VI KHUẨN GÂY BỆNH CÂY TRỒNG

 Đặc điểm chung

Thực vật hạ đẳng, không có diệp lục (Chlorophylle)  Sinh vật đơn bào (1 tế bào), có nhân giả (Prokaryotae)  1600 loài được biết, gồm:

hoại sinh tuyệt đối (đại đa số) phân hủy chất bả hữu cơ gây bệnh cho người, động vật, thực vật (180 loài)

 vi khuẩn gây bệnh cây: hoại sinh không bắt buộc (sống

trên chất hữu cơ đã chết)

 trường hợp cây suy yếu - ký sinh gây bệnh cho cây (ký

sinh không bắt buộc)

 nuôi cấy được trên môi trường nhân tạo (trừ các vi

khuẩn fastidious ở mạch dẫn)

 Hình thái

- Đa số có hình que, trừ Streptomyces (dạng sợi, không vách ngăn, phân nhánh xoắn, conidia thành chuỗi ở sợi trên không), biến dạng (hình chùy, Y, V), gắn lại thành đôi, chuỗi ngắn - Kích thước : dài 0,6-4,5 m, đường kính 0,5-1,0 m - Đa số có lông roi (dày 0,1 m)  di động được + ở một đầu (Xanthomonas) + nhiều lông roi chung quanh cơ thể (Pectobacterium)

- Loài không có lông roi (khoảng 12 loài – không di động được) - Một số sinh bào tử và một số không sinh bào tử - Đa số vi khuẩn gây bệnh cây:

+ loại háo khí + nhuộm gram âm (Gr-)

(trừ vk Corynebacterium, Streptomyces (Gr+)

Cấu tạo

Vỏ nhầy

Bào tương

Vách tế bào

+ Vỏ nhầy: bảo vệ Vk, chống chịu tác động bên ngoài + Vách tb: bán thấm có tính chọn lọc, dày 50 -100A, chức năng:

Màng bào tương

thấm

Lông roi

- Duy trì áp suất thấu tb - tích lũy chất dinh dưỡng - thải sản phẩm trao đổi chất ra ngoài tb - nơi chứa một số enzym của tb vi khuẩn

+Tế bào chất (Cytoplasma)

- cấu tạo dạng hạt

- có nhân không điển hình - thể nhân khuyếch tán - cấu tạo bởi DNA - dài gấp 20-50 lần chiều dài tế bào vi khuẩn - Hạt TBC chứa hệ thống men oxy hoá khử - RNA hoạt động như bộ phận sinh ra năng lượng của tế bào thực vật

+ Lông roi

- phát sinh từ trong tế bào chất ra ngoài - có từ 1 đến 2 hay nhiều lông roi, hoặc có loài không có lông roi (Corynebacterium)

Vi khuẩn Pseudomonas chụp qua KHV điện tử

Các dạng lông roi của vi khuẩn gây bệnh cây trồng

- Teá baøo vi khuaån coù saéc toá hoaø tan hay khoâng hoaø tan (carotenoide, fluorecens)  khuaån lacï coù maøu vaøng, traéng

+ vi khuaån kyù sinh caùc boä phaän caây

(thaân, laù, quaû) khuaån laïc

treân maët ñaát maøu vaøng (xanthomonas)  baûo veä choáng laïi taùc ñoäng cuûa aùnh saùng maët trôøi

ôû

+ vi khuaån haïi boä phaän döôùi ñaát cuûa caây khuaån laïc maøu traéng kem, naâu ñoû  choáng laïi caùc vi sinh vaät soáng trong ñaát.

Sinh sản

- Vô tính phân đôi tế bào gọi là Schizomycetes. - Tốc độ sinh sản rất nhanh 20 phút phân chia một lần (điều kiện thuận lợi) – ngược lại - Hữu tính (một số loài): tiếp hợp trao nhận DNA  hình thành các loại và dạng chủng vi khuẩn.

Đặc điểm dinh dưỡng

- Là sinh vật dị dưỡng - Ký sinh không bắt buộc hoặc hoại sinh không bắt buộc - Lấy chất ăn bằng con đường thẩm thấu các chất dinh

dưỡng trong dung dịch qua vách tế bào.

- Hệ thống men khá phong phú để biến đổi các chất trong môi trường sống từ dạng phức tạp thành dạng đơn giản

+ Men proteaza: phân giải protit, gelatin  idon, H2S, sulfuahydro - gây thối rữa mô thực vật + Men amilaza: thủy phân tinh bột + Men pectinaza, protopectinaza: phân giải pectin và vách tế bào cây. + Men xellulaza: phân giải các chất xơ + Men saccaraza: phân giải đường đa đường đơn. + Men clorofilaza: phân giải diệp lục làm mất màu xanh của mô bệnh  vết dầu hoặc quầng vàng quanh mô bệnh.

+ Men tirozinaza: men oxy hoá  mô bệnh có màu nâu đen.

- Độc tố: 3 nhóm (theo Gambogi)

+ Nhóm gây hại cục bộ (Pseudomonas tabaci) gây chết mô tế bào  vết đốm tròn. + Nhóm gây hại toàn bộ cây trồng (Pseudomonas solanacearum)  héo xanh cà chua, khoai tây, thuốc lá. + Nhóm làm rối loạn sinh sản, tăng kích thước tế bào (Agrobacterium tumefaciens, Bacterium)  u sưng.

 Đặc điểm sinh thái  Yếu tố phi sinh vật

- Nhiệt độ

thích hợp sinh trưởng là 20-30C tối thiểu 0 -2C tối đa 35-37C nhiệt độ chết 45-52C

Một số loài có khả năng chịu được nhiệt độ cao

560C Xanthomonas vesicatoria : Pseudomonas lycopersicum : 680C Xanthomonas malvacearum : 500C (3-5 giờ)

1000C (10 phút).

Ý nghĩa

- Hạn chế tác hại của bệnh: canh tác, chọn giống, thời vụ - Lai tạo và chọn lọc những giống cây vừa chịu nóng, chịu lạnh vừa chống được bệnh

- Aåm độ không khí

+ cần thiết ở giai đoạn đầu của quá trình xâm nhiễm + có thể chết trong điều kiện khô và bị ánh sáng trực xạ tiêu diệt (1 số loài), tế bào cây dễ nhiễm bệnh trong không khí ẩm ướt + phát triển phạm vi ẩm độ không khí rất cao

Erwinia carotovora: 20-100% Pseudomonas maculicola >90% vi khuẩn gây bệnh dưa chuột: có giọt nước Pseudomonas tabaci : phát triển mạnh sau những trận mưa lớn

+ pH môi trường: trung tính hoặc kiềm yếu - thuận lợi - Chế độ nước

Làm tăng tình trạng thiếu nước của cây: vít chặt các ống dẫn hoặc tiết ra chất độc  cây bị héo

- Aùnh sáng

+ Không chịu được ánh sáng trực xạ (đa số) + VK có sắc tố màu vàng: chịu được tác động của ánh sáng mặt trời – có chất nhuộm màu carotinoid trung hòa tác động ánh sáng + Loài gây bệnh các bộ phận trên mặt đất có chất nhuộm màu vàng

+ Loại gây bệnh ở các bộ phận dưới đất hoặc trong mạch dẫn: không màu.

- Độ thoáng của đất

cho

Đất không thoát nước, rễ cây thối chết- thuận lợi vi khuẩn xâm nhập gây bệnh.

- Phân bón

kiện

+ Tăng hoặc giảm sự phát triển của vi khuẩn + Thiếu phân / nguyên tố vi lượng: VK hoại sinh  ký sinh gây bệnh cây trồng. + Làm thay đổi tính chất trao đổi của cây  điều không thuận lợi cho sự phát triển của vk.

 Các yếu tố sinh vật

- Quan hệ giữa vi khuẩn - côn trùng

+ Côn trùng mang VK trên mình  quan hệ cơ giới. + Côn trùng mang VK trong cơ thể  quan hệ sinh vật học. VD: ruồi hại hành củ mang vi khuẩn Erwinia - Quan hệ giữa vi khuẩn gây bệnh cây - VSV đất

VSV đất: trở ngại, ngăn cản sự phát triển của VK hoặc không có ảnh hưởng lẫn nhau. VD: Pseudomonas solanacearum.

- Quan hệ giữa vi khuẩn - nấm ký sinh trên cây + nấm phá vỡ mô tế bào - VK xâm nhập + bào tử nấm mang vk di chuyển từ cây này sang cây khác để gây bệnh. VD: Alternaria, Macrosporium phát triển mạnh trên

những cây bị bệnh VK

- Quan hệ giữa vi khuẩn - virus gây bệnh cây

VK mang trên mình những phân tử virus - lan truyền bệnh. VD: Xanthomonas phaseoli mang virus khảm lá đậu Hà Lan  cây bị cả hai loại bệnh

 Đặc điểm xâm nhiễm lan truyền  Tính chuyên hóa ký sinh - Nhóm đơn thực, chuyên hóa cao (hẹp)

Gây bệnh cho một hoặc một vài loại cây trong một họ thực vật. VD: Corynebacterium michiganensis gây héo cây cà chua-không hại trên khoai tây Bacterium stewarti gây héo cây bắp Erwinia tracheiphila gây héo bầu bí Xanthomonas malvaceaerum hại cây bông vải.

- Nhóm đa thực, chuyên hóa thấp (rộng)

+ ký sinh, chọn lọc phạm vi ký chủ rất rộng + nhiều loại cây trong nhiều họ thực vật: 200 loài/ 44 họ thực vật VD: Pseudomonas solanacearum gây héo họ cà, đậu, bầu bí Erwinia carotovora gây thối nhũn khoai tây, cà rốt, hành, bắp cải Agrobacterium tumefaciens hại trên 66 loại / 39 họ thực vật.

Ý nghĩa Cơ sở khoa học xây dựng hệ thống phòng trừ tổng hợp bệnh VK hại cây trồng

 Xâm nhiễm  Xâm nhiễm thụ động

+ không có khả năng xâm nhập trực tiếp qua biểu bì và bề mặt lá cây còn nguyên vẹn. + qua các lỗ hở tự nhiên:

khí khổng (Xanthomonas campestris) lỗ khí (Xanthomonas malvacearum) mắt củ (Pectobacterium carotovora) lông rễ

+ qua vết thương xây sát: mưa gió + qua vết nứt vỡ có sẵn trên cây + qua vết thương do côn trùng, gia súc + hoạt động của con người:vun xới, cắt tỉa cành, bấm ngọn, lai ghép

Vi khuẩn tập trung quanh lỗ khí khổng

Trong cây

 VK di chuyển, phát triển theo gian bào - enzym phân giải các mảnh gian bào - phá vở cấu trúc mô thực vật gọi là “kiểu phá hại nhu mô” có tính chất cục bộ triệu chứng vết đốm trên lá, thối hỏng mô vết bệnh dạng xanh trong giọt dầu, quầng trong xanh. VD: bệnh loét cam Xanthomonas citri

đốm lá dưa chuột Pseudomonas lachrymans thối nhũn Erwinia carotovora

 VK di chuyển theo hệ thống mạch dẫn, sinh sản rất nhanh trong các mạch xylem, bó mạch dẫn gọi là “kiểu phá hại bó mạch”. - Tắc nghẽn vận chuyển lưu thông nước, chất dinh dưỡng nâu đen bó mạch dẫn  héo rũ toàn cây

 Vừa di chuyển, lan rộng trong bó mạch, trong nhu mô kiểu hỗn hợp mạch dẫn – nhu mô. VD: héo xanh vk Ralstonia solanacearum

Xâm nhập qua

Vết thương

hoa

Sinh sản trong

Khoảng giữa tb

Mạch nhựa

Đốm lá

Thối nhũn

U sưng

Chết nhát

Héo rũ

Cách xâm nhiễm, sinh sản, triệu chứng bệnh VK

 Lan truyền

- Không khí: cuốn VK, các mảnh vụn mô lá bệnh truyền từ nơi này sang nơi khác - Nước: nước tưới, nước sông ngòi, mương rạch, mưa bão, giọt nước mưa vết thương xây sát - Côn trùng: truyền bệnh vk theo phương pháp cơ học - Hoạt động của con người: chăm sóc, cắt tỉa cành, bấm ngọn (bệnh héo rũ thuốc lá), bón phân xới xáo vận chuyển trao đổi hạt giống, cây giống.

Nguồn bệnh: hạt giống, tàn dư cây bệnh, đất trồng, cỏ

dại, côn trùng. Triệu chứng bệnh

mô bệnh giống như bị thấm nước tẩm dầu dịch nhờn vết đốm chết cành thối mềm héo rũ u sưng

 - Phân loại

 Đặc điểm hình thái, kích thước tế bào  Khuẩn lạc của nó trên môi trường - Hình dạng, màu sắc khuẩn lạc, màu môi trường - Khả năng chuyển động - Khả năng tạo vỏ nhầy, bào tử - Số lượng, vị trí lông roi - Nhuộm gram  Độc tính gây bệnh, tính chuyên hoá ký chủ  Đặc tính sinh lý và các phản ứng sinh hoá  Thành phần cấu trúc DNA  Phản ứng kháng huyết thanh

Hệ thống phân loại của Bergey in lần thứ 7 (1975) Toàn bộ vi khuẩn gây bệnh cây được chia thành 4 lớp

(class) + Actinomycetes + Eubacteriae + Myxobacteriae + Spirochaetae

Bộ

Họ

Giống

Số loài

Pseudomonadales

- Pseudomonadaceae - Pseudomonas - Xanthomonas - Agrobacterium

Eubacteriales

- 17 - 5 - 3 - Rhizobiaceae - Enterobacteriaceae - Erwinia - 21 - Corynebacteriaceae - Corynebacterium - 5

Actinomycetales

(Clavibacter) - Streptomycetaceae - Streptomyces

- 2

(Actinomyces)

Lớp Schizomycetes

Giống

Lông roi

Khuẩn lạc

Nhuộm Gram

Kiểu bệnh

Pseudomonas

trắng nhờ

-

0, 1, nhiều ở 1 đầu

vết đốm, héo

Xanthomonas

vàng

-

vết đốm, loét

1 ôû 1 ñaàu

Agrobacterium

1-4

không màu

-

u sưng

Erwinia

không màu

-

thối mềm, héo

nhiều ở xung quanh

héo

Clavibacter

0, 1-2

+

vàng, không màu

Streptomyces

+

ghẻ

Đặc điểm của một số vi khuẩn gây bệnh cây

11- Phòng trừ bệnh do VK gây ra

- Xử lý hạt giống, cây con -Dùng giống kháng -Vật liệu làm giống khỏe mạnh, không nhiễm VK -Làm giảm nguồn bệnh trong đất -Làm giảm sự lây lan bệnh trên đồng ruộng -Luân canh -Sử dụng hóa chất (các hợp chất chứa đồng), chất kháng sinh (streptomycin, oxytetracycline) -Biện pháp sinh học: vi khuẩn đối kháng vi khuẩn gây bệnh, bacteriocins, bacteriophages