Nghiên cứu tính chống chịu bệnh hỗn hợp nấm tuyến trùng nốt sưng trên cà chua và biện pháp phòng trừ sinh học ở vụ xuân 2010 tại hà nội

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
---------
---------

TRẦN THỊ LỢI

NGHIÊN CỨU TÍNH CHỐNG CHỊU BỆNH HỖN
HỢP NẤM - TUYẾN TRÙNG NỐT SƯNG TRÊN
CÀ CHUA VÀ BIỆN PHÁP PHÒNG TRỪ SINH
HỌC Ở VỤ XUÂN 2010 TẠI HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành: Bảo vệ thực vật
Mã số: 60.62.10
Người hướng dẫn khoa học: PSG.TS. NGÔ THỊ XUYÊN

HÀ NỘI - 2010


LỜI CAM ðOAN
Tơi xin cam đoan rằng mọi số liệu, kết quả sử dụng trong báo cáo này
hoàn toàn trung thực, chưa được sử dụng hoặc cơng bố trong bất kỳ cơng
trình nghiên cứu nào.
Tơi xin cam đoan rằng mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này
ñã được cảm ơn và các thơng tin trích dẫn trong luận văn ñã ñược chỉ rõ
nguồn gốc.
Hà Nội, ngày

tháng năm 2010

Tác giả luận văn

Trần Thị Lợi

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ..........i


LỜI CẢM ƠN
Có được kết quả nghiên cứu này, ngồi sự cố gắng nỗ lực của bản thân,
tơi đã nhận ñược rất nhiều sự giúp ñỡ của thầy cô, gia đình, bạn bè.
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Ngơ Thị Xun đã tận
tình hướng dẫn, chỉ bảo, giúp đỡ tơi, truyền cho tơi kiến thức và kinh nghiệm
q báu để tơi hồn thành luận văn nghiên cứu khoa học này.
Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể các thầy cô trong bộ môn Bệnh câykhoa Nơng học - trường đại học Nơng nghiệp Hà Nội ñã tạo ñiều kiện, giúp
ñỡ tôi trong thời gian thực hiện đề tài.
Tơi xin chân thành cảm ơn UBND xã ðặng Xá, Hợp tác xã ðặng Xá,
gia đình cơ Ngơ Thị Kiệm, xã ðặng Xá – huyện Gia Lâm – TP Hà Nội đã tạo
điều kiện và giúp đỡ tơi trong q trình thực hiện đề tài ở địa phương.
Tơi xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã ln bên tơi, động viên, khích lệ tơi
trong thời gian tơi thực hiện ñề tài này.
Hà Nội, ngày tháng năm 2010
Tác giả luận văn

Trần Thị Lợi

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ..........ii


MỤC LỤC

1. MỞ ðẦU ...................................................................................................i
1.1. Tính cấp thiết của đề tài...........................................................................1
1.2. Mục đích, u cầu nghiên cứu của đề tài .................................................2
1.2.1. Mục đích...............................................................................................2
1.2.2. u cầu.................................................................................................3
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài..................................................3
1.3.1. Ý nghĩa khoa học..................................................................................3
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn. .................................................................................3
2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU...............................................4
2.1. Tình hình nghiên cứu ngồi nước. ...........................................................4
2.1.1. Cà chua chuyển gen. .............................................................................4
2.1.2. Bệnh hỗn hợp giữa tuyến trùng nốt sưng và nấm. .................................7
2.1.3. Biện pháp sinh học phòng trừ bệnh hỗn hợp. ...................................... 10
2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước........................................................... 15
2.2.1. Cà chua chuyển gen ............................................................................ 15
2.2.2. Bệnh hỗn hợp giữa TTNS và nấm....................................................... 18
2.2.3 Biện pháp phòng trừ bệnh.................................................................... 23
3. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.......... 27
3.1. ðối tượng,vật liệu, ñịa ñiểm và thời gian nghiên cứu............................. 27
3.1.1 ðối tượng nghiên cứu .......................................................................... 27
3.1.2 Vật liệu nghiên cứu.............................................................................. 27
3.1.3. ðịa ñiểm, thời gian nghiên cứu........................................................... 27
3.2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu ................................................... 28
3.2.1. Phương pháp ñiều tra thu thập mẫu..................................................... 28
3.2.2. Phương pháp nghiên cứu trong phịng thí nghiệm............................... 28
3.2.3. Phương pháp nghiên cứu trong nhà lưới ............................................. 31
3.4. Các chỉ tiêu theo dõi và xử lí số liệu. .................................................... 34
Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ..........iii

3.4.1 Chỉ tiêu theo dõi .................................................................................. 34
3.4.2 Xử lí số liệu ......................................................................................... 35
4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ...................................... 36
4.1. Thành phần bệnh hại trên cây cà chua tại Hà Nội vụ xuân 2010 ........... 36
4.2. Tình hình bệnh hỗn hợp giữa TTNS và nấm trên cà chua vụ xuân 2010 tại
Hà Nội.......................................................................................................... 42
4.2.1. Bệnh hỗn hợp giữa TTNS và nấm Rhizoctonia solani trên giống cà
chua ðại Minh Châu tại ða Tốn- Gia Lâm- Hà Nội. .................................... 42
4.2.2. Bệnh hỗn hợp giữa TTNS và nấm Rhizoctonia solani trên một số giống
cà chua tại khu sản xuất rau an toàn Phúc Lợi- Long Biên- Hà Nội. ............. 44
4.2.3. Bệnh hỗn hợp giữa TTNS và nấm Fusarium oxysporum trên giống cà
chua K002 và giống 62 Ấn ðộ tại ða Tốn- Gia Lâm- Hà Nội ...................... 46
4.2.4. Bệnh hỗn hợp giữa TTNS và héo rũ gốc mốc trắng tại ðặng Xá......... 47
Gia Lâm- Hà Nội.......................................................................................... 47
4.3. Kết quả phòng trừ bệnh trên cà chua bằng chế phẩm sinh học ............... 50
4.3.1. Thử nghiệm khả năng ñối kháng của vi khuẩn Bacillus filaris với một
số nấm, vi khuẩn gây bệnh ........................................................................... 50
4.3.2. So sánh khả năng phòng trừ nấm Sclerotium rolfsii của Trichoderma
viride và Trichoderma harzianum................................................................. 52
4.3.3. Kiểm tra sự có mặt của gen kháng ở thế hệ 2 bằng phương pháp PCR 55
4.4. Các thí nghiệm trong nhà lưới................................................................ 57
4.4.1. Xác ñịnh mối tương quan giữa tuyến trùng nốt sưng Meloidogyne
incognita và nấm Sclerotium rolfsii trên giống cà chua DV 1234. ................ 57
4.4.2. Khảo sát mức ñộ nhiễm bệnh hỗn hợp của một số giống cà chua thường
và cà chua chuyển gen. ................................................................................. 59
4.4.3. ðánh giá khả năng phòng trừ bệnh hỗn hợp giữa TTNS và nấm
Sclerotium rolfsii bằng Chitosan ở các nồng ñộ khác nhau. .......................... 61
4.4.4. ðánh giá khả năng chống chịu bệnh hại của một số giống cà chua
chuyển gen và giống khơng chuyển gen trong điều kiện nhà lưới. .....................63
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ..........iv

4.4.5. Thử nghiệm khả năng phòng trừ bệnh hỗn hợp giữa TTNS và HRGMT
của một số chế phẩm sinh học. ..................................................................... 66
4.4.6. Nghiên cứu khả năng gây hại của bọ phấn Bemissia tabaci Genadius
trên dòng cà chua chuyển gen và giống khơng chuyển gen........................... 69
4.5. Thí nghiệm ngồi đồng ruộng................................................................ 71
4.5.1. Khả năng phòng trừ bệnh khi sử dụng chế phẩm sinh học LEC trên một
số giống cà chua trồng phổ biến ................................................................... 71
4.5.2. ðánh giá năng suất ñạt ñược trên giống cà chua DV987 khi sử dụng
biện pháp phòng trừ sinh học........................................................................ 73
5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................ 77
5.1. Kết luận ................................................................................................. 77
5.2. ðề nghị.................................................................................................. 78
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 78

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ..........v


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 4.1. Thành phần bệnh hại trên cây cà chua vụ xuân............................. 37
năm 2010 tại Hà Nội..................................................................................... 37
Bảng 4.2. Diễn biến bệnh hỗn hợp giữa TTNS và nấm Rhizoctonia solani trên
giống cà chua ðại Minh Châu tại ða Tốn- Gia Lâm- Hà Nội. ...................... 43
Bảng 4.3. Diễn biến bệnh hỗn hợp giữa TTNS và nấm Rhizoctonia solani trên
một số giống cà chua tại Phúc Lợi- Long Biên- Hà Nội................................ 45
Bảng 4.4. Diễn biến bệnh hỗn hợp giữa TTNS và bệnh héo vàng trên giống cà
chua K002 và giống 62 Ấn ðộ tại ða Tốn – Gia Lâm .................................. 46
Bảng 4.5. Diễn biến bệnh hỗn hợp với TTNS và HRGMT trên giống cà chua
HT 42 vụ xuân 2010 tại ðặng Xá – Gia Lâm – Hà Nội. ............................... 48

Bảng 4.6. Khả năng ñối kháng của Bacillus filaris với một số nấm, vi khuẩn
gây bệnh ....................................................................................................... 50
Bảng 4.7. So sánh khả năng phòng trừ nấm Sclerotium rolfsii của
Trichoderma viride và Trichoderma harzianum ........................................... 52
Bảng 4.8. Khả năng nhiễm bệnh hỗn hợp TTNS và HRGMT trên giống DV
1234 với các ngưỡng lây nhiễm khác nhau ................................................... 57
Bảng 4.9. Mức ñộ nhiễm bệnh hỗn hợp trên các giống cà chua trồng phổ biến
và giống chứa gen kháng .............................................................................. 60
Bảng 4.10. ðánh giá hiệu lực phòng trừ bệnh hỗn hợp giữa TTNS và
HRGMT của chế phẩm sinh học Chitosan ở các nồng ñộ khác nhau. ........... 62
Bảng 4.11. Thành phần bệnh hại trên một số dịng cà chua chuyển gen và
khơng chuyển gen vụ xuân năm 2010........................................................... 64
Bảng 4.12. Hiệu lực phòng trừ bệnh hỗn hợp giữa M. incognita và nấm
Sclerotium rolfsii bằng 1 số chế phẩm sinh học trên giống DV1234............. 66
Bảng 4.13. Hiệu lực phòng trừ bệnh hỗn hợp giữa M. incognita và nấm
Sclerotium rolfsii bằng 1 số chế phẩm sinh học trên dịng Hypsys #78......... 67

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ..........vi


Bảng 4.14. Diễn biễn mật ñộ bọ phấn Bemissia tabaci Genadius trên giống cà
chua thường và các dòng cà chua chuyển gen............................................... 69
Bảng 4.15. Một số bệnh hại chính trên ruộng cà chua thí nghiệm tại ðặng Xá
– Gia Lâm – Hà Nội ..................................................................................... 72
Bảng 4.16. Năng suất các giống cà chua trên ruộng thí nghiệm .................... 73
tại ðặng Xá – Gia Lâm – Hà Nội.................................................................. 73

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ..........vii

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 4.1. Triệu chứng bệnh TTNS ............................................................... 41
Hình 4.2. TTNS tuổi 2.................................................................................. 41
Hình 4.3. Triệu chứng bệnh xoăn vàng ngọn cà chua ................................... 41
Hình 4.4. Triệu chứng bệnh HRGMT ........................................................... 41
Hình 4.5. Triệu chứng bệnh lở cổ rễ ............................................................. 41
Hình 4.6. Triệu chứng bệnh đốm vịng ......................................................... 41
Hình 4.7. ðồ thị diễn biễn bệnh hỗn hợp giữa TTNS và LCR trên giống ðại
Minh Châu tại ða Tốn – Gia Lâm ................................................................ 43
Hình 4.8. Diễn biến bệnh hỗn hợp giữa TTNS và bệnh héo vàng trên giống
cà chua K002 và giống 62 Ấn ðộ tại ða Tốn – Gia Lâm.............................. 47
Hình 4.9. ðồ thị diễn biến bệnh hỗn hợp với TTNS và HRGMT trên giống cà
chua HT 42 vụ xuân 2010 tại ðặng Xá – Gia Lâm – Hà Nội. ....................... 49
Hình 4.10. Ruộng điều tra tại ða Tốn........................................................... 49
Hình 4.11. Ruộng điều tra tại Phúc Lợi ........................................................ 49
Hình 4.12. Ruộng nhiễm bệnh HH giữa TTNS và héo vàng tại ða Tốn........ 49
Hình 4.13. Triệu chứng bệnh HH giữa TTNS và HRGMT ........................... 49
Hình 4.14, 4.15. Phản ứng sinh hóa của vi khuẩn Bacillus filaris ................. 51
Hình 4.16. Khả năng ñối kháng của B. filaris với nấm S. rolfsii ................... 51
Hình 4.17. So sánh hiệu lực phịng trừ S. rolfsii của T. viride và T.
harzianum .................................................................................................... 54
Hình 4.18. Hiệu lực phòng trừ S. rolfsii của T. viride và T. harzianum ......... 54
Hình 4.19. Thí nghiệm trên các dịng cà chua chuyển gen ............................ 56
Hình 4.20. Phản ứng PCR phát hiện gen Hypsys. ......................................... 56
Hình 4.21. Tương quan giữa lượng nấm S.rolfsii và tỉ lệ bệnh hỗn hợp ........ 58
Hình 4.22. Tương quan giữa số lượng tuyến trùng lây nhiễm ban đầu và tỉ lệ
bệnh hỗn hợp................................................................................................ 58
Hình 4.23 Bệnh hỗn hợp TTNS và HRGMT trên giống DV987 ................... 60
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ..........viii

Hình 4.24 Bệnh hỗn hợp TTNS và HRGMT trên dịng Hypsys # 78 ............ 60
Hình 4.25 Một số sâu bệnh hại trên cà chua trong nhà lưới .......................... 65
Hình 4.26. Các giống cà chua chuyển gen và không chuyển gen dùng trong thí
nghiệm ......................................................................................................... 68
Hình 4.27. ðồ thị diễn biễn mật ñộ bọ phấn Bemissia tabaci Genadius trên
giống cà chua thường và các dịng cà chua chuyển gen ................................ 70
Hình 4.28. Triệu chứng bọ phấn gây hại trên giống cà chua chuyển gen ...... 71
Hình 4.29. Triệu chứng bọ phấn gây hại trên giống cà chua thường ............. 71
Hình 4.30. Làm giàn cà chua ........................................................................ 75
Hình 4.31. Giống DV1234............................................................................ 75
Hình 4.32. Giống DVS95 ............................................................................. 75
Hình 4.33. Giống Lai số 2 ............................................................................ 75
Hình 4.34. Giống DV 987............................................................................. 75
Hình 4.35. Ruộng cà chua TN ...................................................................... 75
Hình 4.36 Hội thảo nghiệm thu mơ hình tại ðặng Xá .................................. 76

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ..........ix


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
TTNS: Tuyến trùng nốt sưng
LCR: Lở cổ rễ
HV: Héo vàng
HH: Hỗn hợp
HLPT: Hiệu lực phòng trừ
TLB: Tỷ lệ bệnh
TT2: Tuyến trùng tuổi 2

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ..........x

1. MỞ ðẦU
1.1. Tính cấp thiết của đề tài.
Rau là một mặt hàng khơng thể thiếu trong đời sống hàng ngày của con
người. Trong rất nhiều loại rau ñang ñược trồng hiện nay thì cà chua
(Lycopersicon esculentum Mill) là loại rau có giá trị kinh tế cao được trồng ở
nhiều nơi trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Cà chua có nguồn gốc từ Nam
Mỹ, là loại quả thường dùng của thổ dân nơi ñây. ðến khi người Tây Ban
Nha xâm chiếm Nam Mỹ, họ ñã ñem cà chua về châu Âu vào khoảng những
năm 1500 và sau đó là ñem ñến Philipines. Cho ñến ngày nay cà chua ñã có
mặt trên khắp thế giới và ñược sử dụng rộng rãi trong bữa ăn. Những quốc gia
có sản lượng cà chua lớn nhất thế giới là Hoa Kỳ, Trung Quốc, Thổ Nhĩ Kỳ,
Italia và Ấn ðộ.
Cà chua là nguồn cung cấp vitamin A và C phong phú nhất. Ngoài
vitamin, trong cà chua cịn có rất nhiều dưỡng chất quan trọng khác như chất
xơ, betacaroten, lycopen, sắt, magie, kali, phốt pho...vv. Cà chua chứa rất ít
chất béo no, ít cholestrol và natri.
Ngồi ra, cà chua cịn có ý nghĩa hết sức to lớn trong cơ cấu luân canh,
xen canh cây trồng, tăng hiệu quả sử dụng ñất, tăng thu nhập trên một đơn vị
diện tích của nơng dân. Cho tới nay, cà chua đang được trồng với diện tích
khá lớn. Ở Việt Nam, diện tích là 17.874 ha, chủ yếu ở các tỉnh đồng bằng
sơng Hồng và Lâm ðồng. Chúng ta đang từng bước hình thành những vùng
chun canh sản xuất cà chua với số lượng lớn như Hà Nội, Hưng Yên, Hải
Dương, Hải Phòng, Bắc Ninh, Lâm ðồng...
Cùng với sự gia tăng về diện tích và quy mơ sản xuất thì vấn đề sâu bệnh
hại cũng khơng ngừng gia tăng. Theo thống kê của CABI (2005) [1], hiện có
khoảng 499 loài dịch hại gây hại trên cà chua. Sâu bệnh làm giảm năng suất,
chất lượng sản phẩm, tăng chi phí sản xuất do sử dụng thuốc trừ sâu bệnh.
Trên cà chua thường xuyên xuất hiện các loại bệnh như mốc sương, héo vàng,

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............1


héo rũ gốc mốc trắng, bệnh do virus, héo xanh, tuyến trùng nốt sưng...Thực
tế cho thấy, trên ñồng ruộng hiếm khi xuất hiện từng bệnh riêng lẻ, mà xuất
hiện theo nhóm gồm nhiều nguyên nhân. Tuy nhiên, bệnh hỗn hợp giữa tuyến
trùng nốt sưng và nhóm bệnh héo do nấm là nhóm bệnh gây thiệt hại đáng kể.
Biện pháp hố học được sử dụng nhiều trong phịng trừ bệnh hại, song dư
lượng thuốc bảo vệ thực vật có thể gây ảnh hưởng ñến sức khoẻ con người.
Hiện nay, xu hướng sử dụng các giống cà chua kháng bệnh và sử dụng biện
pháp sinh học trong phịng trừ dịch bệnh đã ñược áp dụng rộng rãi, nhằm hạn
chế sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, đảm bảo an tồn thực phẩm. Ở Việt Nam,
việc sử dụng các giống cà chua chuyển gen kháng sâu bệnh vẫn còn hạn chế
do các nghiên cứu chưa ñược tiến hành ñầy ñủ, những hiểu biết về cây trồng
chuyển gen còn thiếu. Việc khảo sát khả năng chống chịu bệnh hỗn hợp giữa
tuyến trùng nốt sưng và nấm của một số giống cà chua, thử nghiệm khả năng
phòng chống bệnh của một số chế phẩm sinh học là yêu cầu quan trọng nhằm
tạo vật liệu khởi ñầu ñể lai tạo giống chống chịu sâu bệnh, cung cấp thơng tin
cho cơng tác phịng trừ bệnh hại cà chua. Xuất phát từ tình hình thực tiễn trên,
được sự phân công của Bộ môn Bệnh cây, Khoa Nông học, Trường ðại học
Nông nghiệp Hà Nội, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Ngô Thị Xuyên, chúng
tôi tiến hành nghiên cứu ñề tài:
“Nghiên cứu tính chống chịu bệnh hỗn hợp nấm-tuyến trùng nốt sưng
trên cà chua và biện pháp phòng trừ sinh học ở vụ xuân 2010 tại Hà Nội”.
1.2. Mục ñích, yêu cầu nghiên cứu của ñề tài
1.2.1 Mục ñích
- ðiều tra tình hình bệnh hại trên các giống cà chua trồng phổ biến ở vụ
xuân năm 2010 tại Hà Nội.
- Nghiên cứu tính chống chịu của 1 số dịng cà chua chuyển gen và giống

không chuyển gen với bệnh hỗn hợp do nấm, tuyến trùng và tác dụng của các
chất kích kháng trong việc tăng cường khả năng kháng, từ đó làm cơ sở cho
việc phịng trừ sinh học trên cà chua.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............2


1.2.2. u cầu
- Tiến hành điều tra tình hình bệnh hại, thu thập mẫu bệnh trên ñồng
ruộng ở Hà Nội. Xác ñịnh mức ñộ phổ biến và gây hại của bệnh gây ra trên
các giống cà chua hiện ñang trồng phổ biến vào vụ xuân 2010.
- Phân lập mẫu bệnh, ni cấy trên mơi trường nhân tạo nhằm thu được
mẫu bệnh thuần.
- Kiểm tra sự xuất hiện của gen kháng ở thế hệ 2 bằng phương pháp PCR.
- Lây nhiễm bệnh, đánh giá tính chống chịu của các giống có xử lí và
khơng xử lí chất kích kháng.
- Thử nghiệm khả năng phòng trừ bệnh của các chế phẩm sinh học.
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài.
1.3.1. Ý nghĩa khoa học.
- Kết quả nghiên cứu góp phần tìm hiểu một số bệnh hại chính trên cà
chua, thử nghiệm về khả năng kháng bệnh hỗn hợp giữa tuyến trùng nốt sưng
và nấm của một số dòng cà chua chuyển gen kháng và giống trồng phổ biến,
làm cơ sở đề xuất vật liệu khởi đầu cho cơng tác chọn tạo giống kháng.
- Cung cấp những dẫn liệu khoa học về các biện pháp sinh học phòng
trừ bệnh hỗn hợp giữa tuyến trùng nốt sưng và nấm.
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn.
- Các kết quả nghiên cứu ñược dùng làm cơ sở để áp dụng các biện
pháp phịng trừ sinh học với bệnh hỗn hợp giữa tuyến trùng nốt sưng và nấm.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............3

2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
2.1. Tình hình nghiên cứu ngồi nước.
2.1.1. Cà chua chuyển gen.
Sinh vật biến đổi gen (Genetically Modified Organism - GMO) là
những sinh vật ñược thay đổi vật liệu di truyền (ADN) bằng cơng nghệ sinh
học hiện đại, hay cịn gọi là cơng nghệ gen. Cây trồng biến đổi gen đã mang
lại nhiều lợi ích về kinh tế, môi trường cho nông dân trên thế giới. Sử dụng
giống cây trồng chuyển gen kháng sâu bệnh đang là xu hướng chính trong
việc phịng trừ sâu bệnh. Năm 1994, giống cà chua Calgene chuyển gen chín
chậm trở thành cây chuyển gen ñầu tiên ñược sản xuất và tiêu thụ ở các nước
cơng nghiệp. Từ đó tới nay ñã có thêm một số quốc gia trồng cây chuyển gen
làm tăng hơn 20 lần diện tích cây chuyển gen trên toàn thế giới.
Trong chuyển gen cà chua, phương pháp tiêm quả và nhúng hoa ñã
ñược nghiên cứu từ nhiều năm nay. Chủng Agrobacterium tumefaciens EHA
105 chứa 1 trong 3 cấu trúc pROKIIAP1GUSint chứa gen Apetala 1 (AP1),
pROKIILFYGUSint chứa gen LEAFY, hoặc p35SGUSint chứa gen β glucuronidase (GUS) ñược sử dụng ñể chuyển gen thực vật và thu ñược nhiều
kết quả như mong muốn của nhiều nhà khoa học. ðối với chuyển gen qua
tiêm quả, khơng có ảnh hưởng nào ñáng kể (p<0.05) ñược quan sát. Tần số
chuyển gen cao nhất thu ñược sau 48h xâm nhiễm ñối với quả cà chua với tế
bào vi khuẩn chứa 1 trong 3 cấu trúc trên, tần số chuyển gen là 17%, 19%, và
21% ñối với cấu trúc gen AP1, LFY, và GUS ñược quan sát. Cũng theo
nghiên cứu này, ñộ thành thục của quả ảnh hưởng ñến tần số chuyển gen.
Những quả chín đỏ cho tần số chuyển gen cao hơn quả cịn xanh theo thứ tự
là 40%, 35%, and 42% đối với cấu trúc gen AP1, LFY, và GUS. ðối với
phương pháp chuyển gen bằng nhúng hoa, cấu trúc gen GUS cho tần số gen
chuyển cao hơn cấu trúc AP1 và LFY, do đó gợi ý về tác dụng ức chế có thể
có của gen nở hoa được nghiên cứu. Hoa ñược chuyển gen trước khi thụ phấn
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............4

cho tần số chuyển gen cao hơn, 12% ñối với cấu trúc LFY và 23% ñối với cấu
trúc GUS (p<0,05). Mặc dù khơng có gen chuyển nào được quan sát ở cấu
trúc AP1. Tất cả những phần chuyển gen tích cực GUS được phân tích bằng
PCR và được xác thực bằng sự tồn tại của gen chuyển. So với cây ñối chứng,
các cây chuyển gen mang cả gen chuyển AP1 và FLY ra hoa sớm và có đặc
điểm hình thái khác biệt (Abida Yasmeen, 2008) [23].
Cà chua chuyển gen Tobacco Chi-I và Glu-I cho hiệu quả kháng nấm
rõ rệt. Sau khi xâm nhiễm với Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici, hai dòng
cà chua chuyển gen kháng giảm tỉ lệ bệnh từ 36-58%. Hai dòng cà chua này
hồi phục rất nhanh sau khi nhiễm bệnh, trong khi những cây cà chua dạng dại
bị chết (Erik Jongedijk, 1995) [32].
Theo Xiang-Quian Li và các tác giả khác (2007) [63], cây cà chua
chuyển gen cry6A Bt có tính kháng tốt hơn đối với tuyến trùng nốt sưng
M.incognita. Các nhà nghiên cứu ñại học California ñã thử hai gen cry6A,
một gen được chuyển đổi khơng có chứa codons (bộ 3 cặp DNA mã hố một
amino axit) khơng phổ biến trong thực vật và một gen khác ñược thay ñổi ñể
chỉ bao gồm codon cho mỗi amino axit dựa trên các nghiên cứu về cây cỏ linh
lăng Arabidopsis. Các nhà nghiên cứu cho biết sự sinh sản của tuyến trùng nốt
sưng giảm 4 lần khi gen cry6A biểu hiện trong cây. Họ đề xuất rằng gen
cry6A có thể ñược xếp chồng trong các giống cây trồng mang các ñặc tính
kháng tuyến trùng nốt sưng khác.
Mới ñây các nhà nghiên cứu tại ðại học Victoria ñã tạo ñược cà chua
mang gen tạo ñộc chất của ếch giúp cây cà chua có thể kháng bệnh, hoạt chất
này có tên là dermaseptin B1. Các nhà nghiên cứu cho thấy rằng một dạng
tương cận tổng hợp của dermaseptin B1 có thể kìm hãm sự sinh trưởng của
các loại nấm gây bệnh thực vật như Alternaria, Cercospora, Fusarium,
Phytophthora, Pythium, Rhizoctonia, Verticillium, và cả lồi vi khuẩn
Erwinia carotovora. Các nhà nghiên cứu đã hiệu chỉnh cây cà chua để sản

xuất độc chất nói trên và ñặt các cây này trong ñiều kiện dễ dàng bị vi sinh vật
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............5


tấn cơng. Kết quả cho thấy gen chèn vào đã thể hiện một phổ kháng khuẩn với
hoạt lực cao (Milan O. et al, 2005) [42].
Năm 2007, các nhà khoa học tại Trung tâm chuyển gen thực vật (ðại
học California, Riverside) ñã chuyển gen SlpreproHypSys dưới sự ñiều khiển
của promoter 35S CaMV. Các phân tích biểu hiện gen cho thấy nhiều dịng cà
chua chứa cấu trúc trong đó kích hoạt sự biểu hiện của gen mã hóa protein PI
(protease inhibitor), một protein hình thành nhằm phản ứng lại các tổn thương
cơ học của cây cũng như tổn thương do côn trùng (Narvaez – Vasquez et al,
2007) [44]. Tuy nhiên, cho tới nay chưa có một nghiên cứu nào được thực
hiện nhằm đánh giá tính kháng thơng qua các peptid Hypsys đối với các cơn
trùng gây hại trên cà chua.
Vì các peptide tín hiệu như systemin và Hypsys liên quan đến phản ứng
kháng thơng qua đường hướng JA (jamonic acid) nên rất có thể cây cà chua
mang gen mã hóa các peptide này cũng kháng được các tác nhân gây bệnh
thuộc nhóm hoại dưỡng (necrotroph) như Rhizoctonia và Sclerotium là các
tác nhân gây bệnh quan trọng trên cà chua.
Kết quả nghiên cứu của nhiều nhà khoa học ở các nước nhiệt ñới sử
dụng 74 giống cà chua chống chịu bệnh TTNS (M. incognita, M. javanica)
cho kết quả ở cả 3 mức: kháng, kháng vừa và rất kháng, ngưỡng gây hại kinh
tế là 2-100 tuyến trùng tuổi 2/100g ñất (Netscher & Sikora, 1993) [45].
Gen từ nấm đối kháng là nguồn cải thiện tính kháng của cây trồng với
bệnh cây. Lần đầu tiên, tính kháng bệnh cây ở thực vật chuyển gen ñược cải
thiện bằng cách chèn 1 gen từ nấm ñối kháng. Gen mã hóa endochitinase
kháng nấm bệnh từ nấm đối kháng Trichoderma harzianum ñược chuyển vào
cà chua và khoai tây. Gen nấm thu được từ nhiều mơ cây khỏe khác nhau có
sự biểu hiện cao. Sự khác nhau chủ yếu trong hoạt ñộng của endokitinase

ñược phát hiện trong các cây chuyển gen. Dịng chuyển gen có tính kháng cao
hoặc kháng hồn tồn với bệnh trên lá Alternaria alternate,

A. solani,

Botrytis cinerea, và bệnh nấm đất Rhizoctonia solani. Tính kháng cao và phổ
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............6


kháng rộng thu ñược từ gen chitinase ñơn của Trichoderma vượt qua tính
kháng của gen chitinnase từ thực vật hoặc vi khuẩn. Những kết quả này chứng
minh nguồn gen phong phú từ nấm đối kháng có thể được sử dụng ñể phòng
trừ bệnh hại thực vật (Matteo Lorito, 1998) [41].
Nấm ký sinh và nấm ñối kháng ñược nghiên cứu như là chất bổ sung
hoặc thay thế các thuốc trừ sâu hóa học trong phịng trừ bệnh nấm. Việc chọn
lọc các chủng và biến ñổi di truyền ñược ñưa ra ñối với 1 số isolate nấm có
hiệu quả như thuốc trừ nấm trong điều kiện ni cấy.
2.1.2. Bệnh hỗn hợp giữa tuyến trùng nốt sưng và nấm.
Nấm Sclerotium rolfsii Sacc. ñược Rolfs phát hiện và nghiên cứu ñầu
tiên vào năm 1892 trên cây cà chua. Những phát hiện sau đó chứng minh nấm
có khả năng gây hại trên các cây trồng khác như củ cải đường, lạc, cà rốt.
Các lồi nấm Sclerotium có sự khác nhau nhiều về hình thái nhưng
chúng có đặc điểm chung là đều hình thành hạch nấm với kích thước khác
nhau, màu sắc từ nâu sáng đến nâu ñen (Punja và Rahe, 1992) [51]. Nấm
Sclerotium thuộc lớp nấm đảm (Basidiomycetes) (Punja và Grogan, 1981)
[50]. Trong nhóm nấm này thì nấm S. rolfsii Sacc được biết đến là lồi nấm
có phổ kí chủ khá rộng ngồi tự nhiên và là nguồn bệnh gây hại lớn cho cây
trồng (Anycook, 1966) [25].
Theo Stephen và cộng sự thuộc ðại học Hawaii (2000) [55], trên thế
giới ñã nghiên cứu, xác ñịnh ñược phạm vi ký chủ của nấm Sclerotium rolfsii

Sacc. với ít nhất 500 loài cây trồng thuộc 100 họ thực vật. Những cây ký chủ
mẫn cảm nhất với bệnh bao gồm: Họ cà (cà chua, khoai tây, cà pháo...), họ
hoa thập tự (cải bắp, súp lơ trắng, súp lơ xanh, cải dầu), họ ñậu ñỗ (ñậu tương,
lạc, ñậu xanh), họ bầu bí (dưa chuột, dưa hấu, bí đao, bí ngơ).
Nấm S. rolfsii có thể sinh trưởng phát triển và tấn cơng vào bộ phận cây
sát mặt ñất. Trước khi nấm xâm nhập vào mô ký chủ, chúng sản sinh tản nấm
trên bề mặt gốc thân, q trình tấn cơng có thể mất từ 2-10 ngày (Townsend
và Willetts, 1954) [61].
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............7


Trong số các lồi tuyến trùng hại thực vật thì tuyến trùng nốt sưng gây
bệnh có ý nghĩa kinh tế trên thế giới. Tuyến trùng Meloidogyne incognita
Kofoid et White, 1999/Chitwood, 1949 là lồi tuyến trùng nội kí sinh rễ thuộc
giống Meloidogyne họ Meloidogynidae, bộ Tylenchida. Tuyến trùng nốt sưng
Meloidogyne xâm nhiễm cũng kéo theo xâm nhập của vi khuẩn, nấm, virus
làm giảm năng suất cây trồng. Tuyến trùng là tác nhân gây vết thương cơ giới
tạo ñiều kiện cho nấm ñất phụ thuộc nhiều vào các giai ñoạn sinh trưởng và
phát triển của cây trồng, chúng có thể xâm nhập trực tiếp vào ñầu rễ sinh
trưởng của cây trồng (Doncaster & Seymour, 1973) [31].
Bệnh hỗn hợp hại cây trồng ñược biết ñến trong thời gian dài bởi mối
quan hệ giữa cây kí chủ, nguyên nhân gây bệnh và các yếu tố mơi trường
quyết định sự nhiễm bệnh trên các giống cây trồng khác nhau. Các lồi nấm,
vi khuẩn đất thường kết hợp với tuyến trùng cùng gây bệnh trong cùng một
ñiều kiện ngoại cảnh làm cây trồng nhiễm bệnh hỗn hợp nghiêm trọng, dẫn
tới giảm năng suất, cây chết không cho thu hoạch. Tuyến trùng nốt sưng
Meloidogyne spp. là một trong những lồi tuyến trùng nhiệt đới xuất hiện và
giữ vai trị quan trọng thúc đẩy các lồi vi sinh vật ñất xâm nhiễm và gây
bệnh nặng hơn trên rất nhiều loài cây trồng và phổ biến ở nhiều nước trồng cà
chua trên thế giới. Trong nhiều trường hợp, tuyến trùng nốt sưng như

Meloidogyne spp. cũng như các loài tuyến trùng nội kí sinh (Rotylenchulus
spp., Pratylenchus spp.) và ngoại kí sinh (Xiphinema spp., Longidorus spp.)
luôn kết hợp với một số lồi nấm đất gây hại trên cây rất phổ biến, trở thành
bệnh hỗn hợp gây thiệt hại ñáng kể (Evans & Haydock, 1993) [33].
Mối quan hệ giữa tuyến trùng nốt sưng với một số bệnh hại khác trên
cây trồng biểu hiện khi cả 2 tác nhân cùng xuất hiện gây bệnh thì cây trồng bị
bệnh rất nặng, bị huỷ diệt nhanh chóng và tuyến trùng nội kí sinh khơng di
động (Meloidogyne spp.) giữ vai trị quyết định mối quan hệ cùng gây bệnh
đó (Pitcher, 1978) [47].

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............8


Ngồi tác động gây hại chính tạo vết thương cơ giới, tuyến trùng cịn
tạo điều kiện thúc đẩy nhanh q trình xâm nhập, kí sinh và phát triển của
nấm làm tăng mối quan hệ gây bệnh và khả năng mẫn cảm của cây trồng. Sự
phân giải các axitamin của hệ thống men tuyến trùng rất phù hợp cho sự phát
triển của nấm bệnh, thu hút nấm bệnh xâm nhập qua các rễ sinh trưởng. ðồng
thời trong quá trình thực hiện kí sinh vào rễ cây trồng nấm S. rolfsii xâm nhập
tốt hơn khi có sẵn vết thương do tuyến trùng gây ra và q trình kí sinh gây
bệnh của nấm ñã thúc ñẩy những thay ñổi sinh hoá xảy ra trong tế bào thực
vật qua quá trình sử dụng thức ăn của TTNS, vì vậy cây bị bệnh suy yếu
nhanh chóng (Inagaki & Powell, 1969) [37].
Khi tuyến trùng nốt sưng tồn tại cùng với các nguyên nhân gây bệnh
khác thì làm cho cây héo và chết rất nhanh. Kết quả nghiên cứu của Porter và
Powell (1967) [48] ñã chỉ ra rằng giống thuốc lá chống ñược bệnh héo do nấm
Fusarium oxysporum Schlect. nhưng khi đã bị nhiễm TTNS thì cũng bị nhiễm
loại nấm này chỉ sau 2 tuần lây. Khi lây bệnh với nấm F. oxysporum sau khi
lây M. incognita 3 tuần và 3 tuần tiếp theo thì lây nấm Alternaria tenuis làm
70% số lá bị bệnh và làm giống này trở lên mẫn cảm với nấm A. tenuis cùng

với TTNS M. incognita (Powell và Batten, 1971) [49]. TTNS cũng là nguyên
nhân dẫn ñến bệnh héo rũ khoai tây cùng với vi khuẩn Pseudomonas
solanacerum Smith ở vùng Lima Perum (Hooker, 1981) [36].
Bệnh hỗn hợp giữa tuyến trùng nốt sưng M. incognita và nấm F.
oxysporum gây giảm năng suất ñáng kể trên cây ñậu xanh Vigna radiate.
(Akhtar Haseeb, 2005) [24].
Bệnh hỗn hợp giữa TTNS và nấm Fusarium trên cà phê ñược phát hiện
lần ñầu tiên năm 1974 tại Costa Rica. Bệnh chủ yếu do loài tuyến trùng nốt
sưng Meloidogyne arabicida và nấm F. oxysporum gây ra, ngồi ra cịn phát
hiện cả loài tuyến trùng M. exigua. Chúng gây ra triệu chứng cây giảm sút
chiều cao và phần vỏ sát mặt ñất bị bần hoá (Bertrand et al, 2000) [26].

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ............9