Nghiên cứu bệnh héo xanh vi khuẩn Ralstonia solanacearum và ứng dụng một số chế phẩm sinh học để phòng trừ bệnh trên cà chua

Nghiên cứu bệnh héo xanh vi khuẩn Ralstonia solanacearum và ứng dụng một số chế phẩm sinh học để phòng trừ bệnh trên cà chua Nghiên cứu bệnh héo xanh vi khuẩn Ralstonia solanacearum và ứng dụng một số chế phẩm sinh học để phòng trừ bệnh trên cà chua luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN http://www.lrc-tnu.edu.vn

và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập cũng như trong quá trình hoàn thành luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn TS Vũ Đình Phú và tập thể cán bộ của bộ môn Bệnh cây, đặc biệt là nhóm cây ăn quả - Viện Bảo vệ thực vật đã nhiệt tình tạo điêu kiện giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình thực tập và nghiên cứu thực hiện đề tài tại Viện

Cảm ơn sự giúp đỡ quý báu của hợp tác xã Song Phương Hoài Đức

-Hà Tây, Vân Nội - Đông Anh - -Hà Nội và các hộ nông dân đã nhiệt tình hợp tác và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình điều tra, thu thập mẩu tại địa phương

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới gia đình và bạn bè

đã động viên, giúp đỡ để tôi hoàn thành đề tài nghiên cứu này

Tác giả

phạm &tự &âm

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI L I Ệ U 4

1.1 Một số nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến đề tài 4

1.1.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 4

1.1.1.1 Lịch sử phát hiện và nghiên cứu bệnh héo xanh vi khuẩn 4

Ì Ì Ì 2 Sự phân bố và tác hại của bệnh héo xanh vi khuẩn (R

solanacearum) 5

1.1.1.3 Đặc điểm cấu tạo và hóa sinh của vi khuẩn Ralstonia

solanacearum 6

1.1.1.4 Sự xâm nhập của vi khuẩn Ralstonia solanacearum vào cây trồng 7

1.1.1.5 Ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh đến sự phát triển của bệnh

héo xanh vi khuẩn 7

Ì Ì Ì 6 Nòi và Biovar của vi khuẩn Raỉstonia solanacearum 8

1.1.1.7 Phòng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn 9

Ì.Ì.2 Tình hình nghiên cứu trong nước l i

1.1.2.1 Bệnh héo xanh vi khuẩn l i

Ì Ì 2.2 Phân bố và tầm quan trọng của bệnh 14

1.1.2.3 Phòng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn 15

Ì 2 Vài nét về chế phẩm sinh học sử dụng phòng trừ bệnh héo xanh vi

1.2.1 Những nghiên cứu chế phẩm sinh học phòng trừ bệnh héo xanh vi

khuẩn trước đây 16

1.2.2 Các chế phẩm sử dụng trong đề tài 17

1.2.2.2 Chế phẩm ESSC 19

1.2 2 3 Chế phẩm Biozell-2000B 19

Ì 2 2 4 Chế phẩm BI 6 19

Ì 2 2.5 Chế phẩm B17 20

CHƯƠNG 2: VẬT L I Ệ U VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u 21

2.1 Vật liệu nghiên cứu 21

2.2 Môi trường nghiên cứu 21

2.3 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 23

2.3.1 Địa điểm nghiên cứu 23

2.3.2 Thời gian nghiên cứu 23

2.4 Phương pháp nghiên cứu 23

2.4.1 Phương pháp điều tra bệnh hại trên đồng ruộng 23

2.4.1.1 Điều tra thành phần bệnh hại 23

2.4.1.2 Điều tra diễn biến bệnh héo xanh vi khuẩn 23

2.4.2 Phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm 24

2.4.2 Ì Phương pháp chẩn đoán bệnh héo xanh vi khuẩn 24

2.4.2.2 Nghiên cứu khả năng ức chế của các chế phẩm sinh học đối với

vi khuẩn héo xanh R solanacearum 25

2.4.3 Phương pháp nghiên cứu trong nhà lưới 25

2.4.4 Phương pháp xử lý số liệu 26

CHƯƠNG 3: K Ế T QUẢ NGHIÊN c ứ u VÀ THẢO L U Ậ N 27

3.1 Điều tra, thu thập mẫu bệnh héo xanh vi khuẩn 27

3.2 Chẩn đoán nhanh bệnh héo xanh vi khuẩn trên đồng ruộng 28

3.3 Phân lập mẫu bệnh trên môi trường 28

3.4 Thử phản ứng siêu nhạy của vi khuẩn R solanacearum trên cây thuốc lá

30 3.5 Thử nghiệm các chế phẩm sinh học hạn chế bệnh héo xanh vi khuẩn ở

D A N H M Ụ C C Á C K Ý H I Ệ U , C Á C C H Ữ V I Ế T T Ắ T Chữ viết tắt Giải nghĩa

H X V K Héo xanh vi khuẩn

D A N H M Ụ C C Á C B Ả N G

Bảng 1.1 Các đặc tính sinh hóa của 5 Biovar vi khuẩn héo xanh

Bảng 3.1 Kết quả điều tra thu thập mẫu bệnh HXVK do R solanacearum trên

một số giống cà chua ở Song Phương Hoài Đức Hà Tây, Vân N ộ i Đông Anh-Hà Nội

-Bảng 3.2 Kết quả phân lập vi khuẩn R solanacearum

Bảng 3.3 Kết quả nhân vi khuẩn R solanacearum trên môi trường SPA

Bảng 3.4 Kết quả thử phản ứng siêu nhạy đối với các isolates của vi khuẩn

R solanacearum trên cây thuốc lá

Bảng 3.5 Kết quả tạo vòng ức chế giữa các chế phẩm với vi khuẩn

R solanacearum

Bảng 3.6 Mức độ bị bệnh HXVK trên cà chua đối với các chế phẩm thử

nghiệm ở vụ xuân hè 2007

Bảng 3.7 Sự sinh trưởng và phát triển của cà chua khi xử lý các chế phẩm đối

với bệnh HXVK (sau 55 ngày trồng)

Hình 3.7 EXTN-L tạo vòng ức chế với vi khuẩn R solanacearum

Hình 3.8 ESSC tạo vòng ức chế với vi khuẩn R solanacearum

Hình 3.9 B17 tạo vòng ức chế với vi khuẩn R solanacearum

Hình 3.10 B16 tạo vòng ức chế với vi khuẩn R.solanacearum

Hình 3.11 Chế phẩm EXTN4 trên môi trường KB

Hình 3.12 Chế phẩm ESSC trên môi trường KB

Hình 3.13 Chế phẩm B16 trên môi trường KB

Hình 3.14 Chế phẩm B17 trên môi trường KB

Hình 3.15 Tỷ lệ bệnh HXVK ữên cà chua đối với các chế phẩm thử nghiệm Hình 3.16 Thử nghiệm các chế phẩm đối với bệnh HXVK trên giống

Nội-2 Từ 175 mẫu thu thập ở ngoài đồng đã phân lập được 120 mẫu bệnh héo

xanh R solanacearum trên môi trường TZC và chọn những khuẩn lạc đơn

(single) cấy trên môi trường SPA để lấy nguồn làm vật liệu nghiên cứu

3 Thử đặc trưng của vi khuẩn héo xanh (VKHX) khác với vi khuẩn khác bằng phản ứng siêu nhạy trên cây thuốc lá Sau khi tiêm 24-48 giờ thấy tạo đốm hoại tử trên lá thuốc lá có màu vàng sáng sau chuyển màu vàng nhạt, sau

đó thử lại trên cây ký chủ cà chua nếu thấy xuất hiện triệu chứng đúng là bệnh HXVK thì mẫu đó mới chính xác là VKHX

4 Thử nghiệm các chế phẩm sinh học: EXTN-1, ESSC, B16, B17,

BiozeI12000B hạn chế bệnh HXVK ở invitro: kết quả 100% tạo vòng ức chế,

trong đó đường kính vòng ức chế lớn nhất là EXTN4 (37,5 mm), thấp nhất là B17(31,4 mm)

5 Thử nghiệm các chế phẩm đối với bệnh HXVK ở nhà lưới:

Đã tiến hành 3 thí nghiệm trên 2 giống cà chua PT18, Ba Lan ở vụ xuân

hè năm 2007 Theo dõi thí nghiệm đã tính được tỷ lệ bệnh, hiệu quả phòng trừ bệnh HXVK của các chế phẩm được thể hiện qua tỷ lệ bệnh Từ đó kết luận giống PT18 mức độ bị bệnh thấp hơn giống Ba Lan, chế phẩm EXTN4 có khả năng hạn chế bệnh héo xanh tốt nhất, hiệu lực của chế phẩm B17 thấp nhất

Đo đường kính thân (mm) và chiều cao cây (em) sau 55 ngày trồng cho thấy các chế phẩm thử nghiệm đều có khả năng kích thích cây sinh trưởng và phát triển tốt, màu lá xanh đậm, cây cứng cáp hơn Chiều cao cây ở các công thức thử nghiệm chế phẩm cao hơn đối chứng, cây phát triển tốt nhất khi xử lý chế phẩm EXTN-Ỉ (76 em), sau đến ESSC (73 em), B I 6 (71 em), Biozell2000B (70 em), B17 (68 em), cây phát triển mức thấp nhất ở công thức đối chứng

M Ở Đ Ầ U

1 Lý do chọn đề tài

Hiện nay ở Việt Nam đã phát hiện nhiều loại bệnh hại cây trồng nguy

hiểm, rất khó phòng trừ điển hình như bệnh héo xanh do vi khuẩn R soianacearum, bệnh héo vàng do nấm Fusarium solani, nấm Phytophthora

trên nhiều loại cây trồng Đặc biệt là bệnh HXVK đã và đang gây hại mạnh trên cà chua, khoai tây, lạc, vừng và nhiều cây trồng khác Nhiều năm dịch bệnh này đã gây tổn thất rất lớn đến sản xuất Bệnh HXVK gây hại trên 200 loài thực vật ở Việt Nam, bệnh gây hại khoảng 20 - 40% diện tích các vùng trồng cây khoai tây, 25 - 45% trên cà chua, 20 - 30% trên lạc, bệnh gây hại ở

cà bát, gừng, thuốc lá và vừng [7]

Ở Việt Nam, biện pháp chủ yếu và phổ biến nhất hiện nay trong phòng trừ bệnh hại cây trồng vẫn đang là sử dụng thuốc hóa học đặc hiệu Tuy nhiên, biện pháp này có hiệu lực chủ yếu đối vói các bệnh hại do nấm và các bệnh hại lá Nhưng đối với nông sản thường để lại dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, ảnh hưởng xấu đến môi trường sinh thái và sức khỏe con người Nhu cầu ngày càng cao của xã hội về nông sản sạch và bảo vệ môi trường đòi hỏi phát triển

và úng dụng rộng rãi các biện pháp bảo vệ thực vật an toàn và tin cậy hơn Đối với bệnh HXVK hiện nay có rất ít giống cà chua chống chịu được bệnh

và chọn giống thì phải trải qua thời gian rất dài sử dụng thuốc hóa học không trừ được bệnh này hoặc nếu có cũng không mang lại hiệu quả mong muốn

Để giảm bớt việc sử dụng thuốc hóa học độc hại trong phòng trừ các bệnh hại và đảm bảo an toàn cho môi trường, việc khai thác tính chống chịu của các giống cây ngày càng được quan tâm và được coi là chiến lược bảo vệ thực vật của thế kỷ X X I Phương pháp truyền thống theo hướng này là sử dụng khả năng chống chịu di truyền, có nghĩa là chọn tạo ra những giống cây trồng

có đặc tính chống chịu sâu và bệnh, các giống chống chịu khá hoặc cao rất hiếm hoặc nếu có thì chất lượng nông sản và các đặc tính nông học, lành tế lại không đáp úng được yêu cầu của sản xuất và thị trường Để khắc phục tình trạng này, có một hướng đi mới đang được quan tâm, đó là phương pháp kích

Kích thích tính kháng bệnh lưu dẫn (Induce systemic resistance) gọi tắt là kích kháng đã được nghiên cứu và áp dụng thành công nhũng năm gần đây trên thế giới Các tác nhân được sử dụng để kích kháng có thể gồm:

1 Từ nguồn vi sinh vật (VSV) gây bệnh đã được làm yếu (vô hoạt) hoặc nước chiết từ môi trường nuôi cấy v s v gây bệnh hoặc từ các v s v cộng sinh

hệ rẽ (Rhizobacteria) có khả năng kích kháng Ví dụ như các chủng vi khuẩn (VK) Bacillus sp, Pseudomonas sp, Các chủng v s v này không gây bệnh

cho cây nhưng khi sử dụng để xử lý cây lại có tác dụng làm cho cây trở nên đối kháng với các bệnh do v s v gây bệnh gây ra

2 Một số loại hóa chất không độc hại đến môi trường, cũng là chất kích kháng đáng quan tâm như: axit Salisiỉic, Bo, clorua đồng, oxalic axit, natri siliccat, axit photphoric,

3 Chất chiết từ thực vật gồm các cây sống đòi (Kalanchoe blosseỷedianà),

cỏ cứt lợn (Ageratum comyioides L.), cóc kèn nước (Derris triiỷolia Lour.)>—

Kích kháng và duy trì tính kháng đối với bệnh HXVK trên cà chua, khoai tây

Cà chua là cây trồng thuộc họ cà (Solaneae), có tên khoa học là Lycopersicon esculentum Min, là một loại rau ăn quả có giá trị dinh dưỡng

cao Do có thành phần dinh dưỡng phong phú nên cà chua đã trở thành món ăn thông dụng của nhiều nước trên thế giới và là cây rau ăn quả được trồng rộng rãi khắp các châu lục Tuy vậy, cà chua là một loại cây rất dễ mẫn cảm vói bệnh, đặc biệt là các bệnh về virus, vi khuẩn [1] Việc chọn tạo giống cà chua chống bệnh đã tiến hành ở nước ta cùng với đó việc nghiên cứu các chế phẩm sinh học chống bệnh này đang có bước phát triển rất tốt Hiện nay chương trình sản xuất rau sạch, thực phẩm an toàn đang được quan tâm và phát triển nhất là khi nước ta đã hội nhập WTO nên rất cần các chế phẩm v s v

để đáp ứng yêu cầu trên

Vì những lý do trên và để góp phần phát triển biện pháp sinh học trong kích thích tính kháng của cây trồng nói chung, cây cà chua nói riêng, phòng chống bệnh HXVK và tăng năng suất cây cà chua để đạt hiệu quả kinh tế cao

chúng tôi tiến hành nghiên cứu để tài: "Nghiên cứu bệnh héo xanh vi khuẩn (Ralstonia solanacearum) và ứng dụng một số chế phẩm sinh học để phòng trừ bệnh trên cà chua"

2 Mục tiêu của đề tài

- Phân lập dòng thuần, chẩn đoán được vi khuẩn gây bệnh héo xanh

{Ralstonia solanacearum)

- Thử nghiệm hiệu lực của các chế phẩm EXTN-1, ESSC, B16, B17,

Biozell - 2000B đối vói bệnh HXVK để tìm ra chế phẩm nào tốt nhất và ảnh

hưởng mạnh nhất tới sự sinh trưởng và phát triển của cây cà chua trong invitro

và nhà lưới

- Phát triển và ứng dụng các biện pháp sử dụng chế phẩm v s v kích kháng để hạn chế bệnh HXVK ở cây cà chua

3 Nội dung của đề tài

- Điều tra, thu thập mẫu bệnh HXV K tại Song Phương- Hoài Đức - Hà Tây, Vân Nội - Đông Anh - Hà Nội

- Phân lập và chẩn đoán bệnh HXVK

- Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học của bệnh

- Đánh giá ảnh hưỏng của các chế phẩm sinh học và các v s v đối kháng đến khả năng hạn chế bệnh HXVK

- Đánh giá ảnh hưởng của các chế phẩm sinh học và các v s v đối kháng đến sự sinh trưởng và phát triển của cây cà chua (khả năng kích kháng)

C H Ư Ơ N G 1: T Ổ N G Q U A N T À I L I Ệ U 1.1 M ộ t số nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến đề tài

1.1.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

1.1.1.1 Lịch sử phát hiện và nghiên cứu bệnh héo xanh vi khuẩn

Bệnh HXVK khá phổ biến và gây hại trên nhiều loại cây trồng trên khắp

thế giới do vi khuẩn Ralstonia solanacearum Smith gây ra đã được nhà khoa

học người M ỹ Smith E.F mô tả năm 1896 Nhưng ở thời gian đó chưa có đầy

đủ số liệu về tình hình bệnh HXVK ở khắp toàn cầu Cũng thời gian đó ông đã phát hiện thấy việc nuôi cấy VK này rất khó khăn vì chúng mất độc tính

nhanh hơn bất kỳ VK nào khác mà ông đã từng nghiên cứu (Smith E.R, 1954) Năm 1908 ông Van Bredade Haan qua điều tra tìm thấy VK Ralstonia solanacearum (R solanacearum) gây hại trên lạc ở Indonesia Sau đó các nhà

nghiên cứu khuẩn học tìm thấy chúng gây hại trên một số cây trồng như: ớt,

cà, gùng, hạt tiêu, chuối

Đến nay các nhà khoa học trên thế giới đã xuất bản hem 2000 danh mục các tài liệu về bệnh HXVK bằng các thứ tiếng chính Bệnh HXVK đã được thông báo là có mặt ở tất cả các châu lục và ở hầu hết các hải đảo, từ vùng nhiệt đới đến vùng ôn đới của thế giói Gần đây He L.Y và cs đã phát hiện thấy bệnh này gây hại trên cây dâu tằm ở Trung Quốc [40] Các báo cáo và tài liệu được xuất bản bởi Buddenhagen I w [25], Hayvvard A.c [34], Bouche

C A và cs [23], Denny T.D và cs [28] về sinh học, bệnh dịch, mối tương tác

giữa ký chủ và ký sinh, di truyền học của R solanacearum Hội nghị quốc tế

đầu tiên về HXVK được tổ chức ở miền Bắc Carolina năm 1976 [48] đã nhấn mạnh tầm quan trọng của bệnh này Mặc dù có khó khăn để ước đoán thiệt hại

kinh tế của bệnh, người ta đã khẳng định HXVK là một trong những bệnh VK

quan trọng trên thế giới Mức độ thiệt hại do HXVK hàng năm trên chuối, lạc, khoai tây, thuốc lá và cà chua với mức độ gây hại là không giống nhau Danh sách các ký chủ của bệnh hiện nay bao gồm 35 họ với hầu hết các giống trong

họ cà [38] Số các loài mẫn cảm đối với bênh HXVK khoảng hơn 200 loài và

số các ký chủ mới tiếp tục tăng lên [40]

Nguồn gốc của bệnh HXVK là vấn để đang được tiếp tục nghiên cứu để làm sáng tỏ Bệnh HXVK đã được biết đến từ lâu đời bởi người nông dân Nhật Bản Thông qua hoạt động và trao đổi của con người đã chuyển nguồn bệnh từ vùng này đến các vùng khác [38]

Ý tưởng phòng trừ bệnh HXVK bằng con đường sử dụng giống chống chịu đã được thực hiện đầu tiên bởi nhà khoa học Hà Lan Marie B.s trên khoai tây và lạc ở đảo Java (Indonesia) [49], [44]

Nhiều tác giả đã nhấn mạnh bệnh dịch học của vi khuẩn héo xanh (VKHX)

là phức tạp và có sự tương tác với môi trường [38], [26], [34] Vai trò của các tác nhân này thay đổi tùy thuộc vào ký chủ, thời vụ và môi trường Sự lan truyền qua hạt và củ giống của các cây rau màu như chuối, gừng, cà chua, lạc, khoai tây là quan trọng Đây là nguyên nhân của sự lây lan bệnh HXVK từ vùng này sang vùng khác Một vài chứng minh gần đây cho rằng bệnh có thể lan truyền qua hạt của lạc, cà chua [38] Ở trung tâm nghiên cứu Nông nghiệp Quốc tế của ú c (AQAR) có xuất bản Thông tin về bệnh HXVK "Bacteral Wilt Nevvsletter" kể từ khi có hội nghị Quốc tế đầu tiên về bệnh này [48]

Nhiều năm trước đây, nguyên nhân gây bệnh héo xanh được xác định là

do VK Pseudomonas solanacearum Gần đây trong hội nghị chuyên đề về V K

gây bệnh héo xanh tổ chức tại Pháp năm 1997, tất cả các nhà khoa học nghiên

cứu bệnh này đã thống nhất đổi tên VK thành Ralstonia solanacearum

Tất cả cấc nghiên cứu trên là cơ sở để hy vọng sẽ mở ra hướng nghiên cứu

cơ bản chọn tạo giống kháng bệnh HXVK ở các cây ký chủ và áp dụng nghiên cứu đó ngày một phát triển và có hiệu quả trong nền sản xuất nông nghiệp [40]

1.1.1.2 Sự phân bố và tác hại của bệnh héo xanh vi khuẩn (R solanacearum)

Vi khuẩn R solanacearum gây bệnh héo xanh trên 200 loài thực vật, thuộc

hơn 44 họ Bệnh HXVK tập trung và thích hợp với vùng nhiệt đới nóng ẩm Các

ký chủ chính bị gây hại là cà chua, khoai tây, thuốc lá, hồ tiêu, cà, lạc, chuối gừng và dâu tằm [39] Nàng suất bị thất thu do bệnh HXVK gây hại ở lạc có thể

đến 90% [43], ở cà chua 95%, ở cà 85% và trên 50% ờ cây thuốc lá [22] Bệnh

HXVK có thể làm giảm tới 70% năng suất khoai tây [27] Ở nhũng nước nằm trong vùng khí hậu nóng ẩm, vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới bệnh phá hại nặng

trên các cây họ cà Bệnh HXVK phổ biến ở Bắc Mỹ, Cuba, Nam Mỹ, Ấn Độ,

Nhật Bản, Trung Quốc, Srilanca, Indonesia, Nam Phi, Đan Mạch

1.1.1.3 Đặc điểm cấu tạo và hóa sinh của vi khuẩn Ralstonia solanacearum

Thành tế bào VK R solanacearum chiếm 15 - 30% trọng lượng khô của

tế bào, có tác dụng bảo vệ và giữ cho V K có hình thái xác định (hình gậy) Bên

trong là chất nguyên sinh có chứa nhân khuyếch tán, cấu tạo bởi các chuỗi ADN Tế bào V K R solanacearum có chứa những sắc tố, nhờ đó mà VK có thể

có màu [50]

Vi khuẩn R solanacearum có cấu tạo hình gậy, có kích thước 0,8 - 1,5 lim

X 0,5jim, nhuộm Gram âm, có Ì - 3 lông roi, hai đầu hơi ữòn [26] Trên môi trường TZC khuẩn lạc có màu trắng, ở giữa điểm màu hồng nhạt Khuẩn lạc đột biến (không gây bệnh) nhỏ tròn, màu kem hay đỏ sẫm rìa sáng [39], [42]

Theo Kelman [39], R solanacearum thuộc loại VK háo khí VK có khả

năng hóa lỏng gelatin, không thủy phân tinh bột Theo Dodd K [29] V K có thể hình thành axit, không tạo khí trong môi trường có glucose, saccarose, lactose, mantose và glyxerin Theo Lelliot R.A & cs [42] V K không hình thành axit trong môi trường có đường trên V K có thể sử dụng các nguồn cacbon khác nhau như: Glucose, saccarose, glyceryl, xitratNatri, peptone, từozin, asparagin và axit glutamic V K không sử dụng các nguồn đạm như muối Nitratkali [54]

Vi khuẩn phát triển ở pH thích hợp là 7,0 7,2, nhiệt độ thích hợp là 30

-37°c, nhiệt độ tối thiểu là 10°c, nhiệt độ tối đa là 41°c [39], [31] V i khuẩn R solơnacearum có phản ứng khác nhau với chất kháng sinh Các nòi V K có thể

mẫn cảm vói treptomycin, chống chịu với penicillin, viomycin, oleandomycin [35]

F.v Khetaguvova (1989) đã nghiên cứu ảnh hưởng phytoxit của hành, tỏi Trong bảo quản khoai tây hoặc trồng tỏi cạnh luống khoai tây thì tỷ lệ bệnh giảm đi 10 - 20% Tác giả cho thấy dưới ảnh hưởng của phytoxit đặc điểm di

động của V K bị thay đổi, các chất độc tố do V K tiết ra bị chặn lại nên tính gây bệnh bị giảm sút hoặc hoàn toàn bị mất [30]

1.1.1.4 Sự xăm nhập của vi khuẩn Ralstonia solanacearum vào cây trồng French E.p [30] cho biết VK R solanacearum xâm nhập qua vết thương

cơ giới có thể là do khi chăm sóc vun xới cho cây, đôi khi chỉ cần một vết xước hay một vết thương rất nhỏ để VK lọt qua được Trên đồng ruộng khi có gió lớn, giông bão làm gẫy thân lá cũng tạo điều kiện thuận lợi cho V K tấn công vào cây Nghiên cứu mới nhất của Pradhanang P.M., [46] ở Nepal cho

biết V K R solanacearum không những chỉ xâm nhập vào củ theo mô dẫn mà

còn có thể xâm nhập trực tiếp qua bì khổng trên vỏ củ Sau khi xâm nhập vào

mô cây V K truyền lan và sinh sản nhanh chóng trong các bó mạch dẫn, nhất

là trong phần gỗ Chúng tiết ra các chất độc và men gây hại tế bào mô cây

Mạch dẫn của cây nhanh chóng chứa đầy VK và trở lên bị tắc làm cho cây bị

héo Độc tố của VK R solanacearum giết chết tế bào làm giảm sức đề kháng

của cà chua Năm 1982, Bowman J.E & cs [24] đã trồng cà chua trong dịch

khuẩn R.solanacearum, cây bị héo là do sản phẩm thủy phân pectin và chính

VK làm tắc nghẽn mạch dẫn Trên cơ sở đó, ông đã giải thích bệnh chết héo

xanh ở cà chua do V K R solanacearum gây ra không chỉ do mạch dẫn bị tắc

mà còn do ký sinh tiết ra chất độc gây hại cho cây

Theo Buddenhagen I w và Kelman A [26] sự lây bệnh phụ thuộc vào số lượng VK Ông thấy rằng nếu lấy l o4 - l o5 tế bào/ml V K R.solanacearum để

lây bệnh cho cà chua thì bệnh không phát triển, ông giải thích đó là do hiệu lực trừ khuẩn của dịch cây Mật độ V K phải đạt đến một mức độ nhất định mới có thể gây bệnh, mật độ tối thích là l o8 - l o9 t ế bào/ml gọi là lượng nguồn bệnh tối thiểu của V K [33], [36]

1.1.1.5 Ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh đến sự phát triển của bệnh héo xanh vi khuẩn

Sự phát sinh phát triển của bệnh HXVK có liên quan chật chẽ đến các yếu tố khí hậu, thời tiết như nhiệt độ, mưa, gió và ẩm độ Từ lúc xâm nhiễm đến xuất hiện triệu chứng đầu tiên của bệnh phải qua một khoảng thời gian nhất định Thời gian đó phụ thuộc rất nhiều các yếu tố ngoại cảnh [41]

Vi khuẩn phát triển ở nhiệt độ thích hợp là 30 - 35°c Nhiệt độ cao, độ ẩm quá cao hoặc quá thấp đểu không thích hợp cho sự phát triển của VK [44], [51]

Vi khuẩn dễ dàng truyền lan theo nước tưới, nước sông ngòi, mương máng

và gió Đặc biệt VK dễ lan truyền theo mưa bão và các giọt nước mưa bắn tung tóe cũng có thể mang theo VK lây sang cây khỏe [47]

Côn trùng cũng có thể là vật trung gian truyền bệnh VK Chúng có thể mang VK dính trên mình hoặc trên miệng rồi bay đi tiếp xúc hoặc chích hút vào các cây khỏe [41]

Ngoài ra VK R solanacearum còn có thể truyền lan qua các biện pháp

bón phân, xới vun gốc hoặc vận chuyển trao đổi hạt giống cà chua do con người thực hiện [34]

1.1.1.6 Nồi và Biovar của vi khuẩn Ralstonia solanacearum

Các nghiên cứu từ trước đến nay đều thấy rằng các nguồn VK được phân lập từ các vùng địa lý khác nhau, từ các ký chủ khác nhau đều không giống nhau về sinh hóa, phản úng huyết thanh và độ mẫn cảm với thể thực khuẩn

Vander Plank LE., [52] qua các thí nghiệm cho thấy rằng các dòng R solanacearum xâm nhiễm vào khoai tây ở Java là khác dòng xâm nhiễm vào lạc, cũng thấy rằng các dòng R solanacearum gây bệnh ở lạc, cà chua, thuốc

lá ở Indonesia là khác các dòng gây bệnh ở khoai tây và cà tím

Đến năm 1961, Kelman A và cs đã phân lập các nòi VK R solanacearum từ thuốc lá và lạc ở Mỹ Năm 1964, Buđdenhagen I w và Kelman A [26] đã xác định được 3 nòi VK R solanacearum Hayvvard A.c

(1964) đã xác định được 4 biovars (nòi sinh học) khác nhau dựa vào đặc điểm sinh hóa Đến năm 1983, He L.Y và cs phát hiện bệnh HXVK hại trên cây dâu tằm tương đương nòi 4 thuộc biovar 5 ở Trung Quốc [37], [33]

Buddenhagen I w & Kelman A., He L.Y & cs [26], [35] đã phân lập R solanacearum chia thành 5 nòi và 5 biovar dựa vào phạm vi ký chủ và đặc

tính sinh hóa của chúng như sau:

Nòi 1: Các ký chủ phân bố rộng, lây nhiễm các cây họ cà và các cây khác như rau màu, gây hại chính ở vùng đất thấp nhiệt đới và cận nhiệt đới gồm biovar Ì, 3 và 4

Nòi 2: Gây bệnh trên chuối và Heliconia spp ở miền Trung và Nam Châu

Mỹ Nòi 2 gồm biovar 2 và biovar 3

Nòi 3: Phạm vi ký chủ hẹp, lây nhiễm chính trên cà chua, khoai tây; được

tìm thấy ở vĩ độ cao của thế giới và bị lây nhiễm cao ở vùng nhiệt đới Nòi 3 gồm biovar 2

Nòi 4: Gây hại trên gừng tìm thấy ở Philippines và bao gồm biovar 3 và 4 Bảng 1.1 Các đặc tính sinh hóa của 5 Biovar vi khuẩn héo xanh

-+: Phản ứng dương tính (có sự oxy hóa xảy ra)

- : Phản ứng âm tính (không có sự oxy hóa xảy ra)

Nòi 5 chỉ có trên dâu tằm ở Trung Quốc thuộc biovar 5 Kết quả nghiên cứu xác định các biovar được trình bày ở bảng Ì của Hayward A.c (1964) và

He L.Y & cs (1983) [32], [35]

5 biovar của V K R solanacearum có thể được xác đinh dựa vào khả

năng oxy hóa 3 loại đường gồm: Cellobiosse, lactose và maltose và 3 loại rượu: Dulcitol, mannitol và sorbitol theo kết quả ở bảng 1.1

1.1.1.7 Phòng trừ bệnh héo xanh vi khuẩn

Việc phòng trừ bệnh HXVK đã được nhiều nhà khoa học tập trung nghiên cứu Do V K gây bệnh có phổ ký chủ rộng, tồn tại lâu trong tàn dư thực vật và trong đất, hơn nữa V K có tính đa dạng với nhiều race, biovar và các dòng có tính độc khác nhau, các biến thể tùy theo điều kiện tự nhiên, môi trường nên việc phòng chống gặp rất nhiều khó khăn Kết quả nghiên cứu ở nhiều nước cho thấy, luân canh cà chua với các cây trồng không phải là ký

chủ của VK R solanacearum là một trong nhũng biện pháp quan trọng giúp

giảm mật độ VK trong đất và hạn chế tối đa nguồn bệnh từ các tàn dư thực vật

vụ trước [53]

Cùng với luân canh, sử dụng giống kháng bệnh là hết sức cần thiết Trên cây cà chua, việc tạo ra giống kháng bệnh HXVK đã được tập trung nghiên cứu và thu được nhiều thành tựu [55]

Biện pháp sinh học trong phòng chống bệnh HXVK cũng được các tác

giả đề cập đến Những nghiên cứu về sử dụng VK đối kháng Bacillus polymixa trên cây cà chua đã được tiến hành từ năm 1952 Các nghiên cứu

đều cho rằng VK đối kháng có khả năng sản sinh ra các chất làm ức chế VK gây bệnh, cũng như có khả năng cạnh tranh phát triển Tuy nhiên, cho đến nay các kết quả ở những thí nghiệm phòng trừ sinh học trong phòng thí nghiệm thường không cho những kết quả tương tự khi áp dụng ngoài đồng ruộng [45] Gần đây trên một số cây giống: cà chua, cà tím, dưa hấu, dưa chuột đã có các nghiên cứu về ứng dụng phương pháp ghép giống cây nhiễm bệnh trên gốc của cây kháng bệnh để nâng cao tính chống bệnh HXVK

Trên thế giới có nhiều nước nghiên cứu trong lĩnh vực này như ở Đức (TS Kestin, trường Đại học Hannover) đã sử dụng axit Salicillic để kích kháng cà chua kháng bệnh HXVK Giáo sư W.Zeller và cs (trường Đại học Darmstadt, Cộng hòa liên bang Đức) đã sử dụng chế phẩm Biozell-2000B chiết xuất từ tinh dầu cây bạch lý hương để kích kháng cây táo chống bệnh đốm vi khuẩn, bệnh HXVK ở cà chua và khoai tây; ở Mỹ: giáo sư, tiến sĩ Timor Moml và cộng sự đã sử dụng tinh dầu cây dược thảo, Acibenzolar-S-methyl để kích kháng cây trồng hạn chế bệnh HXVK Ở Hàn Quốc có nhiều cơ sở nghiên cứu lĩnh vực này như viện NIAST sử dụng EXTN-1 có nguồn gốc V K

Bacillus amylolique/aciens, axit photphoric chống một số bệnh về nấm, virus

và VKHX, trường Đại học Quốc gia Seoul sử dụng B16 (Bacillus subtilis)

amyloliqueỷaciens có tác dụng loại trừ cả ba loại bệnh nguy hiểm như virus,

VK và nấm ở trên 20 loại cây trồng như cà chua, khoai tây, hồ tiêu, dưa chuột, Chế phẩm EXTN-1 có phổ tác dụng phòng trừ bệnh rộng đối với cả các bệnh của virus, VK và nấm, an toàn với môi trường và cộng đồng sản phẩm sinh học vi sinh vật EXTN-1 được tạo ra từ năm 2000 và thương mại hóa từ năm 2003 ở Cục bệnh cây, NIAST, Hàn Quốc Do vậy Hàn Quốc đã có rất nhiều kinh nghiệm trong sử dụng và ứng dụng v s v này trong sản xuất Chế phẩm EXTN-1 đã tồn tại, có hiệu quả và ổn định phòng trừ virus, VK , nấm ở Hàn Quốc trong 5 - 6 năm qua sản phẩm này đã được thương mại hóa bởi công ty Dongbu - Hannong Chemical Co ở Hàn Quốc Ngoài ra, ở một số nước cũng như ở Viện NIAST, Hàn Quốc đã sử dụng axit photphoric để kích kháng cây chống chịu một số bệnh đồng thời không độc cho cây mà còn kích thích cây phát triển tốt, tăng năng suất và an toàn đối với môi trường

Tại trường Đại học Xong book của Hàn Quốc cũng đã nghiên cứu phát

triển chế phẩm ESSC có nguồn gốc từ các VSV: Bacillus, Paenibacillus, Arthrobacter, Flavobacterium, Pseudomonas có tác dụng kích kháng cây

chống chịu bệnh héo xanh, héo vàng

1.1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

1.1.2.1 Bệnh héo xanh vi khuẩn

Trong nhũng năm 60, qua kết quả điều tra cơ bản của Viện bảo vệ thực vật đã phát hiện thấy bệnh HXVK gây hại phổ biến trên cà chua, khoai tây, thuốc lá, lạc Bệnh rất phổ biến ở các vùng đồng bằng, trung du và miền núi phía Bắc Việt Nam Tuy nhiên nhũng nghiên cứu về bệnh HXV K trên cà chua còn chưa nhiều, chưa đầy đủ và toàn diện Bệnh HXVK gây chết cà chua phát sinh hầu hết trên các vùng trồng cà chua ở miền Bắc, đặc biệt là các địa phương trồng rau màu ở: Hà Nội, Hà Tây, Vĩnh Phúc [13] Thiệt hại do bệnh HXVK gây chết héo cây cà chua có khi lên tới 70 - 80% thậm chí còn lên tới 100% điển hình là cà chua ở thời vụ sớm và vụ muộn [3], [20]

* Triệu chứng cây cà chua bị bệnh: Bệnh HXVK hại cà chua có thể xuất hiện gây hại ở các giai đoạn phát triển của cà chua, nhất là từ giai đoạn

ra hoa đến hình thành quả non, quả già Bệnh thường thể hiện triệu chứng

ngay sau khi vi khuẩn xâm nhập vào rễ hoặc phần thân sát mặt đất

thương sây sát hoặc qua các l ỗ hở tự nhiên Ở cây mới bị bệnh lá cây tái xanh

héo cụp xuống, về ban đêm có thể hồi phục lại Sau 2 - 3 ngày, lá cây bệnh không hồi phục được nữa, các lá gốc tiếp tục héo rũ và toàn cây cà chua bị héo rũ rồi chết Ở cây bị bệnh cắt ngang thân thấy bó mạch dẫn hóa màu nâu hoặc nâu đen Trong điều kiện ẩm độ cao, thân cây bệnh dần dần bị thối mềm, gãy gục Khi cắt ngang gốc cây bị bệnh, ấn mạnh gần miệng cắt có thể thấy dịch nhờn vi khuẩn màu trắng sữa tiết ra Ở giai đoạn đầu bị bệnh có thể trên một số cành héo rũ các lá ngọn, sau đó toàn cây héo rũ và chết [8]

V i khuẩn R solanacearum là loài đa thực, có phạm vi ký chủ rộng,

chúng không những gây hại trên cây cà chua mà còn gây hại nhiều loại cây trồng khác như: lạc, khoai tây, thuốc lá, gừng, ớt, đay [12] Hơn nữa vi

khuẩn R solanacearum có khả năng biến dị và tạo thành nhiều chủng sinh lý

và nòi sinh học khác nhau về tính độc, tính gây bệnh, tính chuyên hóa trên các cây ký chủ nên có sự phân bố khác nhau ở các vùng địa lý sinh thái trồng trọt [5] Các nguồn V K từ các vùng trồng cà chua khác nhau, có sự khác nhau đáng kể về độc tính đối với các giống cà chua Nguồn V K thu thập từ Xuân Mai (Hà Tây) và Hồng Long (Hà Tĩnh) có độc tính cao nhất [18]

* Đặc điểm phát sinh phát triển của bệnh héo xanh vi khuẩn

Nguồn bệnh V K R Solanacearum có thể sống trong đất từ 5 - 6 năm, ở

trong cơ thể ký chủ thực vật hoặc trong hạt giống có thể sống tới 7 tháng, còn nếu bám dính trên bề mặt hạt chỉ tồn tại hai ngày [10]

Vi khuẩn tồn tại chủ yếu ở trong đất, tàn dư cây bệnh để trở thành nguồn bệnh cho vụ sau, năm sau V K xâm nhập qua rễ, qua vết thương ở gốc, thân non do nhổ cây con giống, do kỹ thuật chăm sóc Sau khi xâm nhập vào rễ,

VK sinh sản ra các men và tiết ra độc tố trong bó mạch gỗ và libe dẫn đến phá

hủy các mô tế bào, vít tắc mạch dẫn làm cản trở sự vận chuyển nước, chất dinh dưỡng và nhựa trong cây, từ đó làm bó mạch dẫn hóa màu nâu, thâm đen

và gây hiện tượng cây héo V i khuẩn lan truyền nhờ nước, tuyến trùng và các loại côn trùng khác [6]