KHẢO sát KHẢ NĂNG đối KHÁNG của một số CHỦNG VI KHUẨN VÙNG rễ đối với nấm COLLETOTRICHUM LAGENARIUM gây BỆNH THÁN THƯ TRÊN dưa hấu TRONG điều KIỆN PHÒNG THÍ NGHIỆM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠKHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG NGUYỄN THỊ HỒNG PHƯƠNG KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ĐỐI KHÁNG CỦA MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨN VÙNG RỄ ĐỐI VỚI NẤM COLLETOTRICHUM LAGENARIUM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

NGUYỄN THỊ HỒNG PHƯƠNG

KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ĐỐI KHÁNG CỦA MỘT SỐ CHỦNG

VI KHUẨN VÙNG RỄ ĐỐI VỚI NẤM

COLLETOTRICHUM LAGENARIUM GÂY BỆNH

THÁN THƯ TRÊN DƯA HẤU TRONG ĐIỀU KIỆN PHÒNG THÍ NGHIỆM

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ BẢO VỆ THỰC VẬT

Luận văn tốt nghiệp Ngành: BẢO VỆ THỰC VẬT

Tên đề tài :

KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ĐỐI KHÁNG CỦA MỘT SỐ CHỦNG

VI KHUẨN VÙNG RỄ ĐỐI VỚI NẤM COLLETOTRICHUM LAGENARIUM GÂY BỆNH THÁN THƯ TRÊN DƯA

HẤU TRONG ĐIỀU KIỆN PHÒNG THÍ NGHIỆM

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 Bảo Vệ Thực Vật với đề tài

KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ĐỐI KHÁNG CỦA MỘT SỐ CHỦNG

VI KHUẨN VÙNG RỄ ĐỐI VỚI NẤM COLLETOTRICHUM LAGENARIUM GÂY BỆNH THÁN THƯ TRÊN DƯA

HẤU TRONG ĐIỀU KIỆN PHÒNG THÍ NGHIỆM

Do sinh viên Nguyễn Thị Hồng Phương thực hiện

Kính trình lên hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp

Cần Thơ, ngày… tháng … năm 2011

Cán bộ hướng dẫn

Tiến sĩ Nguyễn Thị Thu Nga

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 Bảo Vệ Thực Vật với tên:

KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ĐỐI KHÁNG CỦA MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨN

VÙNG RỄ ĐỐI VỚI NẤM COLLETOTRICHUM LAGENARIUM GÂY BỆNH

THÁN THƯ TRÊN DƯA HẤU TRONG ĐIỂU KIỆN PHÒNG THÍ NGHIỆM

Do sinh viên Nguyễn Thị Hồng Phương thực hiện và bảo vệ trước hội đồng

Ý kiến của hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp:

Luận văn tốt nghiệp hội đồng đánh giá mức:

DUYỆT KHOA Cần Thơ, ngày…tháng … năm 2011 Chủ tịch Hội đồng

LƯỢC SỬ CÁ NHÂN

Họ và tên: Nguyễn Thị Hồng Phương

Ngày sinh: 2-3-1989

Nơi sinh: Thị xã Sa Đéc, tỉnh Đồng Tháp

Họ tên cha: Nguyễn Văn Lực

Họ tên mẹ: Diệc Ngọc Mai

Quê quán: 259/TB, ấp Tân Bình, xã Tân Thành, huyện Lai Vung, tỉnh Đồng ThápQuá trình học tập:

- 1996-2000: Trường tiểu học Tân Thành 1

- 2000-2004: Trường trung học cơ sở Tân Thành

- 2004-2007: Trường trung học phổ thông Lai Vung 1

- 2007-2011: Trường Đại Học Cần Thơ, ngành Bảo Vệ Thực Vật, khóa 33 Khoa

Chân thành biết ơn,

Chị Trần Thị Kim Đông và các anh chị trong bộ môn Bảo Vệ Thực Vật đã tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt thí nghiệm

Thành thật cảm ơn,

Bạn Trần Bảo Châu, Ngô Thị Kim Quyến, Nguyễn Vũ Cương và các bạn Bảo

Vệ Thực Vật K33 đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài

Trân trọng!

Nguyễn Thị Hồng Phương

LỜI CAM ĐOAN

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

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Hồng Phương

MỤC LỤC

LƯỢC SỬ CÁ NHÂN iii

LỜI CAM ĐOAN v

MỤC LỤC vi

DANH SÁCH BẢNG viii

DANH SÁCH HÌNH ix

TÓM LƯỢC x

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

CHƯƠNG 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY DƯA HẤU 2

1.1.1 Nguồn gốc 2

1.1.2 Tình hình sản xuất 2

1.2 BỆNH THÁN THƯ TRÊN DƯA HẤU DO NẤM Colletotrichum lagenarium .2 1.2.1 Triệu chứng và thiệt hại 2

1.2.2 Tác nhân gây bệnh 4

1.2.2.1 Phân loại 4

1.2.2.2 Đặc điểm sinh học 4

1.2.2.3 Đặc điểm sinh thái học 5

1.2.3 Sự xâm nhiễm và các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển bệnh 5

1.2.3.1 Sự xâm nhiễm 5

1.2.3.2 Các yếu tố sinh thái ảnh hưởng đến sự phát triển bệnh 6

1.2.4 Biện pháp phòng trị 6

1.2.4.1 Biện pháp canh tác 6

1.2.4.2 Biện pháp sinh học 6

1.2.4.3 Biện pháp hóa học 7

1.3 VI KHUẨN VÙNG RỄ TRONG PHÒNG TRỪ SINH HỌC 7

1.3.1 Khái niệm phòng trừ sinh học bệnh cây 7

1.3.2 Khái niệm vi khuẩn vùng rễ 7

1.3.3 Vai trò của vi sinh vật vùng rễ 8

1.3.4 Vai trò vi khuẩn vùng rễ kích thích tăng trưởng cây trồng 8

1.3.5 Cơ chế của vi khuẩn vùng rễ trong phòng trừ sinh học bệnh cây trồng 9

1.3.6 Một số ứng dụng của PGPR trong phòng trừ sinh học 13

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP 17

2.1 PHƯƠNG TIỆN 17

2.1.1 Thời gian và địa điểm 17

2.1.2 Trang thiết bị và vật liệu dùng trong thí nghiệm 17

2.2 PHƯƠNG PHÁP 20

2.2.1 Đánh giá khả năng đối kháng của chủng vi khuẩn vùng rễ lên sự phát triển của khuẩn ty nấm Colletotrichum lagenarium trên đĩa Pêtri 20

2.2.2 Đánh giá khả năng ức chế của chủng vi khuẩn đối kháng triển vọng lên sự nẩy mầm của bào tử nấm Colletotrichum lagenarium 22

2.2.3 Đánh giá khả năng giết chết bào tử nấm Colletotrichum lagenarium của vi khuẩn đối kháng triển vọng 23

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 25

3.1 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ĐỐI KHÁNG CỦA CHỦNG VI KHUẨN VÙNG RỄ LÊN SỰ PHÁT TRIỂN KHUẨN TY CỦA NẤM Colletotrichum lagenarium TRÊN ĐĨA PÊTRI 25

3.2 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ỨC CHẾ CỦA CHỦNG VI KHUẨN ĐỐI KHÁNG TRIỂN VỌNG LÊN SỰ NẢY MẦM BÀO TỬ NẤM Colletotrichum lagenarium 32 3.3 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG GIẾT CHẾT BÀO TỬ NẤM Colletotrichum lagenarium CỦA VI KHUẨN ĐỐI KHÁNG TRIỂN VỌNG 34

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 38

4.1 KẾT LUẬN 38

4.2 ĐỀ NGHỊ 39

TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 PHỤ BẢNG

3.2 Hiệu suất đối kháng của vi khuẩn đối kháng với nấm

Colletotrichum lagenarium tại các thời điểm 8, 10, 12 ngày sau khi

cấy (%)

30

3.3 Tỷ lệ nẩy mầm của bào tử nấm Colletotrichum lagenarium

qua các thời điểm 6, 12 và 24 giờ sau khi xử lý với dịch trích vi

khuẩn

32

3.4 Mật số bào tử nấm Colletotrichum lagenarium còn sống qua các

thời điểm sau khi xử lý với dịch trích vi khuẩn

34

3.5 Tổng hợp về khả năng đối kháng của 5 chủng vi khuẩn vùng rễ có

triển vọng đối với nấm Colletotrichum lagenarium

37

DANH SÁCH HÌNH

1.1 Triệu chứng gây hại của Colletotrichum lagenarium trên dưa hấu 31.2 Hình thái nấm Colletotrichum lagenarium trên đĩa Petri chứa môi trường PDA 42.1 Phương pháp thử đối kháng của vi khuẩn vùng rễ với nấm Colletotrichum lagenarium 21

3.1 Vi khuẩn đối kháng với nấm Colletotrichum lagenarium (8 NSKC) 283.2 Khả năng tiêu diệt bào tử nấm Colletotrichum lagenarium (6 GSKXL) 35

Nguyễn Thị Hồng Phương 2010 “ Khảo sát khả năng đối kháng của một số

chủng vi khuẩn vùng rễ đối với nấm Colletotrichum lagenarium gây bệnh thán

thư trên dưa hấu trong điều kiện phòng thí nghiệm”

Luận văn tốt nghiệp kỹ sư Bảo vệ thực vật, Khoa Nông Nghiệp & Sinh học Ứng Dụng, trường Đại học Cần Thơ Cán bộ hướng dẫn Tiến sĩ Nguyễn Thị Thu Nga

TÓM LƯỢC

Đề tài “Khảo sát khả năng đối kháng của một số chủng vi khuẩn vùng rễ

đối với nấm Colletotrichum lagenarium gây bệnh thán thư trên dưa hấu trong

điều kiện phòng thí nghiệm” được thực hiện tại phòng thí nghiệm Bệnh cây, khoa

Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại học Cần Thơ từ tháng 01/2010 đến tháng 08/2010

Thí nghiệm gồm có 3 phần:

- Phần 1: Đánh giá khả năng đối kháng của các chủng vi khuẩn vùng rễ lên sự

phát triển của khuẩn ty nấm Colletotrichum lagenarium Gồm có 2 thí nghiệm nhỏ:

Thí nghiệm đánh giá nhanh 69 chủng vi khuẩn vùng rễ lên sự phát triển của

khuẩn ty nấm Colletotrichum lagenarium trên đĩa Petri được bố trí hoàn toàn ngẫu

nhiên với 1 lần lặp lại Kết quả ghi nhận: 36 chủng vi khuẩn (chiếm 52%) có khả

năng đối kháng với nấm Colletotrichum lagenarium với bán kính vòng vô khuẩn từ 1-18mm Trong đó, 9 chủng thuộc nhóm Pseudomonas spp (chiếm 25%), 7 chủng thuộc nhóm Bacillus spp (chiếm 19%), 10 chủng thuộc Pseudomonas fluorescens

(chiếm 28%) và 10 chủng (chiếm 28) thuộc nhóm chưa xác định Trong tổng số 36 chủng chọn ra 30 chủng có bán kính vòng vô khuẩn cao đối với nấm

Colletotrichum lagenarium.

Tiếp tục, so sánh khả năng đối kháng của 30 chủng vi khuẩn vùng rễ lên sự

phát triển của khuẩn ty nấm Colletotrichum lagenarium Thí nghiệm được tiến hành

trên đĩa Petri được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 3 lần lặp lại, mỗi chủng vi khuẩn được xem là một nghiệm thức Kết quả cho thấy: trong tổng số 30 chủng vi khuẩn

có 20 chủng có khả năng ức chế sự tăng trưởng của khuẩn ty nấm Colletotrichum

lagenarium với bán kính vòng vô khuẩn trung bình từ 1,5-15,6mm và 29 chủng có

hiệu suất đối kháng trung bình từ 7,2-55,7% khác biệt ý nghĩa so với đối chứng Trong đó, chọn ra được 5 chủng vi khuẩn có hiệu quả cao trong việc ức chế sự phát

triển khuẩn ty nấm Colletotrichum lagenarium cao nhất: chủng 52 (chưa xác định),

39 (Bacillus sp.), 27 (Pseudomonas fluorescens), 21 (Pseudomonas sp.) và 48 (chưa

xác định) có bán kính vòng vô khuẩn tuần tự là 15,6mm, 14,6mm, 13,9mm, 6,9mm

và 6,3mm

- Phần 2: Đánh giá khả năng ức chế của các chủng vi khuẩn đối kháng triển

vọng (chủng 21, 27, 39, 48 và 52) lên sự nẩy mầm của nấm Colletotrichum

lagenarium Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 3 lần lặp lại gồm 6

nghiệm thức (dịch trích của 5 chủng vi khuẩn đối kháng và đối chứng là King’s B

lỏng) Kết quả ghi nhận: nghiệm thức xử lý dịch trích vi khuẩn 39 (Bacillus sp.) có khả năng ức chế tỷ lệ nẩy mầm của bào tử nấm Colletotrichum lagenarium cao nhất

với tỷ lệ bào tử nấm nẩy mầm trung bình là 18,6% trong khi ở nghiệm thức đối chứng với tỷ lệ bào tử nấm nẩy mầm trung bình là 36,2% Các nghiệm thức xử lý

dịch trích vi khuẩn 52 (chưa xác định), 48 (chưa xác định) và 21 (Pseudomonas sp.)

có khả năng ức chế bào tử nấm Colletotrichum lagenarium nẩy mầm thấp hơn với

tỷ lệ bào tử nấm nẩy mầm ở mức khác nhau lần lượt là 22,2%, 25% và 30,2%

- Phần 3: Đánh giá khả năng giết chết bào tử nấm Colletotrichum

lagenarium của vi khuẩn đối kháng triển vọng (chủng 21, 27, 39, 48 và 52) Thí

nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 3 lần lặp lại gồm 6 nghiệm thức (dịch trích của 5 chủng vi khuẩn đối kháng và đối chứng là King’s B lỏng) Kết quả ghi

nhận: nghiệm thức xử lý dịch trích vi khuẩn 39 (Bacillus sp.) và 27 (Pseudomonas

fluorescens) có hiệu quả giết chết bào tử nấm Colletotrichum lagenarium ở 6 giờ

sau khi xử lý Trong đó, chủng 39 (Bacillus sp.) có khả năng giết chết bào tử của nấm Colletotrichum lagenarium cao nhất với mật số bào tử hoàn toàn bị giết chết

thời điểm 12 giờ sau khi xử lý

Tổng hợp về khả năng đối kháng của 5 chủng vi khuẩn vùng rễ triển vọng

đối kháng với nấm Colletotrichum lagenarium qua 3 cơ chế: khả năng ức chế sự

phát triển khuẩn ty nấm, khả năng ức chế sự nẩy mầm của bào tử nấm và khả năng

giết chết bào tử nấm Colletotrichum lagenarium thì chủng 39 (Bacillus sp.) có hiệu quả đối kháng với nấm Colletotrichum lagenarium cao nhất thông qua khả năng ức

chế sự phát triển khuẩn ty nấm với bán kính vòng vô khuẩn trung bình là 14,6mm

và hiệu suất đối kháng trung bình là 54,2%, khả năng ức chế bào tử nấm nẩy mầm

và khả năng giết chết bào tử nấm mạnh nhất Chủng 27 (Pseudomonas fluorescens)

và 52 (chưa xác định) cũng có hiệu quả đối kháng cao với nấm Colletotrichum

lagenarium nhưng ở mức thấp hơn.

ĐẶT VẤN ĐỀ

Dưa hấu được mệnh danh là chúa tể của các loài dưa trong mùa hè, một trong những loại quả giúp cơ thể thanh nhiệt rất tốt Dưa hấu còn là loại trái cây biểu tượng cho sự hưng thịnh trong ngày tết cổ truyền của dân tộc Việt Nam Nguồn gốc của dưa hấu được xác định là khu vực nhiệt đới Trung Phi, một phần phía Bắc

sa mạc Sahara (Trần Khắc Thi, 1999) Hầu hết các nước dùng dưa hấu như quả tươi, để tráng miệng hoặc giải khát sản xuất bia, sirô…(Nguyễn Khắc Oánh, 2005) Nước ta có khí hậu nóng và ẩm là điều kiện thuận lợi cho các loại sâu bệnh phát triển Trong đó, bệnh nghiêm trọng và phổ biến trên ruộng canh tác của nông dân là

bệnh thán thư trên dưa hấu do nấm Colletotrichum lagenarium Bệnh có thể gây hại

nặng trên bộ phận của cây như lá, thân và trái Việc chạy theo lợi nhuận, lợi ích trước mắt mà người sản xuất đã lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật, dẫn đến khả năng kháng thuốc của sâu tăng, bệnh không ngừng phát triển và sự tồn dư một số chất độc hại trong cây dưa hấu như các hóa chất thuốc bảo vệ thực vật, dư lượng nitrat

Để giữ vững và nâng cao năng suất cũng như phẩm chất cây trồng thì biện pháp phòng trừ sinh học bệnh cây trồng bằng việc sử dụng vi sinh vật có lợi là một

xu thế để đi đến một nền nông nghiệp an toàn và phát triển bền vững Đặc biệt, nhóm vi khuẩn vùng rễ có khả năng kích thích cây trồng phát triển, có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ, đẩy mạnh sự tăng trưởng của cây trồng và cải thiện tình trạng đất Chúng còn có khả năng đối kháng với các nấm gây bệnh trên cây trồng Hiện nay, việc sử dụng vi khuẩn vùng rễ kích thích tăng trưởng trong phòng trừ sinh học bệnh cây trồng đã ứng dụng được nhiều nơi trên thế giới (Siddiqui, 2006) Phần lớn, nghiên cứu sử dụng vi khuẩn vùng rễ được ghi nhận có hiệu quả đối với các tác

nhân phòng trừ sinh học có nguồn gốc từ đất như nấm Rhizoctonia solani,

Fusarium sp (Kloepper và ctv., 2004)…Tuy nhiên, việc nghiên cứu và ứng dụng

nhóm vi khuẩn vùng rễ kích thích tăng trưởng để quản lý dịch hại trên dưa hấu thì chưa có nhiều Đặc biệt, nghiên cứu và ứng dụng về biện pháp phòng trị sinh học đối với bệnh thán thư dưa hấu trên thế giới cũng như ở Việt Nam vẫn còn rất ít

Do đó, đề tài: “Khảo sát khả năng đối kháng của một số chủng vi khuẩn vùng

rễ đối với nấm Colletotrichum lagenarium gây bệnh thán thư trên dưa hấu trong

điều kiện phòng thí nghiệm” được thực hiện nhằm tuyển chọn ra những dòng vi khuẩn có hiệu quả đối kháng cao thông qua khả năng ức chế sự phát triển của khuẩn

ty nấm, khả năng ức chế sự nẩy mầm của bào tử nấm và khả năng giết chết bào tử

nấm Colletotrichum lagenarium Từ đó, chọn lọc ra các chủng vi khuẩn có khả

năng đối kháng cao ứng dụng trong phòng trừ sinh học

CHƯƠNG 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

Dưa hấu được trồng ở nước ta đã từ rất lâu (Trần Khắc Thi, 1999), từ thời vua Hùng Vương thứ 18 và được xem là loại trái cây không thể thiếu trong ngày tết

cổ truyền của nhân dân ta (Trần Thị Ba và ctv., 1999) Dưa hấu được trồng rộng rãi

từ Bắc đến Nam (Nguyễn Khắc Oánh, 2005) Các vùng trồng dưa hấu truyền thống

ở Hải Hưng, Nghệ An, Quãng Nam, Đà Nẵng, Quãng Ngãi, Tiền Giang, Long An…hàng năm cung cấp một khối lượng lớn cho tiêu dùng nội địa và một phần cho xuất khẩu (Trần Khắc Thi, 1999)

1.1.2 Tình hình sản xuất

Theo FAO (2008), sản lượng dưa hấu trên thế giới khoảng 99 triệu tấn, diện tích canh tác 3.695.914 ha, năng suất 266.347 tấn/ha Diện tích trồng dưa hấu ở Việt Nam khoảng 28.000 ha, năng suất khoảng 15 tấn/ha với tổng sản lượng là 420.000 tấn Đến năm 2009, FAO thống kê tổng sản lượng dưa hấu trên thế giới khoảng

lagenarium

1.2.1 Triệu chứng và thiệt hại

- Triệu chứng:

Nấm Colletotrichum lagenarium thường gây bệnh thán thư trên bầu bí dưa

(Agrios, 2005) Đây là bệnh thường xảy ra trên dưa hấu vào những tháng có mưa nhiều, gây thiệt hại nghiêm trọng Bệnh có thể tấn công tất cả các bộ phận trên mặt đất của cây (Nguyên Thi Nghiêm và Võ Thanh Hoàng, 1993)

Trên lá: bệnh thường xuất hiện ở các lá già bên dưới trước (Nguyên Thi Nghiêm và Võ Thanh Hoàng, 1993) Lúc đầu có những điểm tròn màu vàng nhạt, sau trở thành nâu (Đặng Thái Nhuận và Nguyễn Mạnh Chinh, 1986) Bệnh tiến triển nặng hơn tạo ra những vết bệnh có kích thước lớn từ 1-2 cm, có màu nâu đậm hay đen, mô bị nhiễm khô và rách ở giữa (Agrios, 2005) Nếu trời ẩm sẽ thấy lớp

bào tử hồng nơi vết bệnh Bệnh lây lan nhanh làm lá cháy khô rồi rụng đi, để trơ lại thân cây (Nguyên Thi Nghiêm và Võ Thanh Hoàng, 1993) Bên cạnh đó, bệnh cũng tấn công lên cuống lá nếu bệnh nặng cuống lá sẽ chết khô và rụng lá (Agrios, 2005)

Thân: vết bệnh có vết lõm nhỏ, hình thoi có màu nâu, sau đó lan dần ra có màu vàng nâu (Nguyên Thi Nghiêm và Võ Thanh Hoàng, 1993) Khi điều kiện ẩm ướt thì vết bệnh thường lan nhanh, lõm sâu xuống và có hình dạng thon dài (Roberts

Hình 1.1 Triệu chứng gây hại của Colletotrichum lagenarium trên dưa hấu

(Nguồn: Nguyễn Thị Thu Nga, 2008)

A Triệu chứng trên lá C Triệu chứng trên trái

B Triệu chứng trên thân D Bào tử nấm

- Thiệt hại:

Bệnh thán thư có thể làm giảm năng suất dưa hấu lên đến 63% (CABI,

2001) Gần đây bệnh thán thư trên dưa hấu do nấm Colletotrichum lagenarium gây

ra được coi là đặc biệt quan trọng tại Hoa Kỳ và cần chú ý ở những quốc gia có khí hậu ôn đới ẩm hay nhiệt đới (CABI, 2001)

D C

1.2.2 Tác nhân gây bệnh

1.2.2.1 Phân loại

Thán thư (Colletotrichum lagenarium (Pass.) Ell & Halst) là một bệnh quan

trọng của dưa hấu (Peregrine và Ahmad, 1983) Ngoài ra nấm còn có tên gọi là

Colletotrichum orbiculare Nấm Colletotrichum lagenarium thuộc bộ

Molanconiales của lớp nấm bất toàn (Deuteromycetes) Giai đoạn sinh sản hữu tính,

nấm Colletotrichum lagenarium thuộc lớp nấm nang (Ascomycetes) có tên là

Glomerella lagenarium, giai đoạn này rất hiếm (Barnett và Hunter, 1998).

1.2.2.2 Đặc điểm sinh học

Sợi nấm có vách ngăn và màng sinh chất trong suốt Ở giai đoạn sinh sản vô tính cho ra các bào tử đính đơn bào có dạng hình thoi, hình liềm hoặc hình trụ, không màu và đôi khi có giọt dịch trong bên trong bào tử (Holiday, 1993; Phạm Văn Kim, 2000 trích từ Nguyễn Ngọc Phương Uyên, 2006)

Khuẩn lạc có dạng bất định, sợi nấm có màu xám nhạt trên môi trường PDA, mặt sau thường có màu nâu đen, khối bào tử được hình thành thường tụ lại thành khối trên môi trường và có màu hồng Bào tử được hình thành trên đĩa đài (acervulus) Bào tử hình trụ, hơi thon, đỉnh cùn, kích thước 10-15 x 4,5-6 µm Trên đĩa đài thường có những gai cứng màu nâu đen, hình chùy hoặc hơi bất dạng, kích thước 6,5-16 x 5,5-10 µm (CABI, 2001)

Ở giai đoạn sinh sản hữu tính, nấm Colletotrichum lagenarium dưới dạng quả nang bầu, mỗi nang chứa 8 bào tử nang dạng đơn bào với tên Glomerella

lagenarium (Barnett và Hunter, 1998).

Hình 1.2 Hình thái nấm Colletotrichum lagenarium trên đĩa Petri chứa môi trường PDA (Nguồn Trần Bạch Lan, 2010).

1.2.2.3 Đặc điểm sinh thái học

Con đường lan truyền

Bệnh thường xảy ra vào những tháng có mưa nhiều Bào tử lây lan chủ yếu

do mưa (Nguyên Thi Nghiêm và Võ Thanh Hoàng, 1993) Ngoài ra, mầm bệnh có thể được lây lan bởi con người hoặc bằng con đường cơ học (Roberts và Kucharek, 2006)

Con đường lưu tồn

Nấm lưu tồn trong đất và hạt giống (CABI, 2001) Mầm bệnh có thể lưu tồn trong xác bã thực vật hay bám trên bề mặt hạt giống (Nguyên Thi Nghiêm và Võ Thanh Hoàng, 1993)

1.2.3 Sự xâm nhiễm và các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển bệnh

1.2.3.1 Sự xâm nhiễm

Quá trình xâm nhiễm và phát triển của các chủng nấm Colletotrichum sp cơ

bản giống nhau Chúng có thể xâm nhập được vào bên trong mô kí chủ và gây bệnh cần phải trải qua các giai đoạn: (1) bào tử phát triển trên bề mặt vết bệnh (2) lây lan

và bám trên bề mặt kí chủ (3) bào tử nẩy mầm (4) hình thành đĩa áp (5) xâm nhiễm qua lớp biểu bì của cây (6) phát triển và lây lan qua các vùng xung quanh (7) tạo nhiều ổ nấm và bào tử (Jeffries và ctv., 1990; Prusky, 2000 trích từ Trần Bạch Lan, 2007)

Sự nẩy mầm của đính bào tử khi có kí chủ thích hợp Mầm bệnh xâm nhập vào mô tế bào của kí chủ thông qua những khoảng trống của gian bào, phát triển nhanh chóng và làm chết hoại mô của kí chủ (CABI, 2001) Triệu chứng bệnh xuất hiện trong vòng 6 ngày sau khi nấm tấn công vào mô cây và thành lập đĩa đài trong điều kiện ẩm ướt (Anonymous, 1996)

Bào tử Colletotrichum spp nẩy mầm trong nước sau 4 giờ (Lê Lương Tề và

Vũ Triệu Mân, 1998) Theo Nguyễn Ngọc Phương Uyên (2006); Trần Bạch Lan

(2007) thì bào tử nấm Colletotrichum lagenarium gây bệnh thán thư trên dưa leo và

Colletotrichum sp gây bệnh thán thư trên ớt đều bắt đầu nẩy mầm và hình thành

ống mầm ở 2 giờ sau khi chủng Đến 6 giờ sau khi chủng đĩa áp của nấm

Colletotrichum lagenarium gây bệnh thán thư trên dưa leo bắt đầu hình thành

(Nguyễn Ngọc Phương Uyên, 2006) Kết quả nghiên cứu từ Sphen và ctv., (2001),

bào tử nấm Colletotrichum lagenarium nẩy mầm và hình thành đĩa áp ở thời điểm

12 giờ sau khi chủng (trích từ Trần Bạch Lan, 2010)

1.2.3.2 Các yếu tố sinh thái ảnh hưởng đến sự phát triển bệnh

Nhiệt độ tối hảo cho nấm Colletotrichum lagenarium phát triển và nẩy mầm

Nguyễn Ngọc Phương Uyên, 2006)

Nấm xâm nhiễm đòi hỏi ẩm độ 100% tương đối trong 24 giờ và nhiệt độ

pH tối hảo cho nấm Colletotrichum lagenarium phát triển tốt nhất là 7-8 và

pH thích hợp cho bào tử nẩy mầm là 5-6 (Zhi và ctv., 1997; trích dẫn bởi Nguyễn Ngọc Phương Uyên, 2006)

1.2.4 Biện pháp phòng trị

Đê phong trư nấm Colletotrichum lagenarium hiệu qua cần phai thực hiện

tổng hợp các biện pháp như: biện pháp canh tác, sinh học và hóa học để quản lý bệnh thán thư trên dưa hấu

1.2.4.1 Biện pháp canh tác

Đất là nơi lưu tồn của rất nhiều loại mầm bệnh Việc cày xới đất giúp một số mầm bệnh xuống sâu dưới đất làm cho chúng chết hoặc khó khăn trong hoạt động gây hại cho cây, tạo điều kiện thoáng khí cho đất, cung cấp nhiều năng lượng cho

hệ vi sinh vật sống trong đất (Phạm Văn Kim, 2006)

Biện pháp canh tác được sử dụng gồm: tiêu hủy các tàn dư và xác bã thực vật, xử lý đất sau mỗi vụ, khử hạt giống trước khi gieo (Nguyên Thi Nghiêm và Võ Thanh Hoàng, 1993) Có thể khử hạt giống bằng hóa chất hoặc các loại thuốc lưu dẫn, ngoài ra có thể khử hạt bằng phương pháp hai sôi ba lạnh (Phạm Văn Kim, 2006) Cắt tỉa cành lá bên dưới bị bệnh, hạn chế tưới phun lên bề mặt tán lá cây, luân canh với cây khác họ bầu bí (CABI, 2001)

1.2.4.2 Biện pháp sinh học

Các vi khuẩn vùng rễ kích thích tăng trưởng cây trồng bao gồm các dòng

INR7 (Bacillus pumilus), GB03 (B subtilis) và ME1 (Curtobacterium

flaccumfaciens) có khả năng đối kháng với nấm Colletotrichum lagenarium trong

điều kiện nhà lưới (Raupach và Kloepper, 1998) Dòng vi khuẩn Bacillus

amyloliquefaciens MET0908 có khả năng đối kháng tốt với nấm gây bệnh thán thư Colletotrichum lagenarium trên dưa hấu (Kim và Chung, 2004) Theo Zhang và

ctv., (1998), phân hữu cơ hoai mục có khả năng chống lại một vài bệnh gây ra trên cây trồng có nguồn gốc từ đất

1.2.4.3 Biện pháp hóa học

Đối với nấm Colletotrichum lagenarium thuốc có hiệu quả nhất để trị là

Amistar 250SC (có hoạt chất là azoxystrobin) (Trần Hà Anh, 2009) Theo Nguyên Thi Nghiêm và Võ Thanh Hoàng (1993) có thê phun thuốc khi bệnh chớm xuất hiện bằng Zinacol, Folpan, Appencard với nồng độ 0,1-0,2% hay Topan 0,05-0,1%… Ngoài ra, theo Ramlal (2006) có thể phun ngừa các loại thuốc diệt nấm có chứa hoạt chất Chlorothalonil được thực hiện khi dây bắt đầu vươn dài ra và phun định kì 7-10 ngày/lần trong suốt giai đoạn vào mùa mưa Các loại thuốc có hoạt chất trên có thể phun trị bệnh thán thư: Daconil 75 WP, 500 SC; Agronil 75 WP; Cornil 75 WP, 500 SC… Một vài hoạt chất đã được sử dụng để trị bệnh như Benomyl, Mancozeb, Copper oxychloride đã có hiệu quả đáng kể (CABI, 2001)

1.3 VI KHUẨN VÙNG RỄ TRONG PHÒNG TRỪ SINH HỌC

1.3.1 Khái niệm phòng trừ sinh học bệnh cây

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

là điều khiển môi trường, cây trồng và sinh vật đối kháng một cách thích hợp, để tạo nên một thế 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 quan trọng về mặt kinh tế” Biện pháp sinh học không có mục đích tiêu diệt toàn bộ 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 nhằm phá hủy mật số của mầm bệnh bởi những

vi sinh vật khác xuất hiện trong tự nhiên

1.3.2 Khái niệm vi khuẩn vùng rễ

Vùng rễ (rhizosphere) là vùng bao quanh bộ rễ của thực vật Khái niệm về vùng rễ được Hiltner đề ra từ năm 1904, tuy nhiên đến nay chúng ta vẫn chưa có phương pháp thống nhất xác định, phạm vi của hệ rễ đối với môi trường chung

Kim, 2006)

Vi khuẩn vùng rễ (rhizobacteria) là những vi khuẩn sống ở vùng rễ và định

cư được ở rễ cây, chúng có khả năng sinh sôi nảy nở và chiếm lĩnh ở các ổ sinh thái

ở rễ vào tất cả các giai đoạn sinh trưởng của cây (Antoun và Prévost, 2005)

Có khoảng 2 - 5% vi khuẩn vùng rễ khi được chủng vào đất có hệ vi sinh cạnh tranh, biểu hiện ảnh hưởng có lợi cho sự tăng trưởng của cây được gọi là các

vi khuẩn vùng rễ kích thích tăng trưởng cây trồng (Plant growth promoting rhizobacteria – PGPR) (Kloepper và Schroch, 1978)

Theo Vessey (2003) có 2 kiểu liên hệ giữa vi khuẩn vùng rễ và cây ký chủ:

- Vi khuẩn quanh rễ cây:

Nhiều rễ non được định vị bởi vi khuẩn, nơi có nhiều hốc sinh thái thích hợp

mà những vi khuẩn thuộc các loài như Arthrobacter, Azotobacter, Bacillus và

Pseudomonas có thể phát triển Những vi khuẩn này ngăn chặn vi sinh vật có hại

Có nhiều báo cáo về vi khuẩn vùng rễ cho thấy ảnh hưởng có lợi của vi khuẩn vùng

rễ lên sự tăng trưởng của cây được cho là do chúng có khả năng kiềm chế hay chiếm chỗ của mầm bệnh (Lambert, 1987; Cavaglier và ctv., 2004; trích dẫn bởi Lê Minh Tuấn, 2008)

- Vi khuẩn nội sinh rễ

PGPR là những vi khuẩn sống tự do và một số loài có thể xâm nhập vào bên trong mô thực vật sống mà không gây ra biểu hiện triệu chứng bị xâm nhiễm được gọi là vi khuẩn nội sinh rễ (endophytic bacteria) và để xâm nhập vào rễ, trước tiên chúng phải là vi khuẩn vùng rễ (Antoun và Prévost, 2005)

1.3.3 Vai trò của vi sinh vật vùng rễ

Theo Phạm Văn Kim (2006) thì vi sinh vật ở hệ rễ thực vật giữ vai trò khá quan trọng:

động của chúng, có tác động lớn làm cho các khoáng chất hoặc các chất như P dưới dạng không tan, sẽ chuyển biến thành dạng đơn giản, dễ tan và dễ được cây hấp thu

-Vi sinh vật tiết ra các chất kích thích tố tăng trưởng của thực vật giúp rễ

thực vật phát triển được tốt Một số loại trong chi Pseudomonas và Agrobacterium

có khả năng tiết ra chất indol-acetic-acid (IAA), là chất kích thích sự ra rễ của cây trồng Các chất kích thích tố sinh trưởng này có trong đất với nồng độ rất thấp, chưa

có ảnh hưởng đến cây, tuy nhiên nếu bón phân hữu cơ cho đất, chúng ta làm gia tăng mật số vi sinh vật trong đất tức gia tăng nồng độ chất kích thích tố sinh trưởng này có ảnh hưởng tốt với bộ rễ của thực vật

1.3.4 Vai trò vi khuẩn vùng rễ kích thích tăng trưởng cây trồng

Trong mối tương tác giữa vi sinh vật và cây trồng, nhóm vi khuẩn vùng rễ giữ vai trò rất quan trọng trong việc kích thích tăng trưởng cây trồng (Phạm Văn Kim, 2006) PGPR nâng cao sự phát triển của rễ, cải thiện hạt giống nẩy mầm, dinh dưỡng khoáng, có khả năng kích thích tăng trưởng cây trồng trực tiếp bằng việc sản xuất ra hormone tăng trưởng như: indol-acetic-acid (IAA), cytokinin và gibberellin

Freitas và ctv., 1997), cố định đạm cho cây sử dụng, tổng hợp các enzyme để có thể điều chỉnh lại hoocmon thực vật hoặc gián tiếp bằng cách sản xuất ra chất kháng sinh diệt mầm bệnh từ đó giúp cây trồng phát triển tốt hơn (Siddiqui, 2006) Tuy nhiên, vi khuẩn vùng rễ có thể làm giảm hoạt động của vi sinh vật gây bệnh không chỉ thông qua vi khuẩn đối kháng mà còn có khả năng kích thích tính tự vệ của cây

để cây tự bảo vệ tốt hơn (Van Loon, 2007) Kích kháng bằng vi khuẩn vùng rễ có khả năng tăng cường tính bảo vệ chống lại nấm, vi khuẩn và virut cũng như chống lại côn trùng và tuyến trùng (Van Loon, 1998 trích dẫn từ Võ Minh Luân, 2007) Chúng có thể ngăn chặn được tác nhân gây bệnh do vi khuẩn, nấm, tuyến trùng, virut…

Tiêm phòng với PGPR có thể kiểm soát các bệnh gây ra bởi nhiều tác nhân

khác nhau, kể cả bệnh thán thư do nấm Colletotrichum lagenarium, bệnh do vi khuẩn Pseudomonas syringae pv lachrymans và Erwinia tracheiphila (Pal và

Gardener, 2006)

Vi khuẩn Bacillus sp có thể thúc đẩy sự phát triển của cây trồng và rất có

hiệu quả trong phòng trừ sinh học bệnh cây (De Freitas và ctv., 1997)

Ngoài ra, vi khuẩn Pseudomonas cũng có thể tham gia trong việc phòng trừ sinh học bệnh cây trồng Theo Alabouvette và ctv., (1993), ngoài Pseudomonas

fluorescens và Pseudomonas putida là những vi khuẩn thích hợp chính cho việc

phòng trị bệnh héo do nấm Fusarium oxysporum, vi khuẩn P fluorescens đã được

áp dụng thành công trong việc ngăn chặn bệnh héo do nấm Fusarium trên các loại

cây khác

Vi khuẩn Pseudomonas fluorescens và Bacillus subtilis có khả năng đối

kháng với tác nhân gây bệnh trong đất (Kloepper và ctv., 1989) Kích kháng bằng

Pseudomonas fluorescens WCS417 trên cây cải củ có hiệu quả chống lại bệnh héo

rũ Fusarium và làm giảm sự hình thành vết bệnh hoại tử gây ra bởi vi khuẩn

Pseudomonas syringae pv tomato và nấm trên lá do Alternaria brassicicola và

những dòng khác nhau của F oxysporum cucumerinum (Van Loon, 1998 trích dẫn

từ Võ Minh Luân, 2007) Pseudomonas fluorescens strain PFM2 có khả năng đối kháng Septoria tritici và cũng có khả năng ức chế sự tăng trưởng của một số vi

khuẩn và nấm gây bệnh trong phòng thí nghiệm (Carmi và ctv., 1994)

1.3.5 Cơ chế của vi khuẩn vùng rễ trong phòng trừ sinh học bệnh cây trồng

Vi khuẩn vùng rễ đóng một vai trò lớn trong phòng trừ sinh học bệnh cây trồng (Siddiqui, 2006) Chúng ngăn chặn mầm bệnh bằng nhiều cơ chế khác nhau: như cơ chế kháng sinh, tiêu sinh, cạnh tranh, kí sinh và bắt mồi Chúng có thể trực tiếp tiêu diệt mầm bệnh thông qua tiết kháng sinh và các enzyme phân hủy vách tế bào, hoặc trực tiếp giảm sức sống của tác nhân bệnh thông qua kí sinh lên mầm

bệnh, hạn chế sự phát triển của mầm bệnh thông qua cạnh tranh dinh dưỡng và nơi

cư trú Ngoài ra, vi sinh vật có thể gián tiếp giúp cây ức chế mầm bệnh thông qua kích thích tính kháng bệnh trên cây trồng

Cơ chế tiết kháng sinh

Vi khuẩn kháng nấm có thể sản xuất ra nhiều hơp chất kháng sinh đươc xác đinh như: kanosamine (Milner và ctv., 1996), zwittermycin A (Silo-Suh và ctv., 1994), ammonia, butyrolactones, 2,4-diacetylphloroglucinol (DAPG), hydrogen cyanide (HCN), oligomycin A, oomycin A, phenazine-1-carboxylic acid (PCA), pyoluterin (Plt), pyrrolnitrin (Pln), viscosinamide, xanthobaccin (Keel và Défago, 1997; Whipps, 1997; Kang và ctv., 1998; Nielsen và ctv., 1998; Kim và ctv., 1999; Nakayama và ctv., 1999; Thrane và ctv., 1999 trích dẫn từ Siddiqui, 2006)

- Vi khuẩn Pseudomonas spp.

Chi vi khuẩn Pseudomonas có khả năng tiết ra nhiều loại kháng sinh như:

2,4-diacetylphloroglucinol (DAPG), pyoluteorin (PLT), pyrrolnitrin (PRN), phenazine-1-carboxyclic acid (PCA), 2-hydroxy phenazine và phenazine-1-carboxamide (PCN) (Fernando và ctv., 2005)

Pseudomonas fluorescens là nhóm sống phổ biến quanh vùng rễ cây trồng,

hỗ trợ cây trồng hấp thu dinh dưỡng, giúp phân giải các hợp chất độc hại trong môi

trường Đặc biệt, P fluorescens là nhóm vi khuẩn rất hiệu quả trong ức chế sự phát

triển các tác nhân gây bệnh cây trồng (Paulsen và ctv., 2005 trích từ Nguyễn Thanh

Giàu và Nguyễn Trung Long, 2009) P fluorescens có khả năng sản xuất ra

hydrogen cyanide góp phần ngăn chặn bệnh thối gốc trên thuốc lá (Voisard và ctv., 1989)

P fluorescens strain 2-79 và P aureofaciens strain 30-84 có thể tiết ra kháng

sinh phenazine để ức chế mầm bệnh trên lúa mì (Weller và Cook, 1983; Brisbane và

Rovira, 1988; trích từ Siddiqui, 2006) Bên cạnh đó, P fluorescens strain CHAO

sản xuất ra chất pyoluteorin ảnh hưởng trực tiếp đến sự ức chế mầm bệnh phát triển

do nấm Pythium trên cải xoong (Maurhofer và ctv., 1994) và có thể sản xuất ra chất

2,4-diacetylphloroglucinol ức chế sự tăng trưởng của các bệnh khác (Keel và ctv., 1992)

DAPG được sản xuất bởi một số chủng P fluorescens không chỉ có tác động

đối kháng với một loạt các loài nấm gây bệnh rộng lớn mà còn có các đặc tính kháng vi khuẩn, giun dẹp và độc tố thực vật (Keel và ctv., 1992)

Pseudomonas aureofaciens tiết ra kháng sinh PCA được sử dụng để điều trị

trực tiếp nấm Sclerotinia homeocarpa trên cỏ mần trầu (Powell và ctv., 2000; trích

dẫn từ Siddiqui, 2006) và có khả năng tiết ra nhiều sắc tố (fluorescent), sản xuất ra

chất dễ bay hơi như hydrocyanic acid (HCN), chống lại tác nhân gây bệnh do nấm (Gupta và ctv., 2006).

- Vi khuẩn Bacillus spp.

Bacillus spp có thể hình thành nội bào tử, ở điều kiện môi trường bất lợi

chúng có thể tồn tại trong thời gian dài (Antoun and Prévost, 2005) Bacillus spp

tiết các loại kháng sinh kanosamine và zwittermicin A (Stabb và ctv., 1994; Jo.,

1996; trích dẫn bởi Nguyễn Thị Thu Nga, 2003) Những dòng vi khuẩn Bacillus cho

ra những chất ức chế có phổ tác dụng rộng lớn Những chất được biết đến nhiều như: lipopeptiddes surfactins, fengycin và hợp chất iturins (iturins, mycosubtilins và bacillomycins)

Chitarra và ctv., (2003) ghi nhận rằng B subtilis YM10-20 sản xuất ra một

hợp chất iturin thấm được vào bào tử và ngăn chặn sự nẩy mầm của bào tử nấm

Penicillium roqueforti và cũng có khả năng tiết ra chất kháng nấm như iturins A–E,

bacillomycins D, F và L và mycosubtilin

B cereus và B thuringiensis sản xuất chất kháng sinh zwittermicin A gây

ảnh hưởng bất lợi đến sự sinh trưởng và hoạt động của các vi sinh vật là tác nhân gây bệnh cây trồng (Fernando và ctv., 2005)

Bacillus amyloliquefaciens IN 937a và Bacillus subtilis GB03 có thể kích

hoạt tính kháng lưu dẫn trên cây trồng (ISR) trên cây Arabidopsis thông qua một chất dễ bay hơi 2,3-butanediol (Ryu và ctv., 2004)

Bacillus cereus UW85 được biết sản xuất ra cả hai loại kháng sinh

zwittermycin A (Silo-Suh và ctv., 1994) và kanosamine ức chế sự phát triển của nấm gây bệnh thuộc lớp nấm noãn (Omycetes) (Milner và ctv., 1996)

Cơ chế tiết enzyme phân hủy vách tế bào

Vách tế bào nấm cấu tạo bởi thành phần glucan, chitin và protein (Phạm Văn Kim, 2000) Nhiều vi khuẩn vùng rê có kha năng tiết ra enzyme như chitinase, β-1,3-glucanase giúp phân hủy vách tế bào của nấm gây bệnh (Ait và ctv., 2000 trích

từ Trần Bạch Lan, 2010)

Vi khuẩn Pseudomonas fluorescens có khả năng tiết ra enzyme glucanase, 1,4-glucanase và lipase phân hủy vách tế bào nấm Phytophthora capsici

1,3-gây hại trên tiêu (Paul và ctv., 2005)

tác nhân gây bệnh do nấm (Gupta và ctv., 2006)

Tỉ lệ mắc bệnh do nấm Rhizoctonia solani, Sclerotium rolfsii và Pythium

ultimum được giảm bằng cách sử dụng vi khuẩn Pseudomonas cepacia có thể tiết ra

Các dòng vi khuẩn Paenibacillus polymyxa, Bacillus pumilus, Bacillus sp có

khả năng tiết ra enzyme thuộc nhóm phân giải glucan như cellulase, mannase và

xylanase và các enzyme phân huỷ protein của vách tế bào nấm Aphamyces

cochlioides gây bệnh thối rễ trên cây củ cải đường (Nielsen và ctv., 1997 được trích

bởi Lại Văn Ê, 2003)

Bacillus cereus và Enterobacter agglomerans tiết ra chitinase để phòng trừ

bệnh do nấm Rhizoctonia solani (Pleban và ctv., 1997; Chernin và ctv., 1995).

Theo Kim và Chung (2004), Bacillus amyloliquefaciens MET0908 có thể tiết

Colletotrichum lagenarium.

Vi khuẩn Bacillus cereus strain 65 có khả năng tạo enzyme chitinase có khối

lượng phân tử 36kDa, chitinase này giúp phân giải diacetylchitodibose Khi áp dụng

B cereus str 65 trực tiếp vào đất thì bảo vệ cây bông cải khỏi bệnh thối rễ do nấm Rhizoctonia solani (Nguyễn Thị Thu Nga, 2003 trích từ Pheban 1997).

Cơ chế cạnh tranh

Vi khuẩn vùng rê kích thích tăng trưởng có thê thông qua sự ngăn chặn bệnh cây trồng băng cơ chế cạnh tranh về dinh dưỡng và nơi ở với mầm bệnh, chẳng hạn

vi khuẩn Pseudomonas sp có thể tiết ra siderophores (phức chất ái lực với ion sắt)

là cơ chế chủ yếu trong phòng trừ sinh học (Weller và Thomashow, 1993 trích dẫn

từ Antoun và Prévost, 2005) Pseudomonas fluorescens có khả năng tiết ra

siderophores để lấy sắt không hữu dụng trong đất giúp chúng sống sót trong môi trường hạn chế sắt, tuy nhiên gián tiếp ức chế sự phát triển của các vi sinh vật khác không có khả năng tiết ra siderophores (Paulsen và ctv., 2005 trích từ Nguyễn

có khả năng tiết ra siderophores chống lại tác nhân gây bệnh do nấm (Gupta và ctv.,

2006)

Cơ chế kích thích tính kháng bệnh

Vi khuẩn vùng rễ ngoài khả năng đối kháng trực tiếp mầm bệnh, chúng còn

có khả năng gián tiếp ức chế mầm bệnh thông qua kích thích tính kháng bên trong cây (Siddiqui, 2006) Cơ chế kích thích tính kháng bệnh cây trồng: Một số kháng sinh sinh ra bởi vi khuẩn vùng rễ như 2,4-diacetylphloroglucinol (DAPG) hay phenazin-1-carboxylic acid (PCA) là độc tố đối với cây trồng ở nồng độ cao và nó

có thể kích kháng lưu dẫn (Van Loon, 1998 trích từ Võ Minh Luân, 2007)

Trong các khảo sát về cơ chế kích kháng lưu dẫn ISR, đa số các nghiên cứu

đã bắt đầu tập trung chủ yếu trên vi khuẩn phát huỳnh quang Pseudomonas

fluorescens được chú ý khai thác và có nhiều ứng dụng trong sản xuất (Nelson,

2004 trích từ Hà Thị Oanh, 2008)

1.3.6 Một số ứng dụng của PGPR trong phòng trừ sinh học

Trên thế giới:

Ở Thái Lan, Jetiyanon và ctv., (2003) quan sát thấy rằng một hổn hợp chứa

Bacillus amyloliquefaciens strain IN937a và Bacillus pumilus strain IN937b có thể

kích kháng chống lại bệnh thối gốc do nấm Sclerotium rolfsii trên cà chua, bệnh thán thư trên ớt do nấm Colletotrichum gloeosporioides và bệnh khảm trên dưa

chuột gây ra bởi virut CMV

Các nhà nghiên cứu ở Thái Lan đã thành công trong việc sử dụng vi khuẩn

đối kháng với nấm Rhizoctonia solani tác nhân gây bệnh đốm vằn cây lúa Ruộng lúa được phun vi khuẩn đối kháng (Pseudomonas sp và Bacillus sp.) 3 lần trong mỗi vụ Vi khuẩn đối kháng này ức chế sự sinh sản ra hạch nấm của R solani; sau 5

vụ phun vi khuẩn đối kháng liên tục, bệnh đốm vằn đã giảm một cách đáng kể và giúp tăng năng suất so với đối chứng (Phạm Văn Kim, 2000)

Bacillus megaterium KL39 một tác nhân phòng trừ sinh học bệnh bạc lá Phytophthora trên cây hồ tiêu và sản xuất ra chất kháng sinh chống lại một loạt nấm

gây bệnh trên cây (Jung và Kim, 2003 trích từ Antoun và Prévost, 2005) Theo

Kumar (1999), Bacillus subtilis cũng tiết ra chất kháng sinh ức chế nấm Fusarium

oxysporum f sp ciceris gây bệnh héo rũ trên cây đậu xanh.

Vi khuẩn Burkholderia gladiole phân lập từ cây rễ hành có khả năng tiết ra pyrrolnitrin hạn chế nấm Fusarium oxyporum f sp lagenarium gây héo dây trên

cây bầu được trồng với diện tích lớn tại Nhật Bản (Kijma và ctv., 1998 trích từ Nguyễn Thị Thu Nga, 2003)

Zhen và ctv., (2005) cho rằng vi khuẩn Bacillus subtilis LX04 (BS-LX04) có khả năng ức chế nấm Colletotrichum morifolium phát triển sợi nấm và bào tử nẩy

mầm BS-LX04 có tác dụng ức chế sự phát triển của sợi nấm và sự nẩy mầm của bào tử nấm là 73,22% sau 24 giờ Ngoài ức chế sự nẩy mầm của bào tử, BS-LX04 còn làm biến dạng đĩa áp và sợi nấm

Các nhà nghiên cứu ghi nhận rằng: Bacillus amyloliquefaciens có khả năng kích kháng chống lại bệnh Pepper mild mottle virus (PMMoV) trên thuốc lá (Ahn

và ctv., 2002) Bacillus subtilis hiệu quả hơn Pseudomonas lilacinus trong việc quản lý nấm Macrophomina phaseolina trên cây đậu xanh (Siddiqui và Mahmood, 1993) Ngoài ra, Bacillus subtilis còn làm tăng trưởng và tăng năng suất rau diếp và

dưa chuột đồng thời làm giảm bệnh do nấm Pythium aphanidermatum, Fusarium

oxysporum f sp cucurbitacearum (Amer và Utkhede, 2000).

Các loài vi khuẩn B amyloliquefaciens, B subtilis, B pasteurii, B cereus, B

pumilus, B mycoides, và B sphaericus có khả năng kích kháng làm giảm đáng kể tỷ

lệ mắc bệnh khác nhau trên nhiều loại cây trồng (Kloepper và ctv., 2004) Ngoài ra,

các vi khuẩn B pumilis, B subtilis, Curtobacterium flaccumfacien có thể làm giảm bệnh thán thư do nấm Colletotrichum orbiculare gây trên dưa chuột (Raupach và Kloepper, 1998) Vi khuẩn Bacillus subtilis M4 làm giảm tỷ lệ mắc bệnh do

Colletotrichum lagenarium gây trên dưa chuột (Ongena và ctv., 2005).

Theo nghiên cứu He và ctv., (2002) hai chủng Bacillus subtilis BS-1 và BS-2

được phân lập từ lá, thân cây ớt không chỉ ức chế sự phát triển của sợi nấm mà còn

ngăn chặn sự phát triển của bệnh thán thư từ 57,34-94,08% do nấm Colletotrichum

gloeosporioides gây ra Bên cạnh đó, hai chủng B subtilis BS-2 và BS-1 cũng có

hiệu quả trong phòng trừ sinh học bệnh thán thư trên ớt với hiệu quả kiểm soát bệnh trên hạt lần lượt là 81,5-93,3% và 66,1-79,2% và trên trái là 80-100% và 60-100% Ngoài ra, hai chủng này cũng thúc đẩy tăng trưởng cây phát triển (He và ctv., 2003)

Bacillus amyloliquefaciens chủng RC-2 sản xuất ra các hợp chất kháng nấm

và ức chế sự phát triển của nấm Colletotrichum dematium gây bệnh thán thư trên dâu tằm, khi phun lên lá trước khi chủng C dematium sẽ ức chế sự phát triển của vết bệnh Khi pha loãng dịch trích vi khuẩn B amyloliquefaciens RC-2 1 lần và 2 lần sẽ ức chế nấm C dematium, Colletotrichum gloeosporioides (Glomerella

cingulata) làm cho các nấm này không phát triển được Pha loãng 4 lần, sợi nấm

của C dematium, G cingulat vẫn không phát triển được, còn Colletotrichum

acutatum phát triển với đường kính 2,4-7,6mm, khác biệt ý nghĩa so với đối chứng

(Yoshida và ctv., 2002)

Theo Kloepper và ctv., (2004) Bacillus spp thúc đẩy tăng trưởng thực vật và kích kháng ISR trong phòng trừ sinh học Nhóm Bacillus được ứng dụng trong một

số sản phẩm như: sản phẩm Yield Shield với thành phần hoạt chất là nội bào tử của

Bacillus pumilus, chủng GB34 được đăng kí tại Mĩ năm 2003 để chống lại bệnh do Rhizoctonia solani và Fusarium sp trên đậu nành Sản phẩm Bio Yield với thành

phần hoạt chất là 2 chủng Bacillus amyloliquefaciens GB99 và Bacillus subtilis

GB122, được khuyến cáo dùng để kích kháng trên bắp cải, cải bông, dưa leo, dưa hấu, ớt, cà chua chống lại nhiều tác nhân bệnh và kích thích tăng trưởng của cây

Pseudomonas fluorescens, P putida, P alcaligenes làm giảm tỷ lệ mắc bệnh

gây ra bởi nấm Sclerotium rolfsii trên cây đậu và héo do Fusarium trên cà chua và

cây bông (Gamliel và Katan, 1993)

Pseudomonas fluorescens WCS417 không những có khả năng kích thích tính

kháng bệnh do nấm F oxysporum f.sp raphani gây ra trên củ cải mà còn chống lại các mầm bệnh do nấm Alternaria brassicicola và F oxysporum (Hoffland và ctv.,

có khả năng đối kháng đáng kể là Pseudomonas cepacia TG17, Bacillus sp TG19

với bán kính vòng vô khuẩn tuần tự là 16,5mm và 14,5mm Và khi sử dụng hai

vào 45 ngày sau khi gieo, lần phun sau cách lần phun trước năm hoặc bảy ngày thì

có hiệu quả hạn chế bệnh đốm vằn tốt tương đương với nghiệm thức phun Validacin

đủ liều (Phạm Văn Kim và ctv., 1999; trích Nguyễn Huy Thảo, 2008)

Theo Lại Văn Ê (2003) khi nghiên cứu sử dụng vi khuẩn đối kháng trong

phòng trừ sinh học nấm Fusarium oxysporum và Rhizoctonia solani Kuhn gây bệnh chết cây con trên bông vải, qua thí nghiệm thấy được vi khuẩn Pseudomonas sp

chủng AG-249 và AG-245 xử lý riêng rẽ hay phối hợp đều cho tỷ lệ sống của cây

rất cao Pseudomonas sp chủng AG-249, AG245 và Bacillus sp chủng CT-241 hạn chế sự phát triển khuẩn ty nấm R solani và F oxysporum trên môi trường PDA và

NA rất tốt

Hai chủng vi khuẩn Bacillus cepacia TG17 và Bacillus sp TG19 đều có hiệu quả ức chế sự phát triển của nấm Rhizoctonia solani gây bệnh chết cây con trên cây

cải xanh và cải ngọt (Biện Phương Đông, 2005) Phạm Thị Hoàng Lan (2009) sử

một lần trước khi chủng bệnh và 2 lần trước và sau khi chủng bệnh có thể giảm

được bệnh héo dây do Fusarium oxysporum f.sp niveum trên dưa hấu.

Theo kết quả của Nguyễn Thanh Giàu và Nguyễn Trung Long (2009), việc

+ tưới đất + phun lá) mang lại hiệu quả phòng trị cao nhất đối với bệnh đốm lá chảy

nhựa thân do nấm Didymella bryoniae dưới điều kiện ngoài đồng.

Đánh giá khả năng phòng trị nấm bệnh Fusarium oxysporum f.sp niveum TG3 (Fon TG3) gây bệnh héo dây dưa hấu của vi khuẩn Pseudomonas aeruginosa

bằng các biện pháp áo hạt, tưới đất với huyền phù vi khuẩn P auruginosa 231-1 với

đều thể hiện hiệu quả giảm bệnh Trong đó, biện pháp áo hạt, tưới đất hai lần trước

và sau chủng bệnh đem lại hiệu quả phòng trị cao nhất và ổn định

Theo Tô Hoàng Kim Yến (2008) khi khảo sát đối kháng của một số chủng vi

khuẩn Bacillus spp với nấm Colletotrichum sp gây bệnh thán thư trên ớt ở các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long cho thấy cả 18 chủng vi khuẩn Bacillus đều có khả năng

ức chế sự phát triển khuẩn ty của 4 chủng nấm Colletotrichum ST3b, VL3.1, VL3a, CT8 Trong đó, chủng Colletotrichum ST3b bị ức chế mạnh nhất với bán kính vòng

vô khuẩn 5,35mm

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP

2.1 PHƯƠNG TIỆN

2.1.1 Thời gian và địa điểm

Thời gian: từ tháng 01/2010 đến tháng 08/2010

Địa điểm: Phòng thí nghiệm bệnh cây, Bộ môn Bảo vệ Thực vật, khoa Nông

nghiệp và Sinh học Ứng dụng, trường Đại học Cần Thơ

2.1.2 Trang thiết bị và vật liệu trong thí nghiệm

Tủ cấy vi sinh, tủ có đèn cận cực tím, máy lắc ngang, tủ thanh trùng khô, autoclave, micropipette, cân điện tử, máy đo pH,…

Lam đếm mật số, bình tam giác, đĩa Petri, ống nghiệm, ống eppendorf…Các hóa chất cần thiết cho môi trường water - agar, King’s B, PDA, PDA cải tiến, cồn 70% và 90%

Kháng sinh Chloramphenicol và Streptomycin

Nguồn nấm: Nấm Colletotrichum lagenarium được thu thập ở Tân Hưng-

Vĩnh Long do Trần Bạch Lan cung cấp Môi trường trữ nguồn được thực hiện trên môi trường PDA

Nguồn vi khuẩn: 69 chủng vi khuẩn vùng rễ được cung cấp bởi Trần Thị

Kim Đông