Nghiên cứu tính kháng và cơ chế kháng thuốc của cỏ lồng vực nước (echinochloa crus galli) đối với hoạt chất quinclorac tại đồng bằng sông cửu long tt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Chuyên ngành: Bảo vệ thực vật
Mã ngành: 9620112

LÊ DUY
NGHIÊN CỨU TÍNH KHÁNG VÀ CƠ CHẾ KHÁNG THUỐC
CỦA CỎ LỒNG VỰC NƯỚC (Echinochloa crus-galli (L.)
Beauv.) ĐỐI VỚI HOẠT CHẤT QUINCLORAC
TẠI ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

Cần Thơ, 2018


CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

Người hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Minh Chơn

Luận án được bảo vệ trước hội đồng chấm luận án tiến sĩ
cấp trường
Họp tại: Hội trường …….; Khoa………………..…….
……………………; Trường Đại học Cần Thơ.
Vào lúc ….. giờ ….. ngày ….. tháng ….. năm …..

Phản biện 1: ………………………………………………
Phản biện 2: ………………………………………………
Phản biện 3: : ………………………………………………

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:

Trung tâm Học liệu, Trường Đại học Cần Thơ.
Thư viện Quốc gia Việt Nam.


CÁC BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ

1. Duy Le, C. M. Nguyen, R. K. Mann, C. N. Yerkes and B. V.
N. Kumar. 2017. Genetic diversity and herbicide resistance of
15 Echinochloa crus-galli populations to quinclorac in
Mekong Delta of Vietnam and Arkansas of United States.
Journal of Plant Biotechnology, 44: 472-477.
2. Duy Le, C. M. Nguyen, R. K. Mann, B. V. N. Kumar and
M. Morell. 2018. Efficacy of Rinskor (florpyrauxifen-benzyl
ester) on Herbicide Resistant Barnyardgrass (Echinochloa
crus-galli) in Rice Fields of Mekong Delta, Vietnam. Journal
of Crop Science and Biotechnology, 21: 75-81.
3. Duy Le, C. M. Nguyen, B. V. N. Kumar and R. K. Mann.
2018. Weed management practices to control herbicideresistant Echinochloa crus galli in rice in Mekong Delta,
Vietnam. Research On Crops , 19: 20-27.


Chương 1: MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Cỏ lồng vực (Echinochloa crus-galli) được xem là một trong
những loài cỏ dại quan trọng nhất trên ruộng lúa, do là cây C4 nên cỏ
lồng vực có khả năng phát triển lấn át cây lúa trên ruộng. Ngoài ra cỏ
lồng vực nước (Echinochloa crus-galli) và cỏ lồng vực cạn
(Echinochloa colona) còn có khả năng “bắt chước” hình thái của cây
lúa ở giai đoạn đầu. Do đó, việc phân biệt và nhổ cỏ bằng tay ở giai
đoạn này trở nên khó khăn hơn. Sử dụng thuốc cỏ là một biện pháp

giúp kiểm soát cỏ lồng vực một cách hiệu quả, tuy nhiên, cỏ lồng vực
kháng thuốc đã trở thành vấn đề nghiêm trọng trên ruộng lúa. Cỏ lồng
vực có khả năng kháng với nhiều hoạt chất trừ cỏ trên thị trường.
Trong điều kiện hiện nay việc nghiên cứu sâu hơn về tính kháng thuốc
của cỏ lồng vực là cần thiết. Do đó, luận văn “Nghiên cứu tính kháng
và cơ chế kháng thuốc của cỏ lồng vực nước (Echinochloa crus-galli)
đối với hoạt chất quinclorac ở Đồng bằng Sông Cửu Long” đã được
thực hiện.
1.2 Mục tiêu của luận văn
(1) Đánh giá đa dạng hình thái và đa dạng di truyền của quẩn
thể cỏ lồng vực (Echinochloa spp.) ở Đồng bằng Sông Cửu Long
(ĐBSCL).
(2) Đánh giá tính kháng của cỏ lồng vực (Echinochloa spp.) với
bispyribac, penoxsulam và quinclorac trên ruộng lúa ở ĐBSCL.
(3) Giải thích cơ chế kháng quinclorac ở mức sinh hóa và mức
độ di truyền phân tử của cỏ lồng vực nước (Echinochloa crus-galli).
1.3 Các nghiên cứu của luận văn
(1) Khảo sát tập quán canh tác lúa và quản lý cỏ dại ở ruộng lúa
tại ĐBSCL.
(2) Đánh giá sự đa dạng của quần thể cỏ lồng vực (Echinochloa
spp.) ĐBSCL.
(3) Đánh giá mức độ kháng bispyribac-sodium, penoxsulam và
quinclorac của các mẫu cỏ lồng vực (Echinochloa spp.) bằng phương
pháp thử bằng dãy nồng độ của thuốc.

1


(4) Đánh giá hiệu quả của, hoạt chất trừ cỏ mới chuyên dùng
cho cỏ lồng vực (Echinochloa spp.) kháng thuốc để kiểm soát quần

thể cỏ lồng vực kháng thuốc.
(5) Dùng phân tích RAPD để đánh giá đa dạng gene của quần
thể cỏ lồng vực nước (Echinochloa crus-galli), sự tương quan giữa
các quần thể cỏ lồng vực nước (Echinochloa crus-galli) kháng
quinclorac và khoảng cách gene giữa các quần thể cỏ lồng vực nước
(Echinochloa crus-galli) ở ĐBSCL.
(6) Đo lường hoạt tính của enzyme β-cyanoalanine synthase
(CAS) trong mô lá cỏ lồng vực nước (Echinochloa crus-galli) để tìm
ra cơ chế kháng quinclorac ở mức sinh hóa của cỏ lồng vực nước.
1.4 Thời gian và địa điểm
Luận văn được tiến hành từ 2014 đến 2018.
Thí nghiệm 1; 2 và 3 được tiến hành tại khoa Nông nghiệp và
Sinh học ứng dụng, Đại học Cần Thơ; Nghiên cứu 4; 5 và 6 được tiến
hành tại Trung tâm nghiên cứu của Dow AgroSciences tại
Indianapolis, Indiana, Hoa Kỳ.
1.5 Tính mới của nghiên cứu
Các nghiên cứu trong luận văn đã xác nhận sự tồn tại của các
quần thể cỏ lồng vực (Echinochloa spp.) kháng thuốc cỏ ở ĐBSCL.
Nghiên cứu này còn đánh giá sự tương quan giữa tập quán quản
lý cỏ của nông dân và tính kháng thuốc của cỏ, và từ đó đưa ra được
giải pháp thực tiễn để quản lý cỏ hiệu quả.
Cơ chế kháng quinclorac của cỏ lồng vực được xác định và
phân tích sâu ở mức enzyme và di truyền phân tử, thông qua đo lường
mức hoạt động của enzyme giải độc quinclorac và mức độ biểu hiện
gene trên cỏ lồng vực. Kết quả này cung cấp thông tin quan trọng và
đặt nền móng cho những nghiên cứu sâu hơn và sự kháng thuốc ở cỏ
lồng vực.
1.6 Bố cục luận văn
Luận văn bao gồm 102 trang (21 bảng, 38 hình và 202 tài liệu
tham khảo). Trong đó, phần Giới thiệu: 3 trang, Tổng quan tài liệu: 33

trang; Phương tiện và Phương pháp: 18 trang; Kết quả và Thảo luận:
43 trang; Kết luận và đề nghị: 2 trang; Tài liệu tham khảo: 18 trang;
Phụ lục: 42 trang, bao gồm số liệu và hình ảnh.
2


CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Chi Echinochloa gồm hơn 250 loài và hầu hết đều là cỏ dại. Cỏ
lồng vực (Echinochloa spp.) là cây C4 đơn tử diệp, bắt nguồn từ châu
Âu và đã được phát hiện khắp thế giới. Hình thái của Echinochloa
spp. có mức đa dạng cao, trong nhiều trường hợp thường nhằm lẫn
các loài với nhau. Ruộng lúa ở châu Á có 3 loại cỏ lồng vực chủ yếu,
Echinochloa crus-galli, Echinocloa colona, và Echinochloa
glabrescens, các loài này đều được tìm thấy ở Việt Nam.
Thuốc cỏ bispyribac và penoxsulam là hai hoạt chất trừ cỏ
nhóm ức chế enzyme ALS phổ biến trên ruộng lúa, hai hoạt chất này
được sử dụng phổ biến để quản lý lồng vực ở Việt Nam. Quinclorac
là thuốc cỏ nhóm auxin tổng hợp, các thương phẩm chứa quinclorac
được sử dụng rộng để kiểm soát cỏ lồng vực trên ruộng lúa. Rinskor
là hoạt chất mới thuộc nhóm auxin tổng hợp, hoạt chất này chưa được
sử dụng để trừ cỏ ở Việt Nam từ thời điểm bắt đầu luận văn này vào
năm 2014.
Hạt cỏ từ 78 quần thể cỏ lồng vực được thu thập từ ruộng lúa ở
7 tỉnh ĐBSCL. Cây con được trồng từ các hạt thu thập được và sau đó
được xử lý bằng thuốc bispyribac, penoxsulam, quinclorac và rinskor
để xác định liều gây chết 90% quần thể (LD90) và mức độ kháng thuốc
của quần thể. Các nghiên cứu tiếp theo được thực hiện nhằm tìm hiểu
về độ đa dạng di truyền và cơ chế kháng thuốc quinclorac của cỏ, 15
quần thể được chọn để phân tích khoảng cách di truyền bằng phương
pháp RAPD. Hoạt động của CAS cũng được phân tích để xác định

hàm lượng enzyme trong mô lá của 5 quần thể cỏ khác nhau dưới tác
động của quinclorac. Ngoài ra mức thể hiện của mRNA của gene quy
định enzyme cyanoalanide synthase của 5 quần thể cỏ đã được phân
tích bằng phương pháp so sánh 2−ΔCt. Hoạt động của enzyme và mức
thể hiện của mRNA tương ứng trong 5 quần thể đã được đối chiếu để
tìm sự liên quan giữa hai yếu tố này trong mô cỏ sau khi xử lý thuốc.
Kết quả của nghiên cứu này cung cấp thêm kiến thức về cơ chế kháng
quinclorac của cỏ lồng vực.

3


CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP
3.1 Thí nghiệm 1. Khảo sát hoạt động canh tác lúa và kiểm soát
cỏ dại ở ĐBSCL, Việt Nam.
Mục tiêu của nghiên cứu: Điều tra tập quán của nông dân về
quản lý cỏ dại trên ruộng lúa ở ĐBCSL.
Hạt của cỏ lồng vực được thu từ 90 ruộng lúa. Sau khi kiểm tra
tỉ lệ nảy mầm trong nhà kính, 78 mẫu được chọn làm thí nghiệm.
Trong công đoạn thu hạt cỏ từ ruộng lúa, đồng thời phỏng tập quán
canh tác của nông dân, 9 câu hỏi sau được dùng trong khảo sát:
- Số vụ lúa canh tác trong năm
- Diện tích ruộng lúa (ha)
- Số lần phun thuốc cỏ mỗi vụ
- Điều kiện quản lý nước tưới
- Hiểu biết về các loại cỏ dại quan trọng trên ruộng lúa
- Những loại thuốc trừ cỏ quan trọng cho cỏ lồng vực.
- Chi phí quản lý cỏ dại cho 1 ha/vụ
- Chi phí phun thuốc cho 1 ha/vụ
- Chi phí nhổ cỏ 1 ha/vụ

Bộ câu hỏi trên được thiết kể để lấy được những thông tin quan
trọng về điều kiện tại ruộng lúa, tập quán quản lý cỏ của nông dân, bộ
câu hỏi trên được hỏi sau khi thu mẫu hạt cỏ trên từng ruộng.
Phân tích thống kê
Sau khi kiểm tra chéo, những thông tin không đủ tin cậy hoặc
không rõ ràng được loại bỏ khỏi bộ số liệu. Bộ số liệu sau cùng được
phân tích với trả lời từ 71 nông dân.
Dữ liệu được phân tích với giá trị trung bình được so sánh bằng
kiểm định Tukey-Kramer test ở mức α=0,05. Phân tích Phương sai
một chiều (Oneway ANOVA) với t-test ở mức P<0,05 được dùng để
phân tích tương quan giữa diện tích ruộng lúa và tập quán nhổ cỏ tay.
Phân tích thống kê bằng phần mềm JMP Pro 13 (SAS).

4


3.2 Thí nghiệm 2. Phân loại quần thể cỏ Echinochloa spp. bằng
đặc điểm hình thái
Mục tiêu nghiên cứu
Phân loại các quần thể Echinochloa spp. bằng các đặc điểm
phân loại đã được công bố trước đó. Mục tiêu của nghiên cứu này là
xây dựng cơ sở dữ liệu về sự đa dạng của các quần thể Echinochloa
spp. ở ĐBSCL trước khi tiến hành nghiên cứu về cơ chế kháng thuốc
của cỏ lồng vực (Echinochloa crus-galli).
Từng loài trong các mẫu cỏ lồng vực thu được được xác định
dựa vào khóa phân loại được đề xuất bởi Pignatty và Carretero – khóa
phân loại được kiểm chứng lại với các đánh giá dựa trên phân tích di
truyền bởi Tabacchi et al. (2006). Các đặc điểm hình thái sau được
ghi nhận: (1) Chiều cao cây: đo từ gốc cây đến lá trên cùng lúc 56
ngày sau nảy mầm; (2) Trọng lượng khô: sinh khối khô (phần trên mặt�c 2-Ct (Livak và Schmittgen, 2001) và giá

trị này được so sánh với nhóm đối chứng và nhóm được xử lý
quinclorac bằng phép kiểm định Student’s t-test (P<0,05).
Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1 Thí nghiệm 1. Tập quán sử dụng thuốc cỏ và quản lý cỏ dại
trên ruộng lúa tại ĐBSCL
4.1.1 Tập quán canh tác lúa
Số vụ lúa trung bình mỗi năm tại các địa phương trong nghiên
cứu là 2,7 vụ lúa mỗi năm, kích thước ruộng trung bình khoảng 1,5ha
mỗi ruộng. Số lần phun thuốc cỏ trung bình trong mỗi vụ khoảng 2,3
lần, đánh giá mức điểm trung bình về quản lý nước trong khu vực điều
tra khoảng 2,2 trên thang điểm 1-3, điều này cho thấy đa số các địa
phương đều có thể chủ động quản lý nước tốt.

12


Bảng 4.1: Tập quán canh tác lúa và quản lý cỏ dại tại ĐBSCL
Tỉnh
An Giang
Cần Thơ
Hậu Giang
Kiên Giang
Long An
Tiền Giang
Vĩnh Long
Trung bình
F
CV(%)

Mùa

vụ/năm
2,3c
2,5bc
2,7abc
3,0a
3,0a
3,0a
3,0a
2,7
*
14,5

Diện tích
(ha)
1,6bc
0,9c
1,1c
2,3ab
2,9a
1,3c
0,7c
1,5
*
46,4

Số lần phun
thuốc cỏ/vụ
2,2ab
2,2ab
2,5ab

2,5ab
2,7a
2,0b
2,1ab
2,3
*
25,4

Quản lý
nước*
2,5
1,9
2,2
2,2
2,1
2,8
2,2
2,2
ns
29,7

lơi, mặt bằng ruộng tốt và chủ động được quản lý nước trên ruộng, 2=trung
bình, mặt bằng ruộng tốt và chủ động được nước, nhưng đất không giữ nước tốt,
3=khó khăn, mặt bằng ruộng không bằng phẳng, khó quản lý nước trên ruộng; Các
giá trị trung bình mang các chữ cái bắt đầu giống nhau không khác biệt có ý nghĩa
thống kê ở mức P<0,05 (phép kiểm định Tukey-Kramer).
*1=thuận

4.1.2 Những loài cỏ quan trọng trên ruộng lúa tại ĐBSCL
Bảng 4.3 Phản hồi của nông dân về những loài cỏ khó quản lý bằng

thuốc cỏ và cần nhổ lại bằng tay trên ruộng lúa
Loài cỏ

Số phản hồi

Echinochloa spp.
Fimbristylis miliacea
Leptochloa chinensis
Cyperus spp.
Broadleaf weeds
Tổng cộng

26
12
12
7
4
71

Đánh giá mức độ
quan trọng (%)
42,6
19,7
19,7
11,5
6,6
100%

Cỏ lồng vực nước (Echinochloa crus-galli) là loài cỏ quan
trọng nhất trên ruộng lúa trong điều tra, vì cỏ lồng vực có khả năng

phát triển sinh khối lớn vượt trội so với các loài khác, ngoài ra cỏ lồng
vực còn cho thấy mức độ chống chịu cao đối với nhiều loại thuốc cỏ,
đặc biệt trong điều kiện khó quản lý nước trên ruộng, khi điều kiện
quản lý nước khó khăn sẽ giúp cỏ nảy mầm nhiều đợt và rất khó để
quản lý hiệu quả.
4.1.3 Quản lý cỏ sót và chi phí quản lý cỏ dại trên ruộng lúa tại
ĐBSCL

13


Chi phí trung bình để quản lý cỏ dại tại ĐBSCL khoảng
2.740.000 VND mỗi vụ (Bảng 4.5). Chi phí bao gồm 990.000 VND
cho thuốc cỏ và 1.750.000 VND cho nhổ cỏ bằng tay mỗi vụ, tương
ứng với 654.000 VND và 1.330.000 VND trên mỗi hecta.
Bảng 4.5 Chi phí quản lý cỏ dại trên ruộng lúa tại ĐBSCL
Địa
phương
AG
CT
HG
KG
LA
TG
VL
Avg
F
CV(%)

Chi

phí
quản
lý cỏ
2,75ab
2,05b
1,93b
2,99ab
4,11a
3,36ab
1,83b
2,74
*
16,5

Chi phí
trên
hecta
1,79ab
2,27ab
1,8b
1,34b
1,41b
2,94a
2,35ab
1,99
*
11,3

Chi phí
thuốc

cỏ mỗi
vụ
1,05abc
0,66bc
0,89abc
1,34ab
1,39a
1,06abc
0,51c
0,99
*
17,8

Chi phí
thuốc
cỏ/ha

Chi phí
nhổ cỏ
tay/vụ

Chi phí
nhổ cỏ
tay/ha

0,59ab
0,73ab
0,82a
0,59ab
0,48b

0,715ab
0,64ab
0,65
*
5,4

1,7
1,38
1,03
1,65
2,72
2,29
1,34
1,75
ns
9,6

1,20ab
1,53ab
0,98b
0,75b
0,93b
2,23a
1,71ab
1,33
*
9,2

AG: An Giang, CT: Cần Thơ, HG: Hậu Giang, KG: Kiên Giang, LA: Long An,
TG:Tiền Giang, VL: Vĩnh Long

Đơn vị trong bảng tương ứng với 1.000.000 VND; Các giá trị trung bình mang các
chữ cái bắt đầu giống nhau không khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức P<0,05 (phép
kiểm định Tukey-Kramer).

4.2 Thí nghiệm 2. Kiểu hình và phân phố của Echinochloa spp. tại
ĐBSCL
Đặc điểm kiểu hình của cây
Chiều cao trung bình của cây nhóm 2 là 13,6 cm, cây thuộc
nhóm 2 là nhóm có chiều cao lớn nhất trong cả 3 nhóm. Chiều cao của
nhóm 1 và nhóm 3 khoảng 107,4 cm và 113,6 cm. Cân nặng thân của
cây trong nhóm 2 cũng tương ứng với chiều cao cây, đây là nhóm có
cân nặng trung bình cao nhất trong 3 nhóm, ngoài ra nhóm 2 cũng trổ
bông chậm hơn so với 2 nhóm còn lại. Thời gian sinh trưởng của nhóm
2 vào khoảng 93,4 ngày, cao hơn so với nhóm 1 (80,9 ngày) và nhóm
3 (87,6 ngày). Số lóng trên thân của 3 nhóm không có sự khác biệt
đáng kể, số lóng trung bình của 3 nhóm cỏ vào khoảng 6,3-6,7 lóng ở
giai đoạn trưởng thành.

14


Bảng 4.6 Đặc điểm hình thái của cỏ lồng vực (Echinochloa spp.) được
thu thập tại ĐBSCL
N
Nhóm 1
Nhóm 2
Nhóm 3
F
CV (%)

41
25
12

Màu
gốc
Đỏ
Xanh
Xanh
-

PH
(cm)
107,4b
134,6a
113,6b
*
9,8

SDW
(g)
14,2b
20,9a
16,4b
*
14,9

PE
(ngày)
49,2b

53,1a
47,3b
*
11,6

GD
(ngày)
80,9b
93,4a
87,6ab
*
8,1

ND
(số)
6,3
6,7
6,7
ns
7,5

PH (Chiều cao cây); SDW (Trọng lượng khô của thân), PE (thời điểm trổ bông), GD
(thời gian sinh trưởng), ND (số lóng trên thân); Các giá trị trung bình mang các chữ
cái bắt đầu giống nhau không khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức P<0,05. (phép
kiểm định Tukey-Kramer).

4.3 Thí nghiệm 3. Tính kháng thuốc của cỏ lồng vực (Echinochloa
spp.) ở ĐBSCL
4.3.1 Tính kháng đơn và kháng đa của các quần thể cỏ lồng vực
(Echinochloa spp.) trong nghiên cứu

Cỏ lồng vực kháng thuốc đã được tìm thấy tại tất cả các địa
phương được nghiên cứu, các quần thể cỏ được kiểm tra cho thấy cỏ
có khả năng kháng với ít nhất một loại thuốc được thử nghiệm, phần
trăm quần thể kháng thuốc chiếm khoảng 33,3% đến 89,4% trên tổng
số mẫu thu được tại địa phương. Các quần thế có biểu hiện của kháng
chéo và kháng đa cũng được tìm thấy trong nghiên cứu.
Bảng 4.10 Phần trăm cỏ kháng thuốc đối với bispyribac, penoxsulam
và quinclorac ở các tỉnh thành
RR và RRR (%)

Bis
Pen
Quin
Bis-Pen
Bis-Quin
Pen-Quin
Bis-PenQuin
N
% số mẫu

An
Giang
0,0
16,6
33,3
16,6
16,6
16,6

Cần

Thơ
12,5
6,2
31,2
0,0
18,7
6,2

Hậu
Giang
5,8
17,6
11,7
35,2
5,8
17,6

Kiên
Giang
0,0
20,0
20,0
0,0
20,0
20,0

Long
An
14,2
14,3

14,3
0,0
28,5
0,0

Tiền
Giang
16,7
16,7
16,7
16,7
0,0
0,0

Vĩnh
Long
0,0
50,0
50,0
0,0
0,0
0,0

0,0

25,0

5,8

20,0

28,6

33,3

0,00

12
50

16
87,5

17
89,4

5
80

7
87,5

6
60

4
33,3

15

Diện tích ruộng (ha)

4.3.2 Tương quan giữa kích thước ruộng và tập quán nhổ cỏ tay
Kết quả nghiên cứu cho thấy kích thước ruộng có ảnh hưởng
đến tập quán nhổ cỏ tay trên ruộng lúa tại ĐBSCL (phương sai một
chiều t-test, P<0,05), nông dân sở hữu diện tích đồng ruộng lớn có xu
hướng nhổ cỏ ít hơn so với nông dân có ruộng nhỏ (Hình 4.7). Tổng
cộng 31/76 nông dân được phỏng vấn có diện tích cánh đồng >1,5 ha,
67,7% trong số đó không thực hiện nhổ cỏ tay sau khi phun thuốc cỏ,
chi phí cao cho việc nhổ cỏ tay trên diện tích lớn là nguyên nhân chính
cho sự khác biệt này.

Không

Có
Nhổ cỏ tay

Hình 4.7 Tương quan giữa kích thước ruộng và nhổ cỏ tay
4.3.3 Ảnh hưởng của nhổ cỏ tay lên mức độ kháng thuốc của cỏ
lồng vực (Echinochloa spp.) tại ĐBSCL
Những ruộng không có nhổ cỏ tay có cỏ kháng thuốc ở mức
cao hơn so với những ruộng có nhổ cỏ tay(Hình 4.8). Mức độ kháng
thuốc trung bình ở 15 ruộng không có nhổ tay là 4,8 so với mức 3,1
của những ruộng có nhổ cỏ tay sau khi phun thuốc.

16


Mức độ kháng thuốc

Không

Nhổ cỏ tay

Có

Hình 4.8 Ảnh hưởng của nhổ cỏ tay lên mức độ kháng thuốc cỏ của
cỏ trên ruộng
4.4 Thí nghiệm 4. Hiệu lực trừ cỏ lồng vực của thuốc rinskor tại
ĐBSCL
4.4.1 Hiệu lực của thuốc rinskor trên 3 nhóm cỏ lồng vực
(Echinochloa spp.) thu thập tại ĐBSCL
Bảng 4.13 Giá trị LD90 trung bình của quần thể cỏ lồng vực đối với
bispyribac, penoxsulam, quinclorac và rinskor
An Giang
Cần Thơ
Hậu Giang
Kiên Giang
Long An
Tiền Giang
Vĩnh Long
Trung bình
F
CV(%)

Bispyribac
23,3b
34,0ab
36,4a

40,3a
35,9a
27,2b
34,4ab
33,1
*
34,9

LD90 (g/ha)
Penoxsulam
Quinclorac
11,9
495ab
16,5
844a
16,7
545ab
14,7
384ab
16,1
593ab
13,0
341b
16,1
439ab
15,1
520,2
ns
*
38,8

93,2

Rinskor
19,3
15,6
17,9
17,8
18,8
16,4
15,1
17,1
ns
43,4

Các giá trị trung bình mang các chữ cái bắt đầu giống nhau không khác biệt có ý
nghĩa thống kê ở mức P<0,05 (phép kiểm định Tukey-Kramer).
*: khác biệt có ý nghĩa ở mức 5%, ns:khác biệt không có ý nghĩa thống kê
Liều khuyến cáo của các loại thuốc: bispyribac liều 25 g/ha; penoxsulam liều 12,5
g/ha; quinclorac liều 250 g/ha; rinskor liều 25 g/ha

17


Giá trị LD90 trung bình của rinskor trên các quần thể thu thập
được khoảng từ 15,1 đến 19,3 g/ha, giá trị này không có sự khác biệt
giữa các vùng khác nhau (Bảng 4.13).
4.4.2 Hiệu lực của bispyribac, penoxsulam và quinclorac trên các
quần thể cỏ lồng vực (E. crus-galli) mẫn cảm so với những quần
thể cỏ kháng thuốc
Hiệu lực của bispyribac, penoxsulam và quinclorac trên các

quần thể cỏ kháng thuốc đã bị giảm so với hiệu lực trên các quần thể
cỏ mẫm cảm. Liều khuyến cáo của 3 loại thuốc có thể phòng trừ 91,3100% quần thể mẫn cảm, tuy nhiên chỉ có thể phòng trừ được 40,753,3% quần thể cỏ kháng. Liều càng cao cho thấy phản ứng liều càng
thấp, hiệu lực trừ cỏ chỉ tăng 6% ở liều cao gấp 4 lần so với liều cao
gấp đôi liều khuyến cáo.
Bảng 4.15 Phần trăm cây chết của quần thể mẫn cảm (S) và quần thể
kháng (R) khi được xử lý bằng thuốc bispyribac, penoxsulam và
quinclorac
% cây chết ở các liều khác nhau
φ

Liều
Thuốc
Bispyribac-S
Penoxsulam-S
Quinclorac-S
Bispyribac-R
Penoxsulam-R
Quinclorac-R
F
CV(%)

0,25X

0,5X

1,0X

2,0X

4,0X

8,0X

20,3a 43,7b
27a 52,7ab
22,6a 64,3a
4,6b 10,3c
8,3b 17,0c
5,0b 18,7c

91,3a
97,3a
98,3a
51,7b
40,7b
53,3b

99,3a
99,0a
100a
74,3b
63,3b
81,3b

100
100
100
88,0
94,0
88,0

100
99,7
100
97,0
99,7
98,0

*

*

*

*

ns

ns

7,2

5,7

10,2

6,9

5,2

4,1

φ 0,25X=25%

liều khuyến cáo; 1X=liều khuyến cáo; 8,0X=800% của liều khuyến
cáo. Các giá trị trung bình mang các chữ cái bắt đầu giống nhau không khác biệt
có ý nghĩa thống kê ở mức P<0,05 (phép kiểm định Tukey-Kramer).
Liều khuyến cáo của các loại thuốc: bispyribac liều 25 g/ha; penoxsulam liều 12,5
g/ha; quinclorac liều 250 g/ha; rinskor liều 25 g/ha

18


4.4.3 Hiệu lực của rinskor trên các quần thể cỏ lồng vực đã xác
định mẫn cảm hoặc kháng bispyribac, penoxsulam và quinclorac
Hiệu lực của rinskor trên các quần thể cỏ mẫn cảm với
bispyribac, penoxsulam và quinclorac được trình bày trong Bảng 4.16.
Liều 1,0X của rinskor có thể diệt được 94,3% đến 100% quần thể cỏ,
không phân biệt tình trạng kháng hay mẫn cảm với các loại thuốc
khác. Không có khác biệt về hiệu lực trừ cỏ ở liều 1,0X đến 8,0X, điều
này cho thấy rằng rinskor ở liều khuyến cáo rất hiệu quả trên các quần
thể cỏ lồng vực được thu thập.
Bảng 4.16. Phần trăm cây chết của quần thể mẫn cảm (S) và quần thể
kháng (R) khi được xử lý bằng thuốc rinskor ở liều khác nhau
% cây chết ở các liều khác nhau
Liềuφ

0,25X

0,5X

1,0X

2,0X

4,0X

8,0X

Thuốc
Rinskor_Bispyribac-S
31,0a
Rinskor_Penoxsulam-S 26,3ab
Rinskor_Quinclorac-S 27,3ab
Rinskor_Bispyribac-R
33,0a
Rinskor_Penoxsulam-R 18,0b
Rinskor_Quinclorac-R
17,3b

84,0a
83,7a
84,3a
81,7a
70,0b
76,0b

100
98,0
96,3

95,7
94,3
98,3

100
100
100
100
100
100

100
100
100
99,3
100
100

100
100
100
100
100
100

*

*

ns

ns

ns

ns

11,4

8,4

8,1

0

4,4

0

F
CV(%)
φ 0,25X=25% liều

khuyến cáo; 1X=liều khuyến cáo; 8,0X=800% của liều khuyến cáo.
Các giá trị trung bình mang các chữ cái bắt đầu giống nhau không khác biệt có ý
nghĩa thống kê ở mức P<0,05 (phép kiểm định Tukey-Kramer). Liều khuyến cáo của
rinskor: 25 g/ha

4.5 Mức độ đa dạng di truyền của 15 quần thể cỏ lồng vực tại Việt
Nam và Hoa Kỳ được phân tích bằng phương pháp RAPD

Kết quả phân tích RAPD trên 15 quần thể cỏ lồng vực
Trong tổng số 40 đoạn mồi oligonucleotide được sử dụng, có 6
đoạn mồi sinh ra băng đa hình và kết quả ổn định giữa các quần thể.
Sáu đoạn mồi bao gồm OP-E01, OP-H02, OP-N07, OPH02, DAS04
và DAS08 (Bảng 4.17). Các đoạn mồi này tạo ra 55 băng với kích
thước từ 50 đến 1367bp; số băng đa hình trung bình trên mỗi đoạn
mồi là 7,7.
19


Bảng 4.17 Sáu đoạn mồi cho ra các băng đa hình trên 15 quần thể cỏ
lồng vực nước (Echinochloa crus-galli) *
STT

Tên

Trình tự
5’-3’

1
2
3
4
5
6
N

OP-E01
OP-H02
OP-N07

OP-K20
DAS04
DAS08

CCCAAGGTCC
TCGGACGTGA
CAGCCCAGAG
GTGTCGCGAG
TGAGGAGGAG
AACGTCTGCC

Số băng

Số băng đa
hình

% băng đa
hình

8
10
9
9
10
9
55

7
9
6

8
10
6
46

87,5 %
90,0 %
66,7 %
88,9 %
100 %
66,7 %
-

*Đoạn mồi 1-3 được trích dẫn trong nghiên cứu của Rutledge et al. (2000), đoạn mồi
4 được trích dẫn trong nghiên cứu của Kil-Ung et al. (1998), đoạn mồi 5-6 có trình
tự ngẫu nhiên

Cây phả hệ của 15 quần thể được chia thành 2 nhánh lớn
(cluster) với khoảng cách di truyền giữa 2 nhánh là 0,39 (Hình 4.11).
Nhánh 1 có 12 quần thể và nhánh 2 có 3 quần thể.

Khoảng cách di truyền

Hình 4.11 Cây phả hệ của 15 quần thể cỏ lồng vực nước
(Echinochloa crus-galli) ở Việt Nam (CT-10, KG-01, TG-03, HG06, HG-02, CT-08, HG-03, CT-04, VL-03, HG-01, CT-02, CT-01,
VL-01) và Hoa Kỳ (A-S, AR)
Cây phả hệ được xây dựng bởi phương pháp UPGMA (Unweighted pair group
method average) và khoảng cách di truyền được tính bởi công thức 1-SMC

20

-1 100 ug
-1 minuteug/phút)
(nmol
của CAS
động
Hoạt
CAS
activity
(nmol
HH
2S2S/s/100
1)

Kết quả lần nữa cho thấy mức độ đa dạng di truyền rất cao trong
quần thể cỏ tại ĐBSCL, rất khó để phân biệt các loài nếu chỉ dựa vào
kiểu hình, nhiều loài trong nhóm lồng vực đã bị nhầm lẫn với nhau.
Các phương pháp phân tích di truyền phân tử rất quan trọng trong việc
phân biệt và định danh loài cỏ lồng vực.
4.6 Cơ chế sinh hóa và di truyền phân tử của cỏ lồng vực kháng
quinclorac
4.6.1 Mức độ hoạt động của β-CAS trong 5 quần thể cỏ lồng vực
a
a

c d cd de
e

c d cd d

đối
1h chứng
control
sau 1 giờ

bc c c c

c

c
bc

b

b

a a

b
b

c

Oryza sativa
11hgiờ
sau
treated
xử lý

đối
3d chứng
control
sau 3 ngày

33dngày
sau
treated
xử lý

Hình 4.15 Hoạt động của enzyme CAS (nmol H2S/100ug/phút)
trong lá cỏ lồng vực nước sau khi xử lý quinclorac. Số liệu được
thu thập vào thời điểm 1h và 3 ngày sau xử lý
Số liệu được phân tích bằng Student’s t-test để so sánh giá trị trung bình của nhóm
được xử lý thuốc so với đối chứng trong từng quần thể (P<0,05) (n=4). Giá trị trung
bình được trình bày với giá trị + sai số chuẩn. Dấu * được sử dụng để chỉ khác biệt
có ý nghĩa.

Ở thời điểm 3 ngày sau khi xử lý thuốc cỏ cho thấy enzyme
giải độc trong 2 quần thể cỏ mẫn cảm Ech_01 và Ech_02 vào khoảng
1,1 và 2,5 nmol H2S/100 ug/phút, mức độ này tương ứng với mức tăng
34% và 18% so với đối chứng. Mặt khác, mức độ hoạt động của
enzyme trong 3 quần thể cỏ kháng thuốc đã tăng 45% và 74% so với
đối chứng, mức độ hoạt động của enzyme trong 2 quần thể cỏ kháng
thuốc cao nhất Ech_04 và Ech_05 lần lượt đạt 951% và 1873% cao
hơn so với quần thể cỏ mẫn cảm Ech_01, điều này cho thấy những
21


phun quinclorac

Đối chứng

phun quinclorac

Đối chứng

phun quinclorac

Đối chứng

phun quinclorac

Đối chứng

phun quinclorac

Đối chứng

phun quinclorac

Đối chứng

Mức độ thể hiện gene của CAS so với B-Actin

quần thể cỏ kháng đó có khả năng phân giải quinclorac cao hơn rất
nhiều so với các quần thể mẫn cảm.
4.6.2 Mức độ thể hiện của CAS trong lá cây sau khi xử lý
quinclorac
Thời điểm 1 giờ sau xử lý

Ở thời điểm một giờ sau xử lý quinlorac trên lá, hai quần thể
mẫn cảm với quinclorac (Ech_01 và Ech_02) cho mức độ thể hiện của
CAS giữa nhóm xử lý và không xử lý không có khác biệt (Hình 4.16).

Hình 4.16 Mức độ thể hiện của CAS cho thấy sụt giảm ở 1 giờ sau
khi xử lý quinclorac trên các quần thể kháng (R) Ech_03, Ech_04,
Ech_05 và Oryza sativa, tuy nhiên vẫn không thay đổi trong hai
quần thể mẫn cảm (S) Ech_01 và Ech_02
Số liệu được phân tích bằng Student’s t-test để so sánh giá trị trung bình của nhóm
được xử lý thuốc so với đối chứng trong từng quần thể (P<0,05) (n=4). Giá trị trung
bình được trình bày với giá trị + sai số chuẩn. Dấu * được sử dụng để chỉ khác biệt
có ý nghĩa.

Thời điểm 3 ngày sau xử lý
Ở thời điểm 3 ngày sau xử lý, mức độ thể hiện của CAS không
thay đổi giữa tất cả quần thể được xử lý và không xử lý, tuy nhiên
mức độ hoạt động của enzyme CAS trong các quần thể được xử lý
thuốc thì lại tăng cao hơn so với đối chứng. Dựa trên điểm này có thể
giả thuyết rằng các quần thể mẫn cảm phản ứng chậm hơn trong việc

22


phun quinclorac

Đối chứng

phun quinclorac

Đối chứng

phun quinclorac

Đối chứng

phun quinclorac

Đối chứng

phun quinclorac

Đối chứng

phun quinclorac

Đối chứng

Mức độ thể hiện gene của CAS so với B-Actin

sản sinh enzyme giải độc so với các quần thể kháng, việc phản ứng
chậm hơn sau khi bị xử lý thuốc có thể làm giảm khả năng giải độc
của cỏ sau khi bị xử lý thuốc.

Hình 4.17 Ở 3 ngày sau khi xử lý quinclorac, mức độ thể hiện của
CAS trong các quần thể cho thấy không có sự khác biệt giữa các
quần thể được xử lý thuốc và đối chứng
Số liệu được phân tích bằng Student’s t-test để so sánh giá trị trung bình của nhóm
được xử lý thuốc so với đối chứng trong từng quần thể (P<0,05) (n=4). Giá trị trung
bình được trình bày với giá trị + sai số chuẩn. Dấu * được sử dụng để chỉ khác biệt
có ý nghĩa. Mẫu RNA của Ech_02 đã không đạt chất lượng cho phân tích nên không

được trình bày

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
5.1 Kết luận
Dựa trên các kết quả của những nghiên cứu trong luận văn, 3
loài cỏ lồng vực khác nhau ở ĐBSCL đã được phân loại, 3 loài bao
gồm Echinochloa crus-galli (nhóm 1), Echinochloa oryzoides (nhóm
2) và Echinochloa erecta (nhóm 3). Các loài được phân bố ngẫu nhiên
tại các địa phương được điều tra, loài Echinochloa crus-galli là loài
phổ biến nhất với khoảng 52,5% quần thể, hai loài còn lại bao gồm

23


Echinochloa oryzoides và Echinochloa erecta chiếm khoảng 32,2%
và 15,3% quần thể.
Sáu đoạn mồi (OP-E01, OP-H02, OP-N07, OPH02, DAS04 và
DAS08) có khả năng sinh ra các băng đa hình và cho kết quả ổn định
giữa các quần thể được chọn. Sáu đoạn mồi sinh ra tổng cộng 55 băng,
các băng có kích thước từ 50 đến 1367bp, khoảng cách di truyền giữa
15 quần thể Echinochloa spp. được phân tích là 0,09 đến 0,39. Kết
quả trong phân tích RAPD cho thấy quần thể cỏ lồng vực ở ĐBSCL
rất đa dạng và nhiều loài bị nhầm lẫn với cỏ lồng vực nước
(Echinochloa crus-galli).
Các quần thể cỏ lồng vực kháng thuốc bispyribac, penoxsulam
và quinclorac đã được tìm thấy tại ĐBSCL, và cỏ kháng thuốc được
phát hiện tại tất cả 7 tỉnh trong nghiên cứu. Tổng cộng 67/78 mẫu cỏ
kháng với ít nhất một loại thuốc cỏ, chỉ có 11 mẫu cỏ cho thấy mẫn
cảm với các các thuốc đơn. Tổng cộng 23% cỏ kháng là kháng chéo
giữa bispyribac và penoxsulam. Trong đó 8 mẫu được xác định là đa

kháng thuốc với bispyribac và quinclorac, còn lại 10 mẫu cỏ là đa
kháng thuốc với cả 3 hoạt chất.
Thuốc trừ cỏ mới rinskor cho thấy hiệu lực trừ cỏ hiệu quả trên
các quần thể được thử nghiệm, không có sự khác biệt về hiệu lực trừ
cỏ của rinskor ở liều khuyến cáo (25 g/ha) trên các quần cỏ mẫn cảm
và cỏ kháng (P<0,05), liều khuyến cáo của rinskor có thể phòng trừ
94,3% đến 100% quần thể cỏ.
Thuốc quinclorac có thể tác động lên mức độ hoạt động thể hiện
và hoạt động giải độc của enzyme CAS trong lá cỏ. Dựa trên các kết
quả nghiên cứu có thể kết luận rằng quần thể cỏ kháng thuốc có khả
năng tận dụng tốc độ thể hiện rất nhanh của CAS (trong vòng 1h sau
khi xử lý thuốc) để đẩy mạnh mức độ sản xuất enzyme giải độc CAS.
Các quần thể cỏ mẫn cảm cho thấy không có sự thay đổi trong tốc độ
thể hiện và tổng hợp enzyme CAS ở 1 giờ sau xử lý và điều này vẫn
không có chuyển biến đến thời điểm 3 ngày sau khi xử lý thuốc. Để
giải thích cho cơ chế kháng thuốc của cỏ dựa trên các kết quả phân
tích trong nghiên cứu, giả thuyết về cơ chế là dựa trên tốc độ và khả
năng phản ứng với quinclorac sau khi tiếp xúc của cỏ, theo đó cỏ
kháng thuốc sau khi tiếp xúc với quinclorac sẽ có khả năng tổng hợp
enzyme giải độc nhanh và nhiều hơn so với cỏ mẫn cảm.

24


5.2 Đề nghị
Tiếp tục nghiên cứu về phân loại cỏ lồng vực Echinochloa spp.
tại ĐBSCL, cần sử dụng các phương pháp phân tích di truyền phân tử
hiện đại để xây dựng cơ sở dữ liệu về di truyền của cỏ cho những
nghiên cứu tiếp theo.
Sử dụng các kết quả trong luận văn để mở rộng nghiên cứu cho

các mẫu cỏ được thu thập trong khu vực rộng hơn, có thể tập trung
nghiên cứu tại các vùng trồng lúa chính của ĐBSCL và Đồng bằng
sông Hồng, kết quả có thể được sử dụng để xây dựng cơ sở dữ liệu về
nghiên cứu và quản lý cỏ lồng vực kháng thuốc ở nước ta.

25