Ảnh hưởng của hóa chất xử lý đến sự xâm nhập của nấm Peronosclerospora maydis gây bệnh sọc trắng lá trên bắp được tiến hành trong điều kiện phòng thí nghiệm, nhà lưới. Bắp được xử lý phun lên lá ở giai đoạn có ba lá thật bằng: acibenzolar-S-methyl (100 ppm), CaCl2 (100 mM), K2HPO4 (100 mM) hoặc salicylic acid (7,5 mM).
Trang 1ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA BỐN HÓA CHẤT XỬ LÝ ĐẾN SỰ XÂM NHẬP
C ỦA NẤM Peronosclerospora maydis GÂY BỆNH SỌC TRẮNG LÁ TRÊN BẮP
Võ Thị Hướng Dương1
1 Trường Đại học An Giang
Thông tin chung:
Ngày nh ận bài: 02/06/2017
Ngày nhận kết quả bình duyệt:
16/09/2017
Ngày chấp nhận đăng: 10/2017
Title:
An evaluate on the effect of four
chemicals on the infection of
Peronosclerospora maydis
causing downy mildew of maize
Keywords:
Peronosclerospora maydis,
infection, acibenzolar-S-methyl,
CaCl2, K 2 HPO 4 , salicylic acid
Từ khóa:
Peronosclerospora maydis,
xâm nh ập,
acibenzolar-S-methyl, CaCl 2 , K 2 HPO 4 ,
salicylic acid
ABSTRACT
Studies on effects of chemical treatment into the infection of Peronosclerospora maydis causing downy mildew on maize plants were conducted under screenhouse and laboratory conditions Maize plants were treated by foliar spraying with either acibenzolar-S-methyl (100 ppm), CaCl 2 (100 mM);
K 2 HPO 4 (100 mM) or Salicylic acid (7,5 mM) at the third leaf stage The results showed that CaCl 2 (100 mM) had good effect on inhibiting of conidial germination and appressoria formation until 24 H.A.I and longer germtube at
12 H.A.I Whereas, acibenzolar-S-methyl (100 ppm) had inhibited conidial germination until 12 hours after inoculation (H.A.I) and high number of conidia with branched germtube at 12 and 24 H.A.I K 2 HPO 4 (100 mM) had high number of conidia with germtube fomation, longer and branched germtube Salicylic acid (7,5 mM) had only shown high number of conidia forming germtube at 12 H.A.I
TÓM T ẮT
Ảnh hưởng của hóa chất xử lý đến sự xâm nhập của nấm Peronosclerospora maydis gây bệnh sọc trắng lá trên bắp được tiến hành trong điều kiện phòng thí nghi ệm, nhà lưới Bắp được xử lý phun lên lá ở giai đoạn có ba lá thật bằng: acibenzolar-S-methyl (100 ppm), CaCl 2 (100 mM), K 2 HPO 4 (100 mM) ho ặc salicylic acid (7,5 mM) Kết quả cho thấy, CaCl 2 (100 mM) ức chế bào tử nấm tốt nhất thông qua ức chế nảy mầm, hình thành đĩa áp và buộc nấm phải mọc ống mầm dài Acibenzolar-S-methyl (100 ppm) ức chế nảy mầm, buộc bào tử phân nhánh nhiều K 2 HPO 4 (100 mM) ức chế nấm xâm nhập ở bào tử tạo ống
m ầm, phân nhánh nhiều và chiều dài ống mầm lớn; salicylic acid (7,5mM) ức
ch ế xâm nhập của nấm qua tỉ lệ bào tử tạo nhiều ống mầm cao
1 GI ỚI THIỆU
Cây bắp đứng thứ III trên thế giới về diện tích
trồng và chiếm khoảng ¼ tổng sản lượng mễ cốc
của thế giới (Dương Minh, 1999) Bắp được trồng
trên diện rộng ở nhiều vùng trong cả nước, và
mang lại giá trị kinh tế cao Tuy nhiên, trong
những năm gần đây bệnh sọc trắng lá bắp do nấm
Peronosclerospora maydis đã và đang gây hại
trên diện rộng và gây nhiều tác hại ở nhiều tỉnh như Nghệ An, Kom Tum, Tiền Giang, An Giang, Đồng Tháp, Vĩnh Long… (Ngọc Lâm và cs., 2006) Tuy nhiên, trong thực tiễn ở nước ta hiện nay hầu như chưa có biện pháp khống chế bệnh hữu hiệu Nghiên cứu trước cho thấy hoá chất có
khả năng kích thích tính kháng và giảm bệnh trên bắp (Shericca và cs , 1998) Tuy nhiên, cơ chế
Trang 2kích kháng như thế nào, việc xử lý hoá chất ảnh
hưởng thế nào đến sự xâm nhiễm nấm dẫn đến
bệnh giảm đi ra sao vẫn chưa được nghiên cứu
Đó là lý do đề tài được thực hiện nhằm mục tiêu:
Đánh giá ảnh hưởng của bốn hóa chất xử lý đến
sự xâm nhập của nấm Peronosclerospora maydis
gây bệnh sọc trắng lá trên bắp
2 V ẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
C ỨU
2.1 V ật liệu
Thí nghiệm được tiến hành trên giống bắp nếp nù
(giống nhiễm bệnh sọc lá); Nguồn nấm gây bệnh
sọc trắng lá bắp (Peronosclerospora maydis) được
thu thập tại ruộng bắp bệnh ở huyện Chợ Mới,
tỉnh An Giang Các hóa chất thí nghiệm:
acibenzolar-S-methyl (50 WG) (Bion WG -
ASM); dipotassium hydrogen phosphate
(K2HPO4); salicylic acid; calcium chloride
(CaCl2),…
2.2 Phương pháp nghiên cứu
Thí nghiệm được thực hiện trong điều kiện nhà
lưới và phòng thí nghiệm; bố trí theo thể thức
hoàn toàn ngẫu nhiên; gồm 5 nghiệm thức và 4
lần lặp lại Các nghiệm thức gồm có: (1) Xử lý
bằng acibenzolar-S-metyl (100 ppm), (2) Xử lý
bằng K2HPO4 (100 mM), (3) Xử lý bằng salicylic
acid (7,5 mM), (4) Xử lý bằng CaCl2 (100 mM)
và (5) Xử lý bằng nước cất thanh trùng (đối
chứng) (Chaluvaraju và cs., 2004; Trần Lê và
Trần Thị Kim Thúy, 2006; Trần Thị Thu Thủy và
cs., 2006; Lê Thanh Toàn, 2005; Morris và cs.,
1998)
* Cách tiến hành thí nghiệm
- Xử lý kích kháng: Xử lý chất kích kháng bằng cách phun khi cây bắp có 3 lá thật với các hóa chất ở các nồng độ đã nêu trên Nghiệm thức đối chứng được xử lý bằng nước cất thanh trùng
- Phun nấm lây nhiễm bệnh: Khi cây bắp có 3
lá hoàn chỉnh, chọn các lá thứ 3 nở hoàn toàn, trải lá lên bề mặt bảng nhựa và dùng dây cotton cố định lá bắp theo phương pháp của Jǿrgensen và cs (1998) Bào tử nấm được thu trực tiếp từ lá cây bệnh, thực hiện
theo phương pháp của Carwell và cs (1997)
và phun huyền phù nấm với mật số 10 x 104 bào tử/ml bằng máy phun tay
* Cách thu mẫu và xử lý mẫu Thu mẫu vào thời điểm 12 và 24 giờ sau khi phun nấm lây nhiễm (GSP) Lá bắp thứ 3 của cây được cắt cho vào đĩa petri có lót giấy thấm chứa 3 ml dung dịch ethanol – acid acetic (tỉ lệ 3 : 1) để tẩy
diệp lục tố của lá (Neergaard, 1997) Thay giấy thấm và dung dịch ethanol – acid acetic mỗi ngày cho đến khi mẫu lá không còn màu xanh của diệp
lục tố Sau đó chuyển sang nước cất trong một
giờ Cuối cùng giữ mẫu trong dung dịch lactoglycerol (acid lactic + glycerol + nước cất với tỉ lệ 1 : 1 : 1) cho đến khi quan sát (Tran Thi Thu Thuy, 2002)
Trang 3* Cách quan sát và ghi nhận chỉ tiêu
- Cách quan sát: quan sát bằng cách
nhuộm lá với dung dịch aniline blue
(0,01%) và xem dưới kính hiển vi
quang học
- Các chỉ tiêu ghi nhận: số lượng bào tử nảy mầm; số lượng bào tử có nhiều ống mầm; số lượng bào tử có ống mầm phân nhánh; chiều dài của ống mầm; số lượng bào tử tạo đĩa áp
- Các thông số cần tính:
Tỉ lệ bào tử nảy mầm = Số bào tử nảy mầm x 100
Số bào tử quan sát
Tỉ lệ bào tử tạo ống mầm phân nhánh = Số bào tử tạo ống mầm phân nhánh x 100
Số lượng bào tử nảy mầm
Tỉ lệ bào tử tạo đĩa áp = Số bào tử tạo đĩa áp x 100
Số bào tử quan sát
Số liệu về các chỉ tiêu theo dõi được quản lý bởi
phần mềm Excel và xử lý thống kê theo phần
mềm SPSS 13
3 K ẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO
LU ẬN
3.1 Ảnh hưởng của việc xử lý kích kháng
b ằng các hóa chất đến sự nảy mầm của bào tử nấm Peronosclerospora maydis
Quá trình quan sát sự nảy mầm của bào tử nấm cho thấy, nấm Peronosclerospora maydis có khả
năng nảy mầm ở nhiều vị trí khác nhau (Hình 2)
(A: n ảy mầm ở giữa bào tử; B: nảy mầm ở 2 đầu bào tử; C: nảy mầm ở 1 đầu bào tử)
Tỉ lệ bào tử tạo nhiều ống mầm = Số bào tử tạo ra trên 1 ống mầm x 100
Số bào tử nảy mầm
Trang 4Kết quả thí nghiệm ghi nhận ở Bảng 1 cho thấy, ở
thời điểm 12 giờ sau khi phun nấm lây nhiễm
(GSP), tỉ lệ nảy mầm của bào tử nấm
Peronosclerospora maydis thấp ở các nghiệm
thức xử lý bằng CaCl2 (100 mM) và ASM (100
ppm), thấp hơn một cách có ý nghĩa thống kê so
với nghiệm thức đối chứng không xử lý Điều này
chứng tỏ rằng, CaCl2 (100 mM) và
acibenzolar-S-methyl (100 ppm) khi xử lý lên cây có khả năng
ức chế sự nảy mầm của bào tử nấm
Peronosclerospora maydis ở thời điểm 12 GSP
Ở thời điểm 24 GSP, nghiệm thức xử lý bằng CaCl2 (100 mM) có tỉ lệ bào tử nảy mầm thấp hơn một cách có ý nghĩa so với nghiệm thức đối chứng Điều này chứng tỏ rằng, CaCl2 (100 mM) khi xử lý lên cây có khả năng ức chế sự nảy mầm
của nấm Peronosclerospora maydis đến thời điểm
24 GSP
Mức ý nghĩa
CV (%)
* 10,79
* 12,13
Ghi chú: Trong cùng một cột, các trung bình có cùng mẫu tự theo sau không khác biệt ở mức ý nghĩa 5% qua phép thử Duncan ns: Không khác bi ệt; *: Khác biệt ở mức ý nghĩa 5%
3.2 Ảnh hưởng của việc xử lý các hóa chất
đến số lượng ống mầm, sự phân nhánh
ống mầm và chiều dài trung bình ống
mầm của bào tử nấm Peronosclerospora
maydis
Kết quả thí nghiệm ghi nhận ở Bảng 2 cho thấy,
nghiệm thức có xử lý bằng K2HPO4 (100 mM) và
salicylic acid (7,5 mM) có tỉ lệ bào tử tạo nhiều
ống mầm cao hơn nghiệm thức đối chứng Kết
quả này cũng được ghi nhận tương tự ở nghiên
cứu của Jǿrgensen và cs (1998) trên lúa mạch cho
rằng ở nghiệm thức có xử lý kích kháng, số lượng
ống mầm trung bình của bào tử nấm Drechslera
teres cao hơn so với nghiệm thức không xử lý
kích kháng
Xét về sự phân nhánh ống mầm, kết quả Bảng 2
cho thấy, ở 12 GSP nghiệm thức xử lý bằng
K2HPO4 (100 mM) và acibenzolar-S-methyl (100 ppm) có tỉ lệ bào tử tạo ống mầm phân nhánh cao hơn nghiệm thức không xử lý Ở thời điểm 24 GSP, nghiệm thức xử lý kích kháng bằng acibenzolar-S-methyl (100 ppm) có tỉ lệ bào tử tạo ống mầm phân nhánh cao hơn nghiệm thức đối chứng Kết quả này cũng tương tự với kết quả nghiên cứu của Tran Thi Thu Thuy (2002) về nấm
Bipolaris oryzae trên cây lúa cho thấy rằng, ở tương tác bất tương hợp, sự phân nhánh ống mầm của nấm thể hiện mạnh hơn ở tương tác tương
hợp Nghiên cứu khác trên lúa mạch của Jǿrgensen và cs (1998) cũng cho rằng, phần trăm bào tử nấm Drechslera teres có ống mầm phân nhánh ở nghiệm thức có xử lý kích kháng cao hơn
so với nghiệm thức không xử lý kích kháng
Trang 5
A B
A: Nghi ệm thức có xử lý kích kháng bằng acibenzolar-S-methyl; B: Nghiệm thức đối chứng
Ghi nhận về chiều dài trung bình ống mầm ở
Bảng 2 cho thấy, ở thời điểm 12 GSP, nghiệm
thức xử lý bởi CaCl2 (100 mM) có chiều dài trung
bình của ống mầm dài hơn so với nghiệm thức đối
chứng Ở thời điểm 24 GSP, nghiệm thức xử lý
bởi K2HPO4 (100 mM) cũng có chiều dài trung
bình của ống mầm dài hơn so với nghiệm thức đối
chứng Kết quả nghiên cứu này cũng tương tự kết
quả nghiên cứu của Jǿrgensen và cs (1998) trên
lúa mạch cho rằng, ở nghiệm thức có xử lý kích
kháng, chiều dài ống mầm trung bình của bào tử
nấm Drechslera teres dài hơn so với nghiệm thức
không xử lý kích kháng
Các hiện tượng trên có thể được giải thích là do ở nghiệm thức có kích kháng hay ở tương tác bất tương hợp, ở cây trồng đã có phản ứng nào đó làm bào tử nấm khó xâm nhiễm vào mô cây nên ống
mầm của nấm phải phân nhánh thật nhiều hoặc
tạo nhiều ống mầm phát triển dài ra để tìm đường tấn công, xâm nhiễm được vào trong cây Hơn nữa, bào tử nấm càng tạo nhiều ống mầm hay ống
mầm càng phân nhánh hoặc càng dài thì càng làm giảm sức xâm nhiễm vào cây của nấm do năng lượng bị phân tán nhiều
Nghi ệm thức
T ỉ lệ bào tử có nhiều ống mầm (%)
T ỉ lệ bào tử nấm tạo ống mầm phân nhánh
(%)
Chi ều dài trung bình c ủa ống mầm (µm)
12 GSP 24 GSP 12 GSP 24 GSP 12 GSP 24 GSP
Trang 6Nghi ệm thức
T ỉ lệ bào tử có nhiều ống mầm (%)
T ỉ lệ bào tử nấm tạo ống mầm phân nhánh
(%)
Chi ều dài trung bình c ủa ống mầm (µm)
12 GSP 24 GSP 12 GSP 24 GSP 12 GSP 24 GSP
Ghi chú: Trong cùng m ột cột, các trung bình có cùng mẫu tự theo sau không khác biệt ở mức ý nghĩa 5%
qua phép thử Duncan ns: Không khác biệt; *: Có khác biệt ở mức ý nghĩa thống kê α = 0,05
3.3 Ảnh hưởng của việc xử lý kích kháng
b ằng các hóa chất đến sự tạo đĩa áp của
bào tử nấm Peronosclerospora maydis
Kết quả quan sát cho thấy, đĩa áp tạo ra có hình
dạng tương đối khác nhau (Hình 4) Đĩa áp tạo ra
không màu, bắt màu xanh của dung dịch anilin
blue khi nhuộm; được tạo ra ở nhiều vị trí khác nhau (cuối ống mầm hoặc dọc theo ống mầm)
Kết quả quan sát này cũng tương tự kết quả ghi nhận của Mauch-Mani (1989) khi quan sát giai
đoạn tiền xâm nhiễm của nấm Peronosclerospora
sorghi trên bề mặt lá cây bo bo
A B C
A; B: Đĩa áp hình thành dọc theo ống mầm, C: Đĩa áp hình thành ở cuối ống mầm
Ở thời điểm 24 GSP, kết quả ghi nhận ở Bảng 3
cho thấy, nghiệm thức xử lý kích kháng bằng
CaCl2 (100 mM) có tỉ lệ tạo đĩa áp thấp hơn
nghiệm thức đối chứng một cách có ý nghĩa thống
kê Kết quả trên cũng tương tự như ở nấm
Drechslera teres gây hại trên lúa mạch được ghi
nhận trong nghiên cứu của Jǿrgensen và cs
(1998) cho rằng, phần trăm ống mầm tạo đĩa áp của nghiệm thức đối chứng (không xử lý) cao hơn
so với nghiệm thức có xử lý kích kháng Kết quả này chứng tỏ CaCl2 (100 mM) có khả năng ức chế
sự tạo đĩa áp của nấm Peronosclerospora maydis đến thời điểm 24 GSP
Trang 7Nghi ệm thức T ỉ lệ bào tử nấm tạo đĩa áp (%)
Ghi chú: Trong cùng m ột cột, các trung bình có cùng mẫu tự theo sau không khác biệt ở mức ý nghĩa 5% qua phép thử Duncan ns: Không khác biệt; *: Khác biệt ở mức ý nghĩa 5%
Bên cạnh đó, kết quả ghi nhận ở Bảng 3 cũng cho
thấy, đến thời điểm 12 GSP, bào tử nấm đã có sự
tạo đĩa áp trên tất cả nghiệm thức Tuy nhiên, tỉ lệ
tạo đĩa áp quan sát ở 24 GSP còn thấp hơn nhiều
so với các loại nấm khác Ví dụ như nấm
Bipolaris oryza có tỉ lệ bào tử nấm tạo đĩa áp ở 12
giờ sau khi phun là 15,5% (ở tương tác tương
hợp), 82,5% (ở tương tác bất tương hợp) và ở 24
giờ sau khi phun là 45,4% (ở tương tác tương
hợp), 76,0% (ở tương tác bất tương hợp) (Tran
Thi Thu Thuy, 2002) Bào tử tạo đĩa áp ít, tuy
nhiên tỉ lệ diện tích lá nhiễm bệnh vẫn cao Điều
này chứng tỏ rằng, hình thức xâm nhiễm của nấm
Peronosclerospora maydis có thể xảy ra bằng
nhiều hình thức khác nhau, và xâm nhiễm bằng
đĩa áp không phải là hình thức xâm nhiễm chính
Điều này phù hợp với kết quả nghiên cứu của
Mauch-Mani và cs (1989) cho rằng, nấm
Peronosclerospora có thể xâm nhập vào cây trực
tiếp qua lớp vách tế bào biểu bì có nếp lồi; hay
nấm có thể xâm nhập trực tiếp qua khí khẩu
(không cần hình thành đĩa áp và vòi xâm nhiễm)
4.1 K ết luận
Việc phun các chất acibenzolar-S-methyl (100
ppm), CaCl2 (100 mM), K2HPO4 (100 mM) hoặc
salicylic acid (7,5 mM) có ảnh hưởng đến sự xâm
nhập của nấm Peronosclerospora maydis trong
giai đoạn đầu Ảnh hưởng này thể hiện ở sự nảy
mầm của bào tử, sự phân nhánh, chiều dài ống
mầm và sự hình thành đĩa áp
- Acibenzolar-S-methyl (100 ppm) có khả
năng ức chế sự nảy mầm của bào tử ở 12
GSP và tỉ lệ bào tử có ống mầm phân nhánh
nhiều ở hai thời điểm quan sát
- CaCl2 (100 mM) có khả năng ức chế sự nảy mầm của bào tử ở cả hai thời điểm, sự hình thành đĩa áp ở thời điểm 24 GSP và chiều dài ống mầm dài ở 12 GSP
- Dipotassium hydrogen phosphate (100 mM)
có khả năng cho bào tử có nhiều ống mầm, ống mầm phân nhánh nhiều ở 12 GSP và chiều dài ống mầm dài ở 24 GSP
- Salicylic acid (7,5 mM) có khả năng cho bào
tử có nhiều ống mầm ở 12 GSP
4.2 Đề nghị
Tiếp tục khảo sát cơ chế kích kháng của acibenzolar-S-methyl (100 ppm), CaCl2 (100 mM), K2HPO4 (100 mM) và salicylic acid (7,5 mM) trên khía cạnh mô học và sinh hóa của 4 hóa chất ở nồng độ có khả năng hạn chế bệnh sọc trắng lá bắp trên
TÀI LI ỆU THAM KHẢO
Carwell, K F., J G Kling & C Bock (1997) Method for screening maize against downy mildew Peronosclerospora soghi Plant Breeding, 116, 221 – 226
Chaluvaraju G., Basavaraju P., Shetty N P., S.Adeepak, Amruthesh K N., Shetty H S (2004) Effect of some phosphorous-based compounds on control of pearl millet downy
mildew disease Crop Protection, 23(7),
595-600
Dương Minh (1999) Giáo trình Hoa Màu Đại
học Cần Thơ
Jǿrgensen H J L., P S Lǜbeck, H Thordal-Christensen, E de Neergaard & V Smedegaard-Petersen (1998) Mechanisms of induced resistance in barley against Drechslera
teres Phytopathology, 88 (7), 698 - 707
Trang 8Lê Thanh Toàn (2005) Kh ảo sát khả năng kích
kháng của một số hoá chất đối với bệnh thán
thư do nấm Colletotrichum lagenarium trên
dưa leo Luận văn tốt nghiệp đại học Trường
Đại học Cần Thơ
Mauch-Mani B., F J Schwinn & R Guggenheim
(1989) Early infection stages of downy
mildew fungi Sclerospora graminicola and
Peronosclerospora sorghi in plants and cell
cultures Mycological Reseach, 92(4), 445 -
452
Morris W S., B Vernooij, S Titatarn, M Starrett,
S Thomas, C C Wiltse, R A Frederiksen, A
Bhandhufalck, S Hulbert and S Ukness
(1998) Induced resistance responses in maize
Molecular Plant-Microbe Interactions, 7: 643
- 658
Neergaard E D (1997) Methods in Botanical
Histopathology Danish Government Institute
of Seed Pathology for Developing Countries
Ngọc Lâm, Sơn Định & Minh Sáng (2006) Bắp
không hạt - vì đâu nên nỗi Tạp chí Nông
Nghi ệp Việt Nam, 154, 2479
Shericca W M., Bernard V., Somkiat T., Mark S.,
Steve T., Curtis C W., …Scott U (1998)
Molecular Plant-Microbe Interactions, 11(7),
643 – 658
Trần Lê và Trần Thị Kim Thúy (2006) Khảo sát
một số hóa chất có khả năng kích thích tính kháng bệnh thán thư do nấm Colletotrichum
sp trên cà chua (Licopersicon esculentum
Mill.) Luận văn tốt nghiệp kỹ sư Nông Học Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng, Đại học Cần Thơ
Tran Thi Thu Thuy (2002) Infection biology of
Bipolaris oryzae in rice and its pathogenic variation in the Mekong Delta, Vietnam Ph.D
Thesis, Deparment of Plant Biology, Plant Pathology section, The Royal Veterinary and Agriculture University, Copenhagen, Denmark
Trần Thị Thu Thủy, Huỳnh Minh Châu, Trần Lê
và Trần Thị Kim Thúy (2006) Tuyển chọn
các hóa ch ất có khả năng kích kháng bệnh thán thư trên cà chua Hội thảo Kết quả
nghiên cứu ứng dụng nguyên lý kích kháng trong quản lý bệnh hại cây trồng, Hội thảo dự
án DANIDA-ENRECA, Trường Đại học Cần Thơ