ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KÍCH THÍCH TĂNG TRƯỞNG cây ớt và KHÁNG BỆNH héo XANH DO VI KHUẨN RALSTONIA SOLANACEARUM của một số CHỦNG VI KHUẨN VÙNG rễ TRONG điều KIỆN NHÀ lưới

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SHƯD -oOo- TRANG THANH BÌNH ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KÍCH THÍCH TĂNG TRƯỞNG CÂY ỚT VÀ KHÁNG BỆNH HÉO XANH DO VI KHUẨN RALSTONIA SOLANACEARUM CỦA MỘT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SHƯD

-oOo-

TRANG THANH BÌNH

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KÍCH THÍCH TĂNG TRƯỞNG

CÂY ỚT VÀ KHÁNG BỆNH HÉO XANH DO

VI KHUẨN RALSTONIA SOLANACEARUM

CỦA MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨN VÙNG RỄ TRONG ĐIỀU KIỆN

NHÀ LƯỚI

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ TRỒNG TRỌT

Cần Thơ/2009

KHOA NÔNG NGHIỆP & SHƯD

o0o

TRANG THANH BÌNH

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KÍCH THÍCH TĂNG TRƯỞNG CÂY ỚT

VÀ KHÁNG BỆNH HÉO XANH DO VI KHUẨN RALSTONIA SOLANACEARUM CỦA MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨN

VÙNG RỄ TRONG ĐIỀU KIỆN NHÀ LƯỚI

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ TRỒNG TRỌT

(Khóa 31: 2005 – 2009)

Cán bộ hướng dẫn: Ths Trần Vũ Phến

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SHƯD

o0o

Luận văn tốt nghiệp kỹ sư ngành Trồng Trọt với đề tài

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KÍCH THÍCH TĂNG TRƯỞNG CÂY ỚT

VÀ KHÁNG BỆNH HÉO XANH DO VI KHUẨN RALSTONIA SOLANACEARUM CỦA MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨN

VÙNG RỄ TRONG ĐIỀU KIỆN NHÀ LƯỚI

Do sinh viên Trang Thanh Bình thực hiện

Kính trình lên hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp

Cần Thơ, ngày … tháng ….năm 2009

Cán bộ hướng dẫn

ThS Trần Vũ Phến

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SHƯD

Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp đã chấp nhận luận văn tốt nghiệp kỹ sư ngành Trồng Trọt với tên:

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KÍCH THÍCH TĂNG TRƯỞNG CÂY ỚT

VÀ KHÁNG BỆNH HÉO XANH DO VI KHUẨN RALSTONIA

SOLANACEARUM CỦA MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨN

VÙNG RỄ TRONG ĐIỀU KIỆN NHÀ LƯỚI

Do sinh viên Trang Thanh Bình 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

LƯỢC SỬ CÁ NHÂN

Họ và tên: TRANG THANH BÌNH

Quê quán: Huyện Lai Vung - Đồng Tháp

Ngày sinh: 24/08/1987

Dân tộc: Kinh

Nơi sinh: Phú Tân - An Giang

Họ tên cha: TRANG THANH NGUYÊN

Họ tên mẹ: LÊ HỒNG THẨM

Nguyên quán: Ấp Hòa Định, xã Vĩnh Thới huyện Lai Vung, tỉnh Đồng Tháp

Quá trình học tập:

1992 – 1997 là học sinh trường tiểu học Vĩnh Thới I

1997 - 2002 là học sinh trường trung học cơ sở Vĩnh Thới

2002 – 2005 là học sinh trường trung học phổ thông Lai Vung II

2005 – 2009 là sinh viên trường Đại Học Cần Thơ, học ngành Trồng Trọt khóa 31, khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng

LỜI CẢM TẠ

Cha mẹ là người đã sinh ra và dạy dỗ con thành người, dạy cho con biết cách

cư xử và lẽ sống ở đời Cha mẹ luôn ở bên lúc con vấp ngã, những lời động viên ủng hộ là nguồn sức mạnh vô giá giúp con vững tin trong cuộc sống Xin gởi đến cha và mẹ những lời nói thiêng liêng nhất từ tận đáy lòng của con

Em xin gởi đến thầy Trần Vũ Phến lòng thành kính biết ơn sâu sắc Thầy đã tận tình truyền đạt những kiến thức quí báu từ lúc em vừa bước chân vào phòng thí nghiệm cho đến khi em có được thành quả ngày hôm nay Em sẽ luôn nhớ, mang theo và áp dụng vào cuộc sống

Xin gởi lời cảm ơn chân thành nhất đến tất cả quí thầy cô đã dạy dỗ và truyền đạt nhiều kiến thức bổ ích cho em trong suốt quá trình học đại học, đặc biệt

là quí thầy cô thuộc bộ môn Bảo Vệ Thực Vật, khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng

Xin chân thành cảm ơn các anh chị và các bạn trong bộ môn Bảo Vệ Thực Vật, các anh chị đã động viên ủng hộ em trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Cảm ơn Mỹ Hậu, Nhã, Hiếu, Thư, Vi… và tập thể lớp Trồng Trọt K31 đã bên cạnh giúp đỡ tôi những lúc khó khăn nhất

Xin chân thành cảm ơn!

TRANG THANH BÌNH

1.4.2 Sự cần thiết của khoảng thời gian giữa áp dụng chất

KÍCH THÍCH TĂNG TRƯỞNG ĐỂ PHÒNG TRN BỆNH CÂY

3.2.1 Sự phát triển chiều cao cây của các nghiệm thức 23

3.3 Đánh giá khả năng kích thích tính kháng bệnh của các chủng vkvr 33

PHỤ CHƯƠNG 1

PHỤ CHƯƠNG 2

DANH SÁCH BẢNG

3.1 Diễn biến chiều cao thân của ớt (cm) ở các thời điểm quan sát 24 3.2 Diễn biến trọng lượng thân sau khi sấy của các nghiệm thức 26

có chủng vkvr của các nghiệm thức

3.5 Diễn biến trọng lượng (gam/nghiệm tthức)

3.6 Diễn biến tỉ lệ bệnh và chỉ số bệnh của các nghiệm thức 34

DANH SÁCH HÌNH

3.1 Diễn biến nhiệt độ, N m độ và lượng mưa qua các tháng của năm 22

2008

3.3 Khả năng kích rễ phát triễn của ba chủng vi khuN n 6, 15, 40 37

DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT

Trang Thanh Bình, 2009 Đánh giá khả năng kích thích tăng trưởng cây ớt và kháng

bệnh héo xanh do vi khuN n Salstonia solanacearum của một số chủng vi khuN n

vùng rễ trong điều kiện nhà lưới Luận văn tốt nghiệp kỹ sư Trồng Trọt Cán bộ hướng dẫn ThS Trần Vũ Phến

TÓM LƯỢC

Đề tài “Đánh giá khả năng kích thích tăng trưởng cây ớt và khả năng kháng

bệnh héo xanh do vi khuN n Ralstonia solanacearum” được thực hiện từ tháng 08/

2008 đến tháng 12/ 2008, trong điều kiện nhà lưới của Bộ Môn Bảo Vệ Thực Vật, Khoa Nông Nghiệp & SHƯD, Trường Đại Học Cần Thơ

Đề tài được thực hiện nhằm tiếp tục chọn lọc các dòng vi khuN n vùng rễ (VKVR) có khả năng kích thích tăng trưởng thực vật đồng thời giúp kiểm soát bệnh héo xanh trên cây ớt

Các chủng VKVR kích thích tăng trưởng cung cấp từ nguồn lưu trữ của bộ môn Bảo Vệ Thực Vật VKVR sau khi phục hồi được nuôi nhân mật số trong môi

trường King’s B lỏng trong 36 giờ trước khi chủng kích kháng Vi khuN n Ralstonia solanacearum gây bệnh héo xanh được chọn từ những khuN n lạc đặc trên môi

trường TZC, để nhân nuôi trong môi trường King’s B lỏng 36 giờ và điều chỉnh mật số về 108 vi khuN n cfu/ml trước khi chủng tấn công

Thí nghiệm đánh giá khả năng kích thích tăng trưởng và kháng bệnh héo xanh, được thực hiện theo phương pháp chậu đôi, VKVR được xử lý một lần bằng cách chủng 50 ml huyền phù vi khuN n (có mật số 108 vi khuN n cfu/ml) sau khi tiến hành tách rễ 10 ngày và vi khuN n gây bệnh cũng được chủng 1 lần với 50 ml và mật

số cũng là 108 (cfu/ml)

Kết quả thí nghiệm Trong số 10 chủng VKVR được tiến hành thí nghiệm thì

có 8 chủng thể hiện khả năng kích thích tăng trưởng đó là 6, 10, 15, 17, 21, 31, 39,

trọng lượng khô là 10, 31 Sáu chủng 6, 15, 17, 21, 31, 39 Kích thích phát triển trọng lượng trái 10 chủng VKVR tiến hành thí nghiệm đều có dấu hiệu kích thích

cây ớt hình thành tính kháng đối với bệnh héo xanh do vi khuN n Ralstonia solanacearum

MỞ ĐẦU

Cây ớt cay (Capsium frutescens L), bên cạnh sử dụng tại chỗ, hiện nay ớt cay

có giá trị kinh tế cao, vừa là nguyên liệu cho chế biến thực phN m, có giá trị dược liệu dùng để trị một số bệnh ngoài khoa như: phong thấp nhức mỏi, cảm lạnh… nhờ tính chất capsaicine chứa trong trái (Trần Thị Ba và ctv., 1999)

Tuy nhiên, ớt trồng dễ bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố nên năng suất thấp,

trong đó thiệt hại khá quan trọng là bệnh héo xanh do vi khuN n Ralstonia solanacearum gây ra Biện pháp hóa học để phòng, trị bệnh này thường cho kết quả

không cao và ảnh hưởng xấu cho môi trường, do vậy việc nghiên cứu phòng trị sinh học là cần thiết

Trong biện pháp sinh học phòng trị bệnh cây bằng vi sinh vật, nhóm VKVR kích thích tăng trưởng được 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 VKVR kích thích tăng trưởng, để quản lý bệnh héo xanh trên ớt ở Việt Nam Lê Thành Tín (2008), Nguyễn Thị Ngọc Hân (2008) ghi nhận có những chủng VKVR có triển vọng trong quản lý bệnh này, tuy nhiên việc đánh giá cũng mới ở bước đầu

Từ đó đề tài “Đánh giá khả năng kích thích tăng trưởng cây ớt và kháng bệnh

héo xanh do vi khuN n Ralstonia solanacearum của một số chủng VKVR trong điều

kiện nhà lưới” được thực hiện nhằm tuyển chọn các chủng VKVR kích thích tăng trưởng có khả năng kích thích tăng trưởng và kích kháng bệnh héo xanh trên ớt do

vi khuN n Ralstonia solanacearum

Ralstonia solanacearum được Ervin Smith phát hiện đầu tiên trên cây họ cà

ở Mỹ vào năm 1896 ngày nay bệnh phổ biến hầu hết các châu lục Á, Phi, Mỹ, Úc và gây hại nghiêm trọng ở các nước nhiệt đới, cận nhiệt đới (Lê Lương Tề và Vũ Triệu Mân, 1999)

Vi khuN n Ralstonia solanacearum có hình que kích thước tế bào 0,5 x 1,5

µm, háo khí, có 1 – 3 chiên mao ở đỉnh đầu để chuyển động Trên môi trường King’s B, khuN n lạc có màu trắng kem nhẵn bóng, nhờn (tính độc cao), trên môi trường TZC thì có màu hồng ở giữa và rìa trắng (Lê Lương Tề và Vũ Triệu Mân, 1999)

Nhiệt độ thích hợp cho Ralstonia solanacearum phát triển là 26 – 300C, nhiệt

độ tối thiểu là 180C, tối đa 370C, nhiệt độ làm cho vi khuN n chết là 520C trong vòng

diễn ra nhanh sau 1 – 2 ngày sau khi khí hậu thuận lợi và cây chết hoàn toàn mặc dù

lá vẫn còn xanh (Phạm Hồng Cúc, 1999)

Theo Lê Lương Tề và Vũ Triệu Mân (1999) bệnh trên cây lớn thường dễ phát hiện với các triệu chứng điển hình một hai cành, nhánh có lá bị héo rũ xuống, tái xanh, sau 2 – 5 ngày toàn cây héo xanh trên thân vỏ vẫn còn xanh hoặc xuất hiện những sọc nâu, vỏ thân phía gốc sù sì, thân vẫn rắn đặc Cắt ngang thân, cành nhìn

rõ vòng bó mạch dẫn mô xylem có màu nâu sẫm, ngâm đoạn thân cắt vào cốc nước sạch có thể thấy dịch vi khuN n màu trắng sữa chảy ra qua miệng cắt

Theo Hà Huy Niên và Nguyễn Thị Cát (2004) thì bệnh thường biểu hiện ngay khi bị vi khuN n xâm nhập, cây nhiễm bệnh ban ngày lá biến màu, tái xanh, héo cụp xuống Vào ban ngày các lá gốc bị héo rũ nhưng đến buổi tối và ban đêm có thể phục hồi được song sự phục hồi đó chỉ trong vòng 2 – 3 ngày sau đó cây chết hẳn

1.1.3. Sự phát sinh phát triển của bệnh

Theo Phạm Văn Kim (2000) thì Ralstonia solanacearum có thể xâm nhiễm

và gây hại bằng một hoặc cả trong hai cách:

Có thể các chất nhầy bên ngoài vi khuN n (các polysacharid) có phân tử to làm tăng độ nhờn của nước và muối khoáng do rễ hấp thu, từ đó làm giảm đáng kể lượng nước và muối khoáng cung cấp cho phần trên của cây và làm cây héo chết

Hoặc do các chất nhờn là các phân tử to nên không lọt qua được lỗ sàng trong mạch mộc, bị giữ lại và làm nghẽn mạch mộc, từ đó nước và muối khoáng không di chuyển được lên phía trên cung cấp cho cây, cây sẽ bị héo chết vì thiếu nước

Theo Đường Hồng Dật (1979), Lê Lương Tề và Vũ Triệu Mân (1999), thì sau khi xâm nhiễm vào, vi khuN n lan rộng theo bó mạch xylem, sinh sản phát triển, sinh sản ra men, độc tố dẫn đến sự phá hủy tế bào, tắc nghẽn mạch dẫn gây cản trở mạch dẫn nước, chất dinh dưỡng và nhựa cây gây héo nhanh và chết

Nghiên cứu về mặt sinh học phân tử, các dòng vi khuN n có tính độc quyết định bởi các gene độc hrp Vi khuN n xâm nhiễm vào rễ, thân cuống lá và qua vết thương cơ giới hoặc những vết thương do côn trùng tạo ra … vi khuN n cũng có thể xâm nhập qua các lỗ hở tự nhiên Sau khi đã xâm nhập vào các bó mạch xylem, sinh

sản phát triển trong đó sinh ra các men pectinaza và cenllulaza để phân hủy mô, sinh ra các độc tố ở dạng exopolysaccarit (EPS) và lipopolysccarit (LPS) làm tắt mạch dẫn cản trở vận chuyển nước và nhựa trong cây làm cây héo nhanh chóng (Cook, Secqueira, (1991) trích bởi Lê Lương Tề và Vũ Triệu Mân, 1999)

1.1.4 Lưu tồn và lan truyền

Bệnh gây hại trên 278 loài cây thuộc trên 44 họ thực vật khác nhau, trong đó đáng chú ý nhất là các cây có ý nghĩa kinh tế cao như cà chua, khoai tây, thuốc lá,

ớt, cà, lạc, vừng, hồ tiêu, đậu tương, dâu tằm, chuối… ( Lê Lương Tề và Vũ Triệu Mân, 1999)

Theo Bentley và ctv (2003) một số ký chủ chính: là Cà chua (Lycopersicon esculentum), thuốc lá (Nicotiana tabacum), cà tím (Solanum melongena), khoai tây (Solanum tuberosum), chuối (Musa spp.)… Ký chủ phụ: gừng (Zingiber officinale), thầu dầu (Ricinus communis), lạc (Arachis hypogaea), ớt (Capsicum annuum), khoai sọ (Colocasia esculenta), cây nghệ (Curcuma longa), cây bông (Gossypium), cây cao su (Hevea brasiliensis), khoai lang (Ipomoea batatas)…

Theo Phạm Văn Kim (2000), vi khuN n Ralstonia solanacearum lưu tồn trong

đất rất lâu Ở đất cát có thể tìm thấy vi khuN n này dưới độ sâu 60 cm Ở đất ruộng ngập nước, vi khuN n này không lưu tồn bền như đất thoáng khí Do đó đất trồng cà chua hoặc thuốc lá, nếu luân canh với đất lúa thì áp lực của bệnh héo rũ giảm rõ rệt

Ở trong đất vi khuN n có thể bảo tồn sức sống lâu dài tới 5 – 6 năm hoặc 6 – 7 tháng tùy thuộc vào ảnh hưởng của nhiệt độ, độ N m, loại đất, các yếu tố sinh vật và các yếu tố khác (Lê Lương Tề và Vũ Triệu Mân, 1999) Bệnh lan truyền từ cây này sang cây khác nhờ nước tưới, mưa, dụng cụ vun xới, tuyến trùng (Lê Lương Tề và

Vũ Triệu Mân, 1999)

1.1.5 Biện pháp kiểm soát bệnh

Phòng chống bệnh héo xanh vi khuN n hiện nay còn rất khó khăn, phức tạp Khả năng tốt nhất là áp dụng các biện pháp phòng trừ tổng hợp (Lê Lương Tề và Vũ Triệu Mân, 1999)

Chọn hạt giống khỏe không nhiễm bệnh

Tiến hành luân canh cây họ cà ớt với lúa nước, tốt nhất là trên đất 2 lúa 1 màu

Làm tốt công tác vệ sinh đồng ruộng, tiêu hủy tàn dư cây bệnh, dọn sạch cỏ dại là ký chủ của bệnh héo xanh

Trồng cây với mật độ vừa phải, làm luống cao dễ thoát nước Bón phân hữu

cơ hoai mục kết hợp với vôi lân kali theo tỷ lệ hợp lý

Có thể sử dụng một số vi sinh vật đối kháng như Bacillus polymyxa, Pseudomonas fluorescens để xử lý hạt trước khi gieo, nhúng rễ cây con trước khi trồng hoặc ngay sau khi trồng để ức chế, cạnh tranh và tiêu diệt vi khuN n Ralstonia solanacearum (Đỗ tấn Dũng, 2001)

1.3 VI SINH VẬT VÙNG RỄ

1.2.1. Sự phân bố vi sinh vật quanh rễ cây

Khái niệm về vùng rễ (rhizosphere) được Hiltner đề ra từ năm 1904, tuy nhiên cho đến nay chúng ta vẫn chưa có phương pháp thống nhất xác định phạm vi của hệ rễ Bộ rễ của cây rất phức tạp đồng thời ảnh hưởng của bộ rễ đối với môi trường chung quanh cũng thay đổi tuỳ theo loại cây và thời kì sinh trưởng của cây

Khi quan sát một rễ non cho thấy vùng quanh đầu rễ có bao gồm chất do đầu

rễ và vi khuN n sống trong vùng đó tiết ra Phân tích các chất này thấy gồm có nhiều chất hữu cơ cần thiết cho vi sinh vật như đường, amino acid, acid hữu cơ, vitamin… vì vùng quanh rễ chứa nhiều chất hữu cơ như vậy nên vi sinh vật tập trung quanh rễ nhiều hơn ở xa( Phạm Văn Kim, 2006)

1.2.2 Vai trò của vi sinh vật vùng rễ

Theo Zeller v à c t v (2006) thì Kloepper v à c t v (1991) cho biết trong

tự nhiên vi khuN n kích thích tăng trưởng hiện diện trong đất, chúng định cư ở

rễ cây trồng, kích thích cây trồng phát triển, làm tăng trọng lượng hạt, sinh khối tăng 10 - 20% Thuật ngữ vi khuN n vùng rễ (rhizobacteria) được dùng để chỉ những vi khuN n định cư ở vùng rễ của cây

Theo Phạm Văn Kim (2006) thì vi sinh vật vùng 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 động của chúng, có tác động lớn đối với việc làm cho các khoáng chất hoặc các chất như lân (P) dưới dạng không tan trở nên dễ tan và dễ được cây hấp thụ So sánh năng suất cây trên đất đã thanh trùng và đất không thanh trùng Ở hai trường hợp đều bón cùng lượng P khó tan Kết quả cho thấy cây trồng ở đất không thanh trùng có năng suất cao hơn vì hấp thu nhiều P hơn

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

thực vật phát triển được tốt Một số loài 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

Theo Gutierrez - Manero v à c t v (2001) các vi khuN n trong đất thúc

đN y sự tăng trưởng của cây và làm hạn chế được sự phát triển của mầm bệnh trong đất là do làm cho sinh vật gây bệnh không lấy được dinh dưỡng, một vài chủng VKVR có thể ảnh hưởng đến sự tăng trưởng cây thông qua sự sản xuất các chất chuyển hóa có khả năng kích thích như những chất kích thích tăng trưởng giúp cây phát triển nhanh hơn Phân tích trọng lượng khô của cây và qua phương pháp sắc ký thì các chủng VKVR có khả năng làm cây vươn dài là có liên quan đến GA1, GA3 và GA4 do VKVR tạo ra

1.2.3 Tác động qua lại giữa các vi sinh vật trong đất

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

Không có tác động lẫn nhau (neutralism):

Các chủng gần như không có tác động lẫn nhau hoặc tác động quá nhỏ

không đáng kể

Cạnh tranh (competition):

Hai chủng tranh nhau nguồn dinh dưỡng hoặc không gian phát triển

Tác động hỗ trợ hay tương trợ (mutalism):

Hai chủng tác động tích cực lẫn nhau, làm cho sự phát triển của cả hai tăng lên so với lúc sống riêng lẻ

Tác động tích cực một chiều (commensalism):

Một chủng tác động tích cực lên chủng thứ hai và không ngược lại

Tác động tiêu cực một chiều (amensalism):

Chủng này tác động tiêu cực lên chủng kia và không ngược lại Thí dụ: có nhiều loài Streptomyces tiết ra kháng sinh làm trở ngại cho sự phát triển của nhiều

Sự kích kháng theo cơ chế phụ thuộc Salicylic acid (SA) (Systemic Acquired Resistance = SAR)

Sự kích kháng tại chỗ ( Local Acquired Resistance LAR) Khi mầm bệnh

xâm nhiễm vào bộ phận nào của cây có tiếp xúc chất kích kháng sẽ kích thích cây sản sinh ra các hoá chất để tạo ra sự kháng bệnh tại nơi ấy Các hoá chất chỉ có tác dụng tại nơi kích kháng (Phạm Văn Kim, 2002)

Sự kích kháng lưu dẫn ( Systemic Acquired Resistance SAR) Kích kháng

lưu dẫn là hiện tượng khi cây trồng được xử lý kích kháng, hiệu quả kích kháng

không chỉ xảy ra tại vị trí được xử lý bởi các tác nhân kích kháng mà còn phát triển đến mô cây cách xa điểm kích thích hoặc toàn cây, giúp cho cây trồng có khả năng tự vệ và chống lại với mầm bệnh (Phạm Văn Kim, 2002)

Sự kích kháng theo cơ chế không phụ thuộc Salicylic acid (SA) (Induced Systemic Resistance = ISR)

Vi khuN n và nấm thường được sử dụng như tác nhân sinh học trong nghiên cứu kích kháng bệnh cây trồng Các vi sinh vật này phải không tác dụng đối kháng với mầm bệnh Kích kháng lưu dẫn bởi vi khuẫn vùng rễ kích thích tăng trưởng thực vật (ISR) ISR cũng có thể biểu hiện tại chỗ LAR hoặc lưu dẫn SAR (Van Loon và ctv., 1998)

Cách thức xử lý thường là đổ dịch huyền phù vi khuN n (hay hỗn hợp nhiều vi khuN n) vào đất, hoặc nhúng rễ cây con trong dịch hỗn hợp huyền phù vi khuN n, hay áo hạt với số lượng lớn vi khuN n trước khi gieo Sau đó cây con được chủng mầm bệnh ở một phần khác nhau cho thấy vi khuN n có thể di chuyển vào phía trong những mô cây bên trên Có nhiều vi khuN n vùng rễ cũng có thể ức chế trực tiếp sinh trưởng của mầm bệnh, do đó để đánh giá khả năng kích kháng lưu dẫn, vi khuN n phải không có mặt ở vị trí tấn công của mầm bệnh ISR và SAR cho thấy mức độ ngăn chặn bệnh như nhau (Van Loon và ctv., 1998)

Sự kích kháng lưu dẫn không phụ thuộc vào sự phát triển của phản ứng siêu nhạy cảm, nhưng có khả năng ngăn chặn tối đa khi việc kích thích của mầm bệnh gây ra vết hoại tử Trái lại, việc kích thích do V K V R không gây ra bất kỳ

một triệu chứng nào trên cây ký chủ, và tăng cường sự sinh trưởng của cây (Van Loon và ctv., 1998).

Theo Van Loon và ctv (1998) việc đánh giá tính kích kháng lưu dẫn bằng vi khuN n thường cần được dựa trên một số chỉ tiêu như sau:

1.4.1 Độc tố của tác nhân gây kích thích ảnh hưởng lên mầm bệnh

Kích kháng lưu dẫn có thể do vi khuN n kích thích sinh ra chất trao đổi ức chế mầm bệnh, chất trao đổi sinh ra bởi vi khuN n vùng rễ có thể di chuyển qua cây, ức chế trực tiếp mầm bệnh Một số kháng sinh sinh ra bởi vi khuN n vùng rễ như 2,4-diacetylphloro glucinol (DAP) hay phenazine-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 và ctv., 1998)

1.4.2 Sự cần thiết của khoảng thời gian giữa áp dụng chất kích thích và chủng mầm bệnh

Cây trồng cần thời gian để dẫn đến trạng thái kích thích Do đó, ảnh hưởng tức thì của việc áp dụng vật kích thích lên phản ứng bảo vệ của cây là không thể tạo ra ngay Nhiều nghiên cứu cho thấy kích kháng SAR hoặc ISR thường biểu hiện

trong vài ngày đến một tuần Tính kháng ISR của vi khuN n Pseudomonas fluorescens WCS374 mỗi trạng thái kích kháng lưu dẫn trong cây củ cải chống lại bệnh héo Fusarium chỉ thể hiện kích kháng ít nhất một ngày sau khi áp dụng vi

khuN n

Trái lại, khi dùng vi khuN n Pseudomonas corrugata 13 và P fluorescens C15 kích kháng lưu dẫn cây bầu bí dưa chống lại bệnh gây ra bởi Pythium aphanidermatum cho thấy khi áp dụng vi khuN n 1 tuần trước khi chủng mầm bệnh

không làm giảm bệnh cũng như khi chủng đồng thời vi khuN n và mầm bệnh Kết quả này cho thấy khoảng thời gian giữa áp dụng vi sinh vật kích thích và chủng nhiễm mầm bệnh là vấn đề cần được nghiên cứu thêm (Van Loon và ctv., 1998)

Trong số 100 chủng vi khuN n và 100 chủng nấm được thử chỉ có 10 - 15%

có khả năng kích kháng trong cây đậu (Phaseolus vulgaris) chống lại nấm Uromyces phaseoli Kích kháng tùy thuộc vào thời gian giữa áp dụng vật kích

kháng và mầm bệnh, ít nhất 2 ngày sau khi chủng là có phản ứng kháng Kích kháng có hiệu quả chống lại nấm ký sinh và không đặc hiệu Kích kháng là m cho sự xâm nhập, phát triển của nấm trong mô ký chủ và sự sinh bào tử đều giảm Schonbeck (1980) ghi nhận rằng có sự ức chế sự nN y mầm của bào tử nấm

Uromyces phaseoli, mặc dù không tìm thấy có Phytoalexin trong dịch trích này

Khi P putida 89B-27 hay Serratia marcescens 90 - 166 được chủng trên

hạt của bầu bí dưa trước khi trồng, quần thể của dòng 89B-27 và dòng 90 - 166 suy giảm theo thời gian: Ở 1 tuần sau khi trồng mật số vi khuN n là trên 108 cfu/g rễ nhưng sau 3 tuần chỉ còn 103 cfu/g rễ Mặc dù mật số quần thể bị giảm ở rễ nhưng kích kháng lưu dẫn vẫn duy trì (Van Loon và ctv., 1998)

1.6 KHẢ NĂNG KÍCH THÍCH SINH TRƯỞNG CỦA VI KHUẨN VÙNG

RỄ

Các vi khuN n vùng rễ có tác động có lợi cho sự phát triển của cây được gọi là các vi khuN n vùng rễ kích thích tăng trưởng thực vật Nhóm vi sinh vật này giúp cây trồng cải thiện sự tăng trưởng thực vật với hai cơ chế : gián tiếp và trực tiếp Trong đó cơ chế gián tiếp là hạn chế sự phát triển vi sinh vật gây hại, đôi khi còn giết chết mầm bệnh, còn cơ chế trực tiếp là cố định đạm, hoà tan lân khó tan, sản xuất ra auxin hay cytokinin kích thích cây trồng phát triển ( Kloepper và ctv., 2004)

Theo Husen (2003) thì Cattelan và ctv (1999) báo cáo rằng: Mặc dù, chưa hiểu đầy đủ các cơ chế, nhưng có những bằng chứng cho thấy là vkvr có liên quan đến các hoạt động làm đN y mạnh sự tăng trưởng của cây nhờ vào các cơ chế sau:

1.5.1 Sự tạo ra indol acetic acid (IAA)

IAA do vi khuN n tạo ra cải thiện sự tăng trưởng của cây thông qua làm gia tăng số lượng rễ lông hút và các rễ bên và sinh tổng hợp IAA trong đất do vi sinh vật gia tăng nhờ vào tryptophan trong dịch tiết từ rễ hoặc tế bào phân giải (Husen, 2003)

Theo Phạm Việt Cường và ctv (2003) thì việc sử dụng đa chủng trong thực

tế làm tăng hoặc không làm ảnh hưởng tới của các chủng vi khuN n chi Bacillus

được phân lập từ đất trồng tại Việt Nam Nhưng khả năng sinh tổng hợp IAA phụ thuộc rất mạnh vào chủng, chi vi khuN n, môi trường nuôi cấy và một số nhân tố khác Có 80% vi khuN n phân lập từ vùng rễ có khả năng sản sinh IAA và chúng được nghiên cứu không chỉ vì hiệu ứng sinh lý của chúng lên cây trồng mà còn có thể do vai trò của Phytohocmon đáp ứng sự tương tác giữa vi khuN n - thực vật

1.5.2 Hoạt tính của Nitrogenase

Vi khuN n vùng rễ có khả năng cố định đạm, lấy đạm cần cho sự sống của chúng làm cho vi khuN n gây bệnh không phát triển được hoặc phát triển chậm lại (Phạm Văn Kim, 2006)

1.5.3 Khả năng hòa tan lân (P)

Vi khuN n hòa tan P theo một số cơ chế khác nhau bao gồm việc tạo ra các acid hữu cơ, giúp tăng lượng P hữu dụng cho cây giúp cây phát triển, đặc biệt trong các đất có hàm lượng P tích tụ cao (Husen, 2003)

1.5.4 Tạo ra Siderophore

Vi khuN n tạo siderophore kích thích cây tăng trưởng một cách gián tiếp qua việc cô lập lượng sắt có giới hạn trong vùng rễ, đặc biệt trong đất trung tính và đất kiềm, làm giảm lượng sắt hữu dụng cho sự tăng trưởng của mầm bệnh (Husen, 2003)

Nghiên cứu của Lucas García và ctv (2004) về sự tương tác giữa vi khuN n

nốt sần và vi khuN n vùng rễ gồm bốn chủng Pseudomonas và một chủng Bacillus

được thấy khi được chủng trước và sau khi chủng vi khuN n nốt sần có sự cạnh tranh

ở từng vị trí nhỏ của các chủng vi khuN n trong đất là sự tạo ra các chất kích thích sinh trưởng, là sự khởi đầu cho hệ thống ISR vì nó tạo ra siderophores hoặc tạo ra lipopolysaccharides hiện diện ở màng ngoài LPS giúp kháng bệnh tạo điều kiện cho cây phát triển

1.7 CƠ CHẾ ĐỐI KHÁNG CỦA VI KHUẨN

Vi khuN n đối kháng hạn chế sự phát triển của tác nhân gây bệnh thực vật bằng nhiều cơ chế như bằng cách tiết kháng sinh, các enzym phân huỷ vách tế bào

và một số cơ chế khác như cạnh tranh thức ăn và nơi ở với vi sinh vật gây bệnh

Theo Đường Hồng Dật và ctv (1979) thì trong những điều kiện nhất định vi sinh vật vùng rễ có thể có lợi với thực vật Chúng tạo thành hàng rào sinh học ngăn ngừa sự xâm nhập vi sinh vật ký sinh vào mô tế bào Với khả năng sinh sản mạnh,

vi sinh vật vùng rễ có thể tăng hoạt động đối kháng với nhóm vi sinh vật gây bệnh Người ta quan sát thấy vi sinh vât vùng rễ làm yếu sự phát triển của sinh

vật gây bệnh như Colletotrichum graminearum, Fusarium lini, Helminthosporium sativum, Alternaria solani

Kháng sinh:

Những nghiên cứu trong phòng thí nghiệm đã tìm ra ở rễ lúa P fluorescens

và Bacillus có ý nghĩa quan trọng trong việc ngăn chặn bệnh và làm tăng khả năng

phát triển cây trồng Những chủng vi khuN n vùng rễ có thể gián tiếp phòng trừ sinh học bởi một hay một vài cơ chế ngăn chặn bệnh Cơ chế đầu tiên của sự kháng mầm bệnh đó là sự tiết ra kháng sinh 2,4-diacetylphloroglucinol (DAPG) bởi

Pseudomonas spp phát huỳnh quang ( Gnanamanickam, S S và Velusamy, P.,

2003)

Monteiro, L và ctv (2005) sự kháng bệnh của 8 chủng Bacillus spp chống

lại 9 chủng Xanthomonas campestris pv campestris ước định vai trò lipopeptides

trong quy trình Sự kháng sinh và chất hoạt động bề mặt, nghiên cứu được thực hiện trong ống nghiệm sử dụng agar và phương pháp khuếch tán qua agar Nghiên cứu

về những cơ chế của sự kháng bệnh thì chất kháng sinh và chất hoạt động bề mặt

được xác định rõ ràng của 4 chủng Bacillus spp chống lại tất cả các chủng Xanthomonas campestris pv.campestris Nghiên cứu về khả năng tự kháng bệnh và

những chủng thể hiện khả năng kháng sinh và chất hoạt dộng bề mặt cao Sự sản sinh ra chất kháng sinh và chất hoạt động bề mặt trong suốt quá trình phát triển Ghi

nhận có sự hạn chế sự phát triển của hầu hết các dòng X campestris pv campestris

bởi 4 chủng Bacillus: R14, RAB7, C116, và C210, những chủng có khuN n lạc đặc trưng đối kháng mạnh với X campestris pv campestris trong điều kiện phòng thí

nghiệm

Là sự giết chết, làm tan đi, phân hủy sinh chất của mầm bệnh (Phạm Văn Kim, 2000)

Vi khuN n đối kháng có khả năng tiết ra các enzym có khả năng phân huỷ

thành phần glucan hay chitin hoặc thành phần protein (proteolytic) của vách tế

bào của vi khuN n gây bệnh

Valois và ctv (1996) báo cáo rằng: Nhóm xạ khuN n (Streptomyces) cũng tiết

ra nhiều enzyme phân huỷ thành phần glucan Có hơn 200 chủng được phân lập có

tiết ra enzyme β-1,3 và β-1,4-gluacanase phân huỷ vách tế bào của nấm

Phytophthora gây thối rễ trên cây mâm xôi (raspberry) và người ta đã tìm được 11

chủng có khả năng làm giảm chỉ số bệnh thối rễ do nấm nầy khi chủng chúng lên cây con trong vườn ươm

1.8 NHỮNG NGHIÊN CỨU DÙNG VI KHUẨN VÙNG RỄ KÍCH THÍCH TĂNG TRƯỞNG ĐỂ PHÒNG TRN BỆNH CÂY CÓ NGUỒN GỐC TỪ ĐẤT TRONG NÔNG NGHIỆP

Chế phN m phân bón sinh học và thuốc trừ dịch hại sinh học là chế phN m sinh học sử dụng để trị mầm bệnh trong đất rất có hiệu quả, thành phần của nó là các

vkvr mà chủ yếu là nhóm Pseudomonas và Bacillus ssp (Esitken, 2006)

Theo Đường Hồng Dật và ctv (1979) thì trong thực tế sản xuất ở nhiều nước đã áp dụng phương pháp bón vào đất vi sinh vật đối kháng để tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh Năm 1935 các nhà khoa học Liên Xô đã dùng một số loài vi

khuN n thuộc nhóm Pseudomonas bón vào đất để chống nấm Sclerotinia và Botrytis bảo vệ nhiều loại cây trồng khác nhau Chế phN m Teramixin, Biomixin

và một số chất kháng sinh khác để xử lý hạt giống chống nấm Fusarium hại

bầu bí và một số cây trồng khác Đặc biệt nó còn trị bệnh do vi khuN n

Pseudomonas malvacearum

Kloepper và ctv (2004) báo cáo rằng: Các chủng vkvr thuộc chi

Pseudomonas và Bacillus đều có khả năng kích thích tạo ISR, được đánh giá

trong những điều kiện khác nhau như trong nhà kính, ngoài đồng trên cà chua,

ớt, dưa hấu, dưa leo, đậu,… với các tác nhân gây bệnh là nấm (chết cây con

Pythium sp., héo rũ Fusarium oxysporum, mốc sương Phytopthora spp.,

đốm phấn Peronospora parasitica, đốm lá (Alternaria sp., ), vi khuN n (P syringae pv tomato và Xanthomonas campestris pv và cả bệnh virus

Chế phN m sinh học có tên Cedemon của Thụy Điển sản xuất từ vi khuN n

Pseudomonas chế phN m này được sử dụng rộng rãi ở Thụy Điển 1998 và từ năm

1999 được sử dụng ở nhiều nước khác thuộc cộng đồng Châu Âu ở Việt Nam các

biện pháp phòng trừ sinh học sử dụng Trichoderma spp., Basillus sp và Streptomyces đã được nghiên cứu (Nguyễn Ngọc Dũng và ctv., 2003)

Ở Việt Nam, khi phân tích mẫu đất trồng hoặc rễ cây trồng thì sự hiện diện

của Pseudomonas không cao trong 57 mẫu phân tích thì có tới 47 mẫu có mật độ

thấp dưới mức trung bình, 2 mẫu đạt 5x105 cfu/gr đất trọng lượng ướt 8 mẫu có mật

độ khoảng một triệu cfu/gr, trong số đó thì có 4 mẫu ở rễ dứa bị bệnh thối nõn và thối rễ như vậy với kết quả này cho phép khẳng định có thể sử dụng vi khuN n

Pseudomonas sinh huỳnh quang trong phòng chống nấm gây bệnh cây trồng có

nguồn gốc từ đất (Nguyễn Ngọc Dũng và ctv., 2003)

Nhóm vi khuN n Pseudomonas sinh huỳnh quang được coi là tác nhân phòng

chóng nấm gây bệnh đầy tiềm năng Thời gian qua tại phòng vi sinh vật đất, Viện Công Nghệ Sinh Học và Trung Tâm Khoa Học Tự Nhiên Và Công Nghệ Quốc Gia,

đã nghiên cứu nhóm vi khuN n này kết quả cho thấy Việt Nam có thể ứng dụng tác nhân sinh học này trong phòng trừ nấm gây bệnh cây trồng mà không gây hậu quả xấu tới môi trường (Nguyễn Ngọc Dũng và ctv., 2003)

Đỗ Tấn Dũng (2001) nghiên cứu về bệnh héo xanh vi khuN n và các biện pháp sinh học để phòng trị v ớ i hai vi khuN n đối kháng đ ư ợ c s ử d ụ n g là

Bacillus subtilis và Pseudomonas fluorescens Theo ông thì hai loại vi khuN n

này thì có khả năng cạnh tranh, đối kháng, ức chế sự xâm nhiễm gây hại của

Ralstonia solanacearum Theo Lê Lương Tề và Vũ Triệu Mân (1999) thì sử dụng

chế phN m vi sinh vật đối kháng, tạo điều kiện cho đất tơi xốp, nhiều chất hữu cơ

để tăng số lượng và hoạt tính đối kháng của các vi sinh vật đối kháng ở trong

đất như Pseudomonas fluorescens, Bacillus polymyxa, Bacillus subtilis…

Theo nghiên cứu của Trần Thị Thu Hà và ctv (2003) kết luận rằng từ 150

mẫu đất tại miền Bắc Việt Nam tuyển chọn được 15 chủng Pseudomonas spp, 15

chủng này có đường kính vòng ức chế vi khuN n gây bệnh héo xanh từ 5 – 33 mm

15 chủng Pseudomonas spp phân lập đều có khả năng sinh IAA thô từ 10 – 117

µg/ml

Theo T.T Doan và T.H Nguyen (2005) có hai dòng P fluorescens (B16 và VK58) và một dòng B subtilis (B.16) có triển vọng trong phòng trừ sinh học đối

với vi khuN n gây bệnh héo trong nhà lưới và ngoài đồng, với những thử nghiệm trên cây cà chua, đậu phộng với các chủng B16 và VK58 ở Hà Nội, Bắc Giang và Bắc Ninh cho thấy năng suất cà chua tăng 3,3 – 4,1 tấn/ha, đậu phộng tăng 0,7 – 0,94

tấn/ha P fluorescens B16 có khả năng kiểm soát bệnh héo vi khuN n (Ralstonia solanacearum) tốt