Luận án tiến sĩ sinh học tuyến trùng ký sinh gây hại trên cà rốt ở việt nam và thử nghiệm biện pháp sinh học trong phòng trừ chúng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (6.9 MB, 195 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
NGUYỄN THỊ DUYÊN
TUYẾN TRÙNG KÝ SINH GÂY HẠI TRÊN CÀ RỐT
Ở VIỆT NAM VÀ THỬ NGHIỆM BIỆN PHÁP
SINH HỌC TRONG PHÒNG TRỪ CHÚNG
Chuyên ngành: Tuyến trùng học
Mã số: Thí điểm
LUẬN ÁN TIẾN SỸ SINH HỌC
Hà Nội – 2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
NGUYỄN THỊ DUYÊN
TUYẾN TRÙNG KÝ SINH GÂY HẠI TRÊN CÀ RỐT Ở VIỆT NAM
VÀ THỬ NGHIỆM BIỆN PHÁP SINH HỌC TRONG
PHÒNG TRỪ CHÚNG
Chuyên ngành: Tuyến trùng học
Mã số: Thí điểm
LUẬN ÁN TIẾN SỸ SINH HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS. TS. Nguyễn Ngọc Châu
2. TS. Trịnh Quang Pháp
Hà Nội – 2018
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận án “TUYẾN TRÙNG KÝ SINH GÂY HẠI TRÊN
CÀ RỐT Ở VIỆT NAM VÀ THỬ NGHIỆM BIỆN PHÁP SINH HỌC TRONG
PHÒNG TRỪ CHÚNG” là cơng trình nghiên cứu do bản thân tơi thực hiện. Các
trích dẫn tham khảo trong Luận án theo các nguồn công bố đầy đủ, rõ ràng. Số liệu,
kết quả nêu trong Luận án là trung thực và chưa từng công bố hoặc đã công bố
trong các bài báo khoa học mà tác giả là tác giả hoặc đồng tác giả.
Tác giả luận án
NCS. Nguyễn Thị Duyên
ii
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận án này trước tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn đặc biệt tới
PGS.TS. Nguyễn Ngọc Châu và TS. Trịnh Quang Pháp đã tận tình hướng dẫn và
giúp đỡ tôi trong suốt thời gian tôi thực hiện và hồn thành luận án.
Tơi xin gửi lời cảm ơn TS. Vũ Thị Thanh Tâm, TS. Nguyễn Thị Ánh Dương,
ThS. Lê Thị Mai Linh, ThS. Nguyễn Hữu Tiền - Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh
vật, PGS.TS. Nguyễn Phương Nhuệ - Viện Công nghệ sinh học và TS. Phạm Thị
Hòa - Chi cục Bảo vệ thực vật tỉnh Lâm Đồng đã hỗ trợ tơi trong q trình hồn
thiện luận án.
Tôi xin trân trọng cảm ơn ban lãnh đạo Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh
vật, phòng Tuyến trùng học, phòng Hệ thống học phân tử và Di truyền bảo tồn, Học
viện Khoa học và Công nghệ cùng các đồng nghiệp, thầy cô trong Viện Sinh thái và
Tài nguyên Sinh vật đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi học tập, nghiên cứu và hồn
thành luận án.
Xin tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè đã động viên giúp đỡ tơi
trong q trình thực hiện luận án.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Viện sinh thái và Tài nguyên sinh vật (IEBR)
trong đề tài mã số: IEBR.ĐT/04/16-17 và Quỹ Phát triển khoa học và công nghệ
Quốc gia trong đề tài mã số: 106.12-2012.84 đã hỗ trợ kinh phí để tơi thực hiện các
nội dung nghiên cứu
Một lần nữa, tôi xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, Ngày 8 tháng 1 năm 2019
Nghiên cứu sinh
Nguyễn Thị Duyên
iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN....................................................................................................................... ii
DANH MỤC BẢNG............................................................................................................ vi
DANH MỤC HÌNH ..........................................................................................................viii
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN ................................................................................................ 7
1.1.Cây cà rốt .................................................................................................................... 7
1.1.1. Nguồn gốc, phân loại, giá trị và đặc điểm sinh trưởng phát triển ................... 7
1.1.2. Tình hình sản xuất cà rốt trên thế giới ............................................................... 8
1.1.3. Tình hình sản xuất cà rốt ở Việt Nam ................................................................ 8
1.2. Tình hình nghiên cứu tuyến trùng ký sinh gây hại cà rốt trên thế giới ............... 9
1.2.1. Các nhóm tuyến trùng ký sinh quan trọng trên cà rốt ....................................... 9
1.2.2. Phân loại hình thái và phân tử tuyến trùng thực vật ...................................... 13
1.2.3. Khả năng phòng trừ sinh học tuyến trùng thực vật bằng nấm đối kháng...... 17
1.3. Tình hình nghiên cứu tuyến trùng thực vật ở Việt Nam ..................................... 22
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......... 26
2.1. Đối tượng, địa điểm và thời gian nghiên cứu ....................................................... 26
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu ....................................................................................... 26
2.1.2. Vật liệu nghiên cứu ........................................................................................... 26
2.1.3. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ..................................................................... 26
2.2. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................... 27
2.2.1. Phương pháp điều tra, thu mẫu tuyến trùng .................................................... 27
2.2.2. Phương pháp tách lọc tuyến trùng từ đất và mô thực vật................................ 27
2.2.3. Phương pháp nhân nuôi tuyến trùng Meloidogyne spp. và Pratylenchus spp. ... 28
2.2.4. Phương pháp xử lý, làm trong và làm tiêu bản tuyến trùng............................ 29
2.2.5. Phương pháp chuẩn bị mẫu chụp ảnh KHV điện tử quét ............................... 30
2.2.6. Các chỉ số đo hình thái trong phân loại tuyến trùng ....................................... 30
2.2.7. Phương pháp phân tích phân tử tuyến trùng ................................................... 32
2.2.8. Phương pháp thử nghiệm đánh giá hiệu lực phòng trừ tuyến trùng của nấm
...................................................................................................................................... 33
2.2.9. Phân tích số liệu ................................................................................................ 34
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ......................................... 35
3.1. Thành phần loài tuyến trùng ký sinh trên cà rốt ở Việt Nam ............................ 35
iv
3.2. Đặc điểm hình thái và phân tử của các loài tuyến trùng ký sinh trên cà rốt .... 39
3.2.1. Giống Tylenchorhynchus Cobb, 1913.............................................................. 39
3.2.2. Giống Helicotylenchus Steiner, 1945 ............................................................... 47
3.2.3. Giống Hoplolaimus Von Daday, 1905 ............................................................. 53
3.2.4. Giống Rotylenchulus Linford & Oliveira, 1940 ............................................. 56
3.2.5. Giống Hemicriconemoides Chitwood & Birchfield, 1957 .............................. 61
3.2.6. Giống Mesocriconema Andrássy, 1965 ........................................................... 66
3.2.7. Giống Hemicaloosia Ray & Das, 1978............................................................. 70
3.2.8. Giống Xiphinema Cobb, 1913 .......................................................................... 74
3.2.9. Giống Meloidogyne Goeldi, 1892 ..................................................................... 76
3.2.10. Giống Pratylenchus Filipjev, 1936 ................................................................. 94
3.3. Các nhóm tuyến trùng kí sinh quan trọng trên cà rốt ở Việt Nam .................. 131
3.3.1. Phương thức gây hại của tuyến trùng ký sinh trên cà rốt ............................. 131
3.3.2. Triệu chứng gây hại ........................................................................................ 132
3.3.3. Mật độ và tần suất xuất hiện của các giống tuyến trùng kí sinh trên cà
rốt................................................................................................................................... 136
3.4. Ảnh hưởng của 2 loài nấm đối kháng đến tuyến trùng M. incognita và
P. penetrans .................................................................................................................. 143
3.4.1. Ảnh hưởng của dịch bào tử nấm Paecilomyces sp. đến tuyến trùng
M. incognita và P. penetrans .................................................................................... 143
3.4.2. Ảnh hưởng của dịch nhân nuôi nấm L. squarrosulus đến tuyến trùng
M. incognita và P. penetrans .................................................................................... 148
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................. 154
4.1. Kết luận .................................................................................................................. 154
4.2. Kiến nghị ................................................................................................................ 155
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 156
PHỤ LỤC.......................................................................................................................... 180
PHỤ LỤC I: ...................................................................................................................... 180
PHỤ LỤC II. .................................................................................................................... 181
PHỤ LỤC III. ................................................................................................................... 182
v
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
CDA:
Phân tích thống kê dựa trên phân tích khác biệt chuẩn (Canonical
Discriminant Analysis)
CT:
Cơng thức
DNA:
Axit đê ơxi ribonucleic
ĐC:
Đối chứng
IEBR:
Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật
KHV:
Kính hiển vi
ML:
Maximum Likelihood
PL:
Phụ lục
SEM:
Hiển vi điện tử quét
vi
DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1. Thành phần loài tuyến trùng ký sinh trên cà rốt ở các vùng điều tra ........ 35
Bảng 3.2. Số đo con cái loài T. annulatus ký sinh ở cà rốt so với các quần thể khác
...................................................................................................................................... 41
Bảng 3.3. Số đo con cái loài T. mashhoodi ký sinh ở cà rốt so với các quần thể khác
...................................................................................................................................... 44
Bảng 3.4. Số đo con cái loài H. dihystera ký sinh ở cà rốt so với các quần thể khác
...................................................................................................................................... 48
Bảng 3.5. Số đo con cái loài H. indicus ký sinh ở cà rốt so với các quần thể khác .. 51
Bảng 3.6. Số đo con cái loài H. chambus ký sinh ở cà rốt so với các quần thể khác 54
Bảng 3.7. Số đo con cái chưa trưởng thành loài R. reniformis ký sinh ở cà rốt so với
các quần thể khác ....................................................................................................... 57
Bảng 3.8. Số đo con đực chưa trưởng thành loài R. reniformis ký sinh ở cà rốt so
với các quần thể khác ................................................................................................ 58
Bảng 3.9. Số đo con cái loài H. strictathecatus ký sinh ở cà rốt so với các quần thể
khác ............................................................................................................................. 62
Bảng 3.10. Số đo con cái loài M. sphaerocephalum ký sinh ở cà rốt so với các quần
thể khác ....................................................................................................................... 67
Bảng 3.11: Số đo con cái loài Hemicaloosia sp. ký sinh ở cà rốt ............................... 71
Bảng 3.12. Số đo con cái loài X. brevicolle ký sinh ở cà rốt so với các quần thể khác
...................................................................................................................................... 75
Bảng 3.13. Số đo ấu trùng loài M. incognita ký sinh ở cà rốt so với các quần thể
khác .............................................................................................................................. 78
Bảng 3.14. Số đo con đực loài M. incognita ký sinh ở cà rốt so với các quần thể
khác ............................................................................................................................. 79
Bảng 3.15. Số đo con cái loài M. incognita ký sinh ở cà rốt so với các quần thể khác
...................................................................................................................................... 81
Bảng 3.16. Số đo loài M. arenaria ký sinh ở cà rốt so với các quần thể khác ......... 86
Bảng 3.17. Số đo loài M. graminicola ký sinh ở cà rốt so với các quần thể khác ... 90
Bảng 3.18. Số đo loài P. coffeae ký sinh ở cà rốt so với các quần thể khác .............. 96
Bảng 3.19. Số đo loài P. penetrans ký sinh ở cà rốt so với các quần thể khác ...... 102
vii
Bảng 3.20. Số đo con cái loài P. thornei ký sinh ở cà rốt so với các quần thể khác
.................................................................................................................................... 105
Bảng 3.21. Số đo loài P. zeae ký sinh ở cà rốt so với các quần thể khác ................ 108
Bảng 3.22. Số đo loài P. haiduongensis ký sinh trên cà rốt....................................... 112
Bảng 3.23. Số đo con cái loài Pratylenchus sp. 1 ký sinh ở cà rốt .......................... 116
Bảng 3.24. Số đo con đực loài Pratylenchus sp. 1 ký sinh ở cà rốt ......................... 111
Bảng 3.25. Số đo loài Pratylenchus sp. 2 ký sinh ở cà rốt ........................................ 122
Bảng 3.26. Các chỉ số hình thái lượng sử dụng trong phân tích thống kê dựa trên
phân tích khác biệt chuẩn ....................................................................................... 126
Bảng 3.27. Tỷ lệ cà rốt bị các dấu hiệu gây hại do tuyến trùng ................................ 134
Bảng 3.28. Mật độ và tần suất xuất hiện (%) của các giống tuyến trùng ký sinh trên
cà rốt ở các vùng điều tra ........................................................................................ 137
Bảng 3.29. Ảnh hưởng của nấm Paecilomyces sp.đến tỷ lệ (%) nở trứng tuyến trùng
M. incognita ............................................................................................................ 144
Bảng 3.30. Tỷ lệ (%) ấu trùng M. incognita chết do nấm Paecilomyces sp. .................... 145
Bảng 3.31. Tỷ lệ (%) tuyến trùng P. penetrans chết do nấm Paecilomyces sp. ...... 146
Bảng 3.32. Ảnh hưởng của nấm L. squarrosulus đến tỷ lệ (%) nở trứng tuyến trùng
M. incognita. ............................................................................................................. 149
Bảng 3.33. Tỷ lệ (%) ấu trùng M. incognita chết do nấm L. squarrosulus ........... 150
Bảng 3.34. Tỷ lệ (%) tuyến trùng P. penetrans chết do nấm L. squarrosulus ....... 151
viii
DANH MỤC HÌNH
Hình 3.1. Ảnh chụp KHV con cái lồi T. annulatus ký sinh ở cà rốt ......................... 42
Hình 3.2. Ảnh chụp KHV loài T. mashhoodi ký sinh ở cà rốt .................................... 45
Hình 3.3. Đặc điểm sai khác giữa 2 loài T. annulatus và T. mashhoodi ký sinh ở cà rốt
. ..................................................................................................................................... 46
Hình 3.4. Ảnh chụp KHV con cái lồi H. dihystera ký sinh ở cà rốt ......................... 49
Hình 3.5. Ảnh chụp KHV con cái loài H. indicus ký sinh ở cà rốt ............................. 52
Hình 3.6. Đặc điểm sai khác của 2 loài H. dihystera và H. indicus ký sinh ở cà rốt 53
Hình 3.7. Ảnh chụp KHV con cái lồi H. chambus ký sinh ở cà rốt .......................... 55
Hình 3.8. Ảnh chụp KHV con trưởng thành non loài R. reniformis ký sinh ở cà rốt.
...................................................................................................................................... 60
Hình 3.9. Ảnh chụp KHV con cái loài H. strictathecatus ký sinh ở cà rốt. .............. 63
Hình 3.10. Cây phát sinh chủng loại dạng ML(mơ hình TN93+G) dựa trên vùng gen
D2D3 của các lồi Hemicriconemoides spp. . ........................................................ 65
Hình 3.11. Ảnh chụp KHV con cái loài M. sphaerocephalum ký sinh ở cà rốt. ....... 68
Hình 3.12. Cây phát sinh chủng loại dạng ML (mơ hình TN93+G) dựa trên vùng
gen D2D3 của các lồi Mesocriconema spp. ......................................................... 70
Hình 3.13: Ảnh chụp KHV con cái lồi Hemicaloosia sp. ký sinh ở cà rốt .............. 73
Hình 3.14. Ảnh chụp KHV con cái loài X. brevicolle ký sinh ở cà rốt ...................... 76
Hình 3.15. Ảnh chụp KHV lồi M. incognita ký sinh ở cà rốt .................................... 83
Hình 3.16. Ảnh chụp KHV loài M. arenaria ký sinh ở cà rốt ..................................... 88
Hình 3.17. Ảnh chụp KHV lồi M. graminicola ký sinh ở cà rốt ............................... 91
Hình 3.18. Đặc điểm sai khác của ba loài tuyến trùng Meloidogyne spp. ký sinh trên
cà rốt. ......................................................................................................................... 92
Hình 3.19. Cây phát sinh chủng loại dạng ML (mơ hình HKY+G) dựa trên vùng gen
D2D3 của các lồi Meloidogyne spp. . .................................................................... 94
Hình 3.20. Ảnh chụp KHV loài P. coffeae ký sinh ở cà rốt......................................... 98
Hình 3.21. Đa dạng cấu trúc đi con cái lồi P. coffeae ký sinh ở cà rốt ................ 99
Hình 3.22. Ảnh chụp KHV loài P. penetrans ký sinh ở cà rốt .................................. 104
Hình 3.23. Ảnh chụp KHV con cái lồi P. thornei ký sinh ở cà rốt ......................... 106
Hình 3.24. Ảnh chụp KHV con cái loài P. zeae ký sinh ở cà rốt .............................. 110
ix
Hình 3.25. Ảnh chụp KHV con cái lồi P. haiduongensis ký sinh ở cà rốt............. 113
Hình 3.26. Ảnh chụp KHV điện tử quét (SEM) con cái loài P. haiduongensis ký
sinh ở cà rốt. .............................................................................................................. 114
Hình 3.27. Ảnh chụp KHV lồi Pratylenchus sp. 1 ký sinh ở cà rốt ....................... 119
Hình 3.28. Các dạng đi con cái lồi Pratylenchus sp. 1 ký sinh ở cà rốt............. 119
Hình 3.29. Ảnh chụp KHV điện tử quét (SEM) con trưởng thành loài Pratylenchus
sp. 1 ký sinh trên cà rốt. .......................................................................................... 120
Hình 3.30. Ảnh chụp kính hiển vi điện tử qt (SEM) vùng mơi con cái lồi
Pratylenchus sp1 và lồi P. penetrans................................................................... 121
Hình 3.31. Ảnh chụp KHV loài Pratylenchus sp. 2 ký sinh ở cà rốt. ....................... 123
Hình 3.32. Ảnh chụp KHV điện tử quét (SEM) con trưởng thành loài Pratylenchus sp. 2
ký sinh ở cà rốt. . ...................................................................................................... 124
Hình 3.33. Ảnh chụp KHV điện tử qt (SEM) vùng mơi con cái lồi Pratylenchus
sp. 2 và P. penetrans ................................................................................................ 125
Hình 3.34. Ảnh chụp KHV điện tử qt (SEM) vùng mơi con cái lồi Pratylenchus
sp. 2 và Pratylenchus sp. 1 ...................................................................................... 125
Hình 3.35. CDA các quần thể con cái tuyến trùng Pratylenchus spp. ký sinh trên cà
rốt . ............................................................................................................................. 127
Hình 3.36. CDA các quần thể con đực tuyến trùng Pratylenchus spp. ký sinh trên cà
rốt .............................................................................................................................. 127
Hình 3.37. Cây phát sinh chủng loại dạng ML (mơ hình K2+I) dựa trên vùng gen
D2D3 của các lồi Pratylenchus spp. . .................................................................. 130
Hình 3.38. Triệu chứng bệnh trên củ cà rốt ................................................................. 133
Hình 3.39. Tuyến trùng Meloidogyne spp. trong rễ cà rốt ........................................ 136
Hình 3.40. Đồ thị tần suất bắt gặp các giống tuyến trùng ký sinh trên cà rốt ở Hà Nội
.................................................................................................................................... 138
Hình 3.41. Đồ thị tần suất bắt gặp các giống tuyến trùng ký sinh trên cà rốt ở Hải Dương
.................................................................................................................................... 138
Hình 3.42. Đồ thị tần suất bắt gặp các giống tuyến trùng ký sinh trên cà rốt ở Hưng Yên
.................................................................................................................................... 139
Hình 3.43. Đồ thị tần suất bắt gặp các giống tuyến trùng ký sinh trên cà rốt ở Lâm Đồng
.................................................................................................................................... 140
x
Hình 3.44. Ảnh chụp KHV trứng tuyến trùng M. incognita bị nấm Paecilomyces sp.
ký sinh........................................................................................................................ 144
Hình 3.45. Ảnh chụp KHV ấu trùng M. incognita chết do nấm Paecilomyces sp. ký
sinh ............................................................................................................................. 146
Hình 3.46. Ảnh chụp KHV tuyến trùng P. penetrans bị nấm Paecilomyces sp. ký
sinh ............................................................................................................................. 147
Hình 3.47. Ảnh chụp KHV trứng của tuyến trùng M. incognita chết do nấm
L. squarrosulus ......................................................................................................... 149
Hình 3.48. Ảnh chụp KHV ấu trùng M. incognita chết do nấm L. squarrosulus ... 151
Hình 3.49. Ảnh chụp KHV tuyến trùng P. penetrans chết do nấm L. squarrosulus
......................................................................................................................... 152
1
MỞ ĐẦU
Rau, củ, quả nói chung là thực phẩm quan trọng không thể thiếu được trong
chế độ ăn hàng ngày của con người. Chúng cung cấp không chỉ chất xơ, mà cịn
cung cấp các vi chất dinh dưỡng như khống chất, vitamin và các hợp chất chống
oxy hóa như carotenoid, polyphenols [1]. Trong rất nhiều loại rau đang được trồng
hiện này thì cà rốt (Daucus carota L. Him) là một trong những loại rau ăn củ được
trồng và tiêu thụ rộng rãi nhất trên tồn thế giới nhờ có giá trị dinh dưỡng và giá trị
dược lý cao [2, 3].
Củ cà rốt có chứa hàm lượng các chất dinh dưỡng cao như các vitamin: B1,
B2, B6, B12, C, nguồn carbonhydrat và các khoáng chất như Ca, P, Fe và Mg [4, 5].
Thêm vào đó, cà rốt cịn được sử dụng nhiều vì được biết đến như nguồn cung cấp
carotene (α-carotene, β carotene) cao nhất trong các loại thực phẩm của con người
[6, 7]. Ngoài giá trị dinh dưỡng cao, dược lý của cà rốt đã được chứng minh trong
việc ngăn ngừa một số bệnh như ung thư, béo phì, tiểu đường, tim, thận, gan [2, 8].
Ở Việt Nam, cà rốt được trồng ở nhiều vùng trên cả nước, trong đó ở Lâm
Đồng và Hải Dương là 2 tỉnh có diện tích trồng tập trung lớn nhất. Khơng chỉ có giá
trị dinh dưỡng cao mà cà rốt còn là cây trồng đem lại giá trị kinh tế lớn trong sản
xuất nông nghiệp. Nguồn thu nhập từ cà rốt đã giúp đời sống của người dân ở các
vùng trồng cà rốt đã được cải thiện đáng kể. Tuy nhiên, cùng với sự gia tăng về diện
tích, các vùng trồng chuyên canh cà rốt đã xuất hiện các hiện tượng như: củ bị sần
sùi, củ chia nhánh, củ ngắn, củ bị thối làm giảm năng suất và chất lượng củ, thậm
chí khơng cho thu hoạch khiến diện tích gieo trồng, sản lượng và chất lượng của cà
rốt bị giảm sút. Theo khảo sát năm 2014, của V.Đ. Phiên, nguyên nhân chính làm
hỏng rễ từ đó dẫn đến hiện tượng củ bị chia nhánh, mất rễ và chết cây con trên cà
rốt ở tỉnh Hải Dương là do tuyến trùng ký sinh thực vật gây nên [9].
Tuyến trùng ký sinh thực vật là nhóm động vật khơng xương sống thuộc
ngành giun trịn, ký sinh gây hại cho cây trồng. Tuyến trùng ký sinh có thể gây hại
trên nhiều bộ phận khác nhau của cây trồng như: thân, lá, hoa, quả hoặc rễ. Trong
đó, nhóm tuyến trùng gây hại trên rễ là một trong những nhóm nguy hiểm nhất, làm
suy giảm năng suất và chất lượng cây trồng từ đó gián tiếp gây nên nhiều thiệt hại
về kinh tế trên thế giới [10]. Các loài tuyến trùng thực vật sử dụng kim hút trong
2
miệng để xuyên qua vách tế bào thực vật để hút chất dinh dưỡng. Ngoài tác động
trực tiếp của chúng đến cây trồng qua quá trình hút dinh dưỡng từ mơ thực vật, làm
ảnh hưởng đến q trình sinh trưởng phát triển của cây trồng, một số giống tuyến
trùng còn gây ra các vết thương trên mô thực vật, làm biến đổi mơ thực vật của cây
chủ, hay có những giống là vectơ mang truyền bệnh [11, 12]. Vì vậy, khi bị tuyến
trùng ký sinh, cây cà rốt thường bị cịi cọc, kém phát triển, thậm chí gây chết cây
con nếu mật độ tuyến trùng ký sinh cao. Mặt khác, củ cà rốt cũng chính là rễ chính,
vì thế, các tác động của tuyến trùng thực vật sẽ làm cho củ cà rốt bị chia nhánh, sần
sùi, trên củ hoặc trên các rễ phụ có các nốt sần (chùm hạt), nứt củ, thối củ, củ ngắn
hay trên củ có quá nhiều rễ phụ [13, 14, 15, 16, 17]. Các tổn thương trên rễ, củ làm
ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng suất, chất lượng và sản lượng của cà rốt [13, 18,
19, 20].
Mặc dù, tuyến trùng đã được xác định là một trong những nguyên nhân chính
gây hai trên cà rốt nhưng vẫn chưa có nhiều nghiên cứu sâu về thành phần loài
tuyến trùng ký sinh gây hại trên cà rốt. Các kết quả phân loại tuyến trùng ký sinh
trên cà rốt trong các tài liệu đã được công bố cho đến nay mới chỉ phân loại đến
giống mà chưa xác định được đến loài, cũng như chưa xác định được nhóm gây hại
chính. Trong khi đó, việc xác định thành phần loài gây hại trên cà rốt là cơ sở rất
quan trọng để đưa ra biện pháp phòng trừ tuyến trùng có hiệu quả [21].
Các tài liệu trước đây thường phân loại tuyến trùng thực vật bằng phương
pháp truyền thống dựa trên sự sai khác của các đặc điểm hình thái và các chỉ số hình
thái lượng. Với sự hỗ trợ của các thiết bị như kính hiển vi điện tử quét hay kính hiển
vi điện tử xuyên qua đã giúp ích rất nhiều trong việc tìm ra các đặc điểm phân loại
của nhóm động vật có kích thước hiển vi này. Mặc dù vậy, các đặc điểm như: kích
thước nhỏ, cấu tạo đơn giản, có nhiều các đặc điểm hình thái tương đồng hay gần
tương tự hoặc sự biến thiên quá lớn giữa các quần thể trong cùng loài gây cản trở rất
lớn cho việc phân loại tuyến trùng bằng hình thái. Các phương pháp phân loại tuyến
trùng dựa trên protein, enzyme hay trình tự DNA đã nâng cao sự chính xác trong
phân loại tuyến trùng [22]. Tuy nhiên, cũng giống như phương pháp phân loại tuyến
trùng dựa trên các đặc điểm hình thái, các phương pháp mới như phân loại dựa trên
phân tích trình tự DNA cịn hạn chế do thiếu thơng tin đầy đủ và chính xác của các
tình tự đã được đăng ký trên Genbank. Vì vậy, sự kết hợp giữa phương pháp phân
3
loại dựa trên các đặc điểm hình thái và phân tử sẽ giúp việc chẩn loại nhóm tuyến
trùng này nhanh chóng và chính xác hơn [23, 24, 22].
Để phịng trừ tuyến trùng ký sinh gây hại trên cà rốt, biện pháp sử dụng
thuốc hóa học hiện nay vẫn là chủ yếu. Tuy nhiên, việc quá lạm dụng thuốc hóa học
đã và đang gây ra những hậu quả tiêu cực đến môi trường sống, gây hại đến sức
khỏe con người và các sinh vật khác [25]. Đặc biệt, thuốc hóa học đã tiêu diệt nhiều
lồi sinh vật có ích làm giảm tính đa dạng trong tự nhiên gây mất cân bằng sinh thái
[26]. Bên cạnh đó, củ cà rốt là một trong những nông sản được sử dụng ở dạng tươi
sống, nên việc sử dụng thuốc hóa học trong phịng trừ sâu bệnh hại cà rốt cần được
hạn chế. Trong thời kỳ hội nhập kinh tế thế giới, việc sản xuất các mặt hàng nơng
sản nói chung, cũng như việc sản xuất cà rốt nói riêng theo hướng sinh học, khơng
có dư lượng thuốc trừ sâu theo các tiêu chuẩn như VietGAP hay GlobalGAP thì
việc lựa chọn những sản phẩm sinh học thân thiện với mơi trường để phịng trừ
tuyến trùng là rất cần thiết. Một trong những phương pháp hiệu quả trong phịng trừ
nhóm tuyến trùng ký sinh là biện pháp sinh học dựa trên các loài nấm đối kháng để
tiêu diệt và hạn chế sự phát triển của tuyến trùng [21].
Với mục đích nghiên cứu thành phần lồi tuyến trùng ký sinh trên cà rốt, xác
định thành phần và nhóm tuyến trùng gây hại quan trọng trên cà rốt, đánh giá thử
nghiệm biện pháp sinh học trong phòng trừ tuyến trùng tạo cơ sở cho việc quản lý
dịch hại tuyến trùng trên cà rốt, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài nghiên cứu:
“Tuyến trùng ký sinh gây hại trên cà rốt ở Việt Nam và thử nghiệm biện pháp
sinh học trong phòng trừ chúng”
4
Mục tiêu của luận án
-
Xác định được thành phần loài tuyến trùng ký sinh trên cà rốt ở các vùng
trồng cà rốt chính ở Việt Nam.
-
Xác định được nhóm tuyến trùng ký sinh gây hại quan trọng trên cà rốt ở các
vùng nghiên cứu.
-
Đánh giá được khả năng phòng trừ trong phịng thí nghiệm một số lồi tuyến
trùng ký sinh gây hại quan trọng trên cà rốt bằng các loài nấm đối kháng.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Ý nghĩa khoa học:
-
Đã xác định được thành phần, phân bố các loài tuyến trùng ký sinh trên cà
rốt đại diện ở phía Bắc và phía Nam Việt Nam và bổ sung thành phần tuyến
trùng ký sinh trên cây cà rốt đối với thế giới.
-
Cung cấp và bổ sung dữ liệu hình thái và phân tử của các nhóm tuyến trùng
ký sinh gây hại quan trọng trên cà rốt. Đã đăng ký trình tự 19 quần thể tuyến
trùng ký sinh cà rốt ở Việt Nam trên Genbank.
-
Ghi nhận và công bố 1 loài mới cho khoa học. Bổ sung 16 loài tuyến trùng
ký sinh trên cà rốt ở Việt Nam. Bổ sung một giống tuyến trùng mới được ghi
nhận ở Việt Nam.
-
Xác định các nhóm tuyến trùng ký sinh gây hại quan trọng trên cà rốt ở các
vùng nghiên cứu dựa trên phương thức ký sinh, triệu chứng, mật độ và tần
suất xuất hiện của chúng.
-
Bước đầu, đưa ra dẫn chứng khoa học về khả năng ký sinh và gây chết của
nấm đối kháng Paecilomyces sp. đối với hai loài tuyến trùng ký sinh gây hại
quan trọng trên cà rốt. Lần đầu tiên xác định dịch ni nấm Lentinus
squarrosulus Mont. có khả năng ức chế và gây chết đối với tuyến trùng
M. incognita và P. penetrans trong phịng thí nghiệm.
Ý nghĩa thực tiễn:
-
Việc xác định thành phần loài tuyến trùng gây hại chính trên cà rốt là cơ sở
cho việc lựa chọn giải pháp phòng trừ, giảm thiểu tác hại của chúng gây ra
đối với sản xuất cà rốt. Mô tả các triệu chứng cụ thể do tuyến trùng gây ra
5
trên củ cà rốt để có thể chẩn đốn nhanh. Xác định được các nhóm tuyến
trùng gây hại chính ảnh hưởng đến phẩm chất và chất lượng của cà rốt trong
trồng trọt cũng như thương phẩm ở Việt Nam.
-
Đánh giá khả năng phòng trừ tuyến trùng ký sinh gây hại cà rốt của nấm đối
kháng làm cơ sở cho việc lựa chọn biện pháp phòng trừ sinh học hữu hiệu
nhất góp phần giảm lượng thuốc hóa học, phát triển hệ sinh thái nông nghiệp
bền vững.
-
Những dẫn liệu về tuyến trùng ký sinh gây hại trên cà rốt trong luận án có
thể sử dụng làm nguồn tài liệu trong giảng dạy bệnh hại cà rốt, cũng như
giúp người nơng dân có thể tham khảo trong quá trình sản xuất cà rốt.
Nội dung của luận án
Nội dung 1: Xác định thành phần loài tuyến trùng thực vật ký sinh trên cà rốt
-
Xác định thành phần loài tuyến trùng thực vật ký sinh trên cà rốt tại 4 tỉnh
nghiên cứu là: Hà Nội (Đông Anh); Hải Dương (Cẩm Giàng và Nam Sách);
Hưng Yên (Văn Giang); Lâm Đồng (Đà Lạt, Đức Trọng và Đơn Dương).
-
Mơ tả đặc điểm hình thái, số liệu hình thái lượng và ảnh chụp của các loài
tuyến trùng ký sinh trên cà rốt ở các địa điểm nghiên cứu.
-
Một số lồi có tính đa dạng về hình thái cao, các chỉ số hình thái lượng được
phân tích thống kê dựa trên phân tích khác biệt chuẩn CDA và phân tích trình
tự DNA gene nhân D2D3 vùng 28S mở rộng.
Nội dung 2: Xác định nhóm tuyến trùng thực vật gây hại quan trọng trên cà
rốt ở Việt Nam
-
Xác định các nhóm tuyến trùng gây hại đối với cây cà rốt dựa trên phương
thức ký sinh và gây hại của tuyến trùng.
-
Mô tả các triệu chứng bắt gặp biểu hiện trên củ cà rốt.
-
Xác định mật độ và tần suất xuất hiện của các nhóm tuyến trùng ký sinh trên
cà rốt ở các vùng nghiên cứu.
Nội dung 3: Thử nghiệm khả năng phịng trừ của 2 lồi nấm đối kháng
Paecilomyces sp. và nấm Lentinus squarrosulus Mont. đối với nhóm tuyến
trùng gây hại chính trên cà rốt trong phịng thí nghiệm
6
-
Đánh giá khả năng ức chế nở trứng tuyến trùng của dịch bào tử nấm
Paecilomyces sp. và dịch nhân nuôi nấm L. squarrosulus trong phịng thí
nghiệm.
-
Đánh giá khả năng gây chết tuyến trùng của dịch bào tử nấm Paecilomyces
sp. và dịch nhân ni nấm L. squarrosulus trong phịng thí nghiệm.
Những đóng góp mới của luận án:
-
Lần đầu tiên ghi nhận và đóng góp về thành phần lồi tuyến trùng ký sinh
trên cà rốt ở Hà Nội, Hải Dương và Hưng Yên. Đã ghi nhận 25 loài tuyến
trùng ký sinh, thuộc 15 giống, 9 họ, 4 bộ ký sinh trên cà rốt ở 4 vùng nghiên
cứu. Đã mô tả, đánh giá đa dạng và bổ sung dữ liệu hình thái và phân tử của
một số nhóm lồi tuyến trùng ký sinh gây hại quan trọng trên cà rốt. Đã đăng
ký trình tự 19 quần thể tuyến trùng ký sinh cà rốt ở Việt Nam trên Genbank.
-
Ghi nhận và công bố một loài mới cho khoa học.
-
Lần đầu tiên đánh giá và bổ sung 6 nhóm tuyến trùng thực vật chưa từng
được ghi nhận là ký sinh trên cà rốt trên thế giới.
-
Bổ sung thêm 7 loài tuyến trùng ký sinh trên cà rốt ở Lâm Đồng và một
giống tuyến trùng mới được ghi nhận ở Việt Nam. Ghi nhận thêm 16 loài
tuyến trùng ký sinh trên cà rốt ở Việt Nam.
-
Lần đầu tiên trên thế giới cũng như ở Việt Nam ghi nhận loài Meloidogyne
graminicola ký sinh trên cà rốt.
-
Đã xác định được các nhóm tuyến trùng ký sinh gây hại quan trọng trên cà
rốt ở các vùng nghiên cứu.
-
Đã đánh giá khả năng gây chết và ức chế nở trứng hai loài tuyến trùng
Meloidogyne incognita và Pratylenchus penetrans ký sinh gây hại quan trọng
trên cà rốt của 2 loài nấm đối kháng Paecilomyces sp. và nấm L.
squarrosulus trong phịng thí nghiệm làm cơ sở khoa học trong biện pháp
phòng trừ sinh học.
-
Lần đầu tiên trên thế giới cũng như ở Việt Nam đánh giá khả năng phịng trừ
hai lồi tuyến trùng M. incognita và P. penetrans của nấm L. squarrosulus .
7
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1.
Cây cà rốt
1.1.1. Nguồn gốc, phân loại, giá trị và đặc điểm sinh trưởng phát triển
Cà rốt có tên khoa học là Daucus carota L. Him thuộc họ Hoa tán
(Umbellferae), bộ Hoa tán (Umbellales) còn gọi là bộ Sơn thù du (Cornales), thuộc
phân lớp Hoa hồng (Rosidae) [27].
Cây cà rốt có nguồn gốc từ Afghanistan, sau đó lan rộng ra các vùng Địa
Trung Hải, Châu Âu, Châu Á, Châu Phi và Bắc Mỹ,.... [28]. Cà rốt nguyên thủy có
màu tím, vàng hoặc trắng. Sau này, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật,
ngoài các màu nguyên thủy, cà rốt đã có thêm các màu cam, đỏ, tím đậm [28].
Cà rốt là loại cây thân thảo, sống 2 năm. Cây cao từ 30 - 60 cm. Lá mọc so
le, khơng có lá kèm, phiến xẻ lơng chim. Hoa có 4 cánh, tập hợp thành tán kép, hoa
ở chính giữa khơng sinh sản, cịn các hoa khác có sinh sản. Đế hoa khum lõm. Lá
đài nhỏ ba cạnh, cánh tràng, mọc so le. Thụ phấn chéo nhờ côn trùng. Quả bế, mỗi
đôi gồm 2 nửa (phân liệt quả), hình trứng. Hạt cà rốt có phơi nhũ sừng, vỏ hóa gỗ và
lơng cứng che phủ [27, 28]. Củ là rễ trụ và cũng là cơ quan dinh dưỡng chính,
thường có dạng hình nón và có chiều dài từ 5 - 50 cm [28]. Ở mặt cắt ngang củ cà
rốt bao gồm lõi xylem bên trong và bao quanh bên ngồi là mơ phloem.
Cà rốt là một loại rau ăn củ giàu dinh dưỡng. Trong 100g trọng lượng củ cà
rốt có thành phần: 88% nước, 1% protein, 7% carbohydrate, 3% chất xơ, 0.3 mg Fe,
5.9 mg vitamin C, 0.07 mg vitamin B1, 0.06 mg vitamin B2, 0.98 mg niacin, 0.66
mg vitamin E, 33 mg Ca, 35 mg P, 320 mg K, 6 mg Na, 12 mg Mg, carotenoid 24
mg. Carbohydrate hầu như là các loại đường đơn giản, chủ yếu là sucrose, glucose
và fructose [8]. Củ cà rốt có thể chế biến theo nhiều cách khác nhau như: ăn sống
(nước ép, trộn với salad - dấm), nấu chín (nấu súp, nấu canh, si-rơ,..), làm mứt, sấy
khơ, cà rốt cịn được dùng làm những món chay hoặc thay thế cho các loại thực
phẩm khó tiêu như thịt, chất béo.
Cây cà rốt là cây ưa sáng, đặc biệt là giai đoạn cây con cần cường độ ánh
sáng mạnh. Cà rốt thích hợp với khí hậu mát mẻ, nhiệt độ thích hợp để cây sinh
trưởng, phát triển là từ 16 - 24oC, độ ẩm đất thích hợp là 60 - 70% [29].
8
1.1.2. Tình hình sản xuất cà rốt trên thế giới
Cà rốt là một trong 10 loại rau ăn củ quan trọng nhất trên thế giới cả về diện
tích và giá trị thị trường [30]. Năm 2005, sản lượng cà rốt trên thế giới đạt 23 triệu
tấn trên tổng diện tích canh tác 1,1 triệu hecta, với tổng giá trị thị trường tồn cầu
ước tính khoảng 100 triệu USD [8]. Theo thống kê của tổ chức FAO, trong vòng 10
năm từ 1997 đến 2007 sản lượng cà rốt trên thế giới tăng nhanh. Năm 2007, tổng
sản lượng cà rốt của thế giới là hơn 24 triệu tấn, gấp 1,6 lần so với năm 1997, trong
đó sản lượng của 15 nước đứng đầu thế giới chiếm 18,3 triệu tấn [31]. Các nước sản
suất cà rốt hàng đầu trên thế giới là Trung Quốc, Nga và Hoa Kỳ với gần 50% diện
tích canh tác và chiếm khoảng 45% tổng sản lượng cà rốt của thế giới [8, 31].
1.1.3. Tình hình sản xuất cà rốt ở Việt Nam
Ở Việt Nam, cà rốt là giống cây được nhập nội và trồng thí điểm vào những
năm cuối thế kỷ 19 do người Pháp du nhập. Hiện nay, cà rốt được trồng nhiều ở các
vùng có khí hậu mát mẻ như tỉnh Lâm Đồng và một số tỉnh thuộc đồng bằng Bắc
Bộ và Trung Bộ trong vụ chiêm. Trong đó, có những vùng chuyên canh lớn như Đà
Lạt, Hải Dương và một số vùng luân canh với diện tích lớn như Hà Nội, Vĩnh Phúc,
Hưng Yên, Bắc Ninh, Thái Bình, … Ở Lâm Đồng, do điều kiện khí hậu mát mẻ nên
cà rốt có thể được trồng quanh năm. Ở những tỉnh miền Bắc và miền Trung, cà rốt
có thể được gieo trồng vào các vụ như: Vụ sớm: gieo trồng vào tháng 8 và 9, thu
hoạch vào tháng 10 và 11; Vụ chính: gieo trồng vào tháng 10 và 11, thu hoạch vào
tháng 12 và 1 năm sau; Vụ muộn: gieo trồng vào tháng 1 và 2 năm sau, thu hoạch
vào tháng 4 và 5. Ở những vùng không chuyên canh như Hà Nội, Hưng Yên thì cà
rốt chỉ gieo trồng 1 vụ chính là vụ Đông - Xuân, gieo hạt vào tháng 10 thu hoạch
vào tháng 12 và tháng 1, 2 năm sau.
Hiện nay, các vùng trồng cà rốt ở nước ta đang trồng phổ biến hai loại giống
cà rốt là giống cũ và giống mới. Giống cũ là các giống do người Pháp du nhập sang
và được người dân tự để lại giống, các giống này củ có màu đỏ tươi, kích cỡ củ
khơng đồng đều, lõi to, nhiều xơ, ăn kém ngọt, tuy nhiên lại có khả năng thích ứng
đất đai và thời tiết tốt hơn các giống mới. Các giống mới gồm có: CR 9, NS, Nans,
Tim - Tom, Ti - 103, New Kuroda, Super 44… Các giống mới có ưu thế lớn là năng
suất cao, kích cỡ củ to và đồng đều, ít xơ, ăn ngọt, được thị trường ưa chuộng.
9
Nhờ thay đổi cơ cấu giống cây trồng, tuyển chọn giống cà rốt phù hợp với điều
kiện khí hậu và áp dụng tiến bộ kĩ thuật trong canh tác nên đã có sự gia tăng cả về
diện tích, sản lượng cũng như chất lượng cà rốt. Mỗi năm, cà rốt cho doanh thu hàng
chục tỷ đồng, giải quyết công ăn việc làm và làm giàu cho hàng nghìn hộ gia đình.
1.2. Tình hình nghiên cứu tuyến trùng ký sinh gây hại cà rốt trên thế giới
1.2.1. Các nhóm tuyến trùng ký sinh quan trọng trên cà rốt
Tuyến trùng là một trong những nhóm động vật đa bào, đa dạng nhất trên trái
đất. Khoảng 28000 lồi đã được mơ tả [32]. Trong đó, đã xác định được khoảng
4105 lồi tuyến trùng thực vật [32, 33, 34]. Tuyến trùng thực vật là một trong
những tác nhân gây hại chính trên nhiều loại cây trồng và phân bố ở nhiều vùng
sinh thái khác nhau [35]. Tại nhiều vùng sản xuất nông nghiệp trên thế giới, tuyến
trùng thực vật gây tác hại lớn đối với sản xuất nông nghiệp [10], mức độ tàn phá
của chúng đối với cây trồng là rất lớn. Hàng năm, chúng gây thiệt hại hàng tỷ tấn
hoa màu trên toàn thế giới. Tổn thất kinh tế nông nghiệp do tuyến trùng thực vật
gây ra ước tính khoảng 125 tỷ USD mỗi năm trên toàn thế giới [36]. Các cây trồng
khác nhau và sinh thái khác nhau có thành phần lồi tuyến trùng ký sinh khác nhau.
Năm 1950, Paul đã nghiên cứu tuyến trùng ký sinh trên cà rốt ở vùng Cedar Valeey,
bang Utah, Hoa Kỳ, đã ghi nhận 2 loài thuộc 2 giống tuyến trùng ký sinh trên cà rốt
là lồi Ditylenchus sp. và Heterodera marionii. Trong đó, tuyến trùng bào nang
H. marionii là lồi gây hại chính đã gây thiệt hại cho sản xuất cà rốt ước tính khoảng
15.000 USD [37]. Tại Scotland, trong 2 năm 1975 và 1976, Boag đã thu 65 mẫu đất
từ 59 trang trại trồng cà rốt ở trung tâm, phía Bắc và phía Nam Scotland, ơng đã ghi
nhận 12 lồi thuộc 8 giống tuyến trùng ký sinh trên cà rốt bao gồm: Longidorus,
Tylenchorhynchus,
Rotylenchus,
Helicotylenchus,
Trichodorus,
Heterodera,
Pratylenchus và Paratylenchus [38]. Năm 2002, có 14 giống tuyến trùng ký sinh
trên cà rốt đã ghi nhận ở Anh và ghi nhận thêm 6 giống khác so với nghiên cứu ở
Scotland
như:
Criconemella,
Ditylenchus,
Hemicycliophora,
Meloidogyne,
Merlinius và Xiphinema [39]. Ở Úc, cũng đã ghi nhận 13 giống tuyến trùng ký sinh
trên cà rốt và bổ sung thêm 3 giống so với nghiên cứu ở Scotland và Anh bao gồm:
Neodolichodorus, Paratrichodorus và Scutellonema [40]. Cho đến nay trên thế giới
đã ghi nhận được 21 giống tuyến trùng ký sinh trên cà rốt: Belonolaimus,
10
Criconemella,
Ditylenchus,
Helicotylenchus,
Longidorus,
Meloidogyne,
Merlinius,
Paratrichodorus,
Paratylenchus,
Hemicycliophora,
Nacobbus,
Pratylenchus,
Heterodera,
Neodolichodorus,
Radopholus,
Rotylenchus,
Rotylenchulus, Scutellonema, Trichodorus, Tylenchorhynchus và Xiphinema [38,
41, 42, 43, 44, 39, 40]. Như vậy, tuyến trùng ký sinh ở cà rốt trên thế giới đã được
tập trung nghiên cứu từ những năm 50 thế kỷ trước. Tuy nhiên, các nghiên cứu chủ
yếu chỉ xác định nhóm hay giống gây hại chính trên cà rốt, mà ít có cơng bố về
thành phần cụ thể các lồi đã gặp, các nhóm tuyến trùng được đánh giá như: tuyến
trùng sần rễ, tuyến trùng gây tổn thương rễ, tuyến trùng bào nang, tuyến trùng hình
kim và tuyến trùng thân củ.
Tuyến trùng sần rễ (Meloidogyne spp.)
Tuyến trùng sần rễ Meloidogyne spp. là nhóm tuyến trùng đa thực gây hại
trên nhiều loại cây trồng khác nhau từ cây cỏ đến cây thân gỗ với hơn 5500 loài cây
[45]. Thiệt hại toàn cầu do tuyến trùng sần rễ Meloidogyne spp. gây ra ước tính
khoảng 78 tỷ USD [46]. Tuyến trùng sần rễ Meloidogyne spp. là đối tượng gây hại
lớn nhất ở các vùng canh tác cà rốt trên thế giới, làm giảm cả về sản lượng và chất
lượng [10, 18, 19, 20]. Theo công bố của Taylor & Sasser (1987), các loài tuyến
trùng sần rễ thuộc giống Meloidogyne có phổ ký chủ rất rộng và phạm vi phân bố
khá rộng ở nhiều nước trên thế giới [47]. Chúng gây hại nghiêm trọng trên nhiều
loại cây trồng khác nhau, đặc biệt là các loại rau quả dẫn đến thiệt hại năng suất
đáng kể ở các nước nhiệt đới và cận nhiệt đới [48]. Có hơn 90 lồi tuyến trùng sần
rễ đã được phân loại, trong số đó một số loài làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến các
sản phẩm nông nghiệp trên các vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới cũng như ơn đới [45,
49]. Trong số đó chỉ có 7 loài đã được xác định bắt gặp trên cà rốt là Meloidogyne
incognita, M. javanica, M. arenaria, M. chitwoodi, M. fallax, M. hapla và M. minor
[10]. Đây là những nhóm loài quan trọng, gây thiệt hại lớn trong sản xuất cà rốt. Cà
rốt là cây trồng mẫn cảm với tuyến trùng sần rễ Meloidogyne spp. và là một trong
những tác nhân gây bệnh quan trọng nhất trên cà rốt ở trên toàn thế giới, làm giảm
cả về sản lượng và chất lượng [18, 19, 20]. Sự xâm nhập của các loài tuyến trùng
sẫn rễ Meloidogyne spp. làm cho củ cà rốt bị cịi cọc, nứt củ, trên củ có q nhiều rễ
bên và hình thành các u cục trên rễ phụ và trên củ cà rốt [15, 16, 17]. Loài
11
M. javanica là một trong những loài phổ biến nhất được tìm thấy trên các cánh đồng
cà rốt của vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới [50, 51]. Trong khi, loài M. hapla là loài
duy nhất ký sinh gây hại trên cà rốt được trồng trên đất hữu cơ ở Canada [52] và ở
New York [53]. Theo Sasser et al. (1985), tuyến trùng sần rễ là tác nhân gây hại chủ
yếu trên cà rốt ở tất cả các khu vực sản xuất cà rốt của Mỹ, ảnh hưởng đến cả chất
lượng và sản lượng cà rốt [54].
Cà rốt là một loại rau củ quan trọng ở Úc và có sản lượng tăng lên đều đặn
trong những năm gần đây với 258.000 tấn được sản xuất vào năm 1997 [55]. Năm
2002, đã tăng lên khoảng 330.000 tấn trên diện tích canh tác là 7.500 ha [55]. Tuy
nhiên, việc sản xuất cà rốt ở Úc cũng gặp phải khó khăn một phần do tuyến trùng
sần rễ Meloidogyne spp. gây nên. Ở các vùng trồng cà rốt đã bắt gặp các loài
M. javanica, M. hapla, M. fallax gây hại trên cà rốt. Trong đó, hai lồi M. javanica,
M. hapla là những lồi gây thiệt hại nặng nhất đối với cà rốt [40]. Tại CHLB Đức,
loài M. hapla cũng được xem là loài tuyến trùng ký sinh gây hại trên cà rốt, đặc biệt
là trên đất cát pha [56, 20].
Ở Ấn Độ, cà rốt được trồng ở 23 bang với tổng diện tích là 6,8 triệu ha và
sản xuất 10,93 triệu tấn hàng năm. Trong đó, Bang Tamil Nadu là nơi sản xuất cà
rốt lớn nhất với diện tích trồng là 1,3 triệu ha và đạt sản lượng 3.900 tấn [57]. Cho
đến nay, loài tuyến trùng sần rễ M. hapla được xác định là loài duy nhất gây hại trên
cà rốt trồng ở bang Tamil Nadu [58, 59].
Cà rốt cũng là một loại rau củ quan trọng bên cạnh củ cải và khoai tây ở Hàn
Quốc, với diện tích canh tác là 2.849 ha và tổng sản lượng năm 2011 đạt 93.694 tấn
[60, 61]. Bốn loài tuyến trùng giống Meloidogyne là M. hapla, M. incognita,
M. arenaria, và M. javanica đã được ghi nhận trên cà rốt ở Hàn Quốc, trong đó hai
lồi M. hapla và M. incognita là phổ biến nhất trên các cánh đồng cà rốt ngồi tự
nhiên cũng như trong nhà kính [62].
Như vậy, dù ghi nhận 7 loài tuyến trùng sần rễ Meloidogyne spp. ký sinh trên
cà rốt, nhưng đây lại là những nhóm lồi quan trọng, gây thiệt hại lớn trong sản xuất
cà rốt ở tất cả các vùng trồng cà rốt trên thế giới, từ vùng có khí hậu ơn đới cho đến
vùng có khí hậu cận nhiệt đới và nhiệt đới.
12
Tuyến trùng gây tổn thương rễ (Pratylenchus spp.)
Trong số các bệnh do tuyến trùng ký sinh gây ra thì tuyến trùng gây tổn
thương rễ thuộc giống Pratylenchus là nhóm gây thiệt hại kinh tế thứ hai sau nhóm
tuyến trùng sần rễ Meloidogyne spp. [63]. Các loài tuyến trùng gây tổn thương rễ
Pratylenchus spp. có phổ ký chủ rộng và phân bố khắp vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới
và vùng ôn đới trên thế giới. Chúng gây ra tổn thương cục bộ trên rễ non và ngăn
chặn sự phát triển của rễ, làm cho rễ bị thối rữa và gây tổn thất năng suất đáng kể
[63]. Các vết thương trên củ cà rốt do tuyến trùng Pratylenchus spp. gây ra làm thiệt
hại năng suất đáng kể trong canh tác cà rốt [13, 19]. Tuyến trùng gây tổn thương rễ
Pratylenchus spp. cũng làm giảm kích thước và gây hiện tượng chia củ [14]. Ngoài
ra, chất lượng của củ cà rốt cũng bị ảnh hưởng nghiêm trọng khi bị nhiễm tuyến
trùng Pratylenchus spp. do củ bị thối, bị nứt, củ cà rốt phát triển cịi cọc và hình
thành q nhiều rễ bên [13, 14].
Trên thế giới, đã ghi nhận 7 loài tuyến trùng thuộc giống Pratylenchus gây hại
trên cà rốt bao gồm: P. coffeae, P. crenatus, P. mediterraneus, P.neglectus,
P. penetrans, P. thornei và P. zeae [41, 10]. Các loài này đã được báo cáo là gây tổn
thương và gây chết cà rốt ở hầu hết các vùng trồng cà rốt ở Mỹ và Canada [13, 64].
Ở miền Trung Oregon, cà rốt là cây trồng có giá trị kinh tế cao. Tuy nhiên,
trong những năm gần đây, nhiều cây cà rốt non đã bị tổn thương nghiêm trọng, hậu
quả là năng suất và sản lượng bị giảm sút. Sau khi điều tra phân tích mẫu đất trồng
và củ cà rốt, Crowe & Simmons (2006), đã tìm thấy 4 lồi Pratylenchus bao gồm:
P. crenatus, P.neglectus, P. penetrans và P. thornei với mật độ từ 0 - 208 cá thể
Pratylenchus/100g đất và từ 1 - 528 cá thể Pratylenchus/g trọng lượng củ tươi [65].
Tuyến trùng Pratylenchus spp. cũng là một trong những nguyên nhân hạn
chế trong sản xuất cà rốt ở CHLB Đức. Một khảo sát về tuyến trùng ký sinh gây hại
trên hệ thống sản xuất rau củ theo phương pháp canh tác hữu cơ ở Đức cho thấy hơn
90% số mẫu kiểm tra bị nhiễm tuyến trùng Pratylenchus spp. [66]. Một khảo sát
tương tự ở phía Bắc Tasmania nước Úc cho thấy có 28 trong số 33 cây cà rốt
(khoảng 85%) bị nhiễm tuyến trùng Pratylenchus spp. [67]. Hai loài tuyến trùng
P. penetrans và P. crenatus cũng đã được tìm thấy trong rễ và đất trồng cà rốt ở
Canada với mật độ khá lớn [68].
13
Cho đến nay, ở khu vực Châu Á chưa có nghiên cứu nào về tuyến trùng
Pratylenchus spp. trên cà rốt được ghi nhận, các nghiên cứu chủ yếu tập trung ở khu
vực Châu Âu, Châu Mỹ và Châu Úc.
Tuyến trùng bào nang (Heterodera spp.)
Trong lịch sử, tuyến trùng bào nang Heterodera carotae được xác định là
một trong những nguyên nhân gây dịch bệnh cho cà rốt, những cánh đồng bị nhiễm
tuyến trùng H. carotae có sản lượng thấp [69]. Lồi H. carotae được ghi nhận phổ
biến tại các vùng trồng cà rốt ở khu vực châu Âu như: Anh, Ireland, Hà Lan,
Scotland, Pháp, Ý, Thụy Sĩ, Đức, Thụy Điển, Ba Lan, Tiệp Khắc và Hungary [70,
71]. Loài tuyến trùng này cũng đã được ghi nhận ở Ấn Độ [71], ở Michigan (Hoa
Kỳ) nơi có tới 67 % cánh đồng cà rốt bị nhiễm loài này [72]. Tuy nhiên, loài
H. carotae chưa được báo cáo ở các khu vực khác phía Bắc và Nam Mỹ [73].
Tuyến trùng kim (Longidorus spp.)
Một số loài thuộc giống Longidorus đã được báo cáo gây hại trên cà rốt. Loài
Longidorus elongatus được ghi nhận ở châu Âu bởi Hooper (1973), như một
nguyên nhân gây thiệt hại nghiêm trọng cho sản xuất cà rốt [74]. Năm 1975, Saynor
cũng cơng bố lồi L. elongatus gây thiệt hại cho cà rốt ở miền đơng nước Anh [75].
Một lồi mới L. israelensis được công bố là gây thiệt hại cho cà rốt ở Israel [43].
Tuyến trùng Longidorus spp. cũng được xác định là tác nhân gây bệnh trên cà rốt ở
California [76]. Tuyến trùng Longidorus spp. cũng được ghi nhận ký sinh trên cà rốt
ở Anh và Úc, nhưng chúng chưa gây thiệt hại nghiêm trọng [39, 40].
Tuyến trùng thân, củ (Ditylenchus spp.)
Loài tuyến trùng Ditylenchus dipsaci đã được báo cáo là gây thiệt hại nghiêm
trọng cho các vùng canh tác cà rốt ở Ý, chúng gây ra các triệu chứng như cây tăng
trưởng thấp, còi cọc, lá đổi màu, héo rũ và phân rã [77, 78]. Loài Ditylenchus
dipsaci đã được ghi nhận ký sinh và gây bệnh trên cà rốt ở nước Anh và Miền Nam
và Tây nước Úc tuy nhiên, nó khơng gây thiệt hại nghiêm trọng [39, 40].
1.2.2. Phân loại hình thái và phân tử tuyến trùng thực vật
Đặc điểm hình thái học có vai trị quan trọng trong chẩn loại chính xác đến
lồi tuyến trùng [79]. Các đặc điểm hình thái, hình thái lượng là các yếu tố không
