)
tiểu bào tử có kích thước nhỏ, hình trứng hoặc elíp, thường không có vách ngăn và
được hình thành trong bọc giả gắn trên những tế bào sinh bào tử ngắn (Burgess và
ctv., 2008). Đây là loại bào tử thường xuyên xuất hiện nhất được sản xuất bên trong
các mạch dẫn của cây nhiễm bệnh (Andre và Stephen, 1993). Bào tử hậu hình tròn,
các bào tử là một tế bào với vách dày và có sức chống chịu cao, được hình thành
trong mô bệnh hoặc trong vỏ rễ cây đã chết (Bugress và ctv., 2008).
c. Phổ ký chủ
Nấm Fusarium oxysporum có thể gây hại trên nhiều loại cây trồng. Tuy
nhiên, có nhiều loài thường chỉ gây héo do tắt bó mạch trên một loài ký chủ nhất
định gọi là formae specials. Chẳng hạn như: Fusarium oxysporum f.sp. sesami chỉ
gây héo trên dưa hấu (CPC, 2007).
1.2.3. Sự xâm nhiễm, khả năng lưu tồn và lan truyền
a) Sự xâm nhiễm
Sợi nấm và bào tử vô tính nảy mầm trong tàn dư thực vật bị bệnh và đất sẽ
xâm nhiễm vào rễ cây còn non và lan dần vào trong các mạch xylem. Sau đó, nấm
bệnh phát triển trong mạch xylem và lan dần lên các hệ thống mạch dẫn trong cây.
Quá trình này gây phản ứng của cây tạo ra các hợp chất phenol và thể sần có màu
nâu. Những hợp chất này dẫn đến hiện tượng hóa nâu mạch dẫn là dấu hiệu dễ nhận
thấy khi cắt ngang thân. Hiện tượng mạch xylem bị tắc nghẽn làm cho lượng nước
di chuyển lên cây bị giảm dẫn đến triệu chứng cây bệnh bị héo rồi chết (Burgess và
ctv., 2008).
6
Sợi nấm có thể xâm nhiễm vào cây qua vết thương và các cửa ngõ tự nhiên,
kể cả vỏ rễ cây không phải ký chủ mà không biểu hiện triệu chứng (Bugress và ctv.,
2008).
Sau khi xâm nhiễm vào cây ký chủ sợi nấm lan dần theo hệ thống mạch dẫn
lên phía trên đến tán lá cây và giết chết các tế bào xung quanh các bó mạch và tiêu
hủy chất diệp lục, làm lá chuyển sang màu vàng.
b) Khả năng lưu tồn và lan truyền
Lan truyền
Nấm có thể lây lan qua nước tưới, các thiết bị nông nghiệp, trong đất, hạt
giống. Các bào tử của nấm có thể lây lan từ gió (Andre và Stephen., 1993; Agiros,
2005).
Lưu tồn
Nấm có thể tồn tại trong xác bã thực vật bị nhiễm bệnh trong đất khoảng 3
năm và có khả năng xâm nhiễm từ đất và hạt giống (Li và ctv., 2011).
1.2.4. Điều kiện phát sinh và phát triển bệnh
Theo Armstrong J.K. and Armstrong G.M. (1950), bệnh thường xuất hiện
vào cuối tháng 6 và đầu tháng 8. Bắt đầu cao điểm khi ẩm độ trong đất cao, đất mùn
cát cằn cỏi bệnh sẽ nghiêm trọng hơn và bệnh gia tăng theo xu hướng năm.
1.2.5. Quản lý bệnh hại
Biện pháp canh tác
Kiểm soát bệnh héo do Fusarium bằng cách: khử trùng đất, luân canh cây
trồng không phải ký chủ, hoặc sử dụng giống kháng (Jonesvà ctv., 1982; Agrios,
1988; Smith và ctv., 1988). Theo Li và ctv. (2011), sử dụng giống kháng sẽ đạt hiệu
quả nhất và thân thiện với môi trường để kiểm soát bệnh héo rũ trên mè.
Sử dụng giống kháng có khả năng hạn chế được bệnh héo rũ do nấm
Fusarium oxysporum f.sp. sesami trên cây mè ở Thổ Nhĩ Kì. Theo Kavak và
Boydak (2006) giống mè Sanliurfa-63189 có tỷ lệ trung bình nhiễm bệnh 6,6%
trong hai năm 2002 và 2003.
Một số bệnh héo do Fusarium oxysporum gây hại được phòng trừ thành
công bằng cách sử dụng gốc ghép có khả năng kháng bệnh. Ví dụ, phương phá này
7
đã được áp dụng để phòng trừ bệnh héo do nấm Fusarium oxysporum f.sp. niveum
trên dưa hấu (Bugress và ctv., 2008).
Biện pháp sinh học
Theo Hyun và ctv. (1999), chất kháng sinh KB-8A từ Bacillus polymyxa
KB-8 có khả năng kịp thời ức chế hoạt động chống lại nấm Fusarium oxysporum
f.sp. sesami trong điều kiện nhà lưới mặc dù hoạt động kiểm soát vẫn còn thấp
hơn so với Benomyl.
Biện pháp hóa học
Ngâm hạt giống với đồng sunfat 0,5% trong vòng 30 phút có thể giúp hạt
được tiệt trùng giảm được mầm bệnh (Armstrong J.K. and Armstrong G.M., 1950).
1.3. Xạ khuẩn trong phòng trừ sinh học bệnh cây
1.3.1. Phân bố
Xạ khuẩn (Actinobacteria) thuộc nhóm vi khuẩn thật (Eubacteria) phân bố
rất rộng rãi trong tự nhiên. Chúng 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.
Sự phân bố của xạ khuẩn còn phụ thuộc nhiều vào độ pH môi trường, chúng
có nhiều trong các lớp đất trung tính và kiềm yếu hoặc axit yếu 6,8 - 7,5. Xạ khuẩn
có rất ít trong lớp đất kiềm hoặc axit và càng hiếm trong các lớp đất rất kiềm, số
lượng xạ khuẩn trong đất cũng thay đổi theo thời gian trong năm.
Một trong những đặc tính quan trọng nhất của xạ khuẩn là khả năng hình
thành chất kháng sinh, 60 - 70% xạ khuẩn được phân lập từ đất có khả năng sinh
chất kháng sinh.
Theo Đỗ Thu Hà (2010), mật số xạ khuẩn khác nhau đối với từng loại đất,
đất thịt trung bình chuyên canh cây màu có độ phì nhiêu cao do phù sa bồi đắp độ
ẩm vừa phải (48 - 60%), pH thích hợp (5,5 - 6,8) có số lượng xạ khuẩn (0,2 - 23,0)
x 105 cfu/g, tiếp đến là đất thịt nặng và đất thịt nhẹ pH (5,4 – 7,1) xạ khuẩn (0,1 29,8) x 105 cfu/g, thấp nhất đất cát pha có độ ẩm thấp (23 - 35%), pH (4,6 - 7,1),
độ thoáng khí cao, nhưng nghèo dinh dưỡng do dễ bị rửa trôi, khả năng giữ nước
kém, hay bị khô hạn xạ khuẩn (0,2 - 4,6) x 105 cfu/g.
8
1.3.2. Đặc điểm hình thái
Xạ khuẩn là vi khuẩn Gram dương, thường có tỷ lệ GC trong ADN cao hơn
55%. Trong số khoảng 1000 chi và 5000 loài sinh vật nhân sơ đã công bố có khoảng
100 chi và 1000 loài xạ khuẩn.
Cấu tạo xạ khuẩn
Theo Phạm Văn Kim (2000), xạ khuẩn có nhiều điểm khác nấm nhưng lại
giống với vi khuẩn. Thành tế bào vi khuẩn giống với vi khuẩn Gram dương:
Có giai đoạn đa bào và đơn bào.
Kích thước rất nhỏ tương tự vi khuẩn.
Nhân: giống với vi khuẩn, không có màng nhân và tiểu hạch.
Vách tế bào : không chứa cellulose hoặc chitin.
Sinh sản bằng cách phân chia (kiểu gián phân).
Xạ khuẩn không có giới tính (không có tế bào đực, cái).
Có thể hoại sinh hay ký sinh.
Theo Nguyễn Lân Dũng và Nguyễn Kim Nữ Thảo (2006), xạ khuẩn còn có
những đặc điểm giống vi khuẩn :
Một số xạ khuẩn như các loài thuộc chi Actinomyces và Nocardia rất
giống
với
các
loài
vi
khuẩn
thuộc
chi Lactobacillus và Corynebacterium.
Xạ khuẩn giống vi khuẩn ở chỗ không có nhân thật, chúng chỉ chứa
nhiễm sắc chất phân bố dọc theo các sợi hoặc các tế bào.
Đường kính của sợi xạ khuẩn và bào tử giống với ở vi khuẩn. Đồng
thời sợi xạ khuẩn thường không chứa vách ngăn.
Xạ khuẩn là đích tấn công của các thực khuẩn thể giống như vi khuẩn,
trong khi đó, nấm không bị tấn công bởi thực khuẩn thể.
Xạ khuẩn thường nhạy cảm với các kháng sinh có tác dụng lên vi
khuẩn, nhưng lại thường kháng với những kháng sinh tác dụng lên nấm
như các polyen.
Xạ khuẩn không chứa chitin, chất có mặt trong sợi và bào tử của nhiều
nấm, mà không có ở vi khuẩn. Đồng thời giống như phần lớn vi khuẩn,
xạ khuẩn không chứa cellulose.
9
Tương tự với vi khuẩn, xạ khuẩn nhạy cảm với phản ứng acid của môi
trường, đặc điểm này không có ở nấm.
Các đặc điểm về sợi và nang bào tử kín (sporangium) của
chi Actinoplanes cho thấy có thể chi này là cầu nối giữa vi khuẩn và các
nấm bậc thấp.
Xạ khuẩn thuộc về lớp Actinobacteria, bộ Actinomycetales, bao gồm 10
dưới bộ, 35 họ, 110 chi và 1000 loài. Hiện nay, 478 loài đã được công bố thuộc
chi Streptomyces và hơn 500 loài thuộc tất cả các chi còn lại và được xếp vào nhóm
xạ khuẩn hiếm.
Hình thái khuẩn lạc
Xạ khuẩn có khuẩn lạc khô và đa số có dạng hình phóng xạ (actino-) nhưng
khuẩn thể lại có dạng sợi phân nhánh như nấm (myces) (Nguyễn Lân Dũng và
Nguyễn Kim Nữ Thảo, 2006). Màu sắc cũng như kích thước của khuẩn lạc rất khác
nhau tùy theo loài và tùy vào điều kiện nuôi cấy như thành phần môi trường, nhiệt
độ, ẩm độ…
Khuẩn lạc của xạ khuẩn thường chắc, xù xì có dạng da, dạng vôi, dạng
nhung tơ hay dạng màng dẻo. Khuẩn lạc xạ khuẩn có màu sắc khác nhau: đỏ, da
cam, vàng, nâu, xám, trắng…tuỳ thuộc vào loài và điều kiện ngoại cảnh. Đường
kính mỗi khuẩn lạc chỉ chừng 0,5 - 2 mm nhưng cũng có khuẩn lạc đạt tới đường
kính 1cm hoặc lớn hơn. Khuẩn lạc có 3 lớp, lớp vỏ ngoài có dạng sợi bện chặt, lớp
trong tương đối xốp, lớp giữa có cấu trúc tổ ong (Trích dẫn bởi Bùi Thị Hà, 2008)
Hình thái khuẩn ty
Trên môi trường đặc đa số xạ khuẩn có hai loại khuẩn ty: một loại phát triển
trên bề mặt thạch gọi là khuẩn ty khí sinh (aerial mycelium) với chức năng chủ yếu
là sinh sản và một loại cắm sâu vào môi trường gọi là khuẩn ty cơ chất (substrate
mycelium) với chức năng chủ yếu là dinh dưỡng.
Nhiều loại chỉ có khuẩn ty cơ chất nhưng cũng có loại (như
chi Sporichthya) lại chỉ có khuẩn ty khí sinh. Khi đó khuẩn ty sinh khí vừa làm chức
năng sinh sản vừa làm chức năng dinh dưỡng.
Hình thành bào tử
10
