Phân lập nấm gây bệnh đốm nâu trên cây lúa (oryza sativa) và bước đầu sàng lọc vi khuẩn lên men lactic ức chế phát triển nấm bệnh này

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

PHÂN LẬP NẤM GÂY BỆNH ĐỐM NÂU TRÊN CÂY
LÚA (ORYZA SATIVA) VÀ BƯỚC ĐẦU SÀNG LỌC VI
KHUẨN LÊN MEN LACTIC ỨC CHẾ PHÁT TRIỂN
NẤM BỆNH NÀY
Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Giảng viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoài Hương
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Mỹ Hoàng
MSSV: 1611100385

Lớp: 16DSHA1

Sinh viên thực hiện: Lê Ngọc Quân
MSSV: 1611100065

Lớp: 16DSHA2

TP. Hồ Chí Minh, 2020



Đồ án tốt nghiệp

LỜI CAM ĐOAN
Đồ án tốt nghiệp này là cơng trình nghiên cứu của nhóm dưới sự hướng

dẫn của Tiến sĩ Nguyễn Hoài Hương viện Khoa học Ứng dụng của trường Đại
học Cơng nghệ Thành phố Hồ Chí Minh.
Những kết quả này hồn tồn khơng sao chép từ các nghiên cứu khoa học
khác dưới bất kỳ hình thức nào.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 9 năm 2020
Nhóm thực hiện đề tài

Nguyễn Mỹ Hoàng – Lê Ngọc Quân


Đồ án tốt nghiệp

LỜI CẢM ƠN
Lời cảm ơn đầu tiên chúng em xin gửi đến Ban giám hiệu Trường Đại học
Cơng nghệ Tp. Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho chúng em học tập và nghiên
cứu. Em cũng xin chân thành biết ơn quý thầy cô Viện Khoa học ứng dụng
Hutech đã truyền đạt cho chúng em những kiến thức, kinh nghiệm trong suốt quá
trình học tập.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cơ TS. Nguyễn Hồi Hương đã tận
tình hướng dẫn, giúp đỡ, cung cấp những kiến thức, thơng tin bổ ích và đặc biệt
là cơ ln động viên, theo sát q trình làm việc của chúng em để kịp thời khắc
phục những lỗi sai để mọi việc đạt được hiệu quả tốt nhất.
Chúng em cũng xin cảm ơn đến thầy Sinh cùng với các em cộng tác viên ở
phịng thí nghiệm và các bạn phịng E1.03.03 đã trực tiếp giúp đỡ, hỗ trợ hóa
chất, dụng cụ trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Sau cùng, chúng em xin cảm ơn các Thầy/Cô trong Hội Đồng Phản Biện dã
dành thời gian đọc và nhận xét đồ án đồ án tốt nghiệp này. Chúng em kính chúc
Thầy/Cơ và Ban lãnh đạo Viện Khoa học Ứng dụng Hutech sức khỏe và thành
cơng.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 9 năm 2020

Nhóm thực hiện đề tài

Nguyễn Mỹ Hồng – Lê Ngọc Quân


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................... iv
DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................. v
DANH MỤC CÁC HÌNH .................................................................................. vi
MỞ ĐẦU............................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1.

TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................ 5

1.1. Sơ lược về cây lúa .................................................................................... 5
1.2. Tình hình sản xuất lúa ở Việt Nam .......................................................... 6
1.3. Một số bệnh do nấm thường gặp trên lúa ................................................ 9
1.3.1. Bệnh đốm nâu ................................................................................... 9
1.3.2. Bệnh đạo ôn .................................................................................... 11
1.3.3. Bệnh đốm vằn ................................................................................. 13
1.3.4. Bệnh tiêm lửa .................................................................................. 13
1.4. Một số loại nấm gây hại trên lúa ............................................................ 15
1.4.1. Nấm Curvularia lunata ................................................................... 15
1.4.2. Nấm Pyricularia oryzae hay Magnaporthe grisea ......................... 16
1.4.3. Nấm Ustilaginoidea virens (Cooke) Taka ...................................... 17
1.4.4. Nấm Rhizoctonia solani Kuhn ........................................................ 18
1.5. Khẳng định tác nhân theo quy tắc Koch ................................................ 21
1.6. Tổng quan về vi khuẩn lactic ................................................................. 23
1.6.1. Giới thiệu vi khuẩn lactic ................................................................ 23
1.6.2. Nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn lactic......................................... 24

1.6.3. Qúa trình trao đổi chất .................................................................... 25
1.6.4. Khả năng sinh các hợp chất kháng khuẩn, kháng nấm ................... 28
1.6.5. Ứng dụng của vi khuẩn lactic ......................................................... 31
CHƯƠNG 2.

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............... 34
i


Đồ án tốt nghiệp
2.1. Địa điểm nghiên cứu .............................................................................. 34
2.2. Thời gian thực hiện ................................................................................ 34
2.3. Vật liệu nghiên cứu ................................................................................ 34
2.3.1. Vật liệu ............................................................................................ 34
2.3.2. Thiết bị, dụng cụ ............................................................................. 34
2.3.3. Hóa chất sử dụng............................................................................. 34
2.4. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................... 35
2.4.1. Phương pháp phân lập nấm bệnh đốm nâu trên cây lúa ................. 36
2.4.2. Khảo sát môi trường ni cấy nấm gây bệnh đốm nâu .................. 38
2.4.3. Thí nghiệm lây bệnh nhân tạo ......................................................... 38
2.4.4. Định danh nấm bệnh bằng phương pháp giải trình tự vùng ITS .... 39
2.4.5. Phương pháp khảo sát khả năng đối kháng nấm bệnh của các chủng
LAB (in vitro) ........................................................................................... 40
2.4.6. Phương pháp khảo sát khả năng đối kháng nấm bệnh của các chủng
LAB (in vivo) ............................................................................................ 41
CHƯƠNG 3.

KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN ................................................. 42

3.1. Kết quả phân lập và làm thuần ............................................................... 42

3.1.1. Kết quả thu nhận mẫu lá bị bệnh .................................................... 42
3.1.2. Kết quả phân lập, làm thuần, quan sát hình thái khuẩn lạc bào tử và
tuyển chọn nấm gây bệnh đốm nâu qua hình thái..................................... 43
3.2. Khảo sát mơi trường nuôi cấy và sự tăng trưởng nấm bệnh .................. 52
3.2.1. Khảo sát môi trường nuôi cấy và sự phát triển chủng nấm N6 ...... 52
3.2.2. Khảo sát môi trường nuôi cấy và sự phát triển của chủng nấm N35
................................................................................................................... 54
3.2.3. Khảo sát môi trường nuôi cấy và sự phát triển của chủng nấm N29
................................................................................................................... 57
ii


Đồ án tốt nghiệp
3.3. Kết quả tái nhiễm theo quy tắc Koch ..................................................... 60
3.3.1. Kết quả thí nghiệm trên lá lúa của chủng N6 ................................. 60
3.3.2. Kết quả thí nghiệm trên lá lúa của chủng N35 ............................... 62
3.4. Kết quả so sánh trình tự ITS với ngân hàng gene .................................. 63
3.5. Kết quả khảo sát khả năng đối kháng nấm bệnh của các chủng LAB (in
vitro) .............................................................................................................. 67
3.6. Kết quả khảo sát khả năng đối kháng nấm bệnh của các chủng LAB (in
vivo) ............................................................................................................... 70
3.6.1. Kết quả đối kháng chủng nấm N6 của 5 chủng khuẩn lactic ở mật độ
khuẩn 109, 108, 107, 106 (cfu/ml) sau 5 ngày ............................................ 70
3.5.2. Kết quả đối kháng chủng nấm N35 của 5 chủng khuẩn lactic sau 5
ngày ........................................................................................................... 75
CHƯƠNG 4.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................... 79

4.1. Kết luận .................................................................................................. 79

4.2. Kiến nghị ................................................................................................ 79
CHƯƠNG 5.

TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................... 80

PHỤ LỤC ............................................................................................................ 1

iii


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Nguyên nghĩa

Ký hiệu
ĐC

Đối chứng

DNA

Deoxyribonucleic acid

ITS

Internal transcribed spacer

LAB

Lactic acid bacteria

MRS

De Man, Rogosa and Sharpe

NCBI

National Center for Biotechnology Informatic

NT

Nghiệm thức

PDA

Potato Dextrose Agar

PDB

Potato Dextrose Broth

TN

Thí nghiệm

iv


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Phân loại khoa học của cây lúa ........................................................... 5
Bảng 1.2 Phân loại khoa học của nấm C. lunata [10] ...................................... 10

Bảng 1.3 Phân loại khoa học của nấm M. oryzae [6] ....................................... 12
Bảng 1.4 Bảng khảo sát tác nhân gây bệnh của nấm ....................................... 19
Bảng 3.1 Mẫu lá lúa bị nhiễm bệnh thu tại đồng ruộng tỉnh Long An............. 43
Bảng 3.3 So sánh đại thể, vi thể của chủng N6, N35, N29 .............................. 50
Bảng 3.4 Khảo sát sự tăng trưởng của chủng N6 trên môi trường PDA, PSA,
YEG, CMA, RICE trong 7 ngày. ...................................................................... 52
Bảng 3.5 Kết quả khả năng phát triển của chủng N6 trên các môi trường PDA,
PSA, YEG, CMA, RICE qua 2, 4, 6, 8, 10 ngày .............................................. 53
Bảng 3.6 Khảo sát sự tăng trưởng của chủng N35 trên môi trường PDA, PSA,
YEG, CMA, RICE ............................................................................................ 54
Bảng 3.7 Kết quả khả năng phát triển của chủng N35 trên các môi trường PDA,
PSA, YEG, CMA, RICE qua 2, 4, 6, 8, 10 ngày .............................................. 55
Bảng 3.8 Khảo sát sự tăng trưởng của chủng N29 trên môi trường PDA, PSA,
YEG, CMA, RICE ............................................................................................ 57
Bảng 3.9 Kết quả khả năng phát triển của chủng N29 trên các môi trường PDA,
PSA, YEG, CMA, RICE qua 2, 4 , 6, 8, 10 ngày ............................................. 58
Bảng 3.10 Tỉ lệ tương đồng N35 với N6 và một số chủng gây bệnh đốm nâu trên
lúa (Blast NCBI) ............................................................................................... 63
Bảng 3.11 Tỷ lệ ức chế (%) N6, N35 của 5 chủng vi khuẩn lactic .................. 69
Bảng 3.12 Đánh giá tính đối kháng của nấm N6, N35 với 5 chủng khuẩn lactic
(in vivo) ............................................................................................................. 77

v


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1 Bệnh đốm nâu trên lá lúa ..................................................................... 9
Hình 1.2 Bệnh đạo ôn trên lá lúa ...................................................................... 11

Hình 1.3 Bệnh đạo ôn trên cổ bông lúa ............................................................ 12
Hình 1.4 Bệnh đạo ôn trên hạt lúa. ................................................................... 12
Hình 1.5 Bệnh đốm vằn trên lá lúa................................................................... 13
Hình 1.6 Bệnh tiêm lửa trên lúa ....................................................................... 15
Hình 1.7 Cuống bào tử và bào tử của Curvularia lunata (Sharma, 1998) ....... 15
Hình 1.8 Cuống bào tử và bào tử của Pyricularia oryzae (Sharma,1998), conidia:
bào tử đỉnh; conidiophore: cọng mang túi bào tử ............................................. 16
Hình 1.9 Bào tử nấm Ustilaginoidea viens (Cooke) Taka ............................... 17
Hình 1.10 Nấm Rhizoctonia solani Kuhn ........................................................ 19
Hình 1.11 Con đường lên men Glucose ........................................................... 28
Hình 2.1 Sơ đồ nghiên cứu tổng quát ............................................................... 35
Hình 2.2 Sơ đồ khảo sát khả năng đối kháng nấm của chủng LAB (in vitro) . 40
Hình 3.1 Ba mẫu lá lúa bị nhiễm bệnh thu được trên đồng ruộng tỉnh Long An
(30/11/2019) ...................................................................................................... 42
Hình 3.2 Hình thái nấm trên mơi trường PDA và hình thái bào tử mẫu N1 .... 44
Hình 3.3 Hình thái nấm trên mơi trường PDA và hình thái bào tử mẫu N2 .... 44
Hình 3.4 Hình thái nấm trên mơi trường PDA và hình thái bào tử mẫu N4 .... 45
Hình 3.5 Hình thái nấm trên mơi trường PDA và hình thái bào tử mẫu N5 .... 45
Hình 3.6 Hình thái nấm trên mơi trường PDA và hình thái bào tử mẫu N6 .... 46
Hình 3.7 Hình thái nấm trên mơi trường PDA và hình thái bào tử mẫu N7 .... 46
Hình 3.8 Hình thái nấm trên mơi trường PDA và hình thái bào tử mẫu N8 .... 47
Hình 3.9 Hình thái nấm trên mơi trường PDA và hình thái bào tử mẫu N12 .. 47
Hình 3.10 Hình thái nấm trên mơi trường PDA và hình thái bào tử mẫu N23 47
Hình 3.11 Hình thái nấm trên mơi trường PDA và hình thái bào tử mẫu N26 48
Hình 3.12 Hình thái nấm trên mơi trường PDA và hình thái bào tử mẫu N29 48
Hình 3.13 Hình thái nấm trên mơi trường PDA và hình thái bào tử mẫu N33 49
Hình 3.14 Hình thái nấm trên mơi trường PDA và hình thái bào tử mẫu N35 49

vi

Đồ án tốt nghiệp
Hình 3.15 Biểu đồ thể hiện sự phát triển của chủng nấm N6 trên môi trường
PDA, PSA, YEG, CMA, RICE ......................................................................... 54
Hình 3.16 Biểu đồ thể hiện sự phát triển của chủng nấm N35 trên môi trường
PDA, PSA, YEG, CMA, RICE ......................................................................... 56
Hình 3.17 Biểu đồ thể hiện sự phát triển của chủng nấm N29 trên môi trường
PDA, PSA, YEG, CMA, RICE ......................................................................... 59
Hình 3.18 Tái phân lập theo quy tắc Koch của chủng N6 ............................... 60
Hình 3.19 Tái phân lập theo quy tắc Koch của chủng N35 ............................. 62
Hình 3.20 Khoảng cách di truyền giữa các chủng so sánh (MEGA X) ........... 64
Hình 3.21 Cây phát sinh loài một số chủng nấm gây bệnh đốm nâu cây lúa, xây
dựng bằng phương pháp NJ, bootstrap 1000, MEGA X .................................. 65
Hình 3.22 So sánh đặc điểm hình thái bào tử của chủng N35 ......................... 66
Hình 3.23 So sánh đặc điểm hình thái bào tử của chủng N6 ........................... 67
Hình 3.24 Kết quả đối kháng chủng nấm N6 của các chủng LAB (in vitro) ... 68
Hình 3.25 Kết quả đối kháng chủng nấm N35 của các chủng LAB (in vitro) . 69
Hình 3.26 Biểu đồ tỷ lệ ức chế (%) N6, N35 của 5 chủng vi khuẩn lactic ...... 69
Hình 3.27 Hình ảnh kết quả khảo sát đối kháng của chủng nấm N6 với 5 chủng
khuẩn lactic ở 4 mật độ khuẩn 109, 108, 107, 106 (cfu/ml) sau 5 ngày.............. 74
Hình 3.28 Hình ảnh kết quả đối kháng chủng nấm N35 của các chủng vi khuẩn
lactic ở mật độ khuẩn 107 (cfu/ml) sau 5 ngày ................................................. 77

vii


Đồ án tốt nghiệp

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài

Trong ngành sản xuất lúa gạo, bệnh đốm nâu là một loại bệnh rất phổ biến
gây ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng hạt giống và năng suất. Bệnh này do
một số loại vi khuẩn và nấm gây ra như: Pseudomonas glumae, Alternaria
padwickii, Bipolaris oryzae, Fusarium sp, Curvularia lunata,...Trong đó,
Curvularia lunata (C. lunata) là tác nhân quan trọng nhất, gây tổn thất đáng kể
đến chất lượng và năng suất lúa (Sumanagala và cs. 2008).
Bệnh thường gây hại vào giai đoạn lúa trổ bơng đến chín sữa. Nếu gặp điều
kiện thuận lợi với mưa kéo dài và độ ẩm cao, bệnh sẽ gây tỷ lệ lép, lửng cao. Ở
cây lúa bị bệnh đốm nâu hạt trên vỏ trấu có những đốm nhỏ màu sẫm biến đổi từ
màu nâu đến màu đen, khi bị bệnh nặng tạo thành những mảng nâu đen trùm lên
cả vỏ trấu. Hậu quả là chất lượng hạt gạo kém do bị biến màu hoặc bị lép. Theo
Kamaluddeen và cs. 2013, triệu chứng bệnh do C. lunata gây ra xuất hiện trước
tiên trên lá. Các đốm màu nâu hình elip xuất hiện và to dần ra trên lá. Sau đó,
các đốm xuất hiện trên bẹ lá. Dần dần, bệnh lan ra đến hạt. Vỏ trấu chuyển màu
và bị nhiễm nặng, hạt thóc sẽ chuyển màu đen. [1]
Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là công
nghệ sinh học, nhiều kỹ thuật mới ra đời trong đó có kỹ thuật giải trình tự gen
được xem là một phương pháp phổ biến và thông dụng trong việc xác định các
tác nhân gây bệnh cây trồng vì đáng tin cậy, tiết kiệm thời gian và tính chính xác
cao, tìm ra được tác nhân gây bệnh ngay ở giai đoạn đầu khi mới nhiễm bệnh.
Trên cơ sở đó, tơi đã thực hiện đề tài “Phân lập nấm gây bệnh đốm nâu trên
cây lúa và bước đầu sàng lọc vi khuẩn lên men lactic ức chế phát triển nấm bệnh
này”, nhằm cung cấp thêm các thông tin về đặc điểm hình thái của nấm C. lunata
để phát hiện bệnh một cách chính xác và nhanh chóng và nhằm góp phần vào xu
hướng phịng trừ bệnh đốm nâu lúa bằng chế phẩm vi sinh vật, tiến tới một nền
nông nghiệp sạch và bền vững hiện nay.
2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn.
2.1. Ý nghĩa khoa học

1

Đồ án tốt nghiệp
Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp những dẫn liệu khoa học nhằm bổ sung
thông tin về các loại nấm gây bệnh đốm trên cây lúa
2.2. Ý nghĩa thực tiễn
Làm cơ sở cho việc nghiên cứu các biện pháp phòng tránh đặc trưng cho
từng loại nấm đặc biệt là nấm gây ra bệnh đốm nâu, mang lại năng suất và hiệu
quả kinh tế, phục vụ kịp thời cho nhu cầu sản xuất lúa lương thực của tỉnh Long
An.
3. Tình hình nghiên cứu.
3.1. Các nghiên cứu trong nước
Báo cáo khoa học “Xác định nấm gây bệnh lem lép hạt lúa tại Đồng bằng
sông Cửu Long”. Ttrần Thị Thu Thủy (2011). Tạp chí khoa học 2011 17a 155 –
163, Trường Đại học Cần Thơ. Đề tài này được thực hiện nhằm xác định nấm
gây bệnh lem lép hạt tại các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long, đã xác định 11
chủng nấm.
3.2. Các nghiên cứu nước ngoài
- Hajano et al. (2011). “Rice blast – mycoflora, symptomatology and
pathogencity”. Nghiên cứu về đặc tính, triệu chứng của một số loại nấm gây bệnh
trên lúa được phân lập từ hạt và lá lúa.
- Kamaluddeen et al. (Dec 2013). “A new blight disease of rice caused by
Curvularia lunata from Uttar Pradesh”. Nghiên cứu này mô tả về bệnh đốm nâu
do Curvularia lunata gây ra.
4. Mục đích nghiên cứu
Phân lập, định danh nấm gây bệnh đốm nâu trên cây lúa và bước đầu sàng
lọc vi khuẩn lên men lactic ức chế phát triển nấm gây bệnh đốm nâu trên lúa từ
mẫu lúa ở tỉnh Long An.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Phân lập nấm bệnh từ lá lúa

- Khảo sát đặc điểm hình thái (đại thể và vi thể) trên các môi trường nuôi
cấy
- Định danh các chủng đặc trưng bằng giải trình tự vùng ITS

2


Đồ án tốt nghiệp
- Khẳng định chủng phân lập là tác nhân gây bệnh đốm nâu theo định đề
Koch
- Sàng lọc vi khuẩn lên men lactic về hoạt tính kháng nấm bệnh.
6. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp phân lập và làm thuần nấm bệnh.
- Phương pháp phòng ẩm để quan sát vi thể.
- Phương pháp bảo quản chủng nấm.
- Phương pháp tái nhiễm của Robert Koch.
- Phương pháp khảo sát khả năng đối kháng nấm bệnh của các chủng LAB
(in vitro)
- Phương pháp khảo sát khả năng đối kháng nấm bệnh của các chủng LAB
(in vivo)
7. Kết quả đạt được
- Đề tài đã phân lập và làm thuần được 13 chủng nấm gây bệnh trên lúa và
trong đó phân lập thành công 2 chủng nấm đốm nâu gây bệnh trên lúa.
- Thực hiện được tái nhiễm theo quy tắc Koch.
- Bước đầu sàng lọc vi khuẩn lên men lactic ức chế phát triển nấm bệnh
đốm nâu, chỉ ra được các chủng tiềm năng.
8. Phạm vi nghiên cứu
- Thu mẫu thực tế tại địa bàn tỉnh Long An.
- Các thí nghiệm nghiên cứu cơ bản của đề tài được thực hiện tại Phịng thí
nghiệm của Trường đại học Cơng nghệ TP. Hồ Chí Minh.

9. Kết cấu của đồ án tốt nghiệp
Nội dung của đồ án tốt nghiệp này gồm 5 phần như sau:
Phần 1 Mở đầu
Phần 2 Nội dung đồ án
- Chương 1 là Tổng quan tài liệu: Giới thiệu sơ lược về cây lúa, một số
nấm bệnh thường gặp và chủng nấm gây bệnh đốm nâu trên cây lúa.
- Chương 2 là vật liệu và phương pháp: Mô tả các phương pháp nghiên
cứu được sử dụng.

3


Đồ án tốt nghiệp
- Chương 3 là kết quả và biện luận: Tổng hợp đưa ra kết quả đạt được,
nhận xét và biện luận các kết quả thu được.
Phần 3 Kết luận và kiến nghị: Kết luận về các kết quả thí nghiệm đã đạt được
và kiến nghị tiếp tục hoàn thiện thêm các kết quả chưa đạt được.
Phần 4 Tài liệu tham khảo
Phần 5 Phụ lục

4


Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Sơ lược về cây lúa
Cây lúa trồng thuộc họ Poaceae, trước đây gọi là họ Hòa Thảo
(Gramineae), họ phụ Pryzoideae, tộc Oryzae, chi Oryza, loài Oryza sativa và
Oryza glaberrima. Loài Oryza sativa là lúa trồng ở Châu Á và Oryza glaberrima

là lúa trồng ở Châu Phi. Năm 1753, Lineaeus là người đầu tiên đã mô tả và sắp
xếp lúa sativa thuộc chi Oryza. Dựa vào mày hạt và dạng hạt tác giả đã phân chi
Oryza thành bốn nhóm là sativa, granulata, coarctala, rhynchoryza và chi Oryza
gồm tất cả 19 loài [2].
Bảng 1.1 Phân loại khoa học của cây lúa
Phân loại khoa học
Giới (kingdom)

Plantae

Bộ (order)

Poales

Họ (family)

Poaceae

Chi (genus)

Oryza

Lồi (species)

Oryza sativa

Năm 1753, ơng Lineaeus, người đầu tiên đã mơ tả và xếp lồi lúa sativa
trong chi Oryza. Pilger (1915) tìm được và mơ tả lồi thứ hai, Schlechteri từ mẫu
thu thập được bởi Schlechter vào năm 1907 ở miền bắc New Guinea (Nayar,
1973). Bà Prodoehl (1922) đã viết bản thảo chi tiết cho giống lúa này và 17 lồi

được mơ tả khá chi tiết. Sau đó, chi Oryza được đặc biệt quan tâm đến với rất
nhiều chi tiết bởi nhiều nhà nghiên cứu, như Roscheviez (1931), Chevalier
(1932), Sasaki (1935), Morinaga (1943), Chatterjee (1948), Sampath (1961,
1962, 1964), Tateoka (1963, 1964), Chang (1964), Shastry 1965, và Sharma và
Shastry (1965, 1971), Sharma (1973) và Nayar (1973) [3].
Morinaga (1943, 1954) là người đầu tiên đã sử dụng kỹ thuật phân tích
genome để định danh các lồi lúa dại. Cơng trình nghiên cứu dựa trên cơ sở khoa
học này (sự tiếp hợp của các nhiễm sắc thể giống nhau) đã giúp phân tích các
lồi lúa đựợc chính xác hơn [3].
5


Đồ án tốt nghiệp
Hội nghị di truyền lúa Quốc tế đã tổ chức họp tại Viện nghiên cứu lúa Quốc
tế, Philippines năm 1967 khẳng định chi Oryza có 22 lồi trong đó có 20 lồi lúa
dại và hai lồi lúa trồng [4].
Sau này, Vuaghan phát hiện thêm một loài lúa dại mới ở Papua New Ginea
là loài Oryza rhizomatis, đưa số loài của chi Oryza lên 23 loài và chia thành bốn
nhóm genome [5].
Ngày nay, nhà phân loại học đều nhất trí là chi Oryza có 23 lồi, trong đó
21 loài hoang dại và hai loài lúa trồng là Oryza sativa và Oryza glaberrima thuộc
loại nhị bội 2n = 24 có bộ gen AA. Lồi Oryza glaberrima phân bố chủ yếu ở
Tây và Trung Phi cịn lồi Oryza sativa được gieo trồng khắp thế giới và được
chia thành hai loài phụ là Indica và Japonica. Trong q trình tiến hóa của cây
lúa, ngoài hai loài phụ là Indica và Japonica cịn có nhiều loại hình trung gian
như Javanica,… [6] [7].
Tang và ctv (2004), so sánh bộ gen lục lạp của giống lúa 93 – 11 (đại diện
loài phụ Indica) và giống lúa Peiai64S (giống lúa lai thuộc loài phụ Indica, nhưng
nguồn gốc mẹ thuộc loài phụ Japonica) cho thấy sự phân chia bộ gen lục lạp của
hai loài phụ Indica và Japonica xảy ra cách đây khoảng 86.000 – 200.000 năm

trước [8].
Vitte và ctv (2004) cũng cho rằng hai loài phụ Indica và Japonica được
phân hóa độc lập với nhau, cách đây khoảng 200.000 năm. Trong khi đó, tác giả
Jiamxin phân tích DNA nhân tế bào và cho rằng lúa Indica và Japonica được
tách ra từ một tổ tiên chung, cách đây khoảng 440.000 năm [9].
Zhu và ctv (2007), trên cơ sở giải mã trình tự DNA của 10 gen ở nhân tế
bào của lúa cho rằng, quá trình thuần hóa liên quan chặt chẽ với q trình giảm
đa dạng di truyền của các giống lúa dại [10].
1.2. Tình hình sản xuất lúa ở Việt Nam
Lịch sử nhân loại đã ghi nhận Việt Nam ta có nền văn minh trồng lúa nước
khi lập nước. Cây lúa là cây lương thực đóng vai trị quan trọng trong đời sống
và nhiều giai đoạn phát triển xã hội. Ngành sản xuất lúa gạo là ngành có từ lâu
đời, đã trải qua đoạn phát triển gắn liền với lịch sử nghiệp vụ ở nước ta. Sản

6


Đồ án tốt nghiệp
lượng lúa ở Việt Nam, lúa là một cây lương thực quan trọng đồng thời cũng là
một mặt hàng xuất khẩu thành công nổi bật.
Vụ lúa mùa năm 2019 cả nước gieo cấy được 1.621,9 nghìn ha, bằng
96,4%, vụ mùa năm trước, trong đó các địa phương phía Bắc đạt 1.075,9 nghìn
ha, bằng 97,4% (giảm 28,3 nghìn ha) và cịn ở phía nam đạt 546 nghìn ha, bằng
94,3% giảm 33,1 nghìn ha (Tổng cục thống kê 2019). [11]
Tiến độ thu hoạch lúa mùa năm 2019 nhanh hơn cùng kỳ năm trước do
được gieo trồng sớm. Tính đến trong tuần tháng Mười, cả nước thu hoạch được
888,7 nghìn ha, chiếm 54,8% diện tích gieo cấy và bằng 101,7% cùng kỳ năm
trước. Trong đó các địa phương phía Bắc thu hoạch được 711,1 nghìn ha, chiếm
66,1% diện tích gieo cấy và bằng 101,2%; các địa phương phía Nam thu hoạch
được 177,6 nghìn ha, chiếm 32,5% diện tích gieo cấy và bằng 103,7%. [11]

Cùng với chăm sóc và thu hoạch lúa mùa, các địa phương trên cả nước đã
cơ bản kết thúc sản xuất lúa hè thu với diện tích gieo trồng đạt 2.009,3 nghìn ha,
giảm 43,7 nghìn ha so với vụ hè thu năm 2018, trong đó một số địa phương có
diện tích lúa giảm nhiều: Kiên Giang giảm 14,4 nghìn ha, Tiền Giang giảm 11,9
nghìn ha; Bình Thuận giảm 4,7 nghìn ha; Đồng Tháp giảm 2,3 nghìn ha.
Tính đến giữa tháng Mười, cả nước đã thu hoạch được 2.004,2 nghìn ha
lúa hè thu, bằng 97,6% vụ hè thu năm trước, trong đó vùng Đồng bằng sơng Cửu
Long thu hoạch 1.565,7 nghìn ha, bằng 97,6%. Theo báo cáo của các địa phương,
năng suất lúa hè thu cả nước năm nay ước tính đạt 54,8 tạ/ha, tăng 0,2 tạ/ha so
với vụ hè thu trước nhưng do diện tích gieo cấy giảm nên sản lượng chung toàn
vụ hè thu năm 2019 đạt 11,01 triệu tấn, giảm 197 nghìn tấn, trong đó vùng Đồng
bằng sông Cửu Long đạt 8,7 triệu tấn, giảm 96,6 nghìn tấn. (Tổng cục thống kê
2019). [11]
Sản xuất nơng, lâm nghiệp và thủy sản tháng 4/2020 gặp khó khăn do hạn
hán, xâm nhập mặn ảnh hưởng đến trồng trọt và dịch Covid - 19 diễn biến phức
tạp, ảnh hưởng trực tiếp tới hoạt động sản xuất, tiêu thụ và xuất, nhập khẩu nông
sản, đến ngày 15/4, cả nước gieo cấy được 3.021,3 nghìn ha lúa đơng xn, bằng
96,8% cùng kỳ năm trước. Các địa phương phía Bắc gieo cấy lúa đơng xn đạt
1.097,2 nghìn ha, bằng 98,5% cùng kỳ năm trước, trong đó vùng Đồng bằng
7


Đồ án tốt nghiệp
sơng Hồng đạt 502,1 nghìn ha, bằng 97,5% (giảm 12,7 nghìn ha) do một số địa
phương chuyển đổi cơ cấu sản xuất và mục đích sử dụng đất. (Tổng cục thống
kê tháng 4/2020).
Đến ngày 15/8/2020, cả nước gieo cấy được 1.447,2 nghìn ha lúa mùa,
bằng 99% cùng kỳ năm trước, trong đó các địa phương phía Bắc đạt 1.047,2
nghìn ha, bằng 98,5%; các địa phương phía Nam đạt 400 nghìn ha, bằng
100,3%.(Tổng cục thống kê tháng 8/2020). [12]

Tầm quan trọng của cây lúa đối với Việt Nam ta, Việt Nam là một trong
những nước có nghề truyền thống trồng lúa nước cổ xưa nhất thế giới. Nông
nghiệp trồng lúa vừa đảm bảo an ninh lương thực quốc gia, vừa là cơ sở kinh tế
sống còn của đất nước. Dân số nước ta đến nay hơn 80 triệu người, trong đó dân
số ở nơng thơn chiếm gần 80% và lực lượng lao động trong nghề trồng lúa chiếm
72% lực lượng lao động cả nước. Điều đó cho thấy lĩnh vực nông nghiệp trồng
lúa thu hút đại bộ phận lực lượng lao động cả nước, đóng vai trị rất lớn trong
nền kinh tế quốc dân.
Như vậy bên cạnh sự thu hút về nguồn lực con người thì sự thu hút nguồn
lực đất đai cũng lại khẳng định rõ vị trí của lúa gạo trong nền kinh tế quốc dân.
Xuất phát từ thực tiễn đó, Đảng và Nhà nước ta ln nhấn mạnh vị trí của
lúa gạo Việt Nam: lúa gạo đóng vai trị quyết định vấn đề cung cấp lương thực
cho cả nước và chi phối sâu sắc sự phát triển kinh tế quốc dân. Từ đó,chính phủ
đã đề ra các chính sách phát triển nơng nghiệp nói chung và lúa gạo nói riêng,
như: chính sách đầu tư vật chất kỹ thuật thích đáng về thuỷ lợi, giống lúa, thâm
canh, quảng canh lúa qua từng thời kỳ. Lúa gạo đã được đưa vào 2 trong 3
chương trình kinh tế lớn của quốc gia (như văn kiện Đại hội Đảng tồn quốc
tháng 12/1986 đã nêu). Nhờ đó, từ năm 1989 đến nay kim ngạch xuất khẩu gạo
đã không ngừng tăng, mang lại nguồn thu ngoại tệ lớn góp phần khơng nhỏ cho
công cuộc đổi mới và xây dựng đất nước. Cũng do thực hiện thực hiện chương
trình lương thực, Việt Nam đã biến từ nước nhập lương thực hàng năm khoảng
1 triệu tấn thành nước xuất khẩu 3 - 4 triệu tấn gạo hàng năm.

8


Đồ án tốt nghiệp
1.3. Một số bệnh do nấm thường gặp trên lúa
1.3.1. Bệnh đốm nâu
Ở miền Bắc nước ta, từ năm 1969 – 1970 bệnh đốm nâu đã xuất hiện ở

nhiều vùng trên các giống lúa mới và vụ mùa 1971 bệnh phổ biến ở khắp các
vùng trồng lúa ở nước ta. Bệnh làm tăng số hạt lép, giảm khối lượng hạt ảnh
hưởng tới năng suất, bệnh nặng kéo dài tới cuối kỳ sinh trưởng có thể làm cây
lúa cằn lại, trỗ kém. Hạt bị bệnh tỷ lệ lép lên tới 60 – 70%. [8]
1.3.1.1. Triệu chứng bệnh
Vết bệnh màu nâu tròn hay bầu dục trên lá, trên bẹ, cuống gié lúa và vỏ hạt
lúa. Trong thời kỳ ngâm ủ, bệnh làm cho rễ mầm bị thối đen, lá mầm bị biến
dạng, nếu bị nặng cây mầm bị chết hoặc phát triển khơng bình thường.
Vết bệnh trên lá ban đầu là những đốm nhỏ hình elip màu nâu nhạt, sau đó
phát triển thành các vết bệnh bầu dục màu nâu đậm hơn. Vết bệnh gây hại trên
hạt có màu nâu, sau biến màu đen. Nấm bệnh tồn tại trên hạt và là nguồn bệnh
cho vụ sau. [8] [12]

Hình 1.1 Bệnh đốm nâu trên lá lúa
1.3.1.2. Nguyên nhân gây bệnh
 Nguồn gốc và phân loại
Có khoảng 14 lồi nấm Curvularia có liên quan đến bệnh nhưng phổ biến
nhất là C. lunata (Walker) Boedjin và C. geniculata Tracy and Early, nấm thuộc
ngành Ascomycota. Giai đoạn hữu tính là Cochliobolus lunatus Nelson and
Haasis và Cochliobolus geniculata Nelson. [8]

9


Đồ án tốt nghiệp
Bảng 1.2 Phân loại khoa học của nấm C. lunata [10]
Giới ( Kingdom)

Fungi

Ngành ( Phylum)

Ascomycota

Lớp ( Class)

Euascomycetes

Bộ ( Order)

Pleosporales

Họ ( Family)

Pleosporaceae

Chi ( Genus)

Curvularia

Loài ( Species)

C. lunata

 Đặc điểm hình thái, sinh lý, phát sinh của bệnh
Trên lá và hạt bị nhiễm bệnh nấm mọc thành lớp mốc màu xám đến nâu
xám. Cành bào tử phân sinh màu nâu đậm, đa bào, không phân nhánh mọc đơn
hoặc thành cụm, đỉnh hơi trịn, kích thước 70 – 210 x 2 – 8 µm. Bào tử phân sinh
học mọc thành cụm ở đỉnh, cong, hình gù, đa bào, có 2 – 5 vách ngăn ngang, đa
số có 3 ngăn ngang, đỉnh trịn hơn thắt ở gốc. Nấm có thể kết hợp gây hại với

nấm tiêm lửa và một số loài nấm khác.
Nấm tồn tại chủ yếu trên bề mặt hạt giống hoặc dưới lớp vỏ trấu dưới dạng
sợi nấm và bào tử phân sinh.
Bệnh phát triển thuận lợi trong điều kiện nhiệt độ 20 - 27°C, khi thời tiết
biến động, cây lúa phát triển kém thiếu dinh dưỡng. Trong suốt thời kỳ sinh
trưởng của cây bệnh thường xuất hiện vào hai thời điểm từ mạ đến lúa hồi xanh
và từ thời kỳ làm đồng đến lúa chín.
Bệnh phát sinh mạnh ở những chân đất chua, mặn, đất bạc màu. Bón đạm
thấp, đặc biệt là các giống lúa dài ngày nếu thiếu đạm vào thời kỳ làm đồng bệnh
phát triển mạnh. Bón phân cân đối (phân chuồng, NPK) đầy đủ, bón tập trung
vào giai đoạn đầu bệnh nặng hơn so với bón rải rác nhiều lần [8] [13]
Nguồn bệnh tồn tại chủ yếu trên các hạt giống và rơm rạ của các cây nhiễm
bệnh. Ngồi ra, ở Mỹ người ta cịn phát hiện thấy nấm C.lunata gây bệnh cho
quả cà chua và ớt. Còn C. geniculata gây bệnh cho bắp, đậu Hà Lan… [13]

10


Đồ án tốt nghiệp
1.3.1.3. Biện pháp phòng trừ
Dùng hạt giống sạch bệnh, sáng màu, mày chắc. Chăm sóc mạ tốt, cấy đúng
thời vụ. Bón đầy đủ các loại phân chuồng, N, P, K, bón phân cân đối, bón vào
các giai đoạn lúa cần dinh dưỡng như đẻ nhánh. Trên các chân đất chua cần bôi
thêm vôi để cải tạo đất.
Điều tiết nước thích hợp, nước sâu khoảng 5 - 10 cm, không để lúa bị hạn
hoặc ngập úng quá. Nếu bệnh phát triển có thể phun các loại thuốc sau: New
Hinosan 30EC (1,2 L/ha); Kitazin 50EC (1 – 1,5 L/ha); Rovral 50WP (0,1 –
0,2%); zineb 80 WP (1 Kg/ha) [8] [12].
1.3.2. Bệnh đạo ôn
 Triệu chứng gây bệnh

- Trên mạ: Vết bệnh lúc đầu hình bầu dục nhỏ sau tạo thành hình thoi nhỏ
hoặc dạng tương tự hình thoi, màu nâu hoặc nâu vàng. Khi bệnh nặng, từng đám
vết bệnh kế tiếp nhau làm cây mạ có thể héo khơ hoặc chết.
- Trên lá: Bệnh gây hại chủ yếu ở giai đoạn mạ - đẻ nhánh. Lúc đầu vết
bệnh chỉ nhỏ như đầu mũi kim, màu xám xanh giống như bị nước sơi, sau đó
chuyển sang màu nâu, rồi lan rộng dần ra thành hình thoi, xung quanh màu nâu
đậm, giữa màu xám trắng. Nếu nặng, nhiều vết bệnh liên kết lại với nhau làm lá
bị cháy khô, cây lúa bị lụi xuống, ruộng lúa sẽ bị thất thu nghiêm trọng.

Hình 1.2 Bệnh đạo ôn trên lá lúa
- Trên cổ bông, đốt thân, gié lúa: Nấm bệnh tấn công trên đốt thân, trên cổ
bông và trên gié lúa. Chỗ bị bệnh lúc đầu có màu xám xanh, sau chuyển dần sang
màu nâu, nâu đậm. Trên cổ bông, nếu ẩm độ khơng khí cao, chỗ vết bệnh sẽ mọc
một lớp nấm mốc màu xám xanh, nếu trời khô vết bệnh sẽ khơ tóp lại. Gặp gió
to chỗ vết bệnh bị gãy gập, ruộng lúa trở nên xơ xác. Do cản trở việc vận chuyển
11


Đồ án tốt nghiệp
chất dinh dưỡng từ cây lúa lên nuôi hạt, làm cho hạt lúa bị lép lửng. Nếu nặng
bệnh có thể làm cho hạt lúa bị lép hồn tồn.

Hình 1.3 Bệnh đạo ơn trên cổ bơng lúa
- Trên hạt: Vết bệnh có hình đốm trịn, viền nâu, tâm màu xám trắng, đường
kính khoảng 1 - 2 mm. Nếu nặng có thể làm cho hạt lúa bị lem lép lửng.

Hình 1.4 Bệnh đạo ôn trên hạt lúa.
 Tác nhân gây hại:
Bệnh đạo ôn do nấm Pyricularia oryzae gây ra, là một trong vài loại dịch
hại nguy hiểm đối với cây lúa ở Việt Nam và nhiều nước khác trong khu vực.

Bảng 1.3 Phân loại khoa học của nấm M. oryzae [6]
Giới ( Kingdom)

Fungi

Ngành ( Phylum)

Ascomycota

Lớp ( Class)

Sordariomycetes

Bộ ( Order)

Magnaporthales

Họ ( Family)

Magnaporthaceae

Chi ( Genus)

Magnaporthe

Loài ( Species)

M. oryzae

12

Đồ án tốt nghiệp
1.3.3. Bệnh đốm vằn
Triệu chứng bệnh: Đầu tiên là những vết bệnh xuất hiện trên bẹ lá ở gần
gốc lúa, đôi khi lây trực tiếp qua lá từ những cây bị bệnh xung quanh.
Các vết bệnh lúc đầu có hình hơi trịn hoặc bầu dục có màu xanh xám, tâm
có màu trắng xám và xung quanh màu nâu; kích thước vết bệnh thay đổi thường
dài từ 1 - 3 cm. Khi gặp điều kiện thuận lợi các vết bệnh phát triển và liên kết lại
hình thành nên những vết bệnh vằn vện khơng có hình dạng nhất định nên gọi là
bệnh đốm vằn.
Ở trên ruộng lúa, bệnh thường xuất hiện gần mặt nước ruộng, sau đó bệnh
phát triển lên các bẹ và lá phía trên hay lây sang những cây xung quanh. Có nhiều
hạch nấm được hình thành ngay gần vết bệnh. Đầu tiên hạch nấm có màu trắng
khi già chuyển sang màu nâu. Hạch nấm già sẽ rơi xuống đất và trôi nổi trên mặt
nước, đây là nguồn lây lan bệnh từ nơi này sang nơi khác hoặc từ vụ này sang
vụ tiếp theo. [16]

Hình 1.5 Bệnh đốm vằn trên lá lúa
 Tác nhân gây hại:
Bệnh đốm vằn do nấm Rhizoctonia solani gây ra, là bệnh hại quan trọng
đối với lúa cao sản ngắn ngày. Bệnh có thể gây hại ở tất cả các vụ trong năm,
thường gây hại nặng ở vụ Đông Xuân. Bệnh nhẹ thì làm tăng tỷ lệ lem lép hạt,
gây đổ ngã, làm giảm năng suất. Bệnh nặng sẽ làm cây lúa chết và có thể gây
thất thu năng suất lên đến 25%.
1.3.4. Bệnh tiêm lửa
Bệnh có thể xuất hiện trên lá mầm, bẹ lá, lá và hạt. Khi hạt nhiễm bệnh nảy
mầm, vết bệnh là các đốm nhỏ màu nâu trên lá mầm và các rễ non cũng có thể
bị bệnh dưới dạng các vết đen nhạt. Vết bệnh ban đầu trên lá là các chấm nhỏ
13

Đồ án tốt nghiệp
màu vàng, sau đó chuyển sang màu nâu nhạt và vết bệnh điển hình có hình bầu
dục giống hạt vừng, có màu nâu non, xung quanh có vầng vàng. Vết bệnh trên
bẹ lá và trên vỏ hạt lúa có màu nâu khơng có hình dạng nhất định, khi bệnh nặng
nấm có thể phát triển và bao phủ hoàn toàn lớp vỏ hạt và xâm nhập vào nội nhũ
[6].
1.3.4.1. Nguyên nhân gây bệnh tiêm lửa hại lúa
Bệnh do nấm Bipolaris oryzae gây ra (Breda de Haan) Shoem. gây ra, tên
khác Helminthosporium oryzae . Sợi nấm đa bào, phân nhánh, đường kính 4 – 8
micromet màu nâu đến xám nhạt cành bào tử phân sinh mọc thành cụm đa bào,
phần gốc lớn hơn phần đỉnh cành và hơi gãy khúc. Bào tử phân sinh, hình con
nhộng thon dài thẳng hoặc hơi cong. Hai đầu trịn có từ 3 – 11 ngăn ngang. Kích
thước bào tử biến động từ 15 – 170 x 7 – 26 micromet. Trên hạt giống nấm tồn
tại trên vỏ hạt, ở mày hạt, giữa lớp mày và vỏ hạt, đôi khi ở nội nhũ.
Bào tử hình thành ở nhiệt độ từ 5 - 38°C, pH 4 - 10. Bào tử chết ở nhiệt độ
50 - 51°C, sợi nấm chết ở nhiệt độ 48 - 50°C trong 10 phút. Trong điều kiện
thuận lợi nấm xâm nhập vào cây trong 4 giờ [6].
1.3.4.2. Đặc điểm phát sinh, phát triển bệnh tiêm lửa hại lúa (Bipolaris oryzeae)
Nấm có thể tồn tại trong rơm rạ, trong đất và sống sót trên hạt giống trong
bảo quản dưới dạng bào tử hoặc sợi nấm tiềm sinh trong khoảng thời gian từ 2 –
3 năm.
- Nguồn bệnh đầu tiên thường từ hạt giống nhiễm bệnh, nấm gây bệnh trên
chồi non và rễ làm giảm tỷ lệ nảy nầm khoảng 11 – 29% và giảm sức sống của
cây con.
- Tỷ lệ bệnh truyền qua hạt giống là trên các lô giống bị nhiễm bệnh có thể
lên đến 59,4%. Trên đồng ruộng bệnh lan truyền nhờ gió. Nấm có thể gây hại
trên 23 lồi cỏ dại một lá mầm.. Bệnh gây hại chủ yếu trên các giống lúa dài
ngày, thiếu dinh dưỡng và vào các thời kỳ khủng hoảng dinh dưỡng trong giai

đoạn sinh trưởng của cây lúa (cuối mạ, lúa bị hạn, sau đẻ nhánh, đòng non,...)
[11].

14