khảo sát khả năng đối kháng của xạ khuẩn đối với nấm colletotrichum spp. gây bệnh thán thư hại gấc trong điều kiện phõng thí nghiệm và nhà lưới

Thí nghiệm 3: Đánh giá khả năng phân giải cellulose của các chủng xạ khuẩn có triển vọng ...19 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...21 3.1 Phân lập và đánh giá khả năng đối kháng của những

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

HOÀNG TRỌNG NAM

KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ĐỐI KHÁNG CỦA XẠ KHUẨN

ĐỐI VỚI NẤM COLLETOTRICHUM SPP GÂY BỆNH

THÁN THƯ HẠI GẤC TRONG ĐIỀU KIỆN

PHÕNG THÍ NGHIỆM VÀ NHÀ LƯỚI

Luận văn tốt nghiệp Đại học Ngành: BẢO VỆ THỰC VẬT

Cần Thơ, 2013

KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ĐỐI KHÁNG CỦA XẠ KHUẨN

ĐỐI VỚI NẤM COLLETOTRICHUM SPP GÂY BỆNH

THÁN THƯ HẠI GẤC TRONG ĐIỀU KIỆN

PHÕNG THÍ NGHIỆM VÀ NHÀ LƯỚI

Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:

TS Lê Minh Tường Hoàng Trọng Nam MSSV: 3103638

Lớp: BVTV K36

Cần Thơ, 2013

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN BẢO VỆ THỰC VẬT

Luận văn tốt nghiệp kỹ sư ngành Bảo Vệ Thực Vật với tên đề tài:

“KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ĐỐI KHÁNG CỦA XẠ KHUẨN ĐỐI VỚI NẤM

COLLETOTRICHUM SPP GÂY BỆNH THÁN THƯ HẠI GẤC TRONG

ĐIỀU KIỆN PHÕNG THÍ NGHIỆM VÀ NHÀ LƯỚI”

Do sinh viên Hoàng Trọng Nam thực hiện và đề nạp

Kính trình lên hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp

Cần Thơ, ngày tháng năm 2013

Cán bộ hướng dẫn

TS Lê Minh Tường

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN BẢO VỆ THỰC VẬT

Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp đã chấp nhận luận văn tốt nghiệp kỹ sư ngành Bảo Vệ Thực Vật với tên đề tài:

“KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ĐỐI KHÁNG CỦA XẠ KHUẨN ĐỐI VỚI NẤM

COLLETOTRICHUM SPP GÂY BỆNH THÁN THƯ HẠI GẤC TRONG

ĐIỀU KIỆN PHÕNG THÍ NGHIỆM VÀ NHÀ LƯỚI”

Do sinh viên Hoàng Trọng Nam thực hiện và bảo vệ trước hội đồng

Ý kiến của hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp:

Luận văn tốt nghiệp được hội đồng đánh giá ở mức:

Chủ tịch hội đồng

LƢỢC SỬ CÁ NHÂN

Họ và tên: Hoàng Trọng Nam

Ngày sinh: 02/02/1992

Nơi sinh: Tân Châu, An Giang

Họ và tên Cha: Hoàng Trọng Thanh

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân Các số liệu, kết quả trình bày trong luận văn tốt nghiệp là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kì công trình nghiên cứu nào trước đây

Người thực hiện

Hoàng Trọng Nam

Xin cảm ơn ban lãnh đạo trường Đại Học Cần Thơ; ban chủ nhiệm khoa nông nghiệp và Sinh học Ứng Dụng, bộ môn Bảo Vệ Thực Vật đã tạo nhiều điều kiện để em hoàn thành luận văn này

Xin chân thành cảm ơn thầy Lê Văn Vàng (cố vấn học tập) và quý thầy, cô trong trường Đại Học Cần Thơ đã dạy dỗ và truyền đạt kiến thức cho em trong thời gian học tập tại trường

Chân thành biết ơn chị Nguyễn Thị Mỹ Linh, anh Lý Văn Giang và tất cả các anh, chị trong bộ môn Bảo Vệ Thực Vật đã tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt thí nghiệm

Cảm ơn các bạn lớp BVTV K36 đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài

Xin chân thành cảm ơn!!!

Hoàng Trọng Nam

Hoàng Trọng Nam, 2013 “Khảo sát khả năng đối kháng của xạ khuẩn đối với

nấm Colletotrichum spp gây bệnh thán thư hại gấc trong điều kiện phòng thí

nghiệm và nhà lưới” Luận văn tốt nghiệp kỹ sư Bảo Vệ ThựcVật, Bộ môn Bảo Vệ

Thực Vật, Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại Học Cần Thơ

Cán bộ hướng dẫn Tiến sĩ Lê Minh Tường

TÓM LƯỢC

Đề tài được thực hiện tại phòng thí nghiệm bệnh cây, Bộ môn Bảo Vệ Thực Vật, Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại Học Cần Thơ từ tháng 1/2013 đến tháng 11/2013 Mục đích nhằm tìm ra chủng xạ khuẩn cũng như phương pháp xử lý cho hiệu quả phòng trị bệnh thán thư cao nhất

Thí nghiệm 1: Phân lập và đánh giá khả năng đối kháng của những chủng xạ

khuẩn đối với nấm Colletotrichum spp gây bệnh thán thư trên gấc trong điều kiện

phòng thí nghiệm

Kết quả phân lập được 120 chủng xạ khuẩn trên những vườn trồng gấc tại 3 tỉnh Cần Thơ và An Giang và Tiền Giang Hầu hết các chủng xạ khuẩn phân lập được có sự đa dạng về hình thái như hình dạng khuẩn lạc, màu sắc khuẩn ty khí sinh, màu sắc khuẩn ty cơ chất, sắc tố khuếch tán trong môi trường

Qua thí nghiệm đánh giá nhanh có 36 chủng trong tổng số 120 chủng thể

hiện khả năng đối kháng với nấm Colletotrichum spp (chiếm 30%) Tiếp tục đánh

giá khả năng đối kháng của 36 chủng xạ khuẩn này với 5 lần lặp lại Kết quả cho

thấy các chủng xạ khuẩn này đều có khả năng đối kháng với nấm Colletotrichum

spp Trong đó có 2 chủng xạ khuẩn NCT_TG4 và GCT_TG9 thể hiện khả năng đối

kháng cao nhất đối với nấm Colletotrichum spp với bán kính vòng vô khuẩn lần

lượt là 6,2 mm và 4,4 mm ở 3 NSKC

Thí nghiệm 2: đánh giá hiệu quả phòng trừ bệnh thán thư trên trái Gấc do nấm

thí nghiệm cho thấy, cả 2 chủng xạ khuẩn đều cho hiệu quả giảm bệnh, trong đó

NCT_TG4 có hiệu quả ức chế bệnh thán thư trên gấc do nấm Colletotrichum spp

tốt hơn Ở ba thời điểm xử lí trước, sau và trước+sau đều cho hiệu quả giảm bệnh, trong đó 2 thời điểm xử lí trước và trước+sau cho hiệu quả giảm bệnh tốt hơn so với thời điểm xử lí sau, khi phân tích tương tác giữa từng thời điểm xử lí trên từng xạ khuẩn ta thấy ở chủng NCT_TG4 thì thời điểm xử lí trước cho hiệu quả ức chế bệnh thán thư tốt hơn so với 2 thời điểm xử lí còn lại, đối với chủng GCT_TG9 thì thời điểm xử lí trước+sau có hiệu quả giảm bệnh tốt hơn so với 2 thời điểm xử lí còn lại Thí nghiệm 3: Đánh giá khả năng phân giải cellulose của các chủng xạ khuẩn phân lập từ vườn gấc Kết quả cho thấy cả 5 chủng xạ khuẩn NCT_TG3, NCT_TG4, NCT_TG18, GCT_TG9 và BCT_TG4 đều có khả năng tiết enzyme

cellulase trên môi trường CMC Nhìn chung, các xạ khuẩn phân giải cellulose ở nhiều mức độ khác nhau Trong đó, chủng NCT_TG3 có bán kính vòng phân giải cellulose mạnh với bán kính phân giải trung bình là 10,94 mm, kế đến là 3 chủng xạ khuẩn NCT_TG3, BCT_TG4 và NCT_TG18 với bán phân giải cellulose trung bình trong khoảng 6,78 – 7,33 mm, cuối cùng là GCT_TG9 có bán kính vòng phân giải cellulose trung bình là 3,94 mm

Từ khóa: Xạ khuẩn, Colletotrichum spp., phân giải cellulose, đối kháng

MỤC LỤC

Nội dung Trang

TÓM LƯỢC vi

MỤC LỤC viii

DANH MỤC BẢNG x

DANH MỤC HÌNH xi

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

CHƯƠNG 1: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2

1.1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ GẤC 2

1.1.1.Nguồn gốc và phân bố cây Gấc 2

1.1.2 Đặc tính thực vật học 2

1.2BỆNH THÁN THƯ HẠI GẤC DO NẤM COLLETOTRICHUM SPP.

………2

1.2.1 Triệu chứng 2

1.2.2 Tác nhân 3

1.2.3 Đặc điểm phát triển và phát sinh bệnh 3

1.2.4 Biện pháp quản lí bệnh thán thư 3

1.3 PHÒNG TRỪ SINH HỌC BỆNH CÂY 5

1.3.1 Khái niệm phòng trừ sinh học bệnh cây 5

1.3.2 Vai trò của vi sinh vật đối kháng 5

1.4 GIỚI THIỆU VỀ XẠ KHUẨN 6

1.4.1 Phân bố của xạ khuẩn trong tự nhiên 6

1.4.2 Đặc điểm xạ khuẩn 6

1.4.2.1 Hình thái và kích thước của xạ khuẩn 6

1.4.2.2 Cấu tạo xạ khuẩn 6

1.4.2.3 Hình thái khuẩn lạc 7

1.4.2.4 Hình thái khuẩn Ty 7

1.4.2.5 Hình thành bào tử 7

1.5.2.5 Ảnh hưởng của điều kiện môi trường lên sự sinh trưởng của xạ khuẩn 8

1.5.2.6 Vai trò của xạ khuẩn 8

1.5 NHỮNG NGHIÊN CỨU VỀ VIỆC SỬ DỤNG XẠ KHUẨN ĐỐI KHÁNG TRONG PHÒNG TRỊ SINH HỌC BỆNH CÂY 12

1.5.1 Những nghiên cứu trong nước 12

1.5.2 Nghiên cứu trên Thế Giới 13

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP 15

2.1 PHƯƠNG TIỆN 15

2.1.1.Trang thiết bị và vật liệu dùng trong thí nghiệm 15

2.2 PHƯƠNG PHÁP 17

2.2.1 Phân lập xạ khuẩn 17

2.2.2 Thí nghiệm 1: Đánh giá khả năng đối kháng của các chủng xạ khuẩn với nấm Colletotrichum spp gây bệnh thán thư hại Gấc trong điều kiện phòng thí nghiệm 17 2.2.3 Thí nghiệm 2: Đánh giá hiệu quả phòng trừ bệnh thán thư trên trái Gấc do nấm Colletotrichum spp gây ra bằng xạ khuẩn trong điều kiện phòng thí nghiệm 18 2.2.4 Thí nghiệm 3: Đánh giá khả năng phân giải cellulose của các chủng xạ khuẩn có triển vọng 19

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 21

3.1 Phân lập và đánh giá khả năng đối kháng của những chủng xạ khuẩn đối với nấm Colletotrichum spp trong điều kiện phòng thí nghiệm 21

3.1.1 Phân lập xạ khuẩn trên vườn trồng gấc tại 3 tỉnh An Giang, Cần Thơ, Tiền Giang 21

3.1.2 Khả năng đối kháng của những chủng xạ khuẩn đối với nấm Colletotrichum spp trong điều kiện phòng thí nghiệm 24

3.2 Hiệu quả phỏng trừ bệnh trên trái gấc do nấm Colletotrichum spp gây ra bằng xạ khuẩn trong điều kiện in vivo 29

3.3 Khả năng phân giải cellulose của 5 chủng xạ khuẩn trên môi trường CMC 1% trong điều kiện phòng thí nghiệm 35

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 38

4.1 KẾT LUẬN 38

4.2 ĐỀ NGHỊ 38

TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 PHỤ CHƯƠNG

DANH MỤC BẢNG

3.1 Các nguồn xạ khuẩn thu thập được từ An Giang, Tiền Giang

3.2 Bán kính vòng vô khuẩn (BKVVK) của các chủng xạ khuẩn

đối kháng với nấm Colletotrichum spp ở các thời điểm 3, 5,

7 ngày sau khi cấy (NSKC)

26

3.3 Hiệu suất đối kháng (%) (HSĐK) của các chủng xạ khuẩn

đối với nấm Colletotrichum spp ở các thời điểm 3, 5, 7

3.7 Bán kính vòng phân giải cellulose (mm) của xạ khuẩn trên

môi trường CMC 1% qua 3, 5 và 7 ngày sau khi nuôi cấy 36

DANH MỤC HÌNH

1.1 Sợi bào tử, bào tử trần và sự hình thành bào tử trong nang bào

tử (sporangiospores) ở xạ khuẩn (Nguyễn Lân Dũng và Nguyễn

3.1 Khả năng đối kháng của 4 chủng xạ khuẩn NCT_TG4,

GCT_TG9, ATT_AG6 và GCT_TG10 với nấm Colletotrichum

spp ở thời điểm 7 ngày sau khi cấy

29

3.2 Triệu chứng bệnh thán thư trên gấc ở nghiệm thức xử lí trước

tại thời điểm 4 ngày sau chủng bệnh

33

3.3 Triệu chứng bệnh thán thư trên gấc ở nghiệm thức xử lí

trước+sau tại thời điểm 4 ngày sau chủng bệnh

34

3.4 Triệu chứng bệnh thán thư trên gấc ở nghiệm thức xử lí sau tại

thời điểm 4 ngày sau chủng bệnh

ĐẶT VẤN ĐỀ

Gấc (Momordica Cochinchinensis) là một cây thực phẩm đặt biệt ở Việt Nam Gần đây gấc trở thành một mặt hàng có giá trị kinh tế vì gấc không chỉ là thực phầm để chế biến thức ăn mà nó còn được sử dụng trong dược liệu vì trong gấc có một lượng lớn lycopene, là chất chống oxy hóa hàng đầu có khả năng bảo vệ cơ thể chống lại các bệnh thoái hóa, suy giảm miễn dịch và các chứng bệnh ung thư (Tangboditham, 1998), ngoài ra trong trái gấc còn có β–carotene, vitamin E, dầu là nguồn nguyên liệu tốt cho sản xuất thực phẩm chức năng vì vậy hiện nay gấc được người nông dân trồng rất nhiều Tuy nhiên việc canh tác gấc gặp nhiều khó khăn do

sâu bệnh tấn công, đặc biệt là bệnh thán thư do nấm Colletotrichum spp đây là

bệnh nghiêm trọng gây hại trên lá, cuốn lá, hoa, trái, bệnh thường xuất hiện nặng vào mùa mưa, khi nhiệt độ và ẩm độ trong không khí cao, nước là nhân tố chính giúp phát tán bào tử và cấc tiểu hạch nấm (Cerckaukas, 2004; Roberts và ctv., 2009)

Hiện nay biện pháp hóa học vẫn là biện pháp chủ lực trong quản lí bệnh thán thư trên gấc Tuy nhiên việc sử dụng thuốc hóa học sẽ gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người và gây ô nhiễm môi trường Hơn nữa, hậu quả của việc lạm dụng thuốc hóa học còn giết chết các vi sinh vật đối kháng với dịch bệnh, từ đó làm mất cân bằng sinh thái và dịch bệnh dễ bộc phát (Phạm Văn Kim, 2000)

Để khắc phục những nhược điểm của biện pháp hóa học, biện pháp phòng trừ

sinh học đã và đang được sử dụng rộng rãi Gần đây, xạ khuẩn (Actinomycetes)

được xem là tác nhân có triển vọng trong việc quản lí một số bệnh hại thực vật Các

nghiên cứu cho thấy chủng xạ khuẩn Streptomyces sp có khả năng đối kháng với nấm Colletotrichum orbiclare gây bệnh thán thư trên ớt và có tiềm năng mạnh mẽ

cho việc kiểm soát bệnh thán thư trên dưa leo (Shimizu và ctv., 2008) Xạ khuẩn có

khả năng chống lại Fusarium oxysporum gây bệnh thối rễ ở thực vật (Ngô Đình

Quang Bính, 2005)

Vì thế đề tài “Khảo sát khả năng đối kháng của xạ khuẩn đối với nấm

Colletotrichum spp gây bệnh thán thư hại gấc trong điều kiện phòng thí

nghiệm và nhà lưới” nhằm mục tiêu tìm ra chủng xạ khuẩn cũng như thời điểm xử

lý cho hiệu quả phòng trị bệnh thán thư cao nhất

CHƯƠNG 1: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 1.1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ GẤC

1.1.1 Nguồn gốc và phân bố cây Gấc

Gấc tên khoa học là Momordica cochinchinesis (Lour.) Spreng., thuộc bộ

Vioales, họ Bầu bí (Cucurbitaceae), chi Momordica L, loài Cochinchinensis Còn gọi là mộc tất tử, thổ mộc thiết, môc biệt tử, Mắc khấu (Thổ), Mákhâu (Thái) Họ này có 96 giống với 750 loài được trồng tập trung chủ yếu ở vùng nhiệt đới nóng

ẩm Cây Gấc có nguồn gốc Châu Á nhiệt đới, mọc hoang trong rừng Sau đó cư dân phát hiện đem về trồng khắp nơi, tập trung chủ yếu ở vùng Đông Nam Á như miền nam Trung Quốc, Lào, Campuchia, Philippine và Việt Nam (Trần Đức Ba và ctv., 2006) Phân bố khắp Châu Á như Ấn Độ, Myanma, Thái Lan, Mã Lai (Võ Văn Chi, 2004)

Theo Trần Đức Ba và ctv (2006), cây Gấc ở Việt Nam mọc hoang và đã được trồng khắp nơi Đây là nguồn nguyên liệu phong phú dồi dào cần được khai thác và chế biến làm nguồn chất màu thực phẩm và nguồn β–carotene Ở nước ta, cây Gấc được trồng từ khắp vùng đất nước, nhưng nhiều nhất là miền Bắc là chủ yếu để làm thuốc và làm chất màu thực phẩm (lấy cơm phần nạc đỏ bao quanh hạt trộn vào xôi tạo màu đỏ xôi Gấc)

1.1.2 Đặc tính thực vật học

Gấc là loại dây leo bám trên giàn, bờ tường hay các cây có tán lá rộng, phân

bố ở độ cao 0-15 m Gấc sống lâu năm nhờ rễ củ, mỗi năm tàn một lần, nhưng lại đâm chồi từ gốc cũ vào mùa xuân năm sau (Đỗ Tất Lợi, 2003) Mỗi gốc Gấc có nhiều dây và trên mỗi dây có có nhiều đốt, mỗi đốt mang một lá Lá mọc so le, có 3-

5 thùy khía sâu tới 1/3 hay ½ phiến lá (Đỗ Tất Lợi, 1999) Gấc là cây đơn tính biệt chu, hoa đực và hoa cái riêng, hoa Gấc bắt đầu nở vào tháng 4-5 dương lịch Quả hình bầu dục hoặc hình trứng dài từ 15-20 cm, có cuống mập, đáy nhọn, ngoài có nhiều gai, khi chín màu vàng đỏ (Đỗ Tất Lợi, 2003; Phạm Hoàng Hộ, 1999)

1.2 BỆNH THÁN THƯ HẠI GẤC DO NẤM COLLETOTRICHUM SPP GÂY

RA

1.2.1 Triệu chứng

Bệnh thán thư có thể phá hại từ giai đoạn mọc mầm, cây con Trên lá tử diệp cây con vết bệnh hình tròn, màu nâu đen, hơi lõm Trên thân cây con vết bệnh kéo dài, màu nâu vàng, hơi lõm xuống và nứt nẻ Bệnh nặng nhiều vết bệnh hợp lại thành vệt dài làm cây con khô chết, đổ rạp xuống Trên lá cây đã lớn vết bệnh thường nằm dọc theo gân lá, hình tròn, hình đa giác hoặc hình bất định Vết bệnh lúc đầu màu vàng nâu, sau đó chuyển sang màu nâu sẫm, có viền màu đỏ Trên vết bệnh có nhiều chấm nổi màu nâu đen Trên cuống lá và thân cành vết bệnh kéo dài màu nâu sẫm, hơi lõm cây còi cọc, lá vàng dễ rụng Bệnh nặng còn gây hại cả hoa

và quả non làm rụng hoa và quả Trên vỏ quả vết bệnh hình tròn màu nâu vàng hơi lõm (http://www.haiduongdost.gov.vn/)

1.2.2 Tác nhân

Do nấm Colletotrichum spp gây ra Nấm Colletotrichum thuộc nhóm nấm bất toàn (Deuteromycetes), bộ nấm đĩa đài (Molanconiales) (Phạm Văn Kim, 2003),

là nguyên nhân gây hại trên nhiều loại cây trồng như: xoài, dâu tây, bầu bí dưa, một

số loại hoa kiểng,… (Agrios, 2005) Sợi nấm Colletotrichum spp có vách ngăn,

sinh sản vô tính cho ra các bào tử đính Bào tử đính đơn bào, không màu có hình trụ hai đầu nhọn hoặc hình lưỡi liềm, đĩa đài mang nhiều gai cứng (setae) (Phạm Văn Kim, 2000) Đĩa đài dạng tròn hoặc dạng gối, có sáp màu đen, có gai ở mép bìa đĩa đài hoặc giữa các cành bào đài; cành bào đài đơn giản, thon dài, bào tử trong suốt, một tế bào, dạng trứng hoặc dạng thon đến hình liềm (Sutton, 1980) Ở giai đoạn

sinh sản hữu tính, nấm Colletotrichum thuộc lớp nấm nang (Ascomycetes) có tên là

Glomerella, bào tử nang đơn bào (Hunter, 1998)

1.2.3 Đặc điểm phát triển và phát sinh bệnh

Khi độ ẩm không khí tăng cao tạo điều kiện cho sự mọc mầm của bào tử và

sự xâm nhiễm bệnh Nước là nhân tố chính giúp phát tán bào tử và các tiểu hạch

nấm (Cerckaukas, 2004; Roberts và ctv., 2009) Bào tử nấm Colletotrichum spp

mọc mầm rất nhanh trong điều kiện có giọt nước để hình thành ống mầm và đĩa áp, nên khi các bào tử phóng thích ra được thì nước mưa bắn tung tóe bào tử lên các bộ phận sinh trưởng của cây và sẽ xâm nhiễm rất nhanh (Sharna, 2006; Vũ Triệu Mân,2007b) Trên trái nhiệt độ khoảng 280C, ẩm độ 95,7% bệnh sẽ bộc phát rất nhanh (Sharma, 2006)

Nhờ các yếu tố như: gió, nước mưa, côn trùng hay con người, nấm được phát tán từ nơi này đến nơi khác (Phạm Văn Biên và ctv., 2003; Sharma, 2006) Trái ở vị trí gần mặt đất thì dễ bị xâm nhiễm hơn do nước mưa bắn tung bào tử lên hay do tiếp xúc trực tiếp với mặt đất (Cerkauskas, 2004) Ngoài ra, hạt từ trái bị nhiễm bệnh cũng là nguồn phát sinh mầm bệnh sơ khởi (Phạm Văn Biên và ctv., 2003; Sharma, 2006)

Theo Mai Thị Phương Anh (1999), bệnh thường xuất hiện vào lúc trái chín

rộ, vào thời điểm nhiệt độ cao (30oC), mưa nhiều Theo thí nghiệm của Astuti, Suhardi (1986) khi nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ tồn trữ và sự chín của trái đã kết luận rằng ở nhiệt độ 30oC bào tử của nấm Colletotrichum capsicum được hình

thành cao nhất

1.2.4 Biện pháp quản lí bệnh thán thư

Cây trồng, mầm bệnh, kỹ thuật canh tác, điều kiện môi trường có mối quan

hệ tác động qua lại lẫn nhau Quá trình tấn công của một loại mầm bệnh nào đó trên cây trồng phụ thuộc rất nhiều yếu tố như áp lực nguồn bệnh, điều kiện môi trường (nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm…), tình trạng sức khỏe của cây, sự khác biệt về loài và

kĩ thuật canh tác của người sản xuất Cần phải hiểu được đặc điểm sinh trưởng và phát triển của các đối tượng này để có thể lợi dụng tự nhiên, áp dụng kĩ thuật canh tác nhằm tác động bất lợi cho sự phát triển của mầm bệnh, tạo điều kiện thuận lợi cho cây trồng khỏe mạnh thì việc quản lí bệnh hại sẽ nhẹ và đơn giản hơn (Phạm Văn Kim, 1999)

Đối với bệnh thán thư thì việc phòng ngừa hết sức quan trọng vì bệnh chỉ phát triển dưới điều kiện ẩm ướt, việc dùng hóa chất gặp nhiều khó khăn, đôi khi không đem lại hiệu quả, gây lãng phí Chính vì vậy, để có thể giảm tối đa thiệt hại

do nấm Colletotrichum sp gây ra, một cách tổng quát là phải phối hợp liên hoàn từ

khâu chọn giống, biện pháp canh tác cho đến biện pháp hóa học, có như vậy thì hiệu quả sẽ mang lại thiết thực hơn (Trần Khắc Thi, Nguyễn Văn Thắng, 1999)

 Biện pháp canh tác

Để hạn chế bệnh thán thư thì đồng ruộng phải thoát nươc tốt (Roberts và ctv., 2009) Sử dụng màn phủ giúp hạn chế sự tung tóe mầm bệnh lên trái và các lá ở vị trí thấp gần mặt đất (Cerkaukas, 2004) Bênh cạnh đó cần vệ sinh đồng ruộng, diệt

cỏ dại và thu dọn các tàn dư cây trồng ở vụ trước (Phạm Văn Biên và ctv., 2003; Roberts và ctv., 2009) Khi sử dụng trái để làm giống thì nên chọn những trái khỏe (Sharma, 2006)

 Biện pháp hóa học

Việc kiểm soát bệnh phụ thuộc vào việc xác định đúng tác nhân gây bệnh, chọn đúng thời điểm áp dụng và chọn đúng loại thuốc (Cho, 1986) Sử dụng các loại thuốc trừ nấm ngay khi trái bắt đầu nhiễm bệnh có thể ngăn chặn hoặc hạn chế tối đa sự xuất hiện của bệnh Ngoài việc sử dụng đúng liều cần đảm bảo cho thuốc tiếp xúc tốt với trái (Cerkaukas, 2004)

Khi bệnh mới phát sinh có thể phun các loại thuốc gốc đồng, Carbendazim, Score, Mancozeb, Daconil (Phạm Văn Biên và ctv., 2003)

 Biện pháp sinh học

Kết quả khảo sát về khả năng kiểm soát bệnh thán thư gây ra bởi

C.gloeosporioides trong điều kiện phòng thí nghiệm cho thấy dịch trích từ chồi của cây tỏi (Alliumsativum) với nồng độ 10% cho hiệu quả ức chế sự phát triển sợi nấm

là 54,75%; dịch trích từ lá của cây neem (Azadirachta indica) và từ chồi của cây tre (Dendrocalamus hemiltonii) cho hiệu quả ức chế lần lượt là 42,23% và 40,72%

(Ngullie và ctv., 2010)

Hai loài vi khuẩn Pseudomonas fluorescens và Bacillus subtilis được phân

lập từ đất vùng rễ của cây ớt đã được đánh giá có khả năng đối kháng với nấm

Colletotrichum capsici gây bệnh thối trái trên ớt (Bharathi và ctv., 2004)

1.3 PHÒNG TRỪ SINH HỌC BỆNH CÂY

1.3.1 Khái niệm phòng trừ sinh học bệnh cây

Theo Pham Văn Kim (2006), “Biện pháp sinh học trong phòng trừ bệnh cây

là điều kiện môi trường, cây trồng về sinh vật đối kháng một cách thích hợp, để tạo nên một thể cân bằng sinh học cần thiết, giúp giảm mật số của mầm bệnh xuống dưới ngưỡng gây hại Nhờ đó bệnh của cây trồng chỉ xuất hiện ở mức độ nhẹ, không gây ảnh hưởng nghiêm trọng về mặt kinh tế” Biện pháp sinh học không có mục đích tiêu diệt hoàn toàn mầm bệnh và cũng không có khả năng này

Theo Agrios (2005), phòng trừ sinh học bệnh cây là kiểm soát bằng sinh học một cách hoàn toàn hay một phần sự phá hủy một số của mầm bệnh bởi những vi sinh vật khác xuất hiện trong tự nhiên

“Vì vậy hiện nay biện pháp sinh học đang được quan tâm và đánh giá rất cao trong quản lí bệnh của các nhà khoa học Biện pháp này có thể khắc phục những khuyết điểm của biện pháp hóa học là không phá vỡ cân bằng sinh học, giúp bảo vệ môi trường và an toàn thực phẩm cho con người Mặt dù biện pháp phòng trừ sinh học đã được nghiên cứu rất nhiều, hiệu quả của biện pháp này được ghi nhận rất nhiều trong những nghiên cứu ở mức độ phòng thí nghiệm và nhà lưới, một số ghi nhận giảm bệnh ở điều kiện ngoài đồng tuy nhiên vẫn còn nhiều hạn chế Nguyên nhân có thể là tác nhân phòng trừ sinh học chưa am hợp với điều kiện tự nhiên (nhiệt độ, ẩm độ, hóa chất, tia cực tím,…) nên không thể nhân mật số quần thể Do

đó biện pháp phòng trừ sinh học ban đầu vẫn còn ít ứng dụng thực tiễn trong quản lí bệnh cây trồng hiện nay” (trích dẫn Nguyễn Thanh Giàu và Nguyễn Trung Long, 2009)

1.3.2 Vai trò của vi sinh vật đối kháng

Theo Phạm Văn Kim (2000), trong hệ sinh thái tự nhiên và hệ sinh thái

trồng trọt luôn có sự hiện diện phong phú của quần thể vi sinh vật có lợi trong đất như nhóm động vật, vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm Nhóm vi sinh vật có lợi là nhóm vi sinh vật có khả năng hạn chế sự phát triển của các tác nhân gây bệnh như nấm, vi khuẩn, tuyến trùng Sự hiện diện dồi dào của các vi sinh vật đối kháng có thể kìm giữ sự phát triển của mầm bệnh làm cho dịch bệnh không xảy ra, nhất là các mầm bệnh trong đất Các yếu tố của môi trường vừa tác động lên mầm bệnh vừa tác động lên nhóm vi sinh vật này Do đó các yếu tố môi trường không phù hợp với nhóm vi sinh vật đối kháng, sẽ là điều kiện tốt cho sự phát triển mầm bệnh

Trong tất cả các trường hợp, mầm bệnh bị đối kháng bởi sự hiện diện và hoạt động của những vi sinh vật khác mà nó tiếp xúc Vi sinh vật đối kháng là những tác nhân sinh học với tiềm năng cản trở tiến trình sống của những mầm bệnh cây như nấm, vi khuẩn, tuyến trùng, protozoa, virus…(Cook và Baker, 1983) Đối kháng trực tiếp là kết quả từ tiếp xúc vật lí và mức độ chọn lọc cao cho mầm bệnh bằng những cơ chế được thể hiện do những tác nhân sinh học Trong tự nhiên có rất

nhiều nhóm vi sinh vật đối kháng với mầm bệnh được ghi nhận như nhóm vi khuẩn, nấm và xạ khuẩn (farnando và ctv., 2006)

1.4 GIỚI THIỆU VỀ XẠ KHUẨN

1.4.1 Phân bố của xạ khuẩn trong tự nhiên

Xạ khuẩn (Actinobacteria) thuộc nhóm vi khuẩn thật (Eubacteria) phân bố rất rộng rãi trong tự nhiên Chúng có trong đất, nước, rác, phân chuồng, bùn, thậm chí cả trong cơ chất mà vi khuẩn và nấm mốc không thể phát triển được Sự phân bố của xạ khuẩn phụ thuộc vào khí hậu, thành phần đất, mức độ canh tác và thảm thực vật (Nguyễn Lân Dũng và ctv., 2002)

Sự phân bố của xạ khuẩn còn phụ thuộc nhiều vào độ pH môi trường, chúng

có nhiều trong lớp đất trung tính và kiềm yếu hoặc axit yếu 6,8 – 7,5 Xạ khuẩn có rất ít trong lớp đất kiềm hoặc axit và càng hiếm trong các lớp đất rất kiềm, số lượng

xạ khuẩn trong đất cũng thay đổi theo thời gian trong năm Một trong những đặc tính quan trọng nhất của xạ khuẩn là khả năng hình thành chất kháng sinh, 60 – 70% xạ khuẩn được phân lập từ đất có khả năng sinh chất kháng sinh (Bùi Thị Hà, 2008)

1.4.2 Đặc điểm xạ khuẩn

1.4.2.1 Hình thái và kích thước của xạ khuẩn

Xạ khuẩn là vi khuẩn Gram dương, thường có tỉ lệ GC trong AND cao hơn 55% Trong số khoảng 1000 chi và 5000 loài sinh vật nhân sơ đã công bố có khoảng 100 chi và 1000 xạ khuẩn

Đa số xạ khuẩn có cấu tạo dạng sợi, các sợi kết với nhau tạo thành khuẩn lạc

có nhiều màu sắc khác nhau: trắng, vàng, nâu, tím, xám v.v… Màu sắc của xạ khuẩn là một đặc điểm phân loại quan trọng Đường kính của xạ khuẩn khoảng từ 0,1 – 0,5 μm (Bùi Thị Hà, 2008)

Có thể phân biệt được hai loại sợi Sợi khí sinh là hệ sợi mọc trên bề mặt môi trường tạo thành bề mặt của khuẩn lạc xạ khuẩn Sợi cơ chất là sợi cấm sâu vào môi trường làm nhiệm vụ hấp thu chất dinh dưỡng Sợi cơ chất sinh ra sắc tố thấm vào môi trường, sắc tố này thường có màu khác với màu của sợi khí sinh Đây cũng là đặc điểm phân loại quan trọng (Đỗ Thu Hà, 2004)

1.4.2.2 Cấu tạo xạ khuẩn

Theo Phạm Văn Kim (2000), xạ khuẩn có nhiều điểm khác nấm nhưng lại giống với vi khuẩn Thành tế bào vi khuẩn giống với vi khuẩn Gram dương:

 Có giai đoạn đơn bào và đa bào

 Kích thước rất nhỏ tương tự vi khuẩn

 Nhân: giống với vi khuẩn, không có màng nhân và tiểu hạch

 Vách tế bào : không chứa cellulose hoặc chitin

 Sinh sản bằng cách phân chia (kiểu gián phân)

 Xạ khuẩn không có giới tính (không có tế bào đực, cái)

 Có thể hoại sinh hay ký sinh

Xạ khuẩn có cấu trúc tế bào là vi khuẩn Gram dương, bao gồm các thành phần chính: thành tế bào, màng sinh chất, nguyên sinh chất, thể nhân (Bùi Thị Hà, 2008)

1.4.2.3 Hình thái khuẩn lạc

Xạ khuẩn có khuẩn lạc khô và đa số có dạng hình phóng xạ (actino-) nhưng khuẩn thể lại có dạng sợi phân nhánh như nấm (myces) (Nguyễn Lân Dũng và Nguyễn Kim Nữ Thảo, 2006) Màu sắc cũng như kích thước của khuẩn lạc rất khác nhau tùy theo loài và tùy vào điều kiện nuôi cấy như thành phần môi trường, nhiệt

độ, ẩm độ…

Khuẩn lạc của xạ khuẩn thường chắc, xù xì có dạng da, dạng vôi, dạng nhung tơ hay dạng màng dẻo Khuẩn lạc xạ khuẩn có màu sắc khác nhau: đỏ, da cam, vàng, nâu, xám, trắng…Tuỳ thuộc vào loài và điều kiện ngoại cảnh Đường kính mỗi khuẩn lạc chỉ từ 0,5 - 2 mm nhưng cũng có khuẩn lạc đạt tới đường kính 1

cm hoặc lớn hơn Khuẩn lạc có 3 lớp, lớp vỏ ngoài có dạng sợi bện chặt, lớp trong tương đối xốp, lớp giữa có cấu trúc tổ ong (Trích dẫn bởi Bùi Thị Hà, 2008)

1.4.2.4 Hình thái khuẩn Ty

Trên môi trường đặc đa số xạ khuẩn có hai loại khuẩn ty: Một loại phát triển trên bề mặt cơ thể gọi là hệ sợi khí sinh (khuẩn ty khí sinh aerial mycelium) và một loại cắm sâu vào môi trường gọi là hệ sợi cơ chất (khuẩn ty cơ chất substrate mycelium) với chức năng chủ yếu là dinh dưỡng Nhiều loại chỉ có khuẩn ty cơ chất

nhưng cũng có loại (như chi Sporichthya) lại chỉ có khuẩn ty khí sinh Khi đó hệ sợi

khí sinh vừa làm nhiệm vụ sinh sản vừa làm nhiệm vụ dinh dưỡng (Nguyễn Lân Dũng và Nguyễn Nữ Kim Thảo, 2006; Lê Xuân Phương, 2008; Prescott và ctv., 2008)

1.4.2.5 Hình thành bào tử

Theo Nguyễn Lân Dũng và Nguyễn Kim Nữ Thảo (2006), xạ khuẩn sinh sản

vô tính bằng bào tử Bào tử hình thành trên cuống bào tử theo 2 phương pháp: kết đoạn hoặc cắt khúc Bào tử xạ khuẩn có hình bầu dục, hình lăng trụ, hình cầu với đường kính khoảng 1,5 μm Màng tế bào có thể nhẵn, gai khối u, nếp nhăn… Tùy thuộc vào loài xạ khuẩn và môi trường nuôi cấy

Giữa khuẩn lạc thường thấy có nhiều bào tử màng mỏng gọi là bào tử trần

(conidia hay conidiospores) Nếu bào tử nằm trong bào nang hay bọc bào tử

(sporangium) thì được gọi là nang bào tử hay bào tử kín (sporangiospores) Bào tử ở

xạ khuẩn được sinh ra ở đầu một số khuẩn ty theo kiểu hình thành vách ngăn (septa) Mặc dù xạ khuẩn thuộc nhóm vi sinh vật nhân sợi nhưng chúng thường sinh

trưởng dưới dạng sợi và thường tạo nhiều bào tử như chi Streptosporangium, micromonospora và bào tử di động như chi Actinoplanes, Kineosporia (Nguyễn

Lân Dũng và Nguyễn Kim Nữ Thảo, 2006)

Bào tử xạ khuẩn được hình thành trên các nhánh phân hóa của khuẩn ty khí sinh gọi là cuống sinh bào tử Đó là cơ quan sinh sản đặc trưng cho xạ khuẩn Hình thái, cuống sinh bào tử và bào tử là các đặc điểm quan trọng nhất trong phân loại xạ khuẩn Muốn kích thích sự hình thành bào tử trước hết phải kích thích sự sinh trưởng của khuẩn ty khí sinh Nếu môi trường giàu dinh dưỡng quá thì quá trình sinh bào tử thường bị kìm hãm Trong nhiều trường hợp khi kích thích sự hình thành bào tử, hiệu suất sinh tổng hợp chất kháng sinh giảm đi (Bùi Thị Hà, 2008)

Hình 1.1 Sợi bào tử, bào tử trần và sự hình thành bào tử trong nang bào tử (sporangiospores) ở xạ khuẩn (Nguyễn Lân Dũng và Nguyễn Nữ Kim Thảo, 2006)

1.5.2.5 Ảnh hưởng của điều kiện môi trường lên sự sinh trưởng của xạ khuẩn

Xạ khuẩn có khả năng sinh trưởng trong dải pH từ 5 – 9, khả năng sinh tổng hợp chất kháng sinh nhiều nhất là pH = 7 Xạ khuẩn sinh trưởng được ở nhiệt độ trên 25 – 400C, hoạt tính kháng sinh và sinh khối cao nhất ở 30 – 350C, nhiệt độ trên

400C thì khả năng sinh trưởng và tổng hợp chất kháng sinh đều giảm đáng kể (Phạm Văn Ty và Đào Thị Lương, 2003)

1.5.2.6 Vai trò của xạ khuẩn

Theo Nguyễn Lân Dũng và Nguyễn Kim Nữ Thảo (2006), xạ khuẩn phân bố chủ yếu trong đất và đóng vai trò quan trọng trong chu trình tuần hoàn vật chất trong tự nhiên Chúng có khả năng sử dụng axithumic và các chất hữu cơ khó phân giải khác trong đất

Xạ khuẩn Streptomyces spp có tiềm năng rất lớn trong việc sinh tổng hợp

nhiều chất có hoạt tính sinh học, phân giải nhiều hợp chất phức tạp, có vai trò quan

trọng trong các chu trình vật chất ngoài tự nhiên Đặc biệt xạ khuẩn Steptromyces

spp có khả năng sinh tổng hợp nhiều enzyme thủy phân có hoạt tính cao, từ đó có thể nghiên cứu và tạo ra các chế phẩm hữu ích, góp phần phát triển nền nông nghiệp sinh thái bền vững (Huỳnh Thư và ctv., 2009)

Theo Phạm Văn Kim (2006), vi sinh vật có tác động ngăn chặn mầm bệnh với nhiều cơ chế khác nhau có thể tác động trực tiếp lên mầm bệnh bằng cách tiết ra

kháng sinh và các enzyme phân hủy vách tế bào tác nhân gây bệnh, hay hạn chế sự phát triển của mầm bệnh thông qua cạnh tranh dinh dưỡng và nơi cư trú

 Kháng sinh

Theo định nghĩa của Outchinnikov, chất kháng sinh là chất có nguồn gốc thiên nhiên và các sản phẩm cải biến của chúng bằng con đường hóa học có khả năng tác dụng ức chế đối với sự phát triển của VSV, tế bào ung thư ở ngay nồng độ thấp (trích dẫn bởi Bùi Thị Hà, 2008)

Một trong những đặc tính quan trọng của xạ khuẩn là khả năng tiết kháng sinh, 60 – 70% xạ khuẩn phân lập từ đất có khả năng sinh kháng sinh Hiện nay, hơn 8000 chất kháng sinh hiện biết thì có tới 80% là do xạ khuẩn tiết ra

Xạ khuẩn được biết đến với việc sản xuất ra nhiều chất kháng sinh như: penixillin, gramixidin, tiroxidin, streptomycin, erythromycin,…

Năm 2003, nhiều nước trên thế giới vẫn tiếp tục phát hiện được hàng loạt các chất kháng sinh mới Tại Nhật Bản, chất kháng sinh mới là yatakemycin đã được

tách chiết từ xạ khuẩn Streptomyces sp TP - A0356 bằng phương pháp sắc kí cột Chất kháng sinh này có khả năng kìm hãm sự phát triển của nấm Aspergillus fumigalus và Candida albicans Ngoài ra chất này còn có khả năng chống lại các tế

bào ung thư với giá trị Mic (nồng độ tối thiểu ức chế) là 0,01- 0,3 mg/ml

Năm 2007, tại Hàn Quốc đã phân lập được loài xạ khuẩn Streptomyces sp

C684 sinh chất kháng sinh laidlomycin, chất này có thể tiêu diệt cả những tụ cầu đã kháng methicillin và các cầu khuẩn kháng vancomycin

Theo Phạm Văn Kim (2006), một số vi sinh vật trong quá trình sống tiết ra bên ngoài nhiều chất có tác dụng như chất kiềm chế hoạt động của các VSV khác cùng môi trường sống Điển hình mà chúng ta thường biết là xạ khuẩn tiết ra chất kháng sinh có khả năng kiềm hãm các sinh vật khác sống chung quanh nó Ở Úc,

bón nhiều phân chuồng vào vườn cây bơ bị bệnh chết nhác do nấm Phytophthora cinnamomi gây ra trong phân chuồng ủ hoai mục có nhiều xạ khuẩn, chính các chất

kháng sinh do xạ khuẩn tiết ra làm ức chế sự phát triển của mầm bệnh

Kháng sinh AsIA được sản xuất từ xạ khuẩn Streptomyces libani ức chế nấm Phytophthora capsici và kháng lại nấm Colletotrichum lagenarium (Kim và ctv., 1999) Các kháng sinh được phân lập từ Streptomyces spp Có khả năng phòng

trị bệnh do vi khuẩn như: Streptomycin, tetracylin, erythromycin, neomycin và kháng sinh phòng trị bệnh nấm như: nystatin, amphocetin B (George, 2011)

 Sự tiêu sinh

Bên cạnh việc tiết ra chất kháng sinh tiêu diệt mầm bệnh xạ khuẩn còn có khả năng tiết ra các enzyme ngoại bào tác động lên tác nhân gây bệnh cây trồng Chủng xạ khuẩn SRA14 có thể sản xuất hàm lượng cao enzyme ngoại bào chitinase

và β-1,3-glucanase và có khả năng ức chế sự phát triển của nấm Colletotrichum

gloeosporioides và Sclerotium rolfsii gây ra bệnh thán thư và bệnh cháy lá, thối gốc

trong nhiều loại cây trồng nông nghiệp (Prapagdee, 2008)

Theo Nguyễn Quỳnh Uyển và ctv (2009), đã tuyển chọn được chủng xạ khuẩn A-2026 có hoạt tính sinh tổng hợp CMC-ase ngoại bào tốt nhất

Theo Bùi Thị Hà (2008), phân lập và tuyển chọn được 2 chủng xạ khuẩn là Đ1 và R2 từ những mẫu đất thu thập ở tỉnh Thái Nguyên có khả năng thủy phân mạnh casein, tinh bột và CMC Điều này chứng tỏ 2 chủng xạ khuẩn này có khả năng tiết ra các enzyme ngoại bào: amylaza, proteaza, endoglucanaza

Huỳnh Thư và ctv (2009), hầu hết các dòng phân lập từ vườn quốc gia Nam Cát Tiên và Bến Tre đều có hoạt tính enzyme thủy phân một số biopolymer như: cellulase, amylase, protease, chitinase, pectinase, mannanase 200 chủng xạ khuẩn được khảo sát thể hiện khả năng ức chế sự phát triển của khuẩn ty nấm

Phytophthora Trong đó, có 13 chủng sản xuất β-1, 3, β-1, 4 và β-1,6-glucanases Các enzyme này có thể thủy phân glucan từ vách tế bào của nấm Phytophthora,

ngoài ra các enzyme này củng có khả năng phân giải các nền glucan khác như cellulose, laminarin, pustulan, và các vách tế bào nấm men (Trích dẫn từ Valois và ctv., 1996)

Xạ khuẩn Streptomyces spp có khả năng tiết ra các enzyme ngoại bào khác

nhau bao gồm cellulase, chitinase và xylanase (trích dẫn từ Jaradat và ctv., 2008)

Khả năng sản xuất enzyme cellulase của chủng Streptomyces (J2) đã được phát hiện

trên môi trường thạch cellulose (CA) sau 4 ngày nuôi cấy ở 280C (Jaradat và ctv.,

2008) Các chủng Streptomyces spp có khả năng tiết ra enzyme phân hủy vách tế

bào nấm gây bệnh như: chitinase, protease, amylase (trích từ Vasconcellos và Cardoso, 2009)

Tương tự nghiên cứu gần đây Đinh Ngọc Trúc (2011), các chủng xạ khuẩn được phân lập từ các ruộng trồng hoa màu từ các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long có khả năng tiết ra các enzyme như: cellulase, chitinase, protease…

Xạ khuẩn cũng có khả năng phân hủy cellulose Người ta thường sử dụng xạ

khuẩn đặc biệt là chi Streptomyces trong việc phân hủy rác thải sinh hoạt Những xạ

khuẩn này thường thuộc nhóm ưa nóng, sinh trưởng, phát triển tốt nhất ở nhiệt độ

45 – 50oC rất thích hợp trong quá trình ủ rác thải (Lê Xuân Phương, 2008)

họ Phi lao (Casuarinaceae), hình thành nốt sần ở rễ thực vật Các nốt sần này có

khả năng cố định đạm tự do trong không khí, giúp cây trồng sinh trưởng và phát

triển tốt trên đất nghèo dinh dưỡng, nhất là trên vùng đất ven cát biển (Trích dẫn bởi Phạm Văn Kim, 2006; Hasegawa và ctv., 2006)

 Ký sinh

Vi khuẩn và xạ khuẩn ký sinh trên bề mặt của bào tử nấm Helminthosporium sativus chôn sâu trong đất vườn sau 50 ngày, các vi sinh vật này phá hủy vách tế

bào nấm và tạo lỗ hổng ở vách tế bào nấm (Phạm Văn Kim, 2006) Nhiều nghiên

cứu đã ghi nhận xạ khuẩn Streptomyces spp và các xạ khuẩn khác có khả năng ký

sinh lên nấm gây bệnh ( trích Shimizu va ctv., 2009)

 Kích thích tính kháng bệnh cây trồng

Kích thích kháng bệnh là hiện tượng cây trồng trở nên kháng bệnh đối với nhiều loại sâu bệnh sau khi được chủng trước với tác nhân gây bệnh ít độc hay hóa chất, hoặc một số loài vi sinh vật hoại sinh nào đó Hiện tượng này được nghiên cứu rất lâu trong thập kỷ qua và hiện nay đã có rất nhiều sản phẩm thương mại có tác dụng kích thích tính kháng bệnh trên nhiều loại cây trồng (Phạm Văn Kim, 2006)

Ngoài những cơ chế được nhắc đến xạ khuẩn còn có khả năng kích thích tính kháng bệnh trên cây trồng Một nghiên cứu gần đây của Shimizu và ctv (2001) đã

tìm thấy được chất kháng sinh actinomycin X2 từ dịch trích của chủng Streptomyces

sp R-5 Đồng thời chất kháng sinh này cũng được tìm thấy trong mô của cây con và môi trường nuôi cấy mô Điều này cho thấy rằng chất kháng sinh có thể di chuyển

từ môi trường nuôi cấy mô lên mô của tế bào thực vật Khi cây con được chủng với

nấm Pestalotiopsis sydowiana, đối với những cây con được xử lý với Streptomyces

sp R-5 trong môi trường nuôi cấy mô thì hơn 90% không bị chết còn với những cây con không được xử lý thì chết khoảng 50% trong 14 ngày (trích Hasegawa, 2006)

Nghiên cứu của Đặng Thị Kim Uyên (2010) khi ngâm hạt giống chanh

Volka với huyền phù xạ khuẩn Streptomyces SOFRI 1 trong 5 giờ trước khi chủng nấm Fusarium solani thì ghi nhận được xạ khuẩn không chỉ có ảnh hưởng tốt đến tỷ

lệ nảy mầm của hạt mà còn giúp cây con phát triển tốt thể hiện qua việc tăng chiều cao và số rễ

 Tăng cường khả năng chống chịu

Gần đây theo nghiên cứu của Meguro và ctv (2006 ) báo cáo rằng khi tiêm

dịch trích của chủng Streptomyces padanus vào giống cây nguyệt quế cho thấy khả

năng chiu mặn cao Tương tự ở thí nghiệm của Hasegawa và ctv (2004) đối với

những cây giống được điều trị với Streptomyces padanus chủng AOK-30 sẽ không

bị héo sau 1 giờ còn với những cây con không được điều trị lại bị héo sau 1 giờ trong cùng điều kiện Khảo sát cơ chế liên quan đến sự chống chịu mặn Hasegawa

và ctv (2005) đã chứng minh rằng hàm lượng callose trong thành tế bào của cây giống được tiêm xạ khuẩn cao gấp 1,5 lần so với cây không được tiêm Bên cạnh

đó, tế bào của cây có chủng xạ khuẩn có sự tích lũy enzyme có liên quan đến tiến trình lignin hóa (Trích dẫn từ Hasegawa, 2006)

Tất cả những báo cáo trên cho thấy khả năng chịu hạn của cây nguyệt quế

núi gây ra bởi Streptomyces padanus chủng AOK-30 có thể được thông qua khả

năng tăng khả năng chịu áp lực thẩm thấu, giúp tế bào thực vật vững chắc hơn qua

sự tích lũy nhiều hợp chất callose và lignin trong thành tế bào ở các cây có xử lý với

xạ khuẩn Minh chứng này đã làm nỗi bật vai trò của xạ khuẩn trong giúp tăng khả năng chịu hạn của cây giống bởi vì giảm tưới nước là mong muốn để giảm độ ẩm môi trường và qua đó làm giảm sự xuất hiện bệnh trong quá trình quen với khí hậu (Trích dẫn từ Hasegawa, 2006)

1.5 NHỮNG NGHIÊN CỨU VỀ VIỆC SỬ DỤNG XẠ KHUẨN ĐỐI KHÁNG TRONG PHÒNG TRỊ SINH HỌC BỆNH CÂY

1.5.1 Những nghiên cứu trong nước

Năm 2005, Đỗ Thu Hà đã phân lập được 587chủng thuộc chi Streptomyces

Tuyển chọn được 5 chủng QN-23, QN-24, QN-120, QN-225, ĐN-253 có hoạt tính kháng sinh mạnh đối với nấm kiểm định và chất kháng sinh do 5 chủng này tạo ra đều thuộc nhóm polyen, thử nghiệm dung dịch nuôi cấy của 2 chủng QN-24, QN-

120 để xử lý hạt giống cà chua, ớt, ngô, lúa trước khi gieo cho kết quả tốt

Theo Đào Thị Lương và ctv (2005), tuyển chọn được chủng xạ khuẩn L30

có khả năng sinh chất kháng sinh phổ rộng, kháng vi khuẩn và nấm, nhưng mạnh

nhất là chống các chủng Pseudomonas solanacearum gây bệnh héo rũ ở cây trồng

P solanacearum 12 gây bệnh héo rũ trên khoai tây, P solanacearum 20 gây bệnh trên cà chua và P solanacearum 222 gây bệnh trên cây lạc Dịch trích từ chủng xạ

khuẩn L30 pha loãng 1000 lần có khả năng kích thích sự nảy mầm của hạt lạc và không có ảnh hưởng khi tiêm trực tiếp vào cây cũng như tưới vào đất nhưng lại có

khả năng ức chế bệnh héo xanh so vi khuẩn Pseudomonas solanacearum 222

Bùi Thị Hà (2008), sau khi phân lập và tuyển chọn được 2 chủng xạ khuẩn thuộc

chi Streptomyces là Đ1 và R1 có hoạt tính kháng nấm mạnh nhất trong tổng số 30

chủng có khả năng kháng nấm Hai chủng Đ1 và R1 có khả năng ức chế được cả 2 chủng nấm gây bệnh trên chè là CT - 2E và CT - 5X Theo nghiên cứu của Lê Thị

Bích (2011) đánh giá khả năng đối kháng của xạ khuẩn đối với nấm Fusarium oxysporum f.sp niveum trong điều kiện in vitro Kết quả cho thấy các chủng xạ

khuẩn được phân lập từ những ruộng rau màu ở đồng bằng sông Cửu Long cho thấy

xạ khuẩn có khả năng ức chế sự phát triển của khuẩn ty, sự nảy mầm cũng như khả

năng giết chết bào tử nấm Fusarium oxysporum f.sp niveum

Theo Nguyễn Thùy Linh (2011), dùng xạ khuẩn phòng trị bệnh đốm lá vi

khuẩn trên ớt do vi khuẩn Xanthomonas campestris pv vessicatoria trong điều kiện

in vitro và nhà lưới Qua nghiên cứu thấy được hiệu quả phòng bệnh khi dùng dịch

trích từ các chủng xạ khuẩn phân lập được với 4 cách xử lý là ngâm hạt + tưới đất, phun trước, phun sau, phun trước + phun sau Nhưng ở thời điểm 17 ngày sau khi lây bệnh chủng xạ khuẩn 3 với biện pháp phun sau và chủng xạ khuẩn 33 với biện

pháp phun trước có hiệu quả phòng trị cao nhất với phần trăm diện tích lá bệnh lần lượt là 4,2%; 4,1% trong khi đối chứng là 7,8%

1.5.2 Nghiên cứu trên Thế Giới

Nghiên cứu của Boojar và ctv (2006) ghi nhận trong 200 chủng xạ khuẩn được phân lập từ nhiều loại đất khác nhau của tỉnh Kerman trong đó chủng xạ

khuẩn Streptomyces coralus có khả năng đối kháng với vi khuẩn Ralstonia solanacearum gây bệnh héo xanh cho cây trồng sau 8-11 ngày sau khi nuôi cấy

trong điều kiện in vitro

Tan và ctv (2006) đã phân lập chủng xạ khuẩn từ đất xung quanh vùng rễ

của các cây cà chua mạnh khỏe và bị héo có khả năng đối kháng vi khuẩn Ralstonia solanacearum Kết quả cho thấy Streptomyces chiếm phần lớn, tỉ lệ tế bào vi khuẩn gây bệnh bị phân hủy bởi Streptomyces ở cây héo nhiều hơn cây khỏe Sự đa dạng của chủng xạ khuẩn Streptomyces cũng ảnh hưởng tới khả năng kiểm soát mầm

bệnh của chúng trên cây trồng

Theo nghiên cứu của Ezziyyani và ctv (2007) trong việc kết hợp

Trichoderma haiamum và Streptomyces rochei để kiểm soát bệnh thối rễ trên ớt do

nấm Phytophthora capsici thì thấy được việc kết hợp này giúp ức chế được sợi nấm

P.capsici trên đĩa Petri sau 2 ngày Đặc biệt, khi sử dụng hai loại này để xử lý đất

thì sau 2 tháng xử lý mầm bệnh trong đất giảm 70%

Năm 2005, Getha và ctv nghiên cứu được Streptomyces sp chủng G10 thể hiện sự đối kháng mạnh mẽ đối với Fusarium oxysporum f.sp cubense (FOC) race

1, 2 và 4 trong thí nghiệm bằng cách sản xuất các chất chuyển hóa ngoại bào kháng nấm

Theo Lu và ctv (2008) phân lập được chủng xạ khuẩn A01 được xác định là

Streptomyces lydicus Chủng A01 thể hiện phổ kháng khuẩn khá rộng với hoạt động

ức chế ổn định và mạnh mẽ chống lại một số loại nấm gây bệnh cây trồng, như

Fusarium oxysporum, Botrytis cinerea, Monilinia laxa, vv Trong điều kiện nhà

lưới dịch trích từ chủng A01 thể hiện hiệu quả kiểm soát bệnh nấm mốc trên cà chua hơn so với những thuốc trừ nấm Pyrimethanil và Polyoxin Qua quá trình phân tích cấu trúc hóa học với UV, IR, MS và NMR xác nhận rằng hợp chất được sản

xuất bởi chủng A01 là natamycin, một kháng sinh polyene sản xuất bởi S chattanovgensis, S natalensis và S gilvosporeus được sử dụng rộng rãi như một

chất bảo quản sinh học tự nhiên Nghiên cứu này cho thấy một dòng sản xuất mới của natamycin và ứng dụng tiềm năng của nó như một tác nhân kiểm soát sinh học bệnh cây nấm

Theo nghiên cứu gần đây của Prapagdee và ctv (2008) phân lập và xác định

chủng SRA14 là Streptomyces hygroscopicus có khả năng kháng lại Colletotrichum gloeosporioides và Sclerotium rolfsii gây ra bệnh thán thư và bệnh cháy lá , thối gốc

trong nhiều loại cây trồng nông nghiệp Chủng SRA14 thể hiện khả năng ức chế

nấm bằng cách tiết ra các emzyme ngoại bào như chitinase và β - 1, 3- glucanase, còn có khả năng làm biến dạng các sợi nấm

Trong cuộc điều tra khảo sát hoạt động kháng nấm từ dịch trích của

Actinomyces của Sharma và Parihar (2010) đã được thực hiện phân lập

actinomycetes từ đất, chiết xuất các hợp chất kháng nấm từ các actinomycetes bị cô

lập và sau đó thử nghiệm chiết xuất chống lại sự tăng trưởng của Alternaria sp, Aspergillus niger, Aspergillus flavus, Fusarium sp, và Rhizopus stolonifer Kết quả

tìm thấy rằng gần như tất cả các chất chiết xuất có hiệu quả chống lại các nấm gây hại và sự trưởng của sợi nấm là tỉ lệ nghịch với nồng độ chiết xuất

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP

2.1 PHƯƠNG TIỆN

− Thời gian thực hiện: Đề tài thực hiện từ tháng 1/2013 đến tháng 11/2013

− Địa điểm: Các thí nghiệm được thực hiện trong phòng thí nghiệm và bộ môn Bảo Vệ Thực Vật, Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại Học Cần Thơ

2.1.1 Trang thiết bị và vật liệu dùng trong thí nghiệm

Nguồn nấm gây bệnh: Nguồn nấm Colletotrichum spp được cung cấp từ

phòng thí nghiệm bệnh cây, Bộ môn Bảo Vệ Thực Vật, Khoa Nông nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng Trường Đại Học Cần Thơ

Nguồn xạ khuẩn: được phân lập từ những mẫu đất ở những vườn trồng gấc

tại 3 tỉnh An Giang, Cần Thơ, Tiền Giang

Dụng cụ thí nghiệm trong phòng: bao gồm micropipette (Gilson, France), máy ảnh sony, đĩa Petri, ống nghiệm, ống đong, đũa cấy, đèn cồn, giấy thấm, cồn

700,…

Thiết bị thí nghiệm trong phòng: tủ cấy vi sinh, tủ sấy, nồi hấp, cân điện tử, máy lắc ngang,…

Môi trường nuôi cấy vi sinh vật:

+ Môi trường WA (Water agar)

+ Môi trường Chitin Agar cải tiến (Shurtleff và Averre, 1997)