Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lâm nghiệp: Khảo nghiệm cặn dịch chiết lá cây Keo lá tràm ở Đồng Nai để đánh giá tính kháng bệnh chết héo do nấm Ceratocystis sp.

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:127

Thêm vào BST

Báo xấu

25
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu của luận văn nhằm xác định cơ sở khoa học của việc chọn giống Keo lá tràm kháng bệnh chết héo thông qua sự có mặt của cặn dịch chiết từ lá qua 2 loại dung môi hữu cơ ME và MC. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lâm nghiệp: Khảo nghiệm cặn dịch chiết lá cây Keo lá tràm ở Đồng Nai để đánh giá tính kháng bệnh chết héo do nấm Ceratocystis sp.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TAO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN VĂN NAM KHẢO NGHIỆM CẶN DỊCH CHIẾT LÁ CÂY KEO LÁ TRÀM Ở ĐỒNG NAI ĐỂ ĐÁNH GIÁ TÍNH KHÁNG BỆNH CHẾT HÉO DO NẤM CERATOCYSTIS SP. CHUYÊN NGÀNH: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG MÃ SỐ: 60.62.02.11 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƢỜI HƢỚNG DẪN: GS.TS. PHẠM QUANG THU HÀ NỘI, 2016
LỜI CẢM ƠN Sau hai năm học tập tại Trƣờng Đại học Lâm nghiệp, tôi tiến hành thực hiện đề tài “ Khảo nghiệm cặn dịch chiết lá cây Keo lá tràm ở Đồng Nai để đánh giá tính kháng bệnh chết héo do nấm Ceratocystis sp. “ Xin chân thành cảm ơn GS.TS. Phạm Quang Thu, ngƣời thầy đã trực tiếp hƣớng dẫn và tận tình giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi nghiên cứu và hoàn thành đề tài. Xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo đã tham gia giảng dậy và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập; xin cảm ơn tới Ban Giám hiệu và Phòng đào tạo Sau Đại học, Trƣờng Đại học Lâm Nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi học tập tại Trƣờng. Xin cảm ơn tới Trung tâm nghiên cứu Bảo vệ rừng – Viện KHLN Việt Nam, cảm ơn tới tất cả đồng nghiệp và bạn bè đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện đề tài. Xin chân thành cảm ơn NCS Nguyễn Minh Chí, Phó trƣởng Bộ môn Chọn giống kháng sâu bệnh đã giúp đỡ tôi trong quá trình điều tra ngoại nghiệp và công tác nội nghiệp. Mặc dù đã rất cố gắng trong khi thực hiện đề tài nhƣng do kiến thức có hạn, điều kiện về thời gian và tài liệu tham khảo còn hạn chế nên chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót. Kính mong nhận đƣợc những ý kiến đóng góp, bổ sung của các nhà khoa học và các bạn đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội ,ngày tháng 10 năm 2016 Học viên Nguyễn Văn Nam i
ỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Đề tài : “Khảo nghiệm cặn dịch chiết lá cây Keo lá tràm ở Đồng Nai để đánh giá tính kháng bệnh chết héo do nấm Ceratocystis sp.” là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi dƣới sự hƣớng dẫn của GS.TS Phạm Quang Thu. Các nội dung nghiên cứu và các kết quả đƣợc trình bày trong luận văn là trung thực và chƣa đƣợc công bố trong bất kỳ luận văn nào. Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Học viên Nguyễn Văn Nam ii
MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ i LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................... ii MỤC LỤC ................................................................................................................ iii DANH MỤC BẢNG ............................................................................................... vi DANH MỤC HÌNH .............................................................................................. viii ĐẶT VẤN ĐỀ ...........................................................................................................1 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU..........................................................3 1.1.Tình hình nghiên cứu trên thế giới........................................................... 3 1.1.1 Nghiên cứu chung về Keo lá tràm ..................................................... 3 1.1.2 Nghiên cứu về bệnh hại Keo lá tràm ................................................. 3 1.1.3 Các nghiên cứu về tính kháng............................................................ 7 1.2 Nghiên cứu ở Việt Nam ......................................................................... 11 1.2.1 Nghiên cứu chung về Keo lá tràm ................................................... 11 1.2.2 Nghiên cứu về bệnh hại Keo lá tràm ............................................... 11 1.2.3 Các nghiên cứu về tính kháng.......................................................... 15 CHƢƠNG II: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU........................................................................................................ 20 2.1 Vị trí địa lý: ............................................................................................ 20 2.2. Địa hình: ................................................................................................ 21 2.3. Các loại đất đai:..................................................................................... 22 2.4. Khí hậu: ................................................................................................. 22 2.5 Đặc điểm kinh tế - xã hội ....................................................................... 23 2.6 Tính chất hóa học và vật lý của đất tại khu vực khảo nghiệm............... 25 CHƢƠNG III: MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU........................................................................................................ 27 3.1 Mục tiêu nghiên cứu .............................................................................. 27 iii
3.2 Đối tƣợng, phạm vi, thời gian nghiên cứu ............................................. 27 3.2.1 Đối tƣợng nghiên cứu ...................................................................... 27 3.2.2 Phạm vi nghiên cứu ......................................................................... 27 3.2.3 Thời gian nghiên cứu ....................................................................... 27 3.3 Nội dung nghiên cứu .............................................................................. 27 3.4 Phƣơng pháp nghiên cứu ....................................................................... 28 3.4.1 Phƣơng pháp phân lập và nghiên cứu đặc điểm nấm gây bệnh hại Keo lá tràm ...................................................................................................................... 28 3.4.2 Phƣơng pháp nghiên cứu ảnh hƣởng của 1 số nhân tố tới các chủng Ceratocystis sp. ......................................................................................... 31 3.4.3 Phƣơng pháp tách chiết cặn dịch chiết từ lá của 57 dòng Keo lá tràm với dung môi hữu cơ......................................................................... 32 3.4.4 Phƣơng pháp đánh giá khả năng ức chế nấm gây bệnh ......................... 34 3.4.5 Phƣơng pháp tuyển chọn các dòng Keo lá tràm .............................. 36 CHƢƠNG IV. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.......................... 38 4.1 Phân lập và mô tả đặc điểm của nấm gây bệnh chết héo Keo lá tràm... 38 4.1.1 Triệu chứng bệnh chết héo Keo lá tràm do nấm Ceratocystis sp. ... 38 4.1.2 Đặc điểm hình thái, hiển vi của nấm Ceratocystis sp..................... 39 4.1.3 Tính gây bệnh của các chủng nấm gây bệnh chết héo trên cành. .... 41 4.1.4 Kết quả định danh nấm gây hại. ...................................................... 43 4.2 Kết quả ảnh hƣởng của một số nhân tố tới nấm Ceratocystis sp........... 44 4.2.1 Ảnh hƣởng của nhiệt độ tới sự phát triển của nấm .......................... 44 4.2.2 Ảnh hƣởng của độ ẩm tới sự phát triển của nấm ......................... 46 4.2.3 Ảnh hƣởng của pH tới sự phát triển của nấm ........................................ 50 4.3 Tách chiết đƣợc cặn dịch chiết từ lá của các dòng Keo lá tràm với dung môi hữu cơ .......................................................................................... 53 iv
4.4. Đánh giá khả năng ức chế nấm gây bệnh đối với cặn dịch chiết đƣợc tách chiết từ lá với 2 loại dung môi của các dòng Keo lá tràm ................... 54 4.5 Tuyển chọn đƣợc các dòng Keo lá tràm sinh trƣởng nhanh kháng nấm gây bệnh chết héo......................................................................................... 58 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ....................................................................... 61 1. Kết luận ............................................................................................................... 61 2. Tồn tại .................................................................................................................. 61 3. Khuyến nghị ............................................................................................. 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................... 63 1. Tài liệu tiếng việt ................................................................................... 63 2. Tài liệu nƣớc ngoài .................................................................................. 65 PHỤ LỤC ................................................................................................................ 72 v
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 1. C. manginecans : Ceratocystis manginecans 2. C. acaciivora : Ceratocystis acaciivora 3. A. mangium : Acacia mangium 4. A. crassicarpa : Acacia crassicarpa 5. ME : dung môi methanol 6. MC: dung môi dimethylcloride 7. PDA: là môi trƣờng Potato Dextro Agar vi
DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Tính chất hóa học, thành phần cơ giới đất Sông Mây – Đồng Nai . 26 Bảng 3.1 Bảng phân cấp tính gây bệnh Ceratocystis sp. trên cành ................ 31 Bảng 3.2 Công thức tạo độ ẩm môi trƣờng ..................................................... 32 Bảng 3.3 Bảng phân cấp khả năng ức chế nấm gây bệnh .................................. 36 Bảng 3.4 Bảng phân cấp mức độ bị bệnh trên Keo lá tràm ............................ 37 Bảng 4.1Tính gây bệnh của Ceratocystis sp. trên cành .................................. 41 Bảng 4.2 Sinh trƣởng của nấm ở các thang nhiệt độ ...................................... 45 Bảng 4.3 Sinh trƣởng của nấm ở các thang độ ẩm ......................................... 47 Bảng 4.4 Sinh trƣởng của nấm ở các thang pH .............................................. 51 Bảng 4.5 Kết quả tách chiết cặn dịch chiết bằng dung môi hữu cơ ................ 53 Bảng 4.6 Khả năng ức chế của cặn dịch chiết đối với nấm bệnh ................... 55 Bảng 4.7: Đặc điểm sinh trƣởng, bệnh hại và khả năng kháng bệnh của các dòng Keo lá tràm ............................................................................................. 58 vii
DANH MỤC HÌNH Hình 4.1: Gỗ bị biến màu ................................................................................ 38 Hình 4.2: Hệ sợi nấm trên môi trƣờng PDA và Thể quả phun bào tử màu vàng cam .................................................................................................................. 39 Hình 4.3: Đặc điểm hình thái bào tử nấm Ceratocystis sp. ............................ 40 Hình 4.4 Kết quả giải mã trình tự đoạn gene 26s rADN ................................ 44 Hình 4.5: Đƣờng kính nấm ở các thang nhiệt độ ........................................... 46 Hình 4.6 Đƣờng kính nấm ở các thang ẩm độ ................................................ 48 Hình 4.7 Đƣờng kính của nấm ở các thang pH............................................... 52 Hình 4.8: Khả năng ức chế nấm C. manginecans gây bệnh chết héo ............. 57 viii
ĐẶT VẤN ĐỀ Keo lá tràm Acacia auriculifomis là một trong những loài cây đang đƣợc nghiên cứu gây trồng để cung cấp gỗ lớn phục vụ sản xuất các sản phẩm đồ mộc tiêu thụ trong nƣớc và xuất khẩu. Đây là loài cây đƣợc xác định là thích hợp với điều kiện đất đai, khí hậu ở Việt Nam và có diện tích gây trồng tƣơng đối lớn trong các chƣơng trình trồng rừng. Gỗ Keo lá tràm có thể phục vụ nhiều mục đích khác nhau nhƣ làm giấy, ván dăm, ván sợi…Keo lá tràm là loài cây lá rộng, mọc nhanh, gây trồng đƣợc trên nhiều loại đất, có biên độ sinh thái rộng, phù hợp cho trồng rừng trên quy mô lớn. Nhóm loài keo hiện đang đƣợc coi là các loài cây trồng rừng chính và đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế xã hội ở Việt Nam, đặc biệt với đời sống của ngƣời dân các tỉnh miền núi. Diện tích trồng keo ở Việt Nam tính đến năm 2013 đạt khoảng 1,1 triệu ha (Harwood và Nambiar, 2014) và 2015 đã đạt khoảng 1,3 triệu ha (Phạm Quang Thu, 2016). Do diện tích rừng trồng tập trung ngày một tăng lên, bệnh phấn hồng đã thƣờng xuyên xuất hiện và gây nhiều thiệt hại cho rừng trồng Keo, trong đó có Keo lá tràm ở những vùng có lƣợng mƣa cao nhƣ Thừa Thiên - Huế và các tỉnh thuộc Đông Nam Bộ (Nguyễn Hoàng Nghĩa, 2010). Những năm gần đây, một loại bệnh mới xuất hiện với triệu chứng héo lá và sau đó cây chết, nguyên nhân gây bệnh đƣợc xác định do nấm xanh phát triển trong thân cây, làm tắc các mạnh dẫn nƣớc dẫn đến tán lá thiếu nƣớc và hình thành triệu chứng héo. Nấm gây bệnh đã đƣợc phân lập và bƣớc đầu xác định là do nấm Ceratocystis sp. Nghiên cứu chọn tạo ra các giống Keo lá tràm sinh trƣởng nhanh, kháng bệnh là nhu cầu của thực tiễn và đang đƣợc Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn quan tâm và các nhà khoa học của Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam thực hiện. Có nhiều công trình khoa học chứng minh sản phẩm quá trình trao đổi chất thứ cấp trong thực vật là các hợp chất hóa học có hoạt tính sinh học đặc 1
biệt nhƣ kích thích sinh trƣởng cho cây chủ, là những chất độc đối với sâu hại tấn công, là các hợp chất ngăn cản, gây độc đối với mầm bệnh khi xâm nhiễm vào cơ thể cây chủ và tất cả đã thiết lập lên hàng rào bảo vệ sinh học cây chủ dƣới sự tác động của điều kiện sinh vật và phi sinh vật (Rayals et al., 1994, Micheal Oostendorp et al., 2001). Đã có nhiều công trình nghiên cứu về vấn đề tách chiết các hợp chất hóa học trong lá cây để tìm ra những loài cây có khả năng kháng nấm gây bệnh. Villegsas và cộng sự (1988) nghiên cứu dùng dung môi ete dầu lửa để tách chiết các hợp chất có hoạt tính kháng nấm gây bệnh từ lá loài cây Heteromopha trifoliateleaves. Sodipo và cộng sự (1991) tiến hành thí nghiệm đối với dịch chiết từ lá cây Garcinia cola và tìm thấy những hợp chất có thể kìm hãm sự phát triển của nấm Aspergillus niger. Đề tài “Khảo nghiệm cặn dịch chiết lá cây Keo lá tràm ở Đồng Nai để đánh giá tính kháng bệnh chết héo do nấm Ceratocystis sp.” là cơ sở khoa học quan trọng cho việc chọn các dòng kháng bệnh, sinh trƣởng nhanh trên khu khảo nghiệm. 2
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1.Tình hình nghiên cứu trên thế giới 1.1.1 Nghiên cứu chung về Keo lá tràm Keo lá tràm ( Acacia auriculiformis A. Cunn. Ex Benth.) có nguồn gốc từ Australia, Papua New Guinea và Indonexia, phân bố từ vĩ độ 5 -170Nam, tập trung chủ yếu từ 8 – 160 vĩ Nam. Độ cao thích hợp dƣới 100m so với mực nƣớc biển, lƣợng mƣa từ 1400 – 3400 mm/năm (Doran et al., 1997)[29]. Keo lá tràm là một loài cây quan trọng ở nhiều nƣớc nhiệt đới trong hơn một nửa thế kỷ qua. Chúng đƣợc trồng với mục đích làm bóng mát, dùng làm củi đốt hay trang trí. Keo lá tràm có chiều cao từ 8 - 20m, phân nhánh nhiều, thân không thẳng. Tuy nhiên trên 1 số loại đất trồng phù hợp chiều cao có thể đạt tới 30m, đƣờng kính 80cm, thân thẳng và đơn thân.(Pinyopusarerk, 1990)[52]. Hầu hết mật độ trồng Keo lá tràm hiện nay là 1x1m cho tới 4x4m. Mật độ 1x2m và 1.5x1.5 đƣợc ngƣời dân Trung Quốc hay trồng để lấy củi và làm cọc sào (Doran et al., 1997[29]. 1.1.2 Nghiên cứu về bệnh hại Keo lá tràm Bệnh chết héo do nấm Ceratocystis spp. gây hại có triệu chứng điển hình là thân hoặc cành bị nứt, xì nhựa hoặc xì nƣớc, vỏ và gỗ ở quanh vết bệnh bị biến màu ( Ake et al.,1992[24]; Wingfield et al., 1996[62]). C. fimbriata tạo ra một mùi vị trái cây mạnh mẽ thay đổi theo môi trƣờng. Điều này đã đƣợc giả định là một sự thích nghi với sự phát tán của các loài côn trùng là môi giới truyền bệnh. Những vết thƣơng tự nhiên hay từ các hoạt động của con ngƣời (tập quán canh tác và cắt tỉa) cũng góp phần làm nấm xâm nhiễm vào ký chủ dễ dàng hơn. C. fimbriata thƣờng phát triển tốt 3
nhất ở nhiệt độ 18 - 28 ° C và có thể sản sinh bào tử túi trong vòng một tuần (Ake et al., 1992[23]; Wingfield et al., 1996[62]). Kết quả phân lập bệnh hại từ đất và cây Keo đen tại Nam Phi đã thu đƣợc một số loại nấm gây bệnh thuộc cá chi Phytophthora, Seiridium, Sphaeropsis, Ceratocystis và Botryosphaeria trong đó có 2 loài nấm Phytophthora parasitica và C.albofundus gây bệnh nghiêm trọng nhất (Jolanda và Wingfield, 1997)[40]. Bệnh chết héo do nấm C.acaciivora đã gây ra dịch hại rất nghiêm trọng tại Malaixia, đặc biệt là đối với rừng trồng Keo tai tƣợng. Bệnh chết héo đã gây chết hàng nghìn ha Keo tai tƣợng tại phía Đông Sabah, Malaixia (Brawner et al., 2015[26]; Brawner et al., 2016[27]. Loài Ceratocystis sp. đƣợc biết đến nhiều bởi gây ra bệnh trên nhiều loài cây, bao gồm những cây trồng thƣơng mại nhƣ Acacia spp. Gần đây, ngƣời ta phân lập đƣợc các chủng Ceratocystis sp. từ những cây Keo tai tƣợng bị bệnh chết héo trong các đồn điền ở Indonexia. Để nhận dạng, đặc điểm hình thái và so sánh các dữ liệu trình tự ADN ngƣời ta đã sử dụng 2 loại cặp mồi : (1) cặp mồi ITS, (2) β-tubulin và EF1 – α. Nấm phân lập đƣợc xác định là C. manginecans, một tác nhân gây bệnh nghiêm trọng trên cây xoài ở Oman và Pakistan và một loài chƣa đƣợc mô tả trƣớc đây, đó là C. acaciivora. Cả hai loại nấm này khi đƣợc dùng để gây bệnh nhân tạo trên trên A. mangium và A. crassicarpa thì chúng đều gây ra những tổn thƣơng đáng kể. Tuy nhiên, tính gây bệnh của C. acaciivora là mạnh nhất cho thấy loại nấm này là nguyên nhân chính của bệnh chết héo cây ngoài tự nhiên. (Tarigan et al., 2011a)[57]. 4
Những năm gần đây, rừng trồng keo tại Indonexia đã xuất hiện một số loại bệnh hại nghiêm trọng trên diện rộng, trong đó chủ yếu là bệnh chết héo do nấm Ceratocystis sp. gây ra (Hardiyanto, 2014[35]; Yong et al., 2014[61]). Loài Ceratocystis sp. đã đƣợc xác định là nguyên nhân gây bệnh loét thân trên các loài sồi, các loài cây lá kim ở Châu Âu (Ferreira et al., 2011)[31]. Bảy loài Ceratocystis đã đƣợc tìm thấy trên các cây ký chủ là các cây thực vật lá kim. Nấm C. coerulescens thƣờng gây chuyển màu xanh ở gỗ của các loài thông ở Châu Âu và Bắc Mỹ. Một loài tƣơng tự Ceratocystis pinicola sp.nov. cũng đƣợc ghi nhận là chỉ làm gỗ trên thông chuyển màu xanh (Harrington và Wingfield, 1998) [37], gây bệnh chết héo trên cây Sồi (Harrington et al., 1998) [38]. Nấm C. fagacearum thƣờng gây bệnh chết héo trên cây Sồi, đặc biệt là tại Texas, Mỹ với khoảng 2500ha rừng Sồi bị bệnh, mỗi năm có hàng nghìn cây bị chết do bệnh hại ( Juzwik et al., 2011) [41]. Nấm C. fimbriata gây chết hàng loạt rừng Keo đen tại Nam Phi ( Barnes et al., 2005) [25]; gây bệnh nghiêm trọng trên cây bạch đàn tại Brazil (Harington et al., 2011) [39]. Nấm Ceratocystis sp. xâm nhiễm vào cây qua các vecto truyền bệnh là các loại côn trùng cánh cứng hoặc qua các vết tổn thƣơng do đốn tỉa cành. (Harrington, 2009) [36]. C. manginecans đã đƣợc xác định là loài nấm gây bệnh chết héo nghiêm trọng trên Keo tai tƣợng ở Indonesia, trong cùng khoảng thời gian đó, loài nấm này đƣợc Tarigan và đồng tác giả (2011a)[57] giám định là một loài mới với tên khoa học là C.accaciivora. Tuy nhiên loài C. accaciivora đó đã đƣợc giám định và khẳng định lại là C. manginecans ( Fourie et al., 2014) [32]. Kết quả giám định dựa trên việc so sánh trình tự chuỗi ADN đã khẳng định các mẫu nấm gây bệnh chết héo trên Keo lá tràm, keo lai và Keo tai 5
tƣợng thu tại Viêt Nam là C. manginecans ( Barnes và Wingfield, 2016[24]; Fourie et al., 2016[33]; Thu et al., 2014[59]), đồng thời cũng chính là loài nấm gây bệnh chết héo Keo tai tƣợng tại Indonexia, gây hại Xoài tại Oman và Pakistan ( Barnes và Wingfield, 2016[24]; Fourie et al., 2016[33]). Nghiên cứu của Fourie và đồng tác giả (2016)[33] đã khẳng định C. manginecans gây bệnh chết héo trên keo tại Việt Nam và Indonexia là một loài riêng chứ không phải nhƣ quan điểm phân loại trƣớc đây của Oliveria và đồng tác giả (2015) [48] khi cho rừng chúng thuộc tổ hợp loài C. fimbriata. Các nghiên cứu về đặc điểm hình thái của nấm Ceratocystis sp. đã đƣợc nhiều tác giả thực hiện. Quan sát các mẫu cà rốt đã dùng để bẫy nấm trên kính hiển vi soi nổi thấy rất nhiều thể hình cầu chứa bào tử mầu đen có sợi cổ nấm dài, phía trên đỉnh phun bào tử màu vàng bóng. Cấu trức chứa bào tử túi hình cầu hoặc gần cầu, có màu nâu đen đến đen chiều dài từ 106 – 222µm, chiều rộng từ 98 – 205µm, sợi cổ nấm dài từ 218 – 540µm, phía đầu cổ có những sợi tua ra là nơi phát tán bào tử hữu tính. Bào tử hữu tính có hình mũ chiều dài từ 4,5 – 7,6µm, chiều rộng 2,0 – 4,5µm. Bào tử vô tính đƣợc sản sinh từ sợi sơ sinh có hình trụ chiều dài từ 10,6 – 15,5µm, chiều rộng từ 1,3 – 3,4µm, bào tử vô tính đƣợc sản sinh từ sợi thứ sinh có hình trống chiều dài từ 5,5 – 8,6µm, chiều rộng từ 4,6 – 6,5µm. Bào tử áo có chiều dài từ 10,6 – 16,5µm, chiều rộng từ 8,2 – 12,5µm (Barnes et al., 2005[25]; Harrington và Wingfield, 1998[37]; Tarigan et al., 2011a[57]). Các nghiên cứu về một số đặc điểm sinh học và sinh thái của nấm Ceratocystis sp. đã đƣợc thựa hiện với một số thí nghiệm ở trong phòng thí nghiệm. Từ đó đã đƣa ra các kết luận về môi trƣờng nuôi cấy thích hợp với các loài nấm gây bệnh chết héo ( Barnes et al., 2005[25]; Harrington và Wingfield, 1998[37]). 6
1.1.3 Các nghiên cứu về tính kháng Hệ thống miễn dịch thực vật là các hợp chất hóa học ức chế vi sinh vật gây bệnh với 2 nhóm chính gồm: (1) hợp chất đối kháng vi sinh vật có sẵn trong cây (phytoanticipins) và (2) hợp chất đối kháng vi sinh vật tổng hợp (phytoalexins), hợp chất này đƣợc tổng hợp hoặc tích lũy khi cây bị mầm bệnh xâm nhiễm ( VanEtten et al., 1994) [60]. Các nghiên cứu đã chứng minh các sản phẩm của quá trình trao đổi thứ cấp trong cơ thể thực vật là các hợp chất hóa học có hoạt tính sinh học đặc biệt, có tác dụng kích thích sinh trƣởng hoặc kích kháng đối với sâu, bệnh hại cho cây. Các hợp chất hóa học có trong cây có thể là những chất gây độc đối với sâu hại hay là các hợp chất có tác dụng ngăn cản hoặc gây độc đối với vi sinh vật gây bệnh, qua đó tạo ra các hàng rào sinh học để bảo vệ cây chủ ( Michael et al., 2001[45]; Ryals et al., 1994 [55]). Hợp chất đƣợc tách chiết từ lá cây Heteromopha trifoliate đã đƣợc chứng minh là có khả năng ức chế nấm gây bệnh và dịch chiết từ lá cây Garcinia cola có khả năng ức chế mạnh đối với sự phát triển của nấm Aspergillus niger ( Sodipo et al., 1991) [56]. Axit salicylic là một loại hooc môn thực vật chủ chốt tồn tại trong cây giúp cây tạo ra những phản ứng chống lại sự xâm nhiễm của các mầm bệnh. Cơ chế tƣơng tác của axit salicylic với khả năng kháng bệnh trên cây trồng có thể do nó có vai trò trong quá trình sinh lý của cây nhƣ chế độ đóng – mở lỗ khí khổng, ra hoa, nảy mầm, quang hợp và chịu hạn. Kết quả nghiên cứu ban đầu đã xác định đƣợc các protein NPR1, NPR3 và NPR4 rất có tiềm năng tƣơng tác với axit salicylic giúp tăng cƣờng khả năng kháng bệnh cho cây (Dhirendra, 2014) [28]. Thí nghiệm gây bệnh nhân tạo cho nấm Corynespora cassicola xâm nhiễm trên các dòng Cao su kháng đã cho thấy sau 24h, cây cao su kháng đã 7
sinh tổng hợp ra chất scopoletin gấp 5 lần so với các dòng cao su mẫn cảm. Chất scopoletin có khả năng ức chế nấm gây bệnh Corynespora cassicola. (Frédéric et al., 1997) [34]. Thí nghiệm tiến hành khi cho cây hom Du sam tiếp xúc với dịch chiết từ cây mẫn cảm. Sau đó tiến hành lây nhiễm với 3 chủng nấm C. ulmi thì cây hom nhanh bị nấm xâm nhiễm gây chết. Còn những cây hom thu từ những cây kháng vẫn sinh trƣởng tốt khi tiếp xúc với nấm gây bệnh (Paula et al., 1990)[50]. Các nghiên cứu cho thấy, axit salicylic và axit jasmonic chỉ tác động đến khả năng kháng bệnh trong một hoặc một số giai đoạn phát triển của cây, trong khi đó ethylene ảnh hƣởng đến hầu hết các giai đoạn phát triển của cây nhƣng không trực tiếp tạo ra sức đề kháng hoặc kích kháng trực tiếp. Ethylene thƣờng đƣợc sản sinh khi cây bị vi sinh vật gây bệnh xâm nhiễm và kích hoạt các tế bào quanh vùng bệnh sản sinh kháng sinh ( Leendert et al., 2006) [42]. Nghiên cứu ảnh hƣởng của methyl jassmonate (MeJA) đến khả năng sinh trƣởng và kháng bệnh rụng lá trên cây Thông radiata cho thấy khi tiêm MeJA nồng độ 1,0mM đã giúp kích thích cây sinh trƣởng và ở nồng độ 4,5mM đã kích thích hoạt động của polyphenol oxidase tăng 2,3 lần so với đối chứng, qua đó kích thích khả năng đề kháng của cây (Nick et al., 2009) [46]. Nghiên cứu về cơ chế kháng sâu, bệnh hại của cây Vân sam Na Uy bằng cách tiêm nấm gây bệnh ( C. polonica ) vào vỏ cây đã kích thích cây tăng trƣởng lƣợng nhựa tiết ra đồng thời hàm lƣợng monoterpene cũng tăng lên đáng kể, khả năng đề kháng của cây có sự khác nhau. Ngoài ra, các cây trồng hỗn giao có khả năng đề kháng tốt hơn những cây trong rừng trồng thuần loài ( Peter et al., 2002) [51]. Trong nghiên cứu về tác động của biện pháp tỉa thƣa trong quản lý dịch bệnh hại cây Vân sam tại Canada đã cho thấy sau khi tỉa thƣa, lƣợng nhựa của cây tăng lên đáng kể. Qua đó đã giúp tăng 8
sức đề kháng của cây, giúp cây chống chịu và phục hồi nhanh sau dịch bệnh (Eric và Alvaro, 2013)[30]. Bệnh hại là nguyên nhân chính gây suy giảm năng suất cây trồng đồng thời quy mô và mức độ gây hại ngày càng có xu hƣớng tăng nặng. Do vậy, những năm gần đây công tác quản lý dịch bệnh thực vật luôn là một trong những mục tiêu chính của các chƣơng trình cải thiện giống cây trồng (Mayank et al., 2012) [44]. Các nghiên cứu về ảnh hƣởng của gene kháng và tác động của chế phẩm Baccilus thuringiensis ( Bt) và Bt toxin Cryl Ac trừ Sâu xanh, sâu đục quả hại cây đậu xanh, Lúa, Miến và Bông đã đƣợc thực hiện. Tỷ lệ vào nhộng và tỷ lệ sâu xanh phát triển thành con trƣởng thành khi cho sâu non ăn bằng bột của các cây kháng thấp hơn hẳn so với khi cho ăn bằng bột của các cây mẫn cảm. Ngoài ra, khi kết hợp nguồn thức ăn từ các cây kháng với chế phẩm Bt và Bt toxin Cryl Ac đã làm hạn chế sự sinh trƣởng phát triển của Sâu xanh, thậm chí chúng còn không thể đẻ trứng ( Paramasiva et al., 2014) [49]. Nghiên cứu lai tạo giống ớt kháng bệnh héo xanh vi khuẩn đã chọn đƣợc một số giống lai F1 với mức độ phân hóa về khả năng kháng bệnh rất cao. Trong đó đã xác định đƣờng dòng GKC – 29 và BS – 35 có khả năng kháng bệnh cao, trong khi dòng PBC – 535 rất mẫn cảm với bệnh hại ( Rai et al., 2014)[54]. Đối với hầ hết các loại bệnh do nấm Ceratocystis sp. gây ra, có những biến dị khác nhau ở cây chủ, mức độ kháng bệnh khác nhau giữa các cây cá thể và ở con lai. Qua nghiên cứu đã chọn lọc đƣợc cá dòng vô tính Bạc dƣơng kháng C.populicola ở Ba Lan ( Prybyl, 1984) [53]. Nghiên cứu chọn giống Keo tai tƣợng kháng bệnh chết héo do nấm C. accaciivora đã và đang đƣợc thực hiện ở Malaixia. Tuy nhiên, kết quả bƣớc 9
đầu cho thấy khả năng chống chịu bệnh chết héo của Keo tai tƣợng trong hai khảo nghiệm cho thấy các gia đình cũng nhƣ các xuất xứ đều bị bệnh và không có sai khác về tính kháng ( Brawner et al., 2015) [26]. Còn đối với 100 dòng Keo tai tƣợng chọn lọc từ các gia đình thuộc 2 xuất xứ Queensland và Papua New Guinea trong vƣờn giống vô tính, chỉ xác định đƣợc 10 dòng ít bị hại, có khả năng chống chịu ở mức trung bình ( Brawner et al., 2016) [27]. Đây là một thách thức lớn đối với công tác chọn giống kháng bệnh chết héo nói chung và chọn giống Keo tai tƣợng ở Malaixia. Sử dụng giống kháng bệnh chết héo do nấm C. acaciivora đang đƣợc xem là giải pháp khả thi nhất trong công tác quản lý dịch hại rừng trồng tại Indonexia ( Tarigan et al., 2016) [58]. Dự án ACIAR đƣợc triển khai với mục tiêu chọn lọc nguồn giống kháng bệnh chết héo từ nguồn gên Keo tai tƣợng và Keo lá liềm. Chiến lƣợc của dự án gồm các vấn đề, từ việc chuẩn bị nguồn vật liệu vô tính, gây bệnh nhân tạo để chọn lọc sớm, nhân giống các dòng kháng bệnh, xây dựng các mô hình kiểm tra tính kháng và xây dựng các khảo nghiệm kiểm tra lại tính kháng. Các khảo nghiệm đƣợc xây dựng tại 3 điểm thuộc Sumatra, Indonexia (Nirsatmanto et al., 2016) [47]. Cây con 12 tuần tuổi của các loài A. auriculiformis, A. mangium, A. crassicarpa, A. aulacocarpa và keo lai đã đƣợc gây bệnh nhân tạo. Hai tuần sau khi gây bệnh, cây của các loài A. mangium, A. aulacocaropa và keo lai bắt đầu héo, trong khi đó Keo lá tràm (A. auriculiformis) và Keo lá liềm (A.crassicarpa ) thể hiện khả năng chống chịu tốt, đây là nguồn gên kháng bệnh rất triển vọng (Tarigan et al., 2016) [58]. Kết quả nghiên cứu đa dạng di truyền của rừng trồng Keo lá tràm và Keo tai tƣợng tại Đông Nam Á đã xác định đƣợc chỉ số tự thụ phấn ở Keo lá tràm từ 0,135 – 0,537 và ở keo tai tƣợng là từ 0,014 – 0,738. Đồng thời đã xác định đƣợc 37 gene và protein trong các gia đình có lien quan đến tính kháng 10
bệnh chết héo làm cơ sở cho việc chọn giống kháng bệnh (Maid và Ratnam, 2016) [43]. 1.2 Nghiên cứu ở Việt Nam 1.2.1 Nghiên cứu chung về Keo lá tràm Keo lá tràm sinh trƣởng khá trên các dạng đất thấp và ở vùng nhiệt đới, có thể gây trồng trên nhiều lập địa, kể cả các lập địa xấu đến rất xấu, nghèo dinh dƣỡng, đất sét, đất nhiễm mặn và đất ngập úng theo mùa. Keo lá tràm thƣờng chỉ cao từ 10 – 20m, nhiều cành nhánh và thân thƣờng không thẳng. Tuy nhiên, trên các lập địa tốt Keo lá tràm sinh trƣởng khá nhanh, chiều cao có thể đạt 25 – 30m với hình thân tốt, thẳng, phần cành cao ( Lê Đình Khả, 1993[6]; Nguyễn Hoàng Nghĩa, 2003[8]; Nguyễn Huy Sơn, 2003[14]). Loài cây này có khả năng cố định đạm, bộ rễ phát triển rất mạnh, đặc biệt là hệ thống rễ phụ phát triển gần bề mặt đất. Ở giai đoạn vƣờn ƣơm, rễ cọc phát triển rất nhanh, có thể đạt 12 – 17cm ở 2 tháng tuổi và 20 – 30cm ở 4 – 5 tháng tuổi đồng thời rễ phụ cũng bắt đầu phát triển mạnh. Ở giai đoạn 6 năm tuổi, rễ cọc chỉ phát triển ăn sâu khoảng 80cm nhƣng hệ thống rễ phụ có thể phát triển rộng tới 460cm (Cao Thọ Ứng và Nguyễn Xuân Quát, 1986) [21]. Keo lá tràm đã đƣợc nhập nội về trồng ở miền Nam vào đầu những năm 1960 (Lê Đình Khả, 1993) [6], sau đó đƣợc gây trồng ở Ba Vì – Hà Nội vào năm 1982, Hóa Thƣợng Thái Nguyên vào 1984 và Đại Lải – Vĩnh Phúc vào năm 1986 (Đoàn Bổng, 1996[1]; Nguyễn Hoàng Nghĩa, 1992[7]), và ở nhiều nơi trên cả nƣớc làm nền tảng cho các nghiên cứu sau này về khả năng thích nghi, chọn giống, gây trồng và sâu bệnh hại. 1.2.2 Nghiên cứu về bệnh hại Keo lá tràm Nguyên nhân gây bệnh chết héo trên cây trồng ở Việc Nam đã đƣợc xác định là do 2 chủng nấm: (1) Phytophthora sp. gây hại, (2) Ceratocystis 11