Đặc tính sinh lý và sinh hoá của vi khuẩn gây bệnh hại thực vật ppt

Vi khuẩn gây bệnh thực vật là những bán ký sinh có thể nuôi cấy sinh trưởng, phát triển tốt trên các loại môi trường nhân tạo dùng trong vi khuẩn học.. Trong các pha sinh sản của vi khuẩ

Đặc tính sinh lý và sinh hoá của vi khuẩn gây

bệnh hại thực vật

Bước tới: chuyển hướng, tìm kiếm

Để có thêm thông tin, xin tham khảo danh sách các vi khuẩn hại thực vật

Vi khuẩn gây bệnh thực vật là những bán ký sinh có thể nuôi cấy sinh trưởng, phát triển tốt trên các loại môi trường nhân tạo dùng trong vi khuẩn học

Tuy phụ thuộc vào những yếu tố nhất định, nhưng nói chung sự sinh trưởng và sinh sản của vi khuẩn bệnh cây bắt đầu ở 5-10°C, nhiệt độ tối thích 25-30°C,

ngừng sinh sản ở 33-40°C Nhiệt độ gây chết 40-50°C (trong 10 phút)

Khác với các loại nấm bệnh, để sinh trưởng và sinh sản, vi khuẩn bệnh cây đòi hỏi môi trường từ trung tính đến kiềm yếu, thích hợp ở pH 7-8

Phần lớn vi khuẩn bệnh cây là háo khí cần oxy nên phát triển mạnh trên bề mặt môi trường đặc hoặc trong môi trường lỏng giàu oxy nhờ lắc liên tục trên máy lắc Một số khác là loại yếm khí tự do có thể dễ dàng phát triển bên trong cơ chất (mô cây) không có oxy

Vi khuẩn gây bệnh cây là những sinh vật dị dưỡng đối với các nguồn carbon và nguồn đạm Cho nên để phát triển, vi khuẩn cần nhận được năng lượng thông qua con đường phân giải các chất hữu cơ có sẵn như protein và polysaccharide Phân giải nguồn carbon tạo ra acid và khí Tùy theo loại vi khuẩn có cường độ hoạt tính mạnh, yếu khác nhau trong quá trình phân giải này mà người ta xem đây là một trong những chỉ tiêu cơ bản để giám định loài vi khuẩn

Trong các pha sinh sản của vi khuẩn gây bệnh cây trong môi trường lỏng thì pha tăng trưởng số lượng (pha log) bắt đầu sau 3-4 giờ sau khi cấy truyền và pha ổn định số lượng sau 24-28 giờ

Trên môi trường đặc (agar) vi khuẩn sinh trưởng tạo thành khuẩn lạc Khuẩn lạc có hình dạng, kích thước, màu sắc, đặc thù bề mặt, độ láng bóng khác nhau, đặc trưng cho các nhóm, các loài vi khuẩn khác nhau Nói chung đối với vi khuẩn bệnh cây, có thể phân biệt ba dạng khuẩn lạc chủ yếu như sau:

1 Dạng S: khuẩn lạc nhẵn, láng bóng bề mặt, rìa nhẵn

2 Dạng R: khuẩn lạc xù xì, bề mặt trong mờ không nhẵn bóng, rìa nhăn nheo

3 Dạng M: khuẩn lạc nhầy nhớt

Trong quá trình sinh trưởng phát triển, vi khuẩn bệnh cây có khả năng tạo thành các sắc tố tùy theo loài vi khuẩn

Sắc tố của vi khuẩn là những hợp chất có đạm (nitrogen) tạo ra trong các cơ quan màu chromophore hoặc ở trong vách tế bào Có nhiều loại sắc tố có màu khác nhau: màu xanh lục (fluorescein), màu xanh lơ (pyocyanin), màu đỏ (prodigiosin), màu vàng (carotenoid), màu đen (melanin, tyrosin) Trong số này, có loại sắc tố thẩm thấu khuếch tán vào môi trường làm biến màu môi trường nhân tạo khi nuôi cấy vi khuẩn như sắc tố flourescein của loài Pseudomonas syringae Cũng có loại sắc tố không thẩm thấu, không khuếch tán vào trong môi trường mà ở trong tế bào chất làm khuẩn lạc có màu khi nuôi cấy trên môi trường đặc như sắc tố vàng

carotenoid của các loài Xanthomonas

Để tạo thành sắc tố, vi khuẩn cần các chất dinh dưỡng trong môi trường khác nhau, cần nguồn đạm, một số chất khoáng kim loại Fe, Cu và cần độ pH ổn định Sắc

tố có vai trò trong hô hấp, trong quá trình oxy hoá khử, trong trao đổi chất của vi khuẩn Sắc tố còn có vai trò bảo vệ, chống tác động có hại của ánh sáng tia tím hoặc có vai trò như một chất có hoạt tính kháng sinh, đối kháng

Một trong những đặc điểm cơ bản về sinh lý và tính gây bệnh của vi khuẩn là khả năng sản sinh và hoạt động của các hệ thống enzyme và các độc tố Quá trình trao đổi chất phức tạp trong tế bào vi khuẩn điều khiển bởi những enzyme như

phosphorylase, transferase, decarboxylase, oxydase, dehydrogenase, hydrase chứa ở trong ribosome, trong màng tế bào chất, vách tế bào

Nhiều loại enzyme là những ngoại men do vi khuẩn tạo ra, tiết ra ngoài vào trong môi trường sống được coi như là vũ khí quan trọng của kí sinh vật, nhờ đó mà xâm nhiễm vào cây để vượt qua được các chướng ngại vật tự nhiên của cây (biểu bì, cutin, vách tế bào thực vật), để chuyển hoá các hợp chất hữu cơ phức tạp thành dạng đơn giản dễ hấp thụ sử dụng cho vi khuẩn và để trung hòa hoặc vô hại hoá các chất đề kháng của cây chống lại kí sinh vật

Các men phân giải pectin mảnh gian bào của cây như pectinase, protopectinase, polygalacturonase, có ở hầu hết các vi khuẩn hại cây, hoạt tính mạnh nhất biểu hiện ở các loài vi khuẩn gây các bệnh thối rữa

Đối với loài vi khuẩn gây bệnh héo (Ralstonia solanacearum), men

pectinmethylesterase phân giải pectin có thể sinh ra pectinic acid ở trong mạch dẫn kết hợp với Ca tạo thành calcium pectate vít tắc sự lưu thông của bó mạch, góp phần tạo ra triệu chứng héo đột ngột của cây bệnh

Nhiều loại enzyme như cutinase (phân giải cutin), hemicellulase, cellulase (phân giải cellulose) rất phổ biến ở vi khuẩn, đặc biệt là vi khuẩn Xanthomonas

campestris gây bệnh cháy lá (hại cải), Corynebacterium sepedonicum (bệnh thối vòng củ khoai tây) Nhiều loại enzyme (men) thủy phân chuyển hoá các hợp chất phức tạp của tế bào cây thành các hợp chất đơn giản dễ sử dụng cho vi khuẩn như amylase, invertase, glucosidase, lactase và các enzyme phân giải protein và peptide như protease, peptidase, amidase, men phân giải chất béo như lipase

Thành phần và hoạt tính của các loại enzyme nói trên khác nhau tùy theo loài vi khuẩn Cho nên hệ thống enzyme và sản phẩm phân giải tạo ra do sự tác động của các enzyme vi khuẩn có sự khác biệt nhau đã được sử dụng như một chỉ tiêu sinh hoá quan trọng để phân định loài vi khuẩn Có loài vi khuẩn nhờ enzyme riêng biệt

có thể phân giải gelatin, khử nitrate (NO3) tạo thành nitrite (NO2) Có loài vi khuẩn

có thể phân giải protein hay peptone tạo ra các sản phẩm phân giải là indole hay ammonia (NH</sub>3</sub>) hoặc khí Hydro sulfid (H2S), có loài vi khuẩn có thể phân giải hợp chất cacbon như các loại đường (glucose, saccharose, lactose,

maltose ) tạo ra các sản phẩm acid hay khí hoặc không có khả năng đó

Tóm lại, vi khuẩn nhờ có một hệ thống enzyme phong phú không những đảm bảo được những chất dinh dưỡng cần thiết và quá trình trao đổi chất trong tế bào vi khuẩn mà còn có tác dụng phá hủy cấu trúc mô và trao đổi chất bình thường của tế bào cây cũng như các hoạt động của hệ thống enzyme cây ký chủ

Vi khuẩn bệnh cây có thể sản sinh các độc tố Độc tố của vi khuẩn có tác động phá huỷ hệ thống enzyme của tế bào cây ký chủ và gây ra những tác hại lớn đến các chức năng sinh lý và trao đổi của mô thực vật Có thể phân chia các loại độc tố vi khuẩn thành hai nhóm: nhóm pathotoxin và nhóm vivotoxin

Các loại độc tố pathotoxin có tính đặc hiệu theo loài cây ký chủ và có vai trò lớn trong việc tạo ra triệu chứng bệnh Đó là các loại độc tố tabtoxin, phaseolotoxin, syringomycin đều là các chất peptide, dipeptide, tripeptide, có tác động ức chế enzyme tổng hợp glutamine, làm đình trệ sự tổng hợp diệp lục, phá vỡ các phản

ứng tự vệ của cây như phản ứng siêu nhạy chống lại vi khuẩn gây bệnh

(Pseudomonas syringae pv tabaci ) Các loại độc tố thuộc nhóm vivotoxin là

những polysaccdaride (Ralstonia solanacearum) hoặc các glucopeptide

(Corynebacterium sp.) Đây là những độc tố gây héo cây, tác động phá hủy màng

tế bào, mạch dẫn của cây trồng

Để nghiên cứu về sinh lý, sinh hoá và đặc điểm sinh trưởng của vi khuẩn người ta cần phân lập thuần khiết các loài vi khuẩn riêng biệt trên môi trường dinh dưỡng nhân tạo, nuôi cấy chúng trên các môi trường đặc hoặc lỏng