CHỌN lọc các CHỦNG VI KHUẨN VÙNG rễ KÍCH THÍCH TĂNG TRƯỞNG (PGPR) có KHẢ NĂNG đối KHÁNG nấm FUSARIUM OXYSPORUM gây BỆNH héo rủ cà CHUA

Trung tâm Học Liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứuTRƯỜNG ðẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN BẢO VỆ THỰC VẬT NGUYỄN THỊ THU HẰNG CHỌN LỌC CÁC CHỦNG

Trang 1

Trung tâm Học Liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

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

BỘ MÔN BẢO VỆ THỰC VẬT

NGUYỄN THỊ THU HẰNG

CHỌN LỌC CÁC CHỦNG VI KHUẨN VÙNG RỄ KÍCH THÍCH TĂNG TRƯỞNG (PGPR) CÓ KHẢ NĂNG ðỐI KHÁNG NẤM

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ NÔNG HỌC

Trang 2

NGUYỄN THỊ THU HẰNG

CHỌN LỌC CÁC CHỦNG VI KHUẨN VÙNG RỄ KÍCH THÍCH TĂNG TRƯỞNG (PGPR) CÓ KHẢ NĂNG ðỐI KHÁNG NẤM

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ NÔNG HỌC

(K 29: 2003 – 2008)

Cán bộ hướng dẫn Th.S Trần Vũ Phến

Trang 3

Luận văn tốt nghiệp kỹ sư Nông Học với ñề tài

CHỌN LỌC CÁC CHỦNG VI KHUẨN VÙNG RỄ KÍCH THÍCH

TĂNG TRƯỞNG (PGPR) CÓ KHẢ NĂNG ðỐI KHÁNG NẤM

Do sinh viên Nguyễn Thị Thu Hằng thực hiện

Kính trình lên hội ñồng chấm luận văn tốt nghiệp

Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2008

Cán bộ hướng dẫn

Th.S Trần Vũ Phến

Trang 4

Hội ñồng chấm luận văn tốt nghiệp ñã chấp nhận luận văn tốt nghiệp kỹ

sư Nông Học với tên:

CHỌN LỌC CÁC CHỦNG VI KHUẨN VÙNG RỄ KÍCH THÍCH

TĂNG TRƯỞNG (PGPR) CÓ KHẢ NĂNG ðỐI KHÁNG NẤM

Do sinh viên Nguyễn Thị Thu Hằng thực hiện và bảo vệ trước hội ñồng

Ý kiến của hội ñồng chấm luận văn tốt nghiệp:

.……….……….…….

………

Luận văn tốt nghiệp hội ñồng ñánh giá ở mức:

DUYỆT KHOA Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2008

Chủ tịch Hội ñồng

Trang 5

LƯỢC SỬ CÁ NHÂN

Họ và tên: Nguyễn Thị Thu Hằng

Năm sinh: 1985

Nơi sinh: xã Quảng Lưu, huyện Quảng Trạch, tỉnh Quảng Bình

Họ tên cha: Nguyễn Văn Bình

Họ tên mẹ: Phạm Thị Thu Hường

Quê quán: xã Quảng Lưu, huyện Quảng Trạch, tỉnh Quảng Bình

Quá trình học tập:

1991 - 1993: học tiểu học tại quê nhà

1993 - 1996: học tiểu học tại trường tiểu học Bình Thuỷ 1, Bình Thuỷ, TP.Cần Thơ

1996 - 2000: học THCS tại trường Bùi Hữu Nghĩa, An Thới, TP Cần Thơ

2000 - 2003: học THPT tại trường Lý Tự Trọng, An Thới, TP Cần Thơ

2003 - 2008: học ñại học tại trường ðại học Cần Thơ, ngành Nông Học, khoá 29, khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng

Trang 6

Chân thành biết ơn,

Chị Phan Thị Hồng Thuý và các anh chị trong bộ môn bảo vệ thực vật ñã tạo ñiều kiện cho em hoàn thành tốt thí nghiệm

Trang 7

MỤC LỤC

Chương 1: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

1.1 Bệnh héo rủ do nấm Fusarium oxysporum f.sp lycopersici (Sacc.) Snyder

1.2.4 Tác ñộng qua lại giữa các chủng vi sinh vật trong ñất 9 1.3 Khả năng kích thích tăng trưởng của vi khuẩn vùng rễ 9 1.4 Phòng trừ sinh học bệnh có nguồn gốc từ ñất với VSV vùng rễ 11

Trang 8

1.5.2 Quản lắ bệnh có nguồn gốc từ ựất trên cây trồng 17

2.3 Thắ nghiệm 1 : Khảo sát khả năng ựịnh vị trên rễ và kắch thắch tăng trưởng của một số chủng vi khuẩn vùng rễ kắch thắch tăng trưởng 22 2.4 Thắ nghiệm 2: đánh giá khả năng ựối kháng của vi khuẩn chọn lọc sơ khởi ựối với nấm gây bệnh Fusarium oxysporum trong dĩa petri 22 2.5 Thắ nghiệm 3: đánh giá khả năng phân giải chitin của chủng vi khuẩn 23

3.2 Thắ nghiệm 1: Khảo sát khả năng ựịnh vị và kắch thắch tăng trưởng của các

3.3 Thắ nghiệm 2: đánh giá khả năng ựối kháng của vi khuẩn chọn lọc sơ khởi ựối với nấm gây bệnh Fusarium oxysporum trong dĩa petri 34

Trang 9

Trang 10

DANH SÁCH BẢNG

1 ðặc ñiểm khuẩn lạc của một số chủng vi khuẩn trong phân lập mẫu 25

2 ðặc ñiểm phân lập của các chủng vi khuẩn trong thí nghiệm 1 26

3 Khả năng ñịnh vị trên rễ và kích thích tăng trưởng của các chủng vi khuẩn phân lập từ các mẫu cây khỏe 29

4 Khả năng kích thích tăng trưởng của một số chủng theo diễn biến thời gian 33 5 Khả năng ức chế sự phát triển của khuẩn ty Fusarium oxysporum của các chủng PGPRs ở các thời ñiểm 4 ,5, 6 NSKC 35

6 Hệ số ñối kháng của các chủng vi khuẩn qua các thời ñiểm khảo sát 38

7 Khả năng phân giải chitin của các chủng vi khuẩn 41

8 Kết quả của những chủng có triển vọng qua 3 thí nghiệm 43

Trang 11

DANH SÁCH HÌNH

1 Mức ñộ ñịnh vị của các chủng vi khuẩn 28

2 Diễn biến số lượng vi khuẩn ñối kháng theo thời gian 37

3 Tỉ lệ phân giải chitin của các chủng vi khuẩn 42

4 Sự ña dạng của các chủng vi khuẩn vùng rễ ở 2 mẫu Tbt 1.19e và Tbt 2.1et 44

5 ðặc ñiểm bộ rễ của cây cà chua bị bệnh héo rủ 44

6 Khả năng phân giải chitin của PGPR ở 5 NSKC của chủng Tbt 1.18.6et 44

7 Ảnh hưởng của vi khuẩn phân lập làm chết cây mầm 45

8 Khả năng ñối kháng của vi khuẩn PGPR với F oxysporum ở 4 NSKC 45

9 Khả năng ñịnh vị vùng rễ của PGPR Mức ñộ +++ (hình a) và mức ñộ ++ (hình b) 45

10 Khả năng kích thích tăng trưởng của PGPR so với ñối chứng 45

Trang 12

TÓM LƯỢC

ðề tài “Chọn lọc các chủng vi khuẩn vùng rễ kích thích tăng trưởng (PGPR)

có khả năng ñối kháng nấm Fusarium oxysporum gây bệnh héo rủ cà chua” ñược thực hiện từ tháng 8/2007 ñến tháng 1/2008 với ba thí nghiệm trong ñiều kiện phòng thí nghiệm ở Bộ môn Bảo Vệ Thực Vật, Khoa Nông Nghiệp & SHUD, Trường ðại Học Cần Thơ ðề tài ñược thực hiện nhằm tiếp tục chọn lọc các chủng PGPR có khả năng kích thích tăng trưởng thực vật ñồng thời giúp cây kiểm soát bệnh héo rủ Ngoài ra, ñề tài cũng bước ñầu tìm hiểu cơ chế ñối kháng nấm của các chủng vi khuẩn này nhằm ứng dụng trong những nghiên cứu sau

Vật liệu khảo sát qua ba thí nghiệm ñược thu thập từ những mẫu cây trồng cạn ở Cần Thơ, Bến Tre và Vĩnh Long gồm 17 chủng nấm Fusarium oxysporum ñựơc phân lập từ mẫu bị bệnh héo rủ; và 140 chủng vi khuẩn vùng rễ kích thích tăng trưởng thực vật ( PGPR ) phân lập từ những mẫu rễ và ñất của cây khỏe, ngoài

ra các chủng vi khuẩn nội sinh (endophytes) ñược phân lập từ những mẫu rễ cây khỏe ñã khử trùng bề mặt

Có 63 % chủng vi khuẩn khảo sát có khả năng ñịnh vị vùng rễ cây cà chua ở nhiều mức ñộ khác nhau và 37 % số chủng không ñịnh vị vùng rễ Có 2 chủng vi khuẩn có khả năng kích thích tăng trưởng cây cà chua so với ñối chứng là các chủng Tbt 1.16.1 e, Tbt 1.20.1t, bên cạnh ñó còn có 9 chủng vi khuẩn cũng biểu hiện khả năng kích thích tăng trưởng nhưng không khác biệt thống kê so với ñối chứng

Có 47 chủng vi khuẩn vùng rễ có khả năng ñối kháng với nấm F oxysporum chiếm tỉ lệ 17 % so với tổng vi khuẩn vùng rễ khảo sát Ở 6 ngày sau khi chủng (NSKC), 85,1 % các chủng vi khuẩn ñối kháng vẫn duy trì hiệu quả ñối kháng cao,với hiệu suất ñối kháng > 50 %; trong ñó có 15 chủng vi khuẩn có bán kính vòng vô khuẩn (0,1-0,3 cm) cao hơn so với ñối chứng

Khảo sát cơ chế ñối kháng của 47 chủng vi khuẩn có khả năng ñối kháng với nấm F oxysporum ñược tiến hành trên môi trường chitin agar Kết quả có 2 chủng

vi khuẩn là Tbt 1.17.3t, Tbt 1.18.6et có khả năng phân giải chitin bắt ñầu ở 4 NSKC, tuy nhiên chỉ có chủng Tbt 1.18.6et có hiệu suất ñối kháng cao, do ñó khả

Trang 13

năng ñối kháng của các chủng còn lại có thể là theo các cơ chế khác không do cơ chế tiết chitinase

Trang 14

MỞ ðẦU

Cà chua là một trong những cây màu có giá trị dinh dưỡng cao ñược trồng khá phổ biến ở ðồng bằng Sông Cửu Long (ðB SCL), tuy nhiên việc canh tác cà chua thường gặp nhiều trở ngại mà một trong các nguyên nhân là bệnh héo rủ do nấm Fusarium oxysporum gây hại, làm ảnh hưởng ñến năng suất và hiệu quả canh tác Việc phòng trị loại nấm này thường rất khó khăn do chúng có phạm vi ký chủ rộng, có khả năng bán ký sinh và hoại sinh nên lưu tồn rất hữu hiệu trong ñất (ðỗ Tấn Dũng, 2001)

Biện pháp phòng trừ bằng hóa chất thường mang lại hiệu quả không mong muốn, luân canh cây họ khác hay sử dụng gốc ghép tốn nhiều chi phí lại không ứng dụng rộng rãi cho các loại cây cùng họ; từ ñó biện pháp sinh học là một hướng ñi mới nhằm phòng trị bệnh héo rủ cũng như các mầm bệnh có nguồn gốc từ ñất trên cây cà chua và trên các cây cùng họ khác

Biện pháp sinh học phòng trị bệnh cây bằng vi sinh vật, trong ñó nhóm vi khuẩn vùng rễ kích thích tăng trưởng (plant growth-promoting rhizobacteria = PGPR), nhất là nhóm vi khuẩn phát huỳnh quang Pseudomonas fluorescens ñã ñược chú ý khai thác và

có nhiều ứng dụng trong sản xuất (Nelson, 2004) Tuy nhiên, chưa có nhiều nghiên cứu

và ứng dụng nhóm vi khuẩn vùng rễ kích thích tăng trưởng nầy ñể quản lý các bệnh hại

có nguồn gốc từ ñất ở Việt Nam Võ Minh Luân (2007), ghi nhận có những chủng PGPR có triển vọng trong quản lý bệnh nầy, tuy nhiên việc ñánh giá cũng mới ở bước ñầu

Từ ñó ñề tài “Chọn lọc các chủng vi khuẩn vùng rễ kích thích tăng trưởng (PGPR) có khả năng ñối kháng nấm Fusarium oxysporum gây bệnh héo rủ cà chua” ñược thực hiện nhằm tiếp tục chọn lọc các chủng PGPR có khả năng kích thích tăng trưởng thực vật ñồng thời giúp cây kiểm soát bệnh héo rủ Ngoài ra, ñề tài cũng bước ñầu tìm hiểu cơ chế ñối kháng nấm của các dòng vi khuẩn này nhằm ứng dụng trong những nghiên cứu sau

Trang 15

CHƯƠNG 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 1.1 Bệnh héo rủ do nấm Fusarium oxysporum f.sp lycopersici (Sacc.) Snyder & Hansen

1.1.1 Triệu chứng - Thiệt hại

Bệnh thường gặp sau khi cây ra hoa và bắt ñầu kết trái Khởi ñầu với sự héo nhẹ từng phần của cây, triệu chứng vàng lá bắt ñầu ở một nửa bên của lá, bắt ñầu là những

lá ñơn, sau ñó cả một bên của lá kép, lá dưới biểu hiện trước sau ñó là những lá bên trên Khi bệnh tiến triển, triệu chứng héo xuất hiện ở cả một bên của cây, thường biểu hiện rõ vào lúc trời nóng nhất trong ngày, sau cùng cả cây bị héo và chết Cắt dọc gốc thân vào mạch gỗ thấy mạch bị chuyển màu nâu sậm - ñỏ, khi bệnh nặng, triệu chứng ñổi màu của mạch dẫn lan lên phía trên, ñến cả cuống lá Cây con cũng có thể bị nhiễm bệnh, bên cạnh triệu chứng như trên, còn bị lùn và biểu hiện héo theo chu kỳ trong ngày (CABI, 2003)

Theo Phạm Văn Kim (2000) triệu chứng sọc nâu dọc theo mạch dẫn ở rễ hoặc

cổ rễ là do enzyme của mầm bệnh phá hủy vách của mạch mộc, ñồng thời oxy hoá các hợp chất phenol (do tế bào kí chủ tiết ra) Sự oxy hoá này cho ra các phân tử màu, các phân tử màu này xâm nhập vào và nhuộm nâu các mạch mộc của kí chủ

Mặc dù triệu chứng bệnh héo rủ do Fusarium khá rõ ràng, tuỳ thuộc vào sự trưởng thành của cây và sự phát triển của mầm bệnh, bệnh có thể bị lẫn lộn với những bệnh khác bao gồm: bệnh thối ñọt (Fusarium oxysporum f.sp radicis-lycopersici), bệnh héo Verticillium (Verticillium dahliae và V albo-atrum) và bệnh héo vi khuẩn (Ralstonia solanacearum)

ðể nhận diện cây bệnh do F oxysporum cần quan sát và kết hợp nhiều triệu chứng, tùy mức ñộ nhiễm bệnh, dấu hiệu ñể nhận biết là triệu chứng héo toàn cây, lá bị vàng không bình thường, mạch dẫn của thân bị ñổi màu (CABI, 2003)

Trang 16

1.1.2 Tác nhân

Phân loại: Nấm Fusarium oxysporum thuộc lớp nấm bất toàn (Deuteromycetes),

họ Tubercularia, bộ nấm bông (Hyphomycetales) Giai ñoạn sinh sản hữu tính chưa ñược xác ñịnh rõ ràng ñối với nấm Fusarium oxysporum Tuy nhiên những nghiên cứu gần ñây từ việc sử dụng ñoạn trình tự ITS (Internal Transcribed Spacer) ñã chỉ ra rằng Fusarium oxysporum gần với nhóm Liseola, có giai ñoạn hữu tính là Gibberella (O'Donnell et al., 1998; trích dẫn bởi CABI, 2003)

Mô tả: Theo CABI (2003) Fusarium oxysporum có thể phát triển trên môi trường nhân tạo Trên môi trường PDA, nấm phát triển nhanh và lấp ñầy ñường kính 9cm của dĩa petri trong khoảng 7 ngày Nấm tạo khuẩn ty màu trắng, với các sắc tố hồng, cam, ñỏ, xanh, tím hay ñỏ tía tuỳ theo thời kì phát triển Fusarium oxysporum có thể sản sinh 3 dạng bào tử vô tính: ñại bào tử, tiểu bào tử và bào tử áo tuỳ thuộc vào ñiều kiện của môi trường ðại bào tử thường có dạng hình liềm, dài, vách mỏng với nhiều vách ngăn Tiểu bào tử dạng hình bầu dục, ñược tạo ra trên thể bình ngắn, ñây là ñăc ñiểm ñể phân biệt Fusarium oxysporum Bào tử áo hình tròn, có vách dầy, hình thành ñơn lẻ hay từng cặp

ðặc ñiểm sinh học, sinh thái: Theo CABI (2003) nấm Fusarium oxysporum là một loại nấm sống trong ñất, có thể tồn tại trong ñất một thời gian dài dưới dạng bào tử

áo Nấm có thể xâm nhiễm và kí sinh vỏ rễ của nhiều loại cây trồng và cỏ dại Nấm có

ba nòi sinh lí, trong ñó nòi 1, 2 có phân bố rộng khắp thế giới

Mối tương quan giữa bệnh héo rủ Fusarium và tuyến trùng ñã ñược nghiên cứu Mặc dù một vài nghiên cứu cho thấy sự gây hại của tuyến trùng có thể giảm bớt hiệu quả của gen kháng bệnh cơ bản (major gene resistance) ñối với bệnh héo Fusarium, nhưng cũng có nhiều nghiên cứu cho thấy tuyến trùng không ảnh hưởng ñến tính kháng bệnh héo Fusarium

Trang 17

1.1.3 Phân bố và kí chủ

Theo CABI (2003) nấm Fusarium oxysporum là loại nấm trong ñất có phạm vi phân bố trên toàn thế giới, là một trong nhiều loài thường gặp trong ñất sản xuất nông nghiệp, thường lưu tồn dưới dạng bào tử áo Từ khi bệnh héo rủ Fusarium trên cây cà chua ñược mô tả vào năm 1895, bệnh ñã ñược báo cáo ở hơn 30 quốc gia trên thế giới

từ châu Âu, châu Phi ñến châu Á và hầu như bệnh cũng xuất hiện ở tất cả những vùng trồng cà chua tuy không ñược báo cáo F oxysporum f.sp lycopersici có khả năng ảnh hưởng lớn ñến sản xuất cà chua và có thể là nguyên nhân làm giảm sản lượng hoàn toàn trong nhà kính và ngoài ñồng

Nấm bệnh gây héo cây ñối với rất nhiều loại rau, chuối, hồ tiêu, cây họ dưa và cây họ cà Ở Việt Nam bệnh nấm Fusarium ñã gây thiệt hại lớn trên chuối, khoai tây,

cà chua, hành ta và một số cây trồng khác Nhiều năm dịch bệnh này gây tổn thất rất lớn ñến sản xuất (ðoàn Thị Kim Thanh và ctv, 2006)

là cây biểu hiện triệu chứng héo (CABI, 2003)

Trang 18

Xâm nhiễm

vào rễ

CHU TRÌNH GÂY BỆNH

LƯU TỒN

Chu trình của bệnh héo cây do nấm Fusarium oxysporum f.sp udum

(Phạm Văn Kim, 2000) 1.1.5 Ảnh hưởng của yếu tố môi trường ñến sự phát triển của bệnh

Bệnh phát triển ở nơi có thời tiết ấm, trên ñất cát và ñất chua Tính ñộc của bệnh

bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm mức ñộ nhiễm nguồn bệnh của ñất, ñiều kiện khí hậu như nhiệt ñộ ñất và không khí, ẩm ñộ ñất, loại cây trồng và ñộ phì nhiêu của ñất (CABI, 2003)

Bệnh xuất hiện trong ñiều kiện nhiệt ñộ, ẩm ñộ ñất cao, nhiệt ñộ không khí cao

và ẩm ñộ không khí thấp Trong ñiều kiện nhiệt ñộ ñất 25-300C và ẩm ñộ ñất quá cao, kết hợp với cây sinh trưởng yếu là ñiều kiện ñể nấm xâm nhập gây bệnh

Phân bón cũng ảnh hưởng ñến tính ñộc của nấm: tính ñộc của nấm tăng khi bón phân vi lượng, lân, ñạm amon; tính ñộc của nấm giảm khi bón ñạm nitrat (Jones, 1993; trích dẫn bởi Nguyễn Văn Viên và ctv., 2003)

Nẩy mầm

tiếp xúc với

rễ khỏe

Sống ở rễ và phần dưới thân

Ký chủ chết Sống bên ngoài

Tiềm sinh

Bào tử ñính

Bào tử áo

Hoại sinh (hạn chế) Lưu tồn trên rễ chết

Sợi nấm và bào tử ñính

Trang 19

Mặc dù việc sử dụng giống kháng bệnh là biện pháp hữu hiệu và kinh tế trong việc kiểm soát bệnh héo rủ cà chua, nhưng do việc xuất hiện nòi mới nên giống kháng vẫn chưa ñủ ñể giúp cây chống lại mầm bệnh và cần ñược hỗ trợ bởi các biện pháp quản lí bệnh khác

Biện pháp hoá học: thuốc xông hơi methyl bromide thường ñược sử dụng rộng rãi trong việc sản xuất cà chua ở nhiều vùng ñịa lí Bên cạnh việc làm giảm hoặc loại

bỏ mầm bệnh héo rủ, thuốc xông hơi cũng làm giảm hạt giống cỏ dại Ở một vài nơi, thuốc xông hơi cũng làm cho cây ghép tăng trưởng nhanh dẫn ñến thu hoạch sớm cung cấp cho những chợ tiêu thụ nông sản tươi Việc sử dụng methyl bromide có thể bị cắt giảm trong tương lai gần và các thuốc hoá học thay thế khác ñã ñang ñược nghiên cứu

Biện pháp sinh học: Có những nghiên cứu cho thấy, có một số loại ñất có khả năng ngăn chặn ñược sự gây hại của bệnh héo rủ do Fusarium Nhiều tác nhân kiểm soát sinh học như vi khuẩn và chủng không gây bệnh của Fusarium hứa hẹn trong việc kiểm soát nấm gây bệnh héo rủ

1.2 Vi sinh vật vùng rễ

1.2.1 Khái niệm

Bộ rễ của cây rất phức tạp ñồng thời ảnh hưởng của bộ rễ ñối với môi trường chung quanh cũng thay ñổi tuỳ theo loại cây và thời kì sinh trưởng của cây Vùng rễ (rhizosphere) là vùng bao quanh bộ rễ của thực vật, khái niệm nầy ñược Hiltner ñề ra

Trang 20

từ năm 1904, tuy nhiên cho ñến nay chúng ta vẫn chưa có phương pháp thống nhất xác ñịnh phạm vi của hệ rễ ( Phạm Văn Kim, 2006)

Theo Antoun và Prévost (2005), rhizosphere là thể tích ñất bao chung quanh và chịu ảnh hưởng của hệ rễ cây, và rhizoplane là diện tích mặt rễ cây có ái lực mạnh với các phần tử ñất Trong các nghiên cứu về vi sinh vật ñất, thuật ngữ rhizosphere bao hàm cả phần rhizoplane Vi khuẩn vùng rễ (rhizobacteria) là những vi khuẩn sống ở vùng rễ và ñịnh vị ñược ở rễ cây; chúng có khả năng sinh sôi và chiếm lĩnh các ổ sinh thái ở rễ vào tất cả các giai ñoạn phát triển của cây Có khoảng 2 - 5% vi khuẩn vùng

rễ, khi ñược chủng vào ñất có hệ vi sinh cạnh tranh, biểu hiện ảnh hưởng có lợi cho sự tăng trưởng của cây ñược gọi là các vi khuẩn vùng rễ kích thích tăng trưởng cây (plant growth promoting rhizobacteria - PGPR)

Theo Vessey (2003) có 2 kiểu liên hệ giữa cây chủ và các PGPR (vi khuẩn vùng rễ và vi khẩn nội sinh rễ):

1.2.1.1 Vi sinh vật quanh rễ cây

Nhiều vùng của rễ non ñược ñịnh cư bởi vi khuẩn, nơi ñây 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 Nhiều bản báo cáo về vi khuẩn vùng rể cho thấy ảnh hưởng có lợi của vi khuẩn vùng rễ lên sự tăng trưởng của cây ñược cho là do chúng có khả năng kiềm chế hay chiếm chổ của mầm bệnh (Lambert et al., 1987; ñược trích dẫn bởi Cavaglieri et al., 2004)

1.2.1.2 Vi sinh vật nội sinh rễ

PGPR thường là các vi khuẩn sống tự do, nhưng một số loài trong ñó có thể xâm nhập vào mô cây sống mà không làm cây biểu hiện triệu chứng bị xâm nhiễm, ñược gọi là các vi khuẩn nội sinh rễ (endophytes), và ñể thâm nhập vào rễ, trước hết chúng phải là những vi khuẩn vùng rễ (Antoun và Prévost, 2005)

Trang 21

Vi khuẩn nội kí sinh rễ thường là những vi khuẩn ñược tách ra từ mô cây ñã khử trùng bề mặt hoặc ñược trích ra từ phía trong của cây (Hallmann et al., 1997; ñược trích dẫn bởi Kloepper et al., 2006)

1.2.2 Sự ñịnh vị vùng rễ của vi sinh vật vùng rễ

Nhiều nghiên cứu cho thấy trong quá trình sử dụng vi khuẩn vùng rễ ñể bảo vệ cây trồng ñã bị thất bại do vi khuẩn không ñịnh vị ở vùng rễ của cây trồng sau khi ñã ñược chủng vi khuẩn Sự ñịnh vị ở rễ cây của vi khuẩn là giai ñoạn rất quan trọng trong

sự tương tác giữa vi khuẩn vùng rễ có lợi và cây trồng Tuy nhiên, hiện tượng này rất phức tạp bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố vô sinh và hữu sinh (Benizri, 2001)

Theo Silva et al (2003), việc nghiên cứu khả năng ñịnh vị của PGPR ở vùng rễ

có thể thực hiện bằng cách chủng hạt với vi khuẩn muốn ñánh giá, sau ñó chuyển hạt vào ống nghiệm có chứa môi trường water - agar Sự ñịnh vị của vi khuẩn ở vùng rễ ñược nhận thấy thông qua sự hiện diện của một vùng ñục (do vi khuẩn tạo nên) xung quanh rễ trong môi trường agar Phương pháp này ñã ñược ñiều chỉnh và sử dụng trong phòng thí nghiệm nhằm giúp chọn lọc vi khuẩn vùng rễ với ñặc ñiểm của PGPR

1.2.3 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:

- Vi sinh vật tiết ra CO2, các acid hữu cơ và acid vô cơ, trong quá trình hoạt ñộng của chúng, có tác ñộng lớn ñối với việc làm cho các khoáng chất hoặc các chất như P dưới dạng không tan, sẽ chuyển biến thành dạng ñơn giản, dễ tan và dễ ñược cây hấp thụ

- Vi sinh vật tiết ra các chất kích thích tố tăng trưởng của thực vật giúp rễ thực vật phát triển ñược tốt Một số loại trong chi Pseudomonas và Agrobacterium có khả năng tiết ra chất idol-acetic-acid (IAA), là chất kích thích sự ra rễ của cây trồng Các chất kích thích tố sinh trưởng này có trong ñất với nồng ñộ rất thấp, chưa có ảnh hưởng

Trang 22

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

1.2.4 Tác ñộng qua lại giữa các chủng vi sinh vật trong ñất

Theo Phạm Văn Kim (2006) thì có 6 nhóm tác ñộng như sau:

- Không có tác ñộng lẫn nhau (neutralism): các chủng gần như không có tác ñộng lẫn nhau hoặc tác ñộng quá nhỏ không ñáng kể

- Cạnh tranh (competition): hai chủng tranh nhau nguồn dinh dưỡng hoặc không gian phát triển

- Tác ñộng hổ trợ hay tương trợ (mutualism): hai chủng tác ñộng tích cực lẫn nhau, làm cho sự phát triển của cả hai tăng lên so với lúc sống riêng lẽ

- Tác ñộng tích cực một chiều (commensalism): một chủng tác ñộng tích cực lên chủng thứ hai và không ngược lại

- Tác ñộng tiêu cực một chiều (amensalism): chủng này tác ñộng tiêu cực lên chủng kia và không ngược lại

- Kí sinh (parasitism) và ăn mồi (predation): chủng này sống nhờ chủng kia

1.3 Khả năng kích thích tăng trưởng của vi khuẩn vùng rễ

Vi khuẩn vùng rễ kích thích tăng trưởng thực vật (Plant Growth Promoting Rhizobacteria - PGPR) ñược biết ñến và tiêu biểu cho những loài vi khuẩn vùng rễ sống trong, trên hay xung quanh mô cây, mà khi liên kết với cây kí chủ có kết quả là kích thích sự tăng trưởng của cây bằng nhiều cơ chế phức tạp

Vi khuẩn kích thích tăng trưởng ñược xem như của một loại phân hữu cơ vi sinh do trực tiếp giúp cho quá trình cung cấp dưỡng chất cho cây kí chủ bằng cách làm gia tăng ñộ hữu dụng của dưỡng chất như phosphat hoà tan, hoặc gián tiếp giúp cho hệ thống rễ phát triển nhằm làm tăng sự hấp thu dưỡng chất hoặc tăng cường các mối quan hệ cộng sinh có lợi khác Tuy nhiên không phải tất cả PGPR ñều có vai trò như phân hữu cơ vi sinh mà chúng cũng kích thích tăng trưởng thực vât bằng cách giúp cây

Trang 23

chống lại mầm bệnh (Whipps, 2001; Zehnder et al., 2001; ñược trích dẫn bởi Vessey, 2003)

Theo Glick (1995); Glick et al (1999) thì PGPR giúp tăng trưởng cây trồng theo hai cơ chế: gián tiếp và/hoặc trực tiếp Theo cơ chế gián tiếp, PGPR tiết chất kháng sinh chống lại vi khuẩn gây bệnh, làm giảm sút sắt hữu dụng ñến mầm bệnh thực vật (phytopathogens) trong vùng rễ, tổng hợp các enzyme phân huỷ vách tế bào nấm và cạnh tranh chổ ở (vị trí ở rễ cây) với vi sinh vật gây hại Còn với cơ chế trực tiếp, PGPR giúp cho sự tăng trưởng, bao gồm tác ñộng giúp giải phóng phosphat hữu dụng sinh học cho cây trồng hấp thu, cố ñịnh nitơ cho cây trồng sử dụng, giúp cây trồng có thể sử dụng Fe hữu hiệu hơn thông qua việc tạo siderophores, là một hợp chất

có trọng lượng phân tử thấp (400-1,000 daltons) có ái lực cao với sắt Fe 3+, hoà tan rất kém ở nhiều loại ñất Ngoài ra, nhiều loài PGPR còn sản xuất các hormone thực vật như auxin, cytokinins và gibberellins, và hạ thấp mức ethylen của cây, kích thích sự phát triển cây trồng (ñược trích dẫn bởi Lucy, 2004) Theo Antoun và Prévost (2005), IAA có thể trực tiếp làm gia tăng sự phát triển rễ bằng cách kích thích sự kéo dài hoặc phân cắt tế bào, hoặc một cách gián tiếp thông qua ảnh hưởng của hoạt tính men 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) deaminase của vi khuẩn, làm phá hũy ACC (tiền chất của ethylene), ngăn cây tạo ra lượng ethylene ở mức ức chế sự phát triển của rễ

PGPR giúp cây tăng trưởng bao gồm làm tăng tỉ lệ nẩy mầm, tăng trưởng rễ, sản lượng (bao gồm cả hạt), diện tích lá, lượng chất diệp lục, magiê, nitơ, prôtein, khả năng hấp thu nước, chịu ñựng khô hạn, trọng lượng của cành và rễ, và làm chậm quá trình lão hoá của lá cây Một lợi ích khác của PGPR là kích kháng chống bệnh cây trồng thường ñược biết ñến như biện pháp sinh học (Lucy, 2004)

Trang 24

1.4 Phòng trừ sinh học bệnh có nguồn gốc từ ñất với VSV vùng rễ

Siêu ký sinh/ăn mồi Các siêu vi khuẩn (mycoviruses)

Ampelomyces quisqualis Lysobacter enzymogenes

Pasteuria penetrans, Trichoderma virens

ðối kháng

phối hợp

Kháng sinh 2,4-diacetylphloroglucinol

Phenazines Cyclic lipopeptides Tạo men phân giải Chitinases, Glucanases

Proteases Sản phẩm thải biến dưỡng Ammonia

Carbon dioxide Hydrogen cyanide Ngăn cản về mặt lý/hóa học Bao vây tế khổng

Làm mất tín hiệu nẩy mầm Gây nhiễu ở mức phân tử ðối kháng

gián tiếp

Cạnh tranh Tiêu thụ chất tiết/thấm rỉ

Hữu dụng Fe nhờ siderophore Chiếm cứ hốc sinh thái

Kích kháng cây chủ Tiếp xúc với vách tế bào nấm

Phát hiện mô hình phân tử kết hợp với mầm bệnh

Cảm ứng qua phytohormone

Trang 25

Theo Phạm Văn Kim ( 2006) cơ chế kháng bệnh ở thực vật có thể ñược phân ra hai nhóm: nhóm cơ chế sinh hoá học và nhóm cơ chế cấu trúc mô học

1.4.1.1 Cơ chế kháng bệnh thuộc về sinh hoá học

Sau khi bị vi sinh vật tấn công ñể gây bệnh, nơi bị xâm nhiễm tiết ra một loạt các hợp chất chống vi sinh vật (antimicrobial compounds), các protein liên quan ñến sự phát sinh bệnh (pathogenesis related protein), các enzyme ñể làm giảm hoạt ñộng của mầm bệnh và nhiều chất khác

Về hợp chất chống vi sinh vật có thể chia hai nhóm, nhóm phytoanticipins và nhóm phytoalexins Phytoalexins do kí chủ tạo ra ñể chống lại với mầm bệnh, trong khi

ñó phytoanticipins không phải do kí chủ trực tiếp tạo ra mà do sự tương tác giữa các chất của kí sinh và kí chủ Hai nhóm chất này có thể tìm thấy trong các giống có tính kháng bệnh cao

Bên cạnh ñó các tác giả lần lượt phát hiện ra một loạt các protein có liên quan ñến bệnh cây cũng ñược tế bào tiết ra Các protein này có vai trò làm giảm sự phát triển của mầm bệnh bằng cách tác ñộng lên vách tế bào, màng nguyên sinh chất hoặc lên ribosom của vi sinh vật Các protein này ñược xếp vào 17 họ protein trong ñó 12 họ ñược biết ñến với tên là PR-1, PR-2, PR-3, PR-4, PR-8, PR-11, protein bất hoạt ribosome (ribosome inactivating protein), protein chuyển hoá chất béo nsLTPs (lipid transfer proteins), AMPs (hevein- type), PR-5, plant defensins,… Vai trò của các protein này ñược tóm lược như sau: PR-2 (β-1,3-glucanase) có vai trò trong phân huỷ thành phần β-1,3-glucan và β-1,6-glucan của vách tế bào vi sinh vật, PR-3, PR-4, PR-8, PR-11 là các chitinase, có vai trò phân huỷ phần chitin của vách tế bào vi sinh vật Hai nhóm enzyme β-1,3-glucanase và chitinase có tác dụng hỗ trợ nhau làm gia tăng hiệu quả trong sự phân huỷ vách tế bào của mầm bệnh

Nhiều enzyme khác cũng ñược hình thành trong tế bào bị mầm bệnh xâm nhiễm với vai trò chuyển hoá các chất ñộc do mầm bệnh tiết ra hoặc trung hoà ñộc tính của các chất do tế bào cây tiết ra khi phản ứng lại mầm bệnh, các chất này khi ở nồng ñộ

Trang 26

cao có thể gây hại cho tế bào cây Các enzyme có liên quan ñến tính kháng bệnh của cây như phenylalanine-ammonia lyase (PAL), peroxidase, catalase… PAL có vai trò thúc ñẩy sự sinh tổng hợp các hợp chất polyphenol, là chất quan trọng trong cơ chế chống bệnh cây trồng Còn peroxidase có nhiều vai trò trong ñó có vai trò khử H202 và vai trò phối hợp với PAL trong việc giúp ligin hoá vách tế bào bị tấn công qua ñó ngăn cản cơ học sự lan ra xa hơn của nấm gây bệnh H202 ñược tích tụ trong tế bào với nhiệm vụ oxyd hoá các polyphenol làm cho polyphenol không còn ñộc ñối với tế bào, nhưng H202 với nồng ñộ cao lại gây hại cho tế bào Do ñó, peroxidaz làm giảm bớt tính ñộc của H202 ñối với tế bào kí chủ

Bên cạnh phát hiện ra sự gia tăng hoạt tính của các enzyme, các tác giả còn nghiên cứu sự xuất hiện các tín hiệu do sự kích kháng gợi lên Các tín hiệu bao gồm: salicylic acid, jasmonic acid và ethylen

1.4.1.2 Cơ chế kháng bệnh thuộc về cấu trúc mô học

Có 4 cơ chế kháng bệnh về mặt mô học, tuỳ thuộc vào cách xâm nhập của nấm gây bệnh

- Sự tạo ra lớp vách tế bào mới chung quanh

- Sự rắn chắc hoá vách tế bào bằng cách ligin hoá vách tế bào bị nấm xâm nhiễm

- Sự hình thành papillae (vách dày) bên dưới ñĩa áp (appressorium) ñể ngăn cản sự xâm nhập của nấm gây bệnh

- Tích tụ hợp chất phenol ñưa ñến phản ứng tự chết của tế bào ñể cô lập nấm gây bệnh Là phản ứng kháng bệnh ở mức cao của thực vật

Bốn phản ứng tự vệ này có thể quan sát ñược dưới kính hiển vi quang học Phản ứng lignin hoá vách tế bào do tác ñộng cuả PAL và peroxidase, có thể ñược nhận thấy qua kính hiển vi huỳnh quang dưới dạng các vách tế bào phát sáng

Trang 27

1.4.2 Sự ñối kháng PGPR ngăn chặn mầm bệnh trong ñất bằng nhiều cơ chế Bao gồm: khả năng sản xuất siderophores là phức liên kết ion sắt làm cho chúng không còn hữu dụng ñối với mầm bệnh; khả năng tổng hợp chất trao ñổi chống lại nấm như chất kháng sinh, enzymes thuỷ phân vách tế bào nấm (chitinases, glucanases), hoặc HCN, giúp ngăn chặn sự phát triển của nấm bệnh; khả năng cạnh tranh thành công với mầm bệnh về thức ăn hoặc chổ ở trên rễ cây (Nelson, 2004)

Theo Queiroz et al., (2006) một số vi khuẩn vùng rễ ñược báo cáo là có khả năng ñối kháng tốt với Phytophthora spp., nhưng hầu hết những nghiên cứu ñã nhấn mạnh khả năng ñối kháng của các chi vi khuẩn như: Pseudomonas spp., Agrobacterium sp., Bacillus subtilis và Serratia marcescens Nghiên cứu trong ñiều kiện in vitro cho thấy dòng R3.5 của S marcescens ñối kháng tốt với P parasitica Hoạt tính ñối kháng cao hơn trong môi trường KB, làm giảm sự phát triển của sợi nấm P parasitica ñến 40%, còn trên môi trường PDA là 37% Việc kìm hãm sự tăng trưởng của nấm trên môi trường KB (nghèo sắt III) có thể là do sự tạo siderophores, bên cạnh kháng sinh

Theo Lemessa (2006), nhiều vi khuẩn thuộc chi Bacillus có khả năng sản xuất chất chuyển hoá thứ sinh như chất kháng sinh, hợp chất bay hơi và không bay hơi và enzymes thuỷ phân Một vài chất kháng sinh ñược sản xuất bởi vi khuẩn Bacillus spp như: bacillomycin, mycobacillin, iturin A, surfactin, mycosubtilin, fungistatin, subsporin, bacilysin, chlorotetetain

1.4.3 Kích kháng lưu dẫn (induced resistance) Tất cả cây trồng ñều có cơ chế tự vệ chủ ñộng chống lại mầm bệnh tấn công, trong ñó kích kháng là dạng kháng bệnh mà cây chủ có ñược khi ñược tác ñộng bởi một dạng xâm nhiễm nào ñó của tác nhân gây bệnh hoặc những xử lý khác, qua ñó giúp cây chống lại sự tấn công của mầm bệnh ñộc Cơ sở của hiện tượng nầy, trước hết, có liên quan ñến bộ gen mà cây cần phải có ñể có thể biểu hiện phản ứng phòng vệ

Trang 28

hữu hiệu, và cùng ñó là tác nhân xử lý phải có khả năng hoạt hóa ñược một số phản ứng phòng vệ trực tiếp Một yếu tố quan trọng hơn nữa là chất xử lý phải mồi hoặc làm cho cây nhậy cảm hơn, theo cách nào ñó, ñể cho phép cây biểu hiện nhanh chóng một loạt phản ứng phòng vệ hữu hiệu khi có sự tấn công của một tác nhân gây bệnh (Hammerschmidt, 1999) Kích kháng có thể biểu hiện tại chỗ hoặc lưu dẫn và có thể diễn ra theo dạng systemic acquired resistance (SAR) và/hoặc induced systemic resistance (ISR), phân biệt tùy theo tác nhân kích kháng và con ñường dẫn truyền tín hiệu dẫn ñến biểu hiện tính kháng ở cây chủ (Van Loon et al., 1998)

1.4.3.1 Kích kháng lưu dẫn phụ thuộc SA (Systemic Acquired Resistance = SAR)

ðặc trưng của SAR là cần thiết phải có sự chết hoại tại chỗ của mô, phản ứng siêu nhậy cảm hoặc vết thương gây chết hoại tại chỗ, gây nên bởi tác nhân kích kháng SAR có thể gợi lên trong cây bằng cách dùng thuốc hoá học hay mầm bệnh hoại tử và phụ thuộc vào sự truyền tín hiệu salicylic acid (SA) và sự biểu hiện lưu dẫn của các gen mã hóa cho các protein có liên quan ñến sự phát sinh bệnh (Pieterse et al., 1998; Hammerschmidt, 1999)

1.4.3.2 Kích kháng lưu dẫn cảm ứng do PGPRs (Induced Systemic Resistance

Trang 29

Theo Van Loon et al., (1998), tác nhân tạo kích kháng ISR không trực tiếp giết chết mầm bệnh Mầm bệnh có thể bị giết do 2 nguyên nhân: vi khuẩn vùng rễ kích thích làm cho kháng thể của cây tiêu diệt mầm bệnh và sự chuyển hóa của vi khuẩn kiềm hãm sự phát triển của mầm bệnh Sự chuyển hóa nầy thường ñi cùng với việc tạo chất kháng sinh

Nghiên cứu về ISR chống lại mầm bệnh từ ñất thường ñược tiến hành qua thí nghiệm tách rễ, trong ñó mầm bệnh và PGPR ñược chủng ñồng thời vào mỗi bên của

rễ cây dưa leo ñược trồng trong 2 chậu riêng biệt Biểu hiện ISR ñược ghi nhận qua khả năng làm chậm quá trình biểu hiện bệnh, làm giảm tỉ lệ và ñộc tính của bệnh nếu

so với cây không ñược chủng kích kháng Qua theo dõi sự di ñộng của PGPR bằng cách sử dụng chất phát quang sinh học, cho thấy PGPR chỉ chuyển ñộng trong chậu mà

nó ñược chủng và không di cư sang chậu có chủng mầm bệnh, ñiều ñó chứng minh rằng PGPR và mầm bệnh ñược duy trì ở 2 không gian riêng biệt (Van Loon et al., 1998)

1.4.3.3 So sánh SAR và ISR

Cả SAR và ISR ñều giúp hình thành tính kháng bệnh có phổ tác ñộng rộng Các

sự khác nhau trong cơ chế và sự truyền tín hiệu dẫn ñến biểu hiện SAR hoặc ISR, cũng như việc cân bằng các yếu tố khác nhau ñể ñạt ñược sự phối hợp tốt nhất giữa các dạng kích kháng khác nhau này

1.5 Các nghiên cứu ứng dụng PGPR trong nông nghiệp

Vi khuẩn vùng rễ kích thích tăng trưởng thực vật (PGPR) ñã ñược ứng dụng ở nhiều khía cạnh khác nhau trong và chống lại mầm bệnh thông qua nhiều cơ chế

1.5.1 Kích thích tăng trưởng thực vật

Thử nghiệm về ảnh hưởng của PGPR trên loại cây trồng ñã ñược thực hiện ở Liên Xô (cũ) và Ấn ðộ vào khoảng nửa sau của thế kỉ 20 Mặc dù kết quả từ những thử nghiệm khác nhau này không ñồng nhất, ñã có từ 50% ñến 70% sản lượng gia tăng ñã

Trang 30

ñược ghi nhận Có thể do thiếu chất lượng trong bố trí và phân tích thí nghiệm, và trong thời gian này sự hiểu biết về cơ chế kích thích tăng trưởng thực vật của PGPR chưa ñược cặn kẻ Tuy nhiên những kinh nghiệm này ñã cung cấp ñầu mối cho việc tối

ưu hóa ñiều kiện cho vi sinh vật vùng rễ ñịnh cư và kích thích tăng trưởng thực vật của những nghiên cứu sau

Kết quả nghiên cứu về hiệu quả của vi khuẩn vùng rễ sống tự do trên nhiều loại cây trồng khác nhau ñược tổng hợp bởi Lucy (2004), cho thấy:

- Vi khuẩn Azospirillum (chủng ñịa phương ở Argentina) ñược thử nghiệm trên cây lúa mì và cây bắp trong ñiều kiện ngoài ñồng Khi ñược chủng vi khuẩn, ở cây lúa

mì qua 7 vụ mùa sản lượng gia tăng từ 15- 30 % và 50-60 % khi có bón thêm phân hữu cơ; còn ở cây bắp qua 6 vụ sản lượng quan sát tăng từ 15- 25 % và khi bón thêm phân hữu cơ thì sản lượng tăng ñến 40 %

- Vi khuẩn Bacillus amyliquefaciens IN937; Bacillus pumilis INR7, SE34; Bacillus subtilis GB03; Bacillus cereus C4, ñược thử nghiệm trên cây cà chua và ớt trong ñiều kiện ngoài ñồng, cho thấy có sự gia tăng ñáng kể về ñường kính thân, diện tích của thân, diện tích bề mặt lá, trọng lượng của rễ, cành và số lá; cải thiện sức khỏe của cây ghép và gia tăng sản lượng trái, tuy nhiên mầm bệnh và bệnh không giảm ở cà chua và ớt

Có những chủng PGPR vừa biểu lộ ñồng thời khả năng kích thích tăng trưởng như phân hữu cơ vi sinh và cả thuốc trừ vật hại Chủng Burkholderia cepacia không chỉ khống chế ñược Fusarium spp mà còn có thể kích thích tăng trưởng cây ngô trong ñiều kiện thiếu sắt qua việc sản xuất siderophore (Bevivino et al., 1998; trích dẫn bởi Vessey, 2003)

1.5.2 Quản lí bệnh có nguồn gốc từ ñất trên cây trồng

Trên thế giới, nhiều sản phẩm từ vi sinh vật vùng rễ ñã ñược ñưa vào nghiên cứu, thử nghiệm và ứng dụng thực tế ñem lại nhiều thành công trong sản xuất nông nghiệp

Trang 31

Ở Thái Lan những nghiên cứu trong nhà kính cho thấy vi khuẩn nội sinh Bacillus có gợi lên tính kích kháng ISR trong cây (Jetiyanon và Kloepper, 2002), ñây

là thành công ñầu trong việc ứng dụng vi khuẩn nội sinh – kích kháng ISR trong nông nghiệp ở vùng nhiệt ñới Với mục tiêu tìm ra hỗn hợp vi khuẩn nội sinh có hình thành nội bào tử và có sự gợi ISR, trong nghiên cứu này, ñã sử dụng bốn hệ thống mầm bệnh

và cây kí chủ khác nhau: gồm cà chua (Lycopencium esculentum Mill) và Ralstonia solanacearum, ớt sừng trâu (Capsicum annuum var acuminatum) và Colletotrichum gloeosporioides, cải bẹ xanh (Brassica chinensis var parachinensis) và Rhizoctonia solani, và dưa leo (Cucumis sativus L.) với CMVt Kết quả cho thấy có một chủng (B amyloliquefaciens IN937a) và bốn hỗn hợp bao gồm: IN937a + B subtilis IN937b; IN937b + B pumilus SE34; IN937b + B pumilus SE49; và IN937b + B pumilus INR7 làm giảm tỉ lệ bệnh và tính ñộc của cả bốn bệnh một cách ñáng kể Kết quả này ñáng ghi nhận ở hai lí do: kết quả chỉ ra rằng ISR ñược gợi lên bằng những chủng vi khuẩn nội sinh ñặc biệt có thể bảo vệ cây kí chủ dưới ñiều kiện nhiệt ñới; hỗn hợp kết hợp hai chủng vi khuẩn tốt hơn một chủng vi khuẩn ñộc lập trong việc gợi sự bảo vệ một cách

có hiệu quả trong nhiều cây kí chủ chống lại những mầm bệnh khác nhau (Kloepper và Ryu, 2006)

Ba cánh ñồng thử nghiệm ñược áp dụng ba công thức khác nhau của các chủng nội sinh IN937a, IN937b,và SE34 (Murphy et al., 2000) nhằm xác ñịnh khả năng của chúng về việc gợi lên ISR chống lại bệnh Tomato mottle virus (ToMoV) với vector truyền bệnh là rầy phấn trắng (Bremisia argentifolii) Cánh ñồng bị nhiễm với ToMoV qua ñộng tác tự nhiên của rầy phấn trắng trưởng thành mang ñộc tố gây bệnh từ những của cây cà chua kề bên có khả năng kháng bệnh ToMoV ñã ñược chủng nhiễm bệnh

Tỉ lệ bệnh và tính ñộc của bệnh giảm một cách ñáng kể bởi một hoặc nhiều của công thức của mỗi chủng nội sinh Do ñó, như trong trường hợp với bệnh héo cucurbit của dưa leo, một vài chủng vi khuẩn nội sinh rễ có thể gợi ISR chống lại cả bệnh trên cây

và cả côn trùng là vector truyền bệnh (Kloepper và Ryu, 2006)

Trang 32

Ở Thái Lan, thành công của việc sử dụng vi khuẩn ñối kháng với nấm Rhizoctonia solani, gây bệnh ñốm vằn trên lúa ñã ñược ghi nhận Ruộng lúa ñược phun

vi khuẩn ñối kháng Pseudomonas spp và Bacillus spp 3 lần trong mỗi vụ Vi khuẩn ñối kháng ức chế sự tạo hạch nấm của R solani Sau 5 vụ phun vi khuẩn ñối kháng liên tục, bệnh giảm một cách ñáng kể và giúp gia tăng năng suất so với ñối chứng mà không cần ñến thuốc trừ bệnh ñốm vằn (Phạm Văn Kim, 2000)

Theo Võ Minh Luân (2007) thì sản phẩm Yield Shield với thành phần hoạt chất

là nội bào tử của Bacillus pumilus, chủng GB34 ñã ñược ñăng kí tại Mỹ vào năm 2003

ñể phòng trị bệnh trên ñậu nành Chủng B pumilus T4 cũng kích thích tạo ISR chống lại bệnh trên dưa leo do vi khuẩn Erwinia tracheiphila, cũng như bệnh do nấm Rhizoctonia và Fusarium Sản phẩm BioYield với thành phần hoạt chất là 2 chủng vi khuẩn Bacillus bao gồm: B amyloliquefaciens GB 99 và B subtilis GB 122, ñược khuyến cáo dùng ñể kích kháng trên cây cà chua, ớt, cải bắp, cải bông, dưa leo, dưa hấu nhằm chống lại tác nhân gây bệnh và kích thích tăng trưởng

Trang 33

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG TIỆN, PHƯƠNG PHÁP 2.1 Phương tiện

2.1.1 Thời gian và ñịa ñiểm

ðĩa petri, ống nghiệm,

Các hoá chất: peptone, MgSO4,

- Các môi trường sử dụng trong các thí nghiệm:

Môi trường khoai tây (PDA) Môi trường King’s B

Môi trường water agar (WA) 0,6%

Môi trường chitin agar

- Nguồn vi sinh vật Các dòng vi khuẩn vùng rễ kích thích tăng trưởng (PGPR) ñược phân lập, tách ròng từ mẫu rễ của các cây trồng cạn như cà chua, ớt, …trên môi trường King’s B và trữ trong tủ lạnh ở nhiệt ñộ 40C

Nấm Fusarium oxysporum ñã ñược thử khả năng gây bệnh theo qui trình Koch, tái phân lập và ñược trữ trong tủ lạnh ở nhiệt ñộ 40C trong 2 tháng Môi trường nuôi cấy nấm là môi trường PDA

Định dạng
Số trang	66
Dung lượng	0,96 MB