Luận án Tiến sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu nấm Botrytis cinerea gây bệnh thối xám trên một số cây trồng tại miền Bắc Việt Nam

Chia sẻ: Chuheodethuong 09 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:202

Thêm vào BST

Báo xấu

30
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là xác định được phổ ký chủ, sự đa dạng sinh học, di truyền của nấm B. cinerea gây bệnh thối xám trên một số cây trồng và đề xuất một số loại thuốc BVTV phòng trừ bệnh hiệu quả, phù hợp với sản xuất nông nghiệp và đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu nấm Botrytis cinerea gây bệnh thối xám trên một số cây trồng tại miền Bắc Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM MAI VĂN QUÂN NGHIÊN CỨU NẤM BOTRYTIS CINEREA GÂY BỆNH THỐI XÁM TRÊN MỘT SỐ CÂY TRỒNG TẠI MIỀN BẮC VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Hà Nội -2021
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM MAI VĂN QUÂN NGHIÊN CỨU NẤM BOTRYTIS CINEREA GÂY BỆNH THỐI XÁM TRÊN MỘT SỐ CÂY TRỒNG TẠI MIỀN BẮC VIỆT NAM Chuyên ngành: Bảo vệ thực vật Mã số: 9620112 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 1: TS. Đặng Vũ Thị Thanh 2: TS. Trịnh Xuân Hoạt Hà Nội –Năm 2021
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam Ďoan các kết quả nghiên cứu Ďược trình bày trong luận án “Nghiên cứu nấm Botrytis cinerea gây bệnh thối xám trên một số cây trồng tại miền Bắc Việt Nam‖ là do tôi thực hiện. Các số liệu và kết quả nghiên cứu trình bày trong luận án là trung thực và chưa từng Ďược tác giả khác công bố trên bất kỳ công trình nghiên cứu trước Ďây. Các tài liệu trích dẫn và kế thừa Ďã Ďược chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2021 TÁC GIẢ LUẬN ÁN Mai Văn Quân
ii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện Ďề tài “Nghiên cứu nấm Botrytis cinerea gây bệnh thối xám trên một số cây trồng tại miền Bắc Việt Nam‖, Tôi Ďã nhận Ďược rất nhiều sự giúp Ďỡ, tạo Ďiều kiện của tập thể lãnh Ďạo, các nhà khoa học, cán bộ, chuyên viên, tập thể Ban Thông tin và Đào tạo, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, tập thể Ban lãnh Ďạo, cán bộ nghiên cứu Viện Bảo vệ thực vật. Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành về sự giúp Ďỡ Ďó. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Đặng Vũ Thị Thanh, TS. Trịnh Xuân Hoạt những thầy giáo trực tiếp hướng dẫn và chỉ bảo cho tôi hoàn thành luận án này. Tôi xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc Ďến PGS.TS. Hà Viết Cường Ďã giúp Ďã tôi trong quá trình thực hiện luận án. Các thí nghiệm nghiên cứu Ďược triển khai tại một số vùng trồng dâu tây tại Mộc Châu tỉnh Sơn La, tôi Ďã nhận Ďược sự tạo Ďiều kiện, giúp Ďỡ của người dân và chính quyền Ďịa phương trong suốt quá trình thực hiện Ďề tài. Tôi chân thành cảm ơn sự giúp Ďỡ quý báu Ďó. Tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè, Ďồng nghiệp của tôi Ďang công tác tại Viện Bảo vệ thực vật và gia Ďình luôn Ďộng viên, khích lệ, tạo Ďiều kiện và giúp Ďỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận án này. Hà Nội, ngày….. tháng….. năm 2021 TÁC GIẢ LUẬN ÁN Mai Văn Quân
iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ..........................................................................................................i LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. ii MỤC LỤC ................................................................................................................... iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT................................................................................ viii DANH MỤC BẢNG ....................................................................................................ix DANH MỤC HÌNH .....................................................................................................xi MỞ ĐẦU ........................................................................................................................ 1 1. Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................................... 1 2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................................. 2 3. Tính mới và những đóng góp của đề tài ................................................................. 2 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài................................................................ 3 4.1. Ý nghĩa khoa học ..................................................................................................... 3 4.2. Ý nghĩa thực tiễn ..................................................................................................... 3 5. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................... 3 5.1. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................................ 3 5.2. Phạm vi nghiên cứu................................................................................................ 3 CHƢƠNG I. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU....................................... 4 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài .................................................................................. 4 1.2. Những nghiên cứu ở ngoài nƣớc ....................................................................... 4 1.2.1. Vị trí phân loại và đặc điểm hình thái của nấm B. cinerea ............................... 4 1.2.2. Đặc điểm gây hại, phạm vi ký chủ và tác hại của nấm ...................................... 8 1.2.3. Sự phát sinh gây hại của nấm B. cinerea ......................................................... 11 1.2.4. Đặc điểm sinh học của nấm B. cinerea ............................................................ 14 1.2.5. Phương pháp định danh nấm B. cinerea ......................................................... 18 1.2.6. Sự đa dạng di truyền của nấm B. cinerea ........................................................ 21 1.2.6.1. Sự tiến hóa và biến đổi di truyền của nấm B. cinerea...................................... 21 1.2.6.2. Sự đa dạng di truyền của các dòng nấm B. cinerea ......................................... 22 1.2.6.3. Nghiên cứu tính kháng thuốc giữa các nhóm di truyền của nấm ..................... 26
iv 1.2.7. Sự kháng thuốc của nấm B. cinerea trên đồng ruộng .................................... 27 1.2.8. Nghiên cứu phòng trừ ....................................................................................... 29 1.2.8.1. Dự tính, dự báo bệnh thối xám ......................................................................... 29 1.2.8.2. Biện pháp canh tác và vệ sinh đồng ruộng ...................................................... 30 1.2.8.3. Biện pháp sinh học ........................................................................................... 31 1.2.8.4. Biện pháp hóa học ............................................................................................ 32 1.3 Tình hình nghiên cứu trong nƣớc ....................................................................... 34 1.3.1 Phổ ký chủ và sự gây hại của nấm B. cinerea .................................................. 34 1.3.2 Nghiên cứu đặc điểm sinh học của nấm B. cinerea ......................................... 35 1.3.3 Biện pháp phòng trừ nấm B. cinerea ................................................................ 36 1.4. Đặc điểm thực vật học của dâu tây .................................................................... 38 1.5. Nhận xét chung và vấn đề quan tâm.................................................................. 39 CHƢƠNG II. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ... 41 2.1. Vật liệu nghiên cứu .............................................................................................. 41 2.2. Nội dung nghiên cứu............................................................................................ 41 2.3. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ....................................................................... 42 2.3.1. Địa điểm nghiên cứu .......................................................................................... 42 2.3.2 Thời gian nghiên cứu ......................................................................................... 43 2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................................... 43 2.4.1. Xác định nguyên nhân gây bệnh thối xám và phổ ký chủ của nấm B. cinerea trên cây trồng tại các vùng sinh thái khác nhau ........................................ 43 2.4.1.1. Điều tra, thu thập mẫu bệnh thối xám .............................................................. 43 2.4.1.2. Phân lập nấm từ mẫu bệnh thối xám. ............................................................... 43 2.4.1.3. Định danh nấm B. cinerea. ............................................................................... 45 2.4.2. Nghiên cứu sự đa dạng di truyền, đặc điểm sinh học và gây bệnh của nấm B. cinerea gây hại trên một số cây trồng tại các vùng sinh thái khác nhau. ......... 46 2.4.2.1. Nghiên cứu sự đa dạng của nấm B. cinerea gây hại trên một số cây trồng tại vùng sinh thái khác nhau ............................................................................................... 46
v 2.4.2.2. Nghiên cứu đặc điểm sinh học của nấm B. cinerea tại các vùng sinh thái khác nhau. .............................................................................................................................. 49 2.4.2.3.Nghiên cứu khả năng gây bệnh cho dâu tây và táo tây của các nguồn nấm B. Cinerea............. ............................................................................................................. 51 2.4.3. Nghiên cứu ảnh hƣởng của một số biện pháp canh tác đến sự phát sinh, phát triển của nấm B. cinerea gây bệnh thối xám trên dâu tây tại Mộc Châu- Sơn La.................................................................................................................................. 52 2.4.3.1. Nghiên cứu sự phát sinh phát triển của bệnh thối xám trên một số giống dâu tây trồng phổ biến tại Mộc Châu-Sơn La ...................................................................... 52 2.4.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của che phủ luống đến sự phát sinh phát triển của bệnh thối xám trên dâu tây ............................................................................................ 54 2.4.3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của mái che đến sự phát sinh phát triển của bệnh thối xám trên dâu tây. ........................................................................................................... 54 2.4.4. Nghiên cứu biện pháp sử dụng thuốc BVTV phòng trừ bệnh thối xám cây dâu tây tại Mộc Châu-Sơn La. ................................................................................... 54 2.4.4.2. Nghiên cứu hiệu lực của thuốc BVTV hóa học đến phát triển của nấm B. cinerea trên môi trường. ................................................................................................ 56 2.4.4.4. Nghiên cứu phòng trừ bệnh thối xám dâu tây tại Mộc Châu-Sơn La, năm 2017.57 2.4.5. Phƣơng pháp xử lý số liệu ................................................................................ 58 CHƢƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN............................... 59 3.1. Xác định nguyên nhân gây bệnh thối xám và phổ ký chủ của nấm B. cinerea gây hại trên cây trồng tại các vùng sinh thái khác nhau ........................................ 59 3.1.1. Kết quả thu thập các mẫu nấm gây bệnh thối xám.......................................... 59 3.1.2 Xác định nấm B. cinerea bằng đặc điểm hình thái........................................... 65 3.1.3. Định danh nấm B. cinerea bằng sinh học phân tử.......................................... 66 3.1.4. Sự phát triển của 24 nguồn nấm B. cinerea trên môi trường PDA ................ 68 3.1.5. Cây ký chủ của nấm B. cinerea được phát hiện tại Việt Nam ........................ 71 3.2. Sự đa dạng di truyền của nấm B. cinerea gây hại trên cây trồng tại các vùng sinh thái khác nhau ..................................................................................................... 76
vi 3.2.1. Xác định sự đa dạng di truyền của nấm B. cinerea bằng chỉ thị microsatellite (SSR) ............................................................................................................................. 77 3.2.2 Xác định dòng gen của các nguồn nấm B. cinerea .......................................... 82 3.3. Nghiên cứu đặc điểm sinh học của các nguồn nấm B. cinerea ......................... 84 3.3.1. Ảnh hưởng của dinh dưỡng tới sự phát triển của các nguồn nấm B. cinerea 85 3.3.2. Ảnh hưởng của pH tới phát triển của nấm B. cinerea ..................................... 91 3.3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới sự phát triển của nấm B. cinerea ........................ 95 3.3.4. Ảnh hưởng của thời gian chiếu sáng tới sự phát triển của nấm B. cinerea ... 99 3.4. Khả năng gây bệnh cho dâu tây và táo tây của các nguồn nấm B. cinerea... 104 3.4.1. Khả năng gây bệnh cho lá dâu tây của nấm B. cinerea ................................. 104 3.4.2. Khả năng gây bệnh cho quả dâu tây qua vết thương cơ giới của các nguồn nấm B. cinerea ............................................................................................................ 106 3.4.3. Khả năng gây bệnh khi bào tử nấm B. cinerea tiếp xúc với quả dâu tây ............... 107 3.4.4. Khả năng gây bệnh của các nguồn nấm B. cinerea trên quả táo tây ............ 109 3.5. Ảnh hƣởng của biện pháp canh tác đến phát sinh, phát triển của bệnh thối xám dâu tây ...............................................................................................................111 3.5.1. Tình hình sản xuất dâu tây ở Mộc Châu-Sơn La ........................................... 111 3.5.2. Sự phát sinh phát triển của bệnh thối xám trên một số giống dâu tây trồng phổ biến tại Mộc Châu-Sơn La. ................................................................................. 113 3.5.3. Ảnh hưởng của che phủ luống đến sự phát sinh phát triển của bệnh thối xám trên dâu tây ................................................................................................................. 116 3.5.4. Ảnh hưởng của mái che đến sự phát sinh phát triển của bệnh thối xám trên dâu tây ......................................................................................................................... 118 3.6. Nghiên cứu biện pháp sử dụng thuốc BVTV phòng trừ bệnh thối xám cây dâu tây tại Mộc Châu-Sơn La .................................................................................. 121 3.6.1. Hiệu lực của một số thuốc BVTV đến khả năng nảy mầm của bào tử nấm B. cinerea ......................................................................................................................... 121 3.6.2. Hiệu lực của thuốc BVTV hóa học đến phát triển của nấm B. cinerea trên môi trường................................................................................................................... 122
vii 3.6.3 Hiệu lực của thuốc BVTV sinh học đến phát triển của nấm B. cinerea trên môi trường..................................................................................................................123 3.6.4. Hiệu lực phòng trừ bệnh thối xám dâu tây tại Mộc Châu-Sơn La, năm 2017124 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ......................................................................................127 1. Kết luận .................................................................................................................. 127 2. Đề nghị .................................................................................................................... 128 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ....................................................................................................................................129 TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................ 130 PHỤ LỤC ..................................................................................................................152
viii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết Thuật ngữ tiếng Anh Thuật ngữ tiếng Việt tắt bp Base pair Cặp bazơ BVTV - Bảo vệ thực vật Cleaved Amplified Polymorphic CAPS Trình tự khuyếch Ďại Ďa hình Sequence CSB - Chỉ số bệnh ĐBSH - Đồng bằng sông Hồng ITS Internal Transcribed Spacer KT - Kích thước LTR Long terminal repeat Sự lặp lại Ďầu cuối MDR Mutltiple Drug Resistanceresistance Kháng Ďa thuốc nnk - Những người khác NUV Near Ultraviolet Tử ngoại gần PCR Polymerase Chain Reaction Phản ứng chuỗi trùng lặp PDA Potato Dextrose Agar Restriction Fragment Length Đa hình chiều dài Ďoạn cắt RFLP Polymorphisms giới hạn TLB - Tỷ lệ bệnh
ix DANH MỤC BẢNG TT Bảng Tên Bảng Trang Bảng 2.1: Trình tự mồi và nhiệt Ďộ gắn mồi khuếch Ďại DNA .....................................46 Bảng 2.2: Thành phần phản ứng PCR phân tích Ďa dạng di truyền bằng chỉ thị Microsatellites ...............................................................................................................47 Bảng 2.3: Trình tự các mồi và nhiệt Ďộ gắn mồi khuếch Ďại DNA ............................... 48 Bảng 2.4: Thành phần phản ứng PCR phân tích dòng nấm B. Cinerea ........................49 Bảng 2.5: Bảng Ďịnh loại các dòng nấm B. cinerea ......................................................49 Bảng 2.6: Thuốc BVTV hóa học và sinh học sử dụng trong nghiên cứu .....................55 Bảng 3.1: Mẫu bệnh thối xám thu thập trong 2015 -2016 tại các vùng Ďiều tra ...........60 Bảng 3.2: Sự phát triển của các nguồn nấm B. cinerea trên môi trường PDA (Viện Bảo vệ thực vật, năm 2015-2016) .................................................................................70 Bảng 3.3: Danh sách cây ký chủ của nấm B. cinerea Ďã Ďược phát hiện Ďến năm 2016 .......................................................................................................................................72 Bảng 3.4: Các nguồn nấm Ďược dùng nghiên cứu Ďa dạng di truyền ........................... 76 Bảng 3.5: Mức Ďa dạng di truyền của các nguồn nấm B. cinerea .................................77 Bảng 3.6: Sự phân bố của nấm B. cinerea trong các nhóm microsatellite ....................79 Bảng 3.7: Quan hệ của các nhóm microsatellite với nguồn gốc Ďịa lý, ký chủ và Ďặc Ďiểm hình thái nấm ........................................................................................................81 Bảng 3.8: Kết quả xác Ďịnh dòng nấm của 72 nguồn nấm B. Cinerea .........................83 Bảng 3.9: Sự phân bố của các dòng nấm B. cinerea tại các vùng sinh thái nông nghiệp ở Việt Nam ....................................................................................................................84 Bảng 3.10: Các nguồn nấm B. cinerea sử dụng nghiên cứu Ďặc Ďiểm sinh học ...........85 Bảng 3.11: Sự phát triển của các nguồn nấm B. cinerea trên môi trường dinh dưỡng (Viện Bảo vệ thực vật, 2016).........................................................................................87 Bảng 3.12: Sự phát triển của nấm B. cinerea ở các mức pH trên môi trường PDA (Viện Bảo vệ thực vật, năm 2017) .................................................................................93 Bảng 3.13: Sự phát triển của nấm B. cinerea ở các mức nhiệt Ďộ (Viện Bảo vệ thực vật, năm 2017) ...............................................................................................................97
x Bảng 3.14: Sự phát triển của nấm B. cinerea ở thời gian chiếu sáng (Viện Bảo vệ thực vật, năm 2017) .............................................................................................................102 Bảng 3.15: Khả năng gây bệnh của các nguồn nấm B. cinerea trên lá dâu tây (Viện Bảo vệ thực vật, năm 2017) .........................................................................................104 Bảng 3.16: Khả năng gây bệnh qua vết thương của nấm B. cinerea trên quả dâu tây (Viện Bảo vệ thực vật, năm 2017) ...............................................................................106 Bảng 3.17: Khả năng gây bệnh qua tiếp xúc của bào tử nấm B. cinere trên quả dâu tây (Viện Bảo vệ thực vật, năm 2017) ...............................................................................108 Bảng 3.18: Khả năng gây bệnh của các nguồn nấm B. cinerea trên quả táo tây (Viện Bảo vệ thực vật, năm 2017) .........................................................................................109 Bảng 3.19: Diễn biến bệnh thối xám gây hại trên quả của một số giống dâu tây tại Mộc Châu-Sơn La, năm 2016-2017.....................................................................................114 Bảng 3.20: Ảnh hưởng của biện pháp che phủ tới bệnh thối xám gây hại trên quả dâu tây (Giống Hana, Mộc Châu-Sơn La, 2016-2017) ......................................................116 Bảng 3.21: Ảnh hường của mái che Ďến bệnh thối xám gây hại trên quả dâu tây ......119 Hình 3.28: Ảnh hường của mái che Ďến bệnh thối xám gây hại trên quả dâu tây ......120 Bảng 3.22: Hiệu lực ức chế của hoạt chất hóa học tới khả năng nảy mầm của bào tử nấm B. cinerea (Viện Bảo vệ thực vật, năm 2017) .....................................................121 Bảng 3.23: Sự phát triển của nấm B. cinerea trên môi trường chứa thuốc trừ nấm hóa học (Viện Bảo vệ thực vật, năm 2017). .......................................................................122 Bảng 3.24: Hiệu lực ức chế của các hoạt chất hóa học Ďối với nấm B. cinerea trên môi trường (Viện Bảo vệ thực vật, năm 2017) ...................................................................123 Bảng 3.25: Sự phát triển của nấm B. cinerea trên môi trường chứa hoạt chất trừ nấm sinh học (Viện Bảo vệ thực vật, năm 2017) ................................................................123 Bảng 3.26: Hiệu lực của một số thuốc BVTV Ďối với bệnh thối xám dâu tây tại Mộc Châu-Sơn La, năm 2017 ..............................................................................................125
xi DANH MỤC HÌNH TT Tên hình Trang Hình 3.1: Triệu chứng bệnh thối xám trên một số cây hoa. ..........................................62 Hình 3.2: Triệu chứng bệnh thối xám trên cây rau và gia vị. ........................................63 Hình 3.3: Triệu chứng bệnh thối xám trên cây ăn quả và cây trồng khác. ....................64 Hình 3.4: Cành bào tử (1) và bào tử phân sinh (2) của nấm B. cinerea gây bệnh thối xám trên dâu tây tại Mộc Châu-Sơn La, năm 2016. ......................................................65 Hình 3.6: Cây phả hệ Ďược xây dựng theo phương pháp Neighbor-Joining của phần mềm MEGA6.0. So sánh 16 trình tự Ďoạn gen của 11 loài nấm Botrytis spp. khác nhau từ Ngân hàng gen, mã số Ngân hàng gen Ďược Ďặt trước tên các loài nấm. Bo.Dautay.MC (Dâu tây ở Mộc Châu-Sơn La), Bo.L115 (Lạc ở Hà Nội), Bo.HN06 (thược dược ở Hà Nội), BoCC166 (cà chua ở Hà Nội), Bo.Dao.SP (Đào ở Sa Pa-Lào Cai) .....................................................68 Hình 3.7: Sự phát triển của nấm B. cinerea trên môi trường PDA. .............................. 69 Hình 3.8: Ảnh Ďiện di trên gel polyacrylamide 2% của một số nguồn nấm B. cinerea. (A): cặp mồi BC5, (B): cặp mồi BC6. (C): cặp mồi BC2. Từ 1-37 là số thứ tự Ďại diện cho 72 nguồn nấm B. cinerea. .......................................................................................78 Hình 3.9: Biểu Ďồ sự tương Ďồng di truyền của 72 nguồn nấm B. cinerea bằng phần mềm NTSys 2.0 .............................................................................................................80 Kết quả phân tích χ2 cho thấy không có mối quan hệ giữa các nhóm di truyền của nấm với các cây ký chủ. Kết quả này cũng rất phù hợp với tính Ďa thực ký sinh trên nhiều loại cây trồng của nấm, sự Ďa dạng di truyền Ďã không ảnh hưởng Ďến khả năng gây hại của nấm trên các cây trồng (Bảng 3.7). Kết quả này cũng tương tự kết quả nghiên cứu ở Califonia Hoa Kỳ của Ma &Mikhailide (2005) không tìm thấy mối quan hệ giữa các nhóm di truyền của nấm với các cây ký chủ. .......................................................... 81 Hình 3.10: Xác Ďịnh các dòng nấm B. cinerea bằng cặp mồi Boti 1006/ Boti 442 và F300/F1550; M: 1kb ladder; từ giếng số 1-7: các nguồn nấm B. cinerea .....................82 Hình 3.11: Sự phát triển của nấm B. cinerea trên các môi trường dinh dưỡng sau 7 ngày nuôi cấy. (A): Nguồn thược dược; (B): Nguồn dâu tây........................................89
xii Hình 3.12: Sự phát triển và phân bố của hạch nấm B. cinerea trên các môi trường dinh dưỡng sau 7 ngày nuôi cấy. Sự phân bố của hạch lớn: (1) Đồng tâm, (2) rải rác, (3) không hạch; Sự phát triển của tản nấm: (4) màu trắng, (5) hình cánh hoa, (6) màu xám .......................................................................................................................................90 Hình 3.13: Sự phát triển của nấm B. cinerea sau 10 ngày ở các mức pH khác nhau phân lập từ ký chủ khác nhau trên môi trường PDA. (A): nguồn thược dược; (B): nguồn hoa ly; (C): nguồn hồng hoa; (D): nguồn dâu tây ..............................................92 Hình 3.14: Sự phát triển của một số nguồn nấm ở các ngưỡng nhiệt Ďộ khác nhau sau 7 ngày nuôi cấy. ................................................................................................................98 Hình 3.15: Sự phát triển của một số nguồn nấm ở thời gian chiếu sáng khác nhau sau 7 ngày nuôi cấy trên môi trường PDA. ..........................................................................103 Hình 3.16: Biểu Ďồ khả năng gây bệnh của các nguồn nấm B. cinerea trên lá dâu tây .....................................................................................................................................105 Hình 3.17: Hình ảnh khả năng gây bệnh của các nguồn nấm B. cinerea gây hại trên lá dâu tây: (1) dâu tây, (2) thược dược, (3) hoa hồng, (4) cà chua, (5) Ďào, (6) hoa ly, (7) hồng hoa, (8) Ďối chứng không lây nhiễm ...................................................................105 Hình 3.18: Hình ảnh lây bệnh trên quả dâu tây qua vết thương sau 5 ngày lây nhiễm. (1) Ďối chứng, (2) dâu tây, (3) thược dược, (4) hoa hồng, (5) cà chua, (6) Ďào, (7) hoa ly, (8) hồng hoa. ...........................................................................................................107 Hình 3.19: Lây bệnh cho quả dâu tây bằng dịch bào tử nấm B. cinerea sau 5 ngày thí nghiệm. (1) nguồn hồng hoa, (2) nguồn hoa ly, (3) nguồn hoa hồng, (4) nguồn dâu tây, (5) nguồn Ďào, (6) nguồn thược dược, (7) nguồn cà chua, (8) Ďối chứng. ..................108 Hình 3.20: Khả năng gây bệnh của các nguồn nấm B. cinerea trên quả táo tây (Viện Bảo vệ thực vật, năm 2017) .........................................................................................110 Hình 3.21: Khả năng gây bệnh của các nguồn nấm B. cinerea gây hại trên quả táo tây. .....111 Hình 3.22: Chu kỳ xâm nhiễm của nấm B. cinerea gây bệnh thối xám trên dâu tây (Petrasch, S. et al., 2019) .............................................................................................112 Hình 3.23: Triệu chứng bệnh thối xám do nấm B. cinerea gây ra trên cây dâu tây. (1): Trên cây con, (2): Trên lá, (3): Trên hoa, (4): Trên quả. .............................................113
xiii Hình 3.24: Diễn biến bệnh thối xám gây hại trên quả của một số giống dâu tây tại Mộc Châu- Sơn La, năm 2016-2017....................................................................................115 Hình 3.25: Ảnh hưởng của biện pháp che phủ tới bệnh thối xám gây hại trên quả dâu tây (Giống Hana, Mộc Châu- Sơn La, 2016-2017) .....................................................117 Hình 3.26: Ảnh hưởng của một số biện pháp che phủ Ďến sự phát sinh phát triển của bệnh thối xám trên dâu tây tại Mộc Châu- Sơn La......................................................118 Hình 3.27: Ảnh hưởng của mái che Ďến phát sinh và gây hại của bệnh thối xám dâu tây tại Mộc Châu- Sơn La .................................................................................................119 (Mộc Châu- Sơn La, năm 2016-2017).........................................................................120 Hình 3.29: Ảnh hưởng của thuốc trừ nấm Ďến khả năng nảy mầm của bào tử nấm B. cinerea sau các thời gian theo dõi. ..............................................................................122 Hình 3.30: Phát triển của nấm B. cinerea trên môi trường chứa thuốc BVTV hóa học và sinh học ...................................................................................................................124 Hình 3.31: Thí nghiệm phòng trừ bệnh thối xám dâu tây vụ xuân 2017 tại Mộc Châu- Sơn La.(A): Sơ Ďồ bố trí thí nghiệm phòng trừ bệnh thối xám; (B): Hiệu lực phòng trừ sau các ngày thí nghiệm. .............................................................................................126
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Nấm Botrytis cinerea Pers.(B. cinerea) Ďã Ďược phát hiện gây hại trên nhiều loại cây trồng ở các vùng khác nhau trên thế giới và Việt Nam. Nấm gây hại ở tất cả các giai Ďoạn sinh trưởng cũng như các bộ phận của cây trồng, Ďặc biệt là bộ phận non mềm. Nấm gây các triệu chứng thối hoa, thối quả, chết cây con, Ďốm lá, u bướu hay thối thân, thối rễ. v.v. Trong những năm gần Ďây, nấm B. cinerea Ďã phát sinh và gây hại nghiêm trọng tại các vùng trồng cây ăn quả ôn Ďới, cây rau, cây dược liệu và cây hoa ở Sapa-Lào Cai, Mộc Châu-Sơn La, Ďồng bằng sông Hồng và Đà Lạt-Lâm Đồng. Nấm không những làm giảm năng suất mà còn làm giảm khả năng bảo quản, chuyên chở của rau, hoa, quả. Vào vụ thu Ďông và xuân hè, trong Ďiều kiện mưa ẩm nhiệt Ďộ xuống thấp nấm B. cinerea phát sinh gây hại nặng cho rau, hoa và quả. Nấm chủ yếu gây hại trên quả, cuống quả, Ďài hoa và trên lá. Lá, hoa, quả bị nhiễm bệnh thường bị thối và có lớp mốc màu xám bao phủ. Tại vùng trồng cà chua của Ďồng bằng sông Hồng, nấm gây hiện tượng thối ngọn và thối quả cà chua. Bệnh thường xuất hiện từ cuối tháng 2 Ďến cuối tháng 3 hoặc Ďầu tháng 4, gây hại trên cà chua Ďông xuân ở giai Ďoạn cuối vụ và các giống cà chua S- 901, Ba Lan, VL 2000 trồng trong vụ Ďông xuân Ďều bị nhiễm bệnh, tỷ lệ bệnh trung bình 12,9%, chỉ số bệnh là 3,3% (Nguyễn Văn Viên, 1999). Trong vụ xuân năm 2008 tại Ďồng bằng sông Hồng nấm B. cinerea tấn công gây hại trên nhiều loại rau, màu như lạc, thuốc lá, cà chua, bắp cải, su hào, Ďậu, bầu bí và cây gia vị. Gặp Ďiều kiện ẩm ướt, cây bị bệnh thường bị thối nhũn, trên bề mặt vết bệnh thường có một lớp mốc xám phủ. Cá biệt có ruộng lạc nấm tấn công gây bệnh cho hầu hết các cây trong ruộng, nhiều cây bị chết chồi và ngọn (Đặng Vũ Thị Thanh & nnk., 2008). Trên cây ăn quả ôn Ďới, nấm B. cinerea không những xâm nhập và gây hại cho quả dâu tây, Ďào, mận…trước thu hoạch mà còn tiếp tục gây thối quả sau thu hoạch. Nấm B. cinerea Ďã trở thành yếu tố hạn chế cho việc mở rộng diện tích trồng dâu tây,
2 Ďào ở miền Bắc Việt Nam (Đặng Vũ Thị Thanh và nnk., 2000). Năm 2015 tại Mộc Châu, có những vườn dâu tây số quả bị nhiễm bệnh lên tới 15%, vườn dâu tây giống New Zealand trồng trong nhà có mái che tại Bản Muống-xã Lóng Phiêng tỷ lệ khóm bị nhiễm bệnh lên tới trên 80%, khóm dâu tây bị nhiễm bệnh bị thối hoàn toàn và có lớp mốc xám bao phủ. Tại Việt Nam, các nghiên cứu chỉ dừng lại ở mức xác Ďịnh nguyên nhân gây bệnh, phổ ký chủ và một số Ďặc Ďiểm sinh học của nấm B. cinerea, chưa có những nghiên cứu chuyên sâu về sự phát sinh gây hại cho cây, khả năng gây bệnh, sự Ďa dạng của nấm cũng như các biện pháp phòng chống nấm. Đề tài “Nghiên cứu nấm Botrytis cinerea gây bệnh thối xám trên một số cây trồng tại miền Bắc Việt Nam” sẽ góp phần giải quyết những tồn tại trên. 2. Mục tiêu nghiên cứu Xác Ďịnh Ďược phổ ký chủ, sự Ďa dạng sinh học, di truyền của nấm B. cinerea gây bệnh thối xám trên một số cây trồng và Ďề xuất một số loại thuốc BVTV phòng trừ bệnh hiệu quả, phù hợp với sản xuất nông nghiệp và Ďảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. 3. Tính mới và những đóng góp của đề tài - Bổ sung dữ liệu về phân bố, Ďặc Ďiểm sinh học và khả năng gây bệnh của nấm B. cinerea gây bệnh thối xám trên cây trồng ở Việt Nam. Bổ sung 20 loài cây thuộc 12 họ thực vật là ký chủ của nấm B. cinerea tại các tỉnh thuộc vùng miền núi phía Bắc, Ďồng bằng sông Hồng và Tây Nguyên. - Xác Ďịnh Ďược sự Ďa dạng di truyền của nấm B. cinerea tại Việt Nam. Quần thể 72 nguồn nấm B. cinerea có mức Ďộ Ďa dạng di truyền là 0,76 và phân thành 16 nhóm ở hệ số tương Ďồng 0,83. Sự thay Ďổi vùng sinh thái Ďã ảnh hưởng tới sự Ďa dạng di truyền của nấm. Trong 72 nguồn nấm B. cinerea có 38,89% nguồn nấm thuộc dòng Boty, 26,39% nguồn nấm thuộc dòng vacuma, dòng transposa có tỷ lệ 25,00% và 9,72% thuộc dòng Flipper.
3 - Xác Ďịnh Ďược một số loại thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) phòng trừ bệnh thối xám phù hợp với sinh trưởng phát triển và an toàn thực phẩm cho dâu tây tại Mộc Châu-Sơn La. 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4.1. Ý nghĩa khoa học - Các kết quả nghiên cứu của Ďề tài cung cấp dữ liệu và hệ thống các thông tin về ký chủ, Ďặc Ďiểm sinh học, gây bệnh, sự Ďa dạng sinh học, Ďa dạng di truyền của nấm B. cinerea. Các thông tin này sẽ trở thành nguồn tài liệu Ďể giảng dạy và tham khảo trong nghiên cứu thuộc các lĩnh vực vi sinh vật, bảo vệ thực vật, Ďa dạng sinh học.... - Số liệu nghiên cứu của Ďề tài là nguồn tham khảo cho các nghiên cứu tiếp theo liên quan Ďến nấm B. cinerea trên các cây trồng tại các vùng sinh thái khác nhau. 4.2. Ý nghĩa thực tiễn - Các kết quả nghiên cứu của Ďề tài không những là cơ sở Ďể nghiên cứu xây dựng kế hoạch trồng trọt và luân canh cây trồng trên Ďồng ruộng, mà còn là cơ sở Ďể nghiên cứu xây dựng quy trình phòng trừ tổng hợp bệnh do nấm B. cinerea gây ra cho các cây trồng khác nhau góp phần xây dựng một nền nông nghiệp bền vững, Ďảm bảo an toàn thực phẩm tại các vùng sinh thái. - Các kết quả nghiên cứu của Ďề tài khi Ďược áp dụng vào thực tiễn sản xuất góp phần nâng cao năng suất, sản lượng và giá trị cây trồng. 5. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 5.1. Đối tượng nghiên cứu Nấm B. cinerea gây bệnh thối xám trên các cây rau, cây ăn quả, cây công nghiệp ngắn ngày, cây hoa và cây dược liệu. 5.2. Phạm vi nghiên cứu - Điều tra, xác Ďịnh phổ ký chủ của nấm B. cinerea. - Nghiên cứu sự Ďa dạng sinh học, di truyền, Ďặc Ďiểm sinh học, khả năng gây bệnh của một số nguồn nấm B. cinerea phân lập Ďược trên cây ký chủ khác nhau. - Nghiên cứu phòng trừ bệnh thối xám trên dâu tây bằng một số thuốc trừ nấm. - Thời gian nghiên cứu: từ năm 2015 Ďến năm 2019
4 CHƢƠNG I. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài Nấm B. cinerea gây bệnh trên nhiều loại cây trồng Ďã Ďược phát hiện ở nhiều vùng sinh thái khác nhau trên thế giới. Nấm gây các triệu chứng thối hoa, thối quả, chết cây con, Ďốm lá, u bướu hay thối thân, thối rễ trên các loại cây rau, cây cảnh, cây ăn quả, cây rừng, v.v. Nấm không những gây hại trên cây trồng trước thu hoạch mà còn gây hại các sản phẩm cây trồng sau thu hoạch, trong quá trình bảo quản, vận chuyển và thương mại. Là một loại ký sinh Ďa thực, nấm B. cinerea có phổ ký chủ khá phong phú trên nhiều loại cây trồng ở Việt Nam. Điều kiện khí hậu ở Ďồng bằng sông Hồng trong vụ Ďông xuân, ở Sa Pa-Lào Cai, Mộc Châu-Sơn La, Đà Lạt-Lâm Đồng rất thuận lợi cho nấm phát sinh và gây hại. Nấm Ďã gây những thiệt hại Ďáng kể cho dâu tây, cà chua, hoa hồng, lạc, Ďào... ở nhiều vùng sinh thái khác nhau. Xác Ďịnh chính xác nguyên nhân gây bệnh, cũng như xác Ďịnh Ďược Ďặc Ďiểm di truyền, nghiên cứu Ďược cấu trúc Ďa dạng di truyền của quần thể nấm, nghiên cứu các Ďặc Ďiểm sinh học, Ďiều kiện phát triển, khả năng gây bệnh của các nguồn nấm B. cinerea, các biện pháp phòng chống nấm là Ďiều cần thiết Ďể phát triển các biện pháp quản lý nấm gây bệnh trên Ďồng ruộng. Các kết quả nghiên cứu là cơ sở Ďể quy hoạch cơ cấu giống cây trồng, mùa vụ, chu kỳ luân canh cho các vùng sinh thái khác nhau, là cơ sở Ďề xuất các loại thuốc phòng trừ nấm hiệu quả, cũng như các biện pháp quản lý tổng hợp bệnh bảo vệ Ďược năng suất của cây trồng và chất lượng của sản phẩm trước và sau thu hoạch theo hướng vệ sinh an toàn thực phẩm. 1.2. Những nghiên cứu ở ngoài nƣớc 1.2.1. Vị trí phân loại và đặc điểm hình thái của nấm B. cinerea Nấm B. cinerea nằm trong ngành Eumycota, ngành phụ Deuteromycotina, lớp Hyphomycetes, bộ Hyphales, họ Moniliaceae, chi Botrytis. Giai Ďoạn hữu tính nấm có tên là Botryotinia fuckeliana thuộc họ Sclerotiniaceae, bộ Helotiales, lớp Discomycetes, ngành phụ Ascomycotina.
5 Nấm Botrytis cinerea là một phức hợp các loài. Theo Silverside (1998), trong quá trình nấm tái sinh sản bằng vô tính, sự Ďột biến có thể xảy ra, nếu thành công sẽ tồn tại một nòi mới và chúng mang một Ďặc tính ký sinh chuyên tính. Hiện nay phức hợp nấm B. cinerea có khoảng 25-30 chủng loài và là tác nhân gây bệnh cho cây trồng. Từ phức hợp loài này một số loài mới Ďã Ďược phát hiện như B. pseudocinerea (Walker et al., 2011), B. caroliniana (Li et al., 2012), B. fabiopsis (Zhang et al., 2010a), B. sinoallii (Zhang et al., 2010b), ... Theo tiếng latinh Botrytis cinerea có nghĩa là ―nho giống như tro‖, ―nho‖ là chùm bào tử nấm Ďính trên cành bào tử, ―tro‖ chỉ màu xám của bào tử nấm (Liddell et al., 1940). Các loài Botrytis Ďược tách ra từ các loài Sclerotinia. Trước năm 1939, giai Ďoạn hữu tính của nấm Ďược gọi theo các tên Pezzia fuckeliana De Bary, Sclerotinia fuckeliana Fuckel (Hansen & Smith, 1932). Năm 1939, sau khi phát hiện Ďược quả thể Ďĩa của nấm khi phân lập từ các mẫu táo tây, cần tây, nho bị bệnh thối xám, Groves & Drayton (1939) Ďã xác Ďịnh giai Ďoạn hữu tính của nấm là Botryotinia fuckeliana. Đồng thời các tác giả cũng nhận thấy rằng không phải tất cả các chủng B. cinerea Ďều có giai Ďoạn sinh sản hữu tính là Botryotinia fuckeliana. Quả thể Ďĩa của nấm Botryotinia fuckeliania Ďã Ďược tìm thấy trên cây Ďậu bị bệnh thối xám tại miền trung và miền tây New York, Hoa kỳ. Tại Thụy Sĩ, quả thể Ďĩa của nấm Botryotinia fuckeliania cũng thu thập Ďược trên tàn dư lá nho bị bệnh thối xám (Blank, 1988). Cho tới những năm 80 của thế kỷ 20 các kết quả nghiên cứu về sự hình thành quả thể Ďĩa của nấm Ďã chứng minh Ďược Botryotiniana fuckeliana là giai Ďoạn sinh sản hữu tính của nấm B. cinerea (Faretra et al., 1989). Đặc Ďiểm hình thái của nấm B. cinerea Ďã Ďược mô tả bởi nhiều các nhà nghiên cứu. Theo Groves & Loveland (1953) cành bào tử phân sinh Ďa bào, kích thước 2×16- 30µm, trong suốt hoặc màu nâu xám, Ďầu cành phân nhánh không theo quy luật, tế bào ở Ďỉnh cành hơi phình to. Bào tử hình elip hoặc hình trứng, không màu hoặc màu nâu nhạt, kích thước 6-18×4-11µm.