Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật phân tử xác định Phytoplasma gây bệnh trên cây mía (đính kèm bản word)

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

*****************************

NGÔ GIA BÔN

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG KỸ THUẬT PHÂN TỬ
XÁC ðỊNH PHYTOPLASMA GÂY BỆNH TRÊN CÂY MÍA

Chuyên ngành

: Bảo vệ thực vật

Mã số

: 60.62.01.12

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học
TS. Trịnh Xuân Hoạt

Hà Nội - 2014


LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của tôi với sự giúp ñỡ tận

tình của TS. Trịnh Xuân Hoạt, Phó Viện trưởng Viện bảo vệ thực vật cùng toàn
thể các anh /chị trong Nhóm nghiên cứu bệnh cây - Bộ môn Chẩn ñoán, Giám
ñịnh dịch hại và Thiên ñịch. Các kết quả và số liệu nêu trong luận văn là hoàn
toàn trung thực.
Tác giả luận văn

Ngô Gia Bôn

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page i


LỜI CẢM ƠN

ðể hoàn thành luận văn này ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi còn nhận
ñược sự giúp ñỡ tận tình của nhiều cá nhân và tập thể.
Trước hết, Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc ñến thầy hướng dẫn TS.
Trịnh Xuân Hoạt, Viện Bảo vệ thực vật, người ñã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn tôi
thực hiện và hoàn thành luận văn này.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành ñến các thầy cô trong Ban ðào tạo
sau ðại học-Viện KHNN Việt Nam ñã tạo ñiều kiện thuận lợi ñể tôi hoàn thành
học tập chương trình cao học cũng như hoàn thành luận văn.
Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành ñối với sự quan tâm của thầy
giáo hướng dẫn, sự giúp ñỡ nhiệt tình và ñộng viên của lãnh ñạo Viện Bảo vệ
thực vật, lãnh ñạo và cán bộ Bộ Môn Chẩn ñoán giám ñịnh dịch hại và thiên ñịch
Viện Bảo vệ thực vật
Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia ñình và bạn bè ñã tạo ñiều kiện
thuận lợi, giúp ñỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Một lần nữa, tôi xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội, ngày 20 tháng 12 năm 2014
Tác giả luận văn

Ngô Gia Bôn
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ðOAN ....................................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN........................................................................................................................ ….ii
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................. v
DANH MỤC BẢNG................................................................................................................. vi
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................................ vii
MỞ ðẦU .................................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU ...................................................... 4
1.1. Cơ sở khoa học của ñề tài .............................................................................................. 4
1.2 Tình hình sản xuất mía trên thế giới và Việt Nam ...................................................... 5
1.2.1. Tình hình sản xuất mía ñường trên thế giới .......................................................... 5
1.2.2. Tình hình sản xuất mía tại Việt Nam ..................................................................... 5
1.2.3. Nguồn gốc và lịch sử phát triển của cây mía ......................................................... 6
1.2.4. Vị trí phân loại ......................................................................................................... 6
1.2.5. ðặc ñiểm sinh trưởng .............................................................................................. 6
1.2.6. Giá trị kinh tế ........................................................................................................... 8
1.3. Tổng quan nghiên cứu về bệnh hại thực vật do phytoplasma ................................... 9
1.3.1. Lịch sử nghiên cứu phytoplasma ............................................................................ 9
1.3.2. Hình thái phytoplasma ............................................................................................ 9
1.3.3. Tầm quan trọng của bệnh do phytoplasma trên thực vật .................................... 10

1.3.4. Vị trí phân loại phytoplasma ................................................................................. 10
1.3.5. Triệu chứng bệnh do phytoplasma gây ra ............................................................ 16
1.3.7. Phát hiện và ñịnh loại phytoplasma gây bệnh thực vật ....................................... 17
1.3.8. Những nghiên cứu về bệnh phytoplasma hại mía................................................ 20
1.3.9. Biện pháp quản lý bệnh thực vật do phytoplasma gây ra .................................... 22
1.4. Các nghiên cứu về Phytoplasma hại cây trồng ở Việt Nam ..................................... 24
CHƯƠNG 2:VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................. 25
2.1. Vật liệu và ñịa ñiểm nghiên cứu ................................................................................. 25
2.1.1. Vật liệu, dụng cụ nghiên cứu ................................................................................ 25

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page iii


2.1.2 ðịa ñiểm nghiên cứu .............................................................................................. 25
2.2. Nội dung nghiên cứu .................................................................................................... 26
2.3. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................ 26
2.3.2 Phương pháp nghiên cứu xác ñịnh bệnh phytoplasma hại trên mía ................... 27
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .............................................. 35
3.1. Kết quả ñiều tra sự phân bố và gây hại của nhóm bệnh do phytoplasma gây hại
trên cây mía ......................................................................................................................... 35
3.1.1. Kết quả ñiều tra thu thập mẫu bệnh tại Nghệ An ................................................ 35
3.1.2 Triệu chứng bệnh do phytoplasma gây hại trên mía............................................. 39
3.2. Kết quả nghiên cứu xác ñịnh bệnh do phytoplasma gây hại trên mía .................... 42
3.2.1. Kết quả xác ñịnh phytoplasma trong mô mía bằng kính hiển vi ñiện tử............ 42
3.2.2. Xác ñịnh phytoplasma trong mô cây mía biểu hiện triệu chứng bệnh chồi cỏ
bằng phương pháp PCR .................................................................................................. 44
3.2.3. Phân tích trình tự gen secA ................................................................................... 70
KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ ..................................................................................................... 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................................... 74
PHỤ LỤC...................................................................................................................................84

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page iv


DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt
BVTV
NS
NXB
Bp

Chữ viết ñầy ñủ
Bảo vệ thực vật
Năng suất
Nhà xuất bản
base pairs

Ca. Phytoplasma

Candidatus Phytoplasma

CTAB
DNA

Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide
Deoxy Nucleic Acid

RLFP
RNA
PCR

Restriction Length Fragment Polymorphism
Ribo Nucleic Acid
Polymerase Chain Reaction

SCGSD

Sugarcane Grassy Shoot Disease

SCWLD

Sugarcane White Leaf Disease

TE

Tris-HCl EDTA

TAE
LAMP

Tris-acetate acid EDTA
Loop mediated isothermal Amplification

FAO

Food and Agriculture Organization

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page v


DANH MỤC BẢNG
TT bảng

Tên bảng

Trang

1.1

Tình hình sản xuất mía trên thế giới………………………..

5

1.2

Phân nhóm Phytoplasma dựa trên phân tích RFLP của gene
16SrRNA…………………………………………………..

11

2.1

Các cặp primer ñược sử dụng trong nghiên cứu……………

33

3.1

Tình hình phát sinh bệnh chồi cỏ mía tại Nghệ An…………

37

3.2

Tỷ lệ bệnh chồi cỏ tại Huyện Tân Kỳ, Nghệ An năm 2012…

39

3.3

Kết quả chạy PCR các cặp primer

55

3.4

Mức sai khác trình tự nucleotide của SCGSNA so với các

58

ñại diện của các nhóm Phytoplasma khác nhau…………….
3.5

Phytoplasma sử dụng trong phân tích phả hệ……………….

61

3.6

Phytoplasma sử dụng trong phân tích phả hệ……………….

67

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page vi


DANH MỤC HÌNH
TT hình

Tên hình

Trang

2.1

Vị trí của một số primer trên ñoạn gen 16-23SrRNA ……….

34

3.1

Sự phân bố của bệnh chồi cỏ mía tại Nghệ An ñược ñánh dấu

sao màu ñỏ …………………………………………………..

36

3.2

Triệu chứng bệnh chồi cỏ mía tại Nghệ An …………………

40

3.3

Triệu chứng bệnh chồi cỏ mía ñược phát hiện tại Ấn ðộ ……

41

3.4

Triệu chứng bệnh chồi cỏ mía ñược phát hiện tại Sri-Lanka ..

41

3.5

Triệu chứng ñiển hình của bệnh trắng lá mía thu tại Bình

42

Dương ………………………………………………………..
3.6

Hình ảnh hiển vi ñiện tử chụp mô cây mía biểu hiện và

43

không biểu hiện triệu chứng chồi cỏ mía thu tại Nghệ An …
3.7

Phát hiện Phytoplasma trong mô cây mía biểu hiện triệu

44

chứng trắng lá ……………………………………………….
3.8

Kết quả sản phẩm PCR ở ñiều kiện nhiệt ñộ 500C ………….

45

3.9

Kết quả sản phẩm PCR ở ñiều kiện nhiệt ñộ 520C ………….

46

3.10

Kết quả sản phẩm PCR ở ñiều kiện nhiệt ñộ 550C ………….

46

3.11

Kết quả sản phẩm PCR ở ñiều kiện nhiệt ñộ 580C ………….

47

3.12

Kết quả sản phẩm PCR ở ñiều kiện nhiệt ñộ 600C ………….

47

3.13

Nested PCR sử dụng cặp primer P1/P7 và R16mF2/R16mR1

48

ñể phát hiện Phytoplasma trong mô cây mía ………………..

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page vii


3.14

Nested PCR sử dụng cặp mồi P1/P7 – R16F2/R16R2 ñể phát

49

hiện Phytoplasma trong mô cây mía …………………………
3.15

Nested PCR sử dụng cặp mồi P1/P7-R16F0/R16R0 ñể phát

50

hiện Phytoplasma trong mô cây mía …………………………
3.16

Nested PCR sử dụng cặp mồi P1/P7-R16F2N/R16R2 ñể phát

50

hiện Phytoplasma trong mô cây mía …………………………
3.17

Nested PCR sử dụng cặp mồi P1/P7-R16(I)F2/R16(I)R1 ñể

51

phát hiện Phytopalsma trong mô cây mía ……………………
3.18

Nested PCR sử dụng cặp mồi P1/P7-R16(III)F2/R16(III)R1

52

ñể phát hiện Phytoplasma trong mô cây mía ………………..
3.19

Nested PCR sử dụng cặp mồi P1/P7-R16(V)F2/R16(V)R1 ñể

52

phát hiện Phytoplasma trong mô cây mía ……………………
3.20

Nested-PCR sử dụng cặp primer P1/P7-R16F2n/R16R2 ñã

53

khuyếch ñại ñoạn gen 16SrRNA của Phytoplasma trong mô
cây mía biểu hiện triệu chứng chồi ………………………….
3.21

Sản phẩm PCR ñược thực hiện tại phòng thí nghiệm của ðại

54

học Tottingham, Vương quốc Anh ………………………….
3.22

Phân tích tính ña hình của sản phẩm Nested-PCR bằng

56

enzyme giới hạn …………………………………………….

3.23

Trình tự ñoạn gen 16SrRNA của Phytoplasma gây bệnh chồi

57

cỏ mía tại Nghệ An …………………………………………
3.24

So sánh mức ñộ tương ñồng giữa trình tự gen 16SrRNA của

60

Phytoplasma gây bệnh chồi cỏ mía tại Nghệ An-Việt Nam
với Phytoplasma gây bệnh chồi cỏ mía tại Ấn ðộ bằng phần
mềm so sánh trình tự ClustalW2 …………………………….

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page viii


3.25

Cây phả hệ ñược xây dựng theo phương pháp Neighbor-

63

joining ……………………………………………………….
3.26

Sản phẩm nested-PCR với cặp primer P1/P7-R16F2n/R16R2

64

khuếch ñại từ mẫu mía biểu hiện triệu chứng trắng lá ………
3.27

Sản phẩm nested-PCR ñã ñược cắt bằng các enzyme giới hạn

65

3.28

Trình tự gen 16SrRNA của Phytoplasma gây bệnh trắng lá

66

mía tại Bình Dương…………………………………………
3.29

Cây phả hệ ñược xây dựng theo phương pháp Neighbor-

69

joining ……………………………………………………….
3.30

Cây phả hệ thể hiện mối tương quan giữa các Phytoplasma

71

gây bệnh trên mía và cỏ dựa trên trình tự gen SecA ………..
3.31

Cây phả hệ thể hiện mối tương quan giữa các Phytoplasma

72

gây bệnh trên mía và cỏ dựa trên trình tự gen 16SrRNA ……

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page ix


MỞ ðẦU
1. Tính cấp thiết của ñề tài
Mía (Saccharum officinarum L.) là cây công nghiệp quan trọng nhất cho
ngành sản xuất mía ñường tại Việt Nam. Tuy nhiên những năm gần ñây xuất
hiện một số loại bệnh nguy hiểm do Phytoplasma gây ra. Phytoplasma thuộc họ
Acholeplasmataceae, loài Candidatus Phytoplasma (Ca. Phytoplasma) ñã trở
thành một trong những ñối tượng gây hại nghiêm trọng nhất ñối với cây trồng
nông nghiệp trên thế giới và Việt Nam trong những năm gần ñây.
Trên cây mía có hai bệnh nguy hiểm do Phytoplasma gây ra ñó là bệnh
chồi cỏ mía và bệnh trắng lá mía (Sdoodee et al., 1999). Năm 2009 bệnh chồi cỏ
mía ñã phát triển thành dịch tại Nghệ An, trên 6000 hecta mía bị nhiễm bệnh
chồi cỏ, gây thiệt hại lớn cho người sản xuất và cho ngành công nghiệp chế biến.
Bệnh chồi cỏ mía là một trong những bệnh gây thiệt hại lớn nhất cho ngành công
nghiệp mía ñường trên thế giới do bệnh lan truyền rất nhanh. Bệnh chồi cỏ ñã

xuất hiện gây hại từ lâu ở các nước Ấn ðộ, Australia, Bangladesh, Malaysia,
Nepal, Sri Lanka và Pakistan. Phytoplasma là một nhóm tác nhân gây bệnh ñặc
biệt nguy hiểm không chỉ ñối với cây mía mà còn trên nhiều loại cây trồng khác
thuộc họ hòa thảo. Bên cạnh bệnh chồi cỏ mía gây hại ở Nghệ An, bệnh trắng lá
mía cũng xuất hiện và gây hại tại Bình Dương và các tỉnh phía Nam. Cây mía bị
nhiễm bệnh chồi cỏ sẽ mọc nhiều chồi bên từ gốc và từ các ñốt thân. Các chồi
bên này không thể phát triển thành cây mía bình thường ñược, từ một khóm mía
có thể mọc hàng chục ñến trăm chồi bên. Phiến lá mềm, hẹp có màu xanh, hoặc
xanh nhạt.
ðể xây dựng phương pháp chẩn ñoán giám ñịnh Phytoplasma hại cây
trồng nói chung và Phytoplasma hại mía nói riêng, chúng tôi tiến hành nghiên

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 1


cứu ñề tài: “Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật phân tử xác ñịnh Phytoplasma gây
bệnh trên cây mía”. Kết quả sẽ góp phần chẩn ñoán nhanh, chính xác nguyên
nhân gây bệnh trên mía, cũng như góp phần xây dựng thành công các giải pháp
phòng trừ bệnh hại mía, phát triển bền vững ngành sản xuất mía ñường.
2. Mục ñích yêu cầu của ñề tài
2.1 Mục ñích của ñề tài
- Nghiên cứu thành công kỹ thuật sinh học phân tử ñể chẩn ñoán, xác ñịnh bệnh
do Phytoplasma gây hại trên cây mía nói riêng và ứng dụng trong chẩn ñoán
bệnh do Phytoplasma gây hại trên cây trồng nói chung.
2.2 Yêu cầu của ñề tài
- Xác ñịnh ñược tên, sự phân bố, gây hại của các Phytoplasma gây bệnh trên cây
mía, mô tả ñược triệu chứng bệnh do các Phytoplasma gây ra trên mía.
- Phát hiện và chụp ñược ảnh hình thái của Phytoplasma gây hại trên mía bằng

kính hiển vi ñiện tử.
- Xây dựng ñược kỹ thuật sinh học phân tử có hiệu quả nhất trong chẩn ñoán,
xác ñịnh Phytoplasma gây hại trên cây mía.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài
- Cung cấp dẫn liệu khoa học về bệnh Phytoplasma gây hại trên cây mía.
- Xác ñịnh ñược phương pháp chẩn ñoán nhanh và chính xác Phytoplasma gây
hại trên cây mía cũng như xác ñịnh ñược sự ña dạng di truyền của các
Phytoplasma gây bệnh trên mía.
4. ðối tượng, phạm vi và ñịa ñiểm nghiên cứu
- ðối tượng nghiên cứu: Phytoplasma gây bệnh trên mía. Một số giống mía trồng
trong sản xuất.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 2


- Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu và phát triển kỹ thuật phân tử chẩn ñoán,
giám ñịnh Phytoplasma gây ra trên mía ở Nghệ An, Bình Dương.
- ðịa ñiểm nghiên cứu: Viện Bảo vệ thực vật, tỉnh Nghệ An và tỉnh Bình Dương.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 3


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
1.1. Cơ sở khoa học của ñề tài
Phytoplasma là tác nhân gây bệnh trên hàng trăm loại cây trồng khác

nhau. Nghiên cứu bệnh do Phytoplasma khá phức tạp và gặp nhiều khó khăn so
với các bệnh trên cây trồng do các loài vi sinh vật khác gây ra, bởi vì một loài
Phytoplasma có thể gây bệnh trên nhiều loại cây và tùy thuộc vào từng loài ký
chủ, ñiều kiện môi trường khác nhau mà triệu chứng bệnh thể hiện khác nhau.
Trước ñây ở Việt Nam, việc chẩn ñoán giám ñịnh bệnh do Phytoplasma gây ra
chủ yếu dựa vào hình ảnh kính hiển vi ñiện tử (TEM), nhưng biện pháp này chỉ
phát hiện có hay không Phytoplasma trong mô cây bị bệnh mà không giám ñịnh,
phân loại và ñịnh danh ñược tác nhân gây bệnh.
Năm 2005, trên cây mía tại Nghệ An xuất hiện triệu chứng mới có thể là
do Phytoplasma gây ra. Qua quan sát triệu chứng có thể ñây là bệnh chồi cỏ mía
(Sugarcane grassy shoot) do Phytoplasma gây ra vì giống với các mô tả về bệnh
chồi cỏ mía ñã từng gây hại trên mía tại Ấn ðộ, Sri-Lanka…ðể chẩn ñoán giám
ñịnh chính xác nguyên nhân gây bệnh, kỹ thuật phân tử là phương pháp có ñộ
chính xác cao nhất ñang ñược áp dụng rộng rãi trên thế giới. Tuy nhiên ở Việt
Nam, việc vận dụng kỹ thuật phân tử trong chẩn ñoán giám ñịnh Phytoplasma
chưa bao giờ ñược vận dụng và còn quá mới mẻ. Do ñó, ñề tài này xây dựng
nhằm nghiên cứu và xác lập các ñiều kiện tối ưu, xây dựng quy trình ứng dụng
kỹ thuật phân tử trong chẩn ñoán giám ñịnh Phytoplasma gây bệnh trên mía và
làm cơ sở ñể nghiên cứu các bệnh Phytoplasma trên các loại cây trồng khác ở
Việt Nam.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 4


1.2 Tình hình sản xuất mía trên thế giới và Việt Nam
1.2.1. Tình hình sản xuất mía ñường trên thế giới
Ngành sản xuất mía ñường trên thế giới ñã phát triển mạnh từ thế kỷ thứ
16. Theo thống kê của Tổ chức Nông Lương Liên Hiệp Quốc (FAO, 2012), hiện

nay hàng năm toàn thế giới sản xuất ñược khoảng 1.832.541 ngàn tấn mía. Sản
lượng mía toàn thế giới năm 2012 gấp 4,09 lần sản lượng năm 1961 (Bảng 1.1).
Trong ñó tăng nhiều nhất là vùng Nam Mỹ, tiếp ñến là Châu Á, trong khi ñó sản
lượng mía ở Châu Âu năm 2012 lại có xu hướng giảm xuống so với năm 1961.
Bảng 1.1. Tình hình sản xuất mía trên thế giới
Năm
2008

Diện tích
(ha)
24.085.416

Năng suất
(tấn/ha)
72,0

Sản lượng mía
(tấn)
1. 734.998.524

2009

23.693.573

71,5

1.693.545.000

2010

23.784.059

71,8

1.707.862.934

2011

25.581.153

71,1

1.819.419.962

2012

26.088.636

70,2

1.832.541.194

Nguồn: Tổ chức Nông Lương Liên hợp quốc (FAO, 2012).
1.2.2. Tình hình sản xuất mía tại Việt Nam
Trong giai ñoạn từ 2008-2012, do giá ñường- giá mía khá cao, các công ty
mía ñường và người trồng mía có lãi nên diện tích ñã ñược mở rộng và ổn ñịnh,
việc ñầu tư thâm canh ñược quan tâm nên năng suất, sản lượng mía liên tục tăng.
Theo Bộ Nông nghiệp và PTNT, vụ mía năm 2012-2013, diện tích mía cả nước
là 298.200 ha, tăng hơn so với vụ trước 15.000 ha, năng suất mía bình quân cả
nước ñạt 63,9 tấn/ha tăng so với vụ trước 2,2 tấn/ha, sản lượng mía cả nước ñược

19,04 triệu tấn, tăng so với vụ trước 1,5 triệu tấn. Diện tích vùng nguyên liệu tập

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 5


trung là 285.100 ha, tăng hơn vụ trước 14.139 ha và ñược phân chia khá ñồng
ñều giữa 3 miền. Về chất lượng, do chăm sóc tốt, chất lượng mía vụ 2012-2013
tốt hơn vụ trước, trữ lượng ñường bình quân của mía ñưa vào nhà máy chế biến
khoảng 9,8 CCS, cao hơn vụ trước 0,2 CCS.
1.2.3. Nguồn gốc và lịch sử phát triển của cây mía
Mía có nguồn gốc ở vùng quần ñảo Ghinê, nam Thái Bình Dương. Cây
mía có thể ñã xuất hiện từ hàng vạn năm về trước, khi mà lục ñịa Á - Úc còn
dính liền nhau. Người ta ñã tìm thấy những loài cây dại thuộc chi Saccharum
phân bố rộng khắp ở Ấn ðộ, Trung Quốc, các quần ñảo ở nam Thái Bình Dương
(Philippin, Indonesia, Australia). Ở Trung Quốc và Ấn ðộ, nghề trồng mía làm
ñường ñã có cách ñây hơn 2.000 năm. Từ hai nước này, nghề trồng mía ñược
phổ biến rộng khắp vùng ðông Nam Á trong ñó có Việt Nam
( />1.2.4. Vị trí phân loại
Cây mía thuộc giới thực vật, bộ Poales, họ Poaceae, chi Saccharum L.
( />1.2.5. ðặc ñiểm sinh trưởng
1.2.5.1. Nhiệt ñộ
Nhiệt ñộ bình quân thích hợp cho sự sinh trưởng của cây mía là 15-260C.
Giống mía nhiệt ñới sinh trưởng chậm khi nhiệt ñộ dưới 210C và ngừng sinh
trưởng khi nhiệt ñộ 130C và khi nhiệt ñộ dưới 50C thì cây sẽ chết. Những giống
mía á nhiệt ñới chịu rét tốt hơn. Mía nảy mầm tốt nhất trong khoảng từ 26-330C.
Nhiệt ñộ dưới 150C và trên 400C sẽ ảnh hưởng ñến khả năng nảy mầm của mía.
Khoảng nhiệt ñộ từ 28-350C là thích hợp cho mía vươn lóng. Biên ñộ nhiệt
giữa ngày và ñêm liên quan tới hàm lượng ñường trong mía. Giới hạn nhiệt ñộ

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 6


thích hợp cho thời kì mía chín từ 15-200C. Hàm lượng ñường trong mía thường
ñạt ở mức cao nhất cho các vùng có khí hậu lục ñịa hay ở vùng cao.
1.2.5.2. Ánh sáng
Mía là cây nhạy cảm với ánh sáng và có nhu cầu cao về ánh sáng. Thiếu
ánh sáng, mía phát triển không tốt, hàm lượng ñường thấp. Mía cần thời gian tối
thiểu là 1200 giờ, tốt nhất là trên 2000 giờ. Quang hợp của cây mía tỉ lệ thuận
với cường ñộ và ñộ dài chiếu sáng. Thiếu ánh sáng cây hút phân kém, ở vùng
nhiệt ñới và á nhiệt ñới mía vươn cao mạnh nhất khi bắt ñầu vào mùa hè có ñộ
dài ngày tăng lên.
1.2.5.3. ðộ ẩm
Mía là cây cần nhiều nước nhưng lại không chịu ñược úng nước. Mía có
thể phát triển tốt ở những vùng có lượng mưa từ 1500mm/năm.Giai ñoạn sinh
trưởng mía yêu cầu lượng mưa từ 100-170mm/tháng. Khi chín cần khô ráo, mía
thu hoạch sau một thời gian khô ráo khoảng 2 tháng sẽ cho tỉ lệ ñường cao.
1.2.5.4. ðộ cao
ðộ cao có liên quan ñến cường ñộ chiếu sáng cũng như mức chênh lệch
nhiệt ñộ giữa ngày và ñêm, do ñó ảnh hưởng ñến khả năng tích tụ ñường trong
mía, các khâu trong qui trình chế biến. Giới hạn về ñộ cao ảnh hưởng ñến hoạt
ñộng sinh trưởng và phát triển của cây mía, ñiều kiện tốt nhất vùng xích ñạo là
1600m, ở vùng nhiệt ñới là 700-800 m.
1.2.5.5. ðất trồng
Mía là loại cây công nghiệp khoẻ, dễ tính, không kén ñất, có thể trồng mía
trên nhiều loại ñất khác nhau, từ ñất có tỷ lệ sét tới 70% cho tới các loại ñất có
ñất chứa 70% cát. ðất thích hợp nhất cho sinh trưởng, phát triển của mía là

những loại ñất xốp, tầng canh tác sâu, có ñộ phì cao, giữ ẩm tốt và dễ thoát nước.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 7


Mía có thể phát triển ở ñất có ñộ pH trong khoảng 4-9, nhưng ñộ pH thích hợp là
5,5-7,5. ðộ dốc ñịa hình không vượt quá 15 ñộ, ñất không ngập úng thường
xuyên. Những vùng ñất ñai bằng phẳng cơ giới vận tải tương ñối thuận lợi ñều
có thể bố trí trồng mía. Ngoài ra người ta có thể canh tác mía ở cả những vùng
gò ñồi có ñộ dốc không lớn lắm ở vùng trung du miền núi.
1.2.6. Giá trị kinh tế
Mía là cây nguyên liệu quan trọng của ngành công nghiệp chế biến
ñường. ðường là một loại thực phẩm cần có trong cơ cấu bữa ăn hàng ngày của
nhiều quốc gia trên thế giới, cũng như là loại nguyên liệu quan trọng của nhiều
ngành sản xuất công nghiệp nhẹ và hàng tiêu dùng như bánh kẹo. Lượng nước
trong mía chiếm khoảng 80-90% khối lượng thân, trong ñó hàm lượng ñường
chiếm 16-18%.
- Bã mía chiếm 25-30% khối lượng mía ép. Bã mía có thể dùng làm nguyên
liệu ñốt lò, hoặc làm bột giấy, ép thành ván dùng trong kiến trúc, cao hơn là làm
ra Furfural là nguyên liệu cho ngành sợi tổng hợp.
- Mật gỉ chiếm 3-5% khối lượng mía ép. Từ mật gỉ cho lên men chưng
cất rượu rum, một ha mía với kỹ thuật sản xuất hiện ñại của thế kỷ 21 có thể sản
xuất 7000-8000 lít cồn ñể làm nhiên liệu. Từ một tấn mía tốt người ta có thể sản
xuất ra 35-50 lít cồn 960.
- Bùn lọc chiếm 1,5-3% khối lượng mía ép. Từ bùn lọc có thể rút ra sáp mía
ñể sản xuất nhựa xêrin làm sơn, xi ñánh giầy, vv...Sau khi lấy sáp bùn lọc dùng
làm phân bón rất tốt.
Mía còn là loại cây có tác dụng bảo vệ ñất rất tốt. Mía là cây rễ chùm và rễ

phát triển mạnh trong tầng ñất từ 0-60cm. Một ha mía tốt có thể có 13-15 tấn rễ,

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 8


sau khi thu hoạch bộ rễ ñể lại trong ñất cùng với bộ lá sẽ phân hủy ra các chất
hữu cơ làm tăng ñộ phì của ñất ( />1.3. Tổng quan nghiên cứu về bệnh hại thực vật do Phytoplasma
1.3.1. Lịch sử nghiên cứu Phytoplasma
Năm 1967, các nhà khoa học người Nhật ñã xác ñịnh ñược nguyên nhân
của nhiều bệnh biến vàng trên cây trồng là do Mycoplasma gây ra. Các triệu
chứng biến vàng trên cây trồng trước kia thường ñược cho là do virus. Từ năm
1967 ñến năm 1994, tên Mycoplasma ñã ñược sử dụng ñể nghiên cứu tác nhân
của nhiều bệnh biến vàng trên cây trồng. ðến năm 1994, tên gọi Phytoplasma ñã
ñược công nhận tại hội nghị lần thứ 10 của tổ chức quốc tế về ngành
Mycoplasma học thay cho tên gọi “mycoplasma like organism” hay MLOs (Lee
et al., 2000).
1.3.2. Hình thái Phytoplasma
Phytoplasma là một dạng vi khuẩn thiếu vách tế bào nên không có hình
dạng cố ñịnh, tế bào của chúng ñược bao bọc bởi một lớp màng nhầy có tính ñàn
hồi dày từ 75-100 A0 (Angstron). Khi quan sát dưới kính hiển vi ñiện tử chúng
có dạng hình cầu, hình ovan, có thể có dạng hình sợi ngắn, dạng hình tròn với
ñường kính trung bình từ 200-800 µm (Doi et al., 1967; Kirkpatrick, 1987). Bên
trong lớp màng nhầy có tế bào chất, ribosome và nhân ở dạng trần. Kích thước
bộ gen của Phytoplasma thay ñổi từ 530 kilobases tới 1130 kilobases (Lee et al.,
2000). Phytoplasma là nhóm ký sinh bắt buộc trong mô libe thực vật, và trong
một số loài côn trùng thuộc nhóm chích hút (Doi et al., 1967), nó không thể nuôi
cấy trên môi trường nhân tạo.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 9


1.3.3. Tầm quan trọng của bệnh do Phytoplasma trên thực vật
Phytoplasma gây bệnh cho hàng trăm loại cây trồng khác nhau ở vùng nhiệt
ñới và cận nhiệt ñới với các triệu chứng biến vàng, lùn cây, hoá xanh vỏ quả,
chổi rồng vv... (Bertaccini, 2007). Loài Ca. Phytopalsma oryzae gây bệnh vàng
lùn lúa; hai loài Ca. Phytoplasma asteris và Ca. Phytoplasma japonicum gây
bệnh vàng cây cúc tây; Ca. Phytoplasma aurantifolia gây bệnh chổi rồng trên lạc;
ba loài Ca. Phytoplasma palmae, Ca. Phytoplasma castaneae và Ca.
Phytoplasma cocosnigeriae gây bệnh chết vàng cây dừa cạn; Ca. Phytoplasma
brasiliense gây bệnh chổi rồng hoa dâm bụt.
Thiệt hại của cây trồng khi bị bệnh do Phytoplasma gây ra cũng giống
như thiệt hại khi cây bị bệnh vi rút, Phytoplasma gây thoái hoá cây trồng dẫn ñến
năng suất và phẩm chất giảm, cây tàn lụi, ảnh hưởng rất lớn ñến lợi ích kinh tế
của người trồng trọt. Nhưng cũng có trường hợp ñặc biệt, Phytoplasma gây bệnh
trên cây trồng lại có lợi cho sự phát triển hình thái của cây, như bệnh Phytoplasma
gây lùn cây trạng nguyên (Bertaccini, 2007).
1.3.4. Vị trí phân loại Phytoplasma
Theo khóa phân loại vi khuẩn của Bergeys (2004), tất cả các loài
Phytoplasma ñều ñược xếp vào chi Candidatus Phytoplasma, Bộ Acholeplas-matales, lớp Mollicutes, ngành Firmucutes, giới Bacteria. Trên cơ sở so sánh
chuỗi RNA ribosome 16S (16S rRNA), các loài Ca. Phytoplasma ñược xếp vào
ít nhất 19 nhóm phả hệ (ký hiệu từ 16SrI ñến 16SrXIX), và có trên 70 phân
nhóm (Bertaccini, 2007; Lee et al., 2000).

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 10

Bảng 1.2. Phân nhóm phytoplasma dựa trên phân tích RFLP của gene 16S
rRNA (Lee et al., 1998a).
Nhóm
Bệnh liên quan ñến Phytoplasma
16Sr
(tên viết tắt)
16SrI: Aster yellows
I-A

Aster yellows witches’ broom

Mã số
GenBank

Nguồn tài liệu

NC_007716 Bai et al., 2006

(AYWB)
I-A

Tomato big bud (BB)

L33760

I-B

Onion yellows mild strain (OY-M)

NC_005303 Oshima et al., 2004

I-B

‘Ca. P. asteris’, aster yellows (MAY)

M30790

Lee et al., 2004a

I-C

Clover phyllody (CPh)

AF222065

Lee et al., 2004a

I-D

Paulownia witches’ broom (PaWB)

AY265206

Lee et al., 2004a

I-E

Blueberry stunt (BBS3)

AY265213

Lee et al., 2004a

I-F

Aster yellows apricot – Spain

X68338

Kison, 1992*

(A-AY)

AY265211

Lee et al., 2004a

Strawberry witches’ broom

U96614

Jomantiene et al.,

I-I

(STRAWB1)
I-K

Strawberry witches’ broom

Lee et al. 1992

1998
U96616

(STRAWB2)

Jomantiene et al.,
1998

I-L

Aster yellows (AV2192)

AY180957

Lee et al., 2003

I-M

Aster yellows (AVUT)

AY265209

Lee et al., 2004a

I-N

Aster yellows (IoWB)

AY265205

Lee et al., 2004a

I-O

Soybean purple stem (SPS)

AF268405

Lee et al., 2002

I-P

Aster yellows from Populus (PopAY) AF503568

Šeruga et al., 2003

I-Q

Cherry little leaf (ChLL)

Valiunas et al., 2006

-

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 11


I-R

Strawberry phylloid fruit

AY102275

(StrawbPhF)

Jomantiene et al.,
2002a

16SrII: Peanut WB
II-A

Peanut witches’ broom (PnWB)

L33765

Gundersen et al.,1994

II-B

‘Ca. P. aurantifolia’, witches’ broom

U15442

Zreik et al., 1995

X83432

Seemüller et al., 1998

(WBDL)
II-C

Faba bean phyllody (FBP)

II-D

Sweet potato little leaf (SPLL)

II-E

Pichris echioides phyllody (PEY)

Y16393

Seemüller et al., 1998

II-F

Cotton phyllody (CoP)

EF186827

Martini et al., 2007

AF533231

Liefting &

AJ289193

Gibb et al., 1995

16SrIII: X-disease
III-A

Western X-disease (WX)

Kirkpatrick, 2003
III-B

Clover yellow edge (CYE)

L33766 8

Gundersen et al.,1994

III-C

Pecan bunch (PB)

EF186807

Martini et al., 2007

III-D

Goldenrod yellows (GR1)

EF186810

Martini et al., 2007

III-E

Spiraea stunt (SP1)

AF190228

Jomantiene&Davis,
1999*

III-F

Milkweed yellows (MW1)

AF510724

Davis & Dally, 2002*

III-G

Walnut witches’ broom (WWB)

AF190226

Jomantiene & Davis,
1999*

III-H

Poinsettia branch-inducing (PoiBI)

AF190223

Jomantiene and
Davis, 1999

III-I

Virginia grapevine yellows (VGYIII)

AF060875

Davis et al., 1998

III-J

Chayote witches’ broom

AF147706

Montano et al., 2000

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 12


III-K

Strawberry leafy fruit (SLF)

AF1477067 Jomantiene & Davis,
2000

III-L

Cassava frog skin disease (CFSD)

EU346761

Alvarez et al., 2009

III-P

Dandelion virescence (DanV)

AF370119

Jomantiene & Davis,
2001

III-Q

Black raspberry witches’ broom

AF302841

Davis et al., 2001

III-T

Sweet and sour cherry (ChD)

FJ231728

Valiunas et al., 2009

III-U

Cirsium white leaf

AF373105

Jomantiene et al.,
2002b

16SrIV: Coconut lethal yellows
IV-A

Coconut lethal yellowing (LYJ-C8)

AF498307

Harrison et al., 2002

IV-B

Yucatan coconut lethal decline

U18753

Harrison et al., 1994

X80117

Harrison et al., 1994

(LDY)
IV-C

Tanzanian coconut lethal decline
(LDT)

16SrV: Elm yellows
V-A

‘Ca. P. ulmi’, elm yellows (EY)

AY197655

Lee et al., 2004b

V-B

‘Ca. P. ziziphi’, jujube witches’

AB052876

Jung et al., 2003a

broom, (JWB-G1)
V-C

Alder yellows (ALY882)

AY197642

Lee et al., 2004b

V-C

Flavescence dorée (FD-C)

X76560

Daire et al., 1992

V-D

Flavescence dorée (FD-D)

AJ548787

Torres et al., 2005

V-E

Rubus stunt (RuS)

Y16395

Seemüller et al., 1998

AY390261

Hiruki & Wang, 2004

16SrVI: Clover proliferation
VI-A

‘Ca. P. trifolii’, clover proliferation

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 13


VI-B

Strawberry multiplier disease

AF036354

(SMPD)
VI-C

Illinois elm yellows (ILEY)

Jomantiene et al.,
1998

AF268895

Jacobs et al., 2003

‘Ca. P. fraxini’, ash yellows (AshY)

AF092209

Griffiths et al., 1999

Erigeron witches’ broom

AY034608

Barros et al., 2002

AF086621

Ho et al., 2001

16SrVII: Ash yellows
VII-A

VII-B

16SrVIII: Loofah witches’ broom
VIII-A

Loofah witches’ broom (LufWB)

16SrIX: Pigeon pea witches’ broom
IX-A

Pigeon pea witches’-broom (PPWB)

AF248957

Davis & Dally, 2000

IX-C

Naxos periwinkle virescence

-

Duduk et al., 2008

AJ542541

Seemüller &

(NAXOS)
16SrX: Apple proliferation

X-A

‘Ca. P. mali’, apple proliferation(AP)

Schneider, 2004
X-B

‘Ca. P. prunorum’, European stone

AJ542544

fruit yellows (ESFY)
X-C

‘Ca. P. pyri’, pear decline (PD)

Seemüller &
Schneider, 2004

AJ542543

Seemüller &
Schneider, 2004

X-D

‘Ca. P. spartii’, spartium witches’

X92869

Marcone et al., 2004a

X76431

Seemüller et al., 1994

AB052873

Jung et al., 2003b

broom (SpaWB)
X-E

Black alder witches’ broom (BAWB)

16SrXI: Rice yellow dwarf
XI-A

‘Ca. P. oryzae’, rice yellow dwarf
(RYD)

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 14


XI-B

Sugarcane white leaf (SCWL)

X76432

Lee et al., 1997

XI-C

Leafhopper-borne (BVK)

X76429

Seemüller et al., 1994

16SrXII: Stolbur
XII-A

Stolbur (STOL)

X76427

Seemüller et al., 1994

XII-B

‘Ca. P. australiense’, Australian

L76865

Davis et al., 1997

AF248960

Dally et al., 2000

U96616

Jomantiene et al.,

grapevine yellows (AUSGY)
16SrXIII: Mexican periwinkle virescence
XIII-A

Mexican periwinkle virescence
(MPV)

XIII-B

Strawberry green petal, Florida

1998
16SrXIV: Bermudagrass white leaf
XIV-A

‘Ca. P. cynodontis’ bermudagrass

AJ550984

Marcone et al., 2004b

AF147708

Montano et al., 2001

AY725228

Arocha et al., 2005

AY725234

Arocha et al., 2005

DQ174122

Lee et al., 2006b

EF666051

Al-Saady et al., 2008

white leaf (BGWL)
16SrXV: Hibiscus witches’-broom
XV-A

‘Ca. P. brasiliense’, hibiscus witches’
broom (HibWB)

16SrXVI: Sugarcane yellow leaf syndrome
XVI-A

‘Ca. P. graminis’

16SrXVII: Papaya bunchy top
XVII-A

‘Ca. P. caricae’

16SrXVIII: American potato purple top wilt
XVIII-A ‘Ca. P. americanum’
16SrXIX: Cassia witches’-broom
XIX-A

‘Ca. P. omanense’

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 15