Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu sử dụng xạ khuẩn Streptomyces để sản xuất chế phẩm sinh học phòng trừ bệnh nấm phấn trắng trên cây đậu tương và dưa chuột

Chia sẻ: Cỏ Xanh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:72

Thêm vào BST

Báo xấu

41
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là nghiên cứu sản xuất và thử nghiệm chế phẩm xạ khuẩn Streptomyces trong phòng trừ nấm phấn trắng gây hại cây đậu tương và dưa chuột góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất, an toàn với môi trường và sức khỏe của con người.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu sử dụng xạ khuẩn Streptomyces để sản xuất chế phẩm sinh học phòng trừ bệnh nấm phấn trắng trên cây đậu tương và dưa chuột

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ HỒNG NHUNG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG XẠ KHUẨN STREPTOMYCES ĐỂ SẢN XUẤT CHẾ PHẨM SINH HỌC PHÒNG TRỪ BỆNH NẤM PHẤN TRẮNG TRÊN CÂY ĐẬU TƢƠNG VÀ DƢA CHUỘT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội, 2015
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ HỒNG NHUNG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG XẠ KHUẨN STREPTOMYCES ĐỂ SẢN XUẤT CHẾ PHẨM SINH HỌC PHÒNG TRỪ BỆNH NẤM PHẤN TRẮNG TRÊN CÂY ĐẬU TƢƠNG VÀ DƢA CHUỘT Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trƣờng Mã số: 60 22 03 20 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Phạm Ngọc Dung PGS.TS Đồng Kim Loan Hà Nội, 2015
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Tất cả các số liệu trên địa bàn nghiên cứu của luận văn là trung thực, chưa từng được ai công bố trong bất kỳ luận văn nào khác và xin cam đoan rằng các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ nguồn gốc. Tôi xin cảm ơn mọi sự giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện tốt luận văn này. Hà Nội, ngày 10 tháng 12 năm 2015 Học viên Nguyễn Thị Hồng Nhung
LỜI CẢM ƠN Luận văn này được thực hiện tại bộ môn bệnh cây, viện Bảo vệ thực vật. Để hoàn thành được luận văn này tôi đã nhận được rất nhiều sự động viên, giúp đỡ của nhiều cá nhân và tập thể. Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Phạm Ngọc Dung và PGS.TS. Đồng Kim Loan đã hướng dẫn tôi thực hiện nghiên cứu của mình. Xin cùng bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến tập thể cán bộ bộ môn bệnh cây, viện Bảo vệ thực vật đã đem lại cho tôi những kiến thức bổ trợ, vô cùng có ích và tạo điều kiện tốt nhất giúp tôi thực hiện nghiên cứu của mình. Cũng xin gửi lời cám ơn chân thành tới, Bộ môn Công nghệ môi trường, Khoa Môi trường, Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo sau đại học - Đại học khoa học tự nhiên đã tạo điều kiện cho tôi trong quá trình học tập cũng như trong thời gian thực hiện nghiên cứu. Cuối cùng tôi xin gửi lời cám ơn đến gia đình, bạn bè, những người đã luôn bên tôi, động viên và khuyến khích tôi trong quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu của mình. Hà Nội, ngày 10 tháng 12 năm 2015 Học viên Nguyễn Thị Hồng Nhung
MỤC LỤC MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................. 3 1.1. Bệnh phấn trắng và tác hại của bệnh phấn trắng đối với cây trồng ............. 3 1.1.1. Đặc điểm hình thái của nấm phấn trắng........................................................... 3 1.1.2. Tác hại của bệnh phấn trắng đối với cây đậu tương và cây dưa chuột ............ 6 1.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ................................................................... 7 1.2.1. Tình hình gây hại của bệnh phấn trắng trên cây trồng .................................... 7 1.2.2. Một số kết quả nghiên cứu về vi sinh vật đối kháng trong phòng trừ bệnh ............... 9 1.3. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc ................................................................... 14 1.3.1. Ý nghĩa kinh tế và tình hình gây hại của bệnh phấn trắng trên một số cây trồng ở Việt Nam ....................................................................................................... 14 1.3.2. Một số kết quả nghiên cứu về vi sinh vật đối kháng trong phòng trừ bệnh .... 22 1.4. Các biện pháp phòng trừ bệnh nấm phấn trắng ........................................... 24 1.5. Ƣu điểm của phƣơng pháp vi sinh vật ........................................................... 25 CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................... 26 2.1. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ................................................................... 26 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu ..................................................................................... 26 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ......................................................................................... 26 2.2. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị thí nghiệm ....................................................... 26 2.2.1. Hóa chất và nguyên liệu .................................................................................. 26 2.2.2. Dụng cụ và thiết bị .......................................................................................... 26 2.3. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................ 26 2.3.1. Nghiên cứu sản xuất chế phẩm sinh học xạ khuẩn Streptomyces (SM19) ..... 26 2.3.2. Nghiên cứu thử nghiệm chế phẩm xạ khuẩn SM19 trong phòng trừ bệnh phấn trắng trên cây đậu tương và dưa chuột ..................................................................... 27 2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu................................................................................. 27 2.4.1. Phương pháp phân tích tài liệu thứ cấp.......................................................... 27 2.4.2. Phương pháp khảo sát, lấy mẫu đồng ruộng và bố trí thực nghiệm............... 27
2.4.3. Phương pháp thực nghiệm trong phòng thí nghiệm ....................................... 28 2.4.4. Nghiên cứu phương pháp bảo quản sản phẩm đã nhân sinh khối xạ khuẩn .. 30 2.4.5. Đánh giá khả năng phòng trừ bệnh của chế phẩm trong điều kiện nhà lưới ............ 30 2.4.6. Đánh giá hiệu quả của chế phẩm trong phòng trừ bệnh trên đồng ruộng................. 31 2.5. Phƣơng pháp tính toán và xử lý số liệu .......................................................... 32 2.5.1. Phương pháp tính toán ................................................................................... 32 2.5.2. Phương pháp xử lý số liệu.............................................................................. 33 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................... 34 3.1. Kết quả nghiên cứu khả năng đối kháng của xạ khuẩn SM19 đối với nấm phấn trắng gây hại đậu tƣơng và dƣa chuột trong phòng thí nghiệm ............... 34 3.1.1. Xạ khuẩn đối với nấm phấn trắng gây hại đậu tương .................................... 34 3.1.2. Xạ khuẩn đối với nấm phấn trắng gây hại dưa chuột ..................................... 35 3.2. Kết quả nghiên cứu sản xuất chế phẩm sinh học xạ khuẩn Streptomyces SM19 ......................................................................................................................... 36 3.2.1. Nghiên cứu chế phẩm dạng lỏng ..................................................................... 36 3.2.2. Kết quả nghiên cứu chế phẩm dạng bán xốp .................................................. 42 3.2.3. Khả năng tồn tại của xạ khuẩn SM19 trong chế phẩm sau bảo quản ............ 44 3.2.4. Hoàn thiện quy trình sản xuất chế phẩm đơn chủng SM19 dạng bán xốp ..... 45 3.3. Nghiên cứu hiệu quả phòng trừ bệnh phấn trắng của chế phẩm xạ khuẩn SM19 trong điều kiện nhà lƣới .............................................................................. 46 3.3.1. Trên cây đậu tương ......................................................................................... 46 3.3.2. Trên cây dưa chuột.......................................................................................... 47 3.4. Nghiên cứu hiệu quả phòng trừ bệnh phấn trắng của chế phẩm xạ khuẩn SM19 ngoài đồng ruộng .......................................................................................... 48 3.4.1. Sơ lược về khu vực nghiên cứu thực nghiệm................................................... 48 3.4.2. Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm đến khả năng diệt trừ bệnh phấn trắng trong thí nghiệm diện hẹp ......................................................................................... 50 3.4.3. Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm đến khả năng diệt trừ bệnh phấn trắng cho thí nghiệm diện rộng ................................................................................................. 52
3.4.4. Ảnh hưởng của thời điểm xử lý chế phẩm đến khả năng diệt trừ bệnh phấn trắng cho thí nghiệm diện rộng ................................................................................. 53 3.4.5. Ảnh hưởng của số lần xử lý chế phẩm đến khả năng diệt trừ bệnh phấn trắng cho thí nghiệm diện rộng........................................................................................... 54 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 57 PHỤ LỤC ................................................................................................................. 61
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BVTV : Bảo vệ thực vật CT1 : Công thức 1 CT2 : Công thức 2 CT3 : Công thức 3 CT4 : Công thức 4 CT5 : Công thức 5 CSB : Chỉ số bệnh CV : Độ biến động của thí nghiệm (%) HQ : Hiệu quả HQPT : Hiệu quả phòng trừ N : Ngày SXL : Sau xử lý TXL : Trước xử lý TLB : Tỷ lệ bệnh VSV : Vi sinh vật
DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1. Hiệu quả phòng trừ của dòng xạ khuẩn đối kháng SM19 đối với nấm phấn trắng trên cây đậu tương ...................................................................................34 Bảng 3.2. Hiệu quả phòng trừ của dòng xạ khuẩn đối kháng SM19 đối với nấm phấn trắng trên cây dưa chuột ...................................................................................35 Bảng 3.3. Ảnh hưởng của lượng bột đậu trong môi trường nhân nuôi đến khả năng nhân sinh khối của xạ khuẩn SM19 ..........................................................................36 Bảng 3.4. Ảnh hưởng của các loại môi trường dạng lỏng nhân nuôi đến khả năng nhân sinh khối của xạ khuẩn SM19 ..........................................................................37 Bảng 3.5. Ảnh hưởng của tần số vòng lắc đến sự phát triển của xạ khuẩn SM19...38 trong môi trường nhân sinh khối ...............................................................................38 Bảng 3.6. Ảnh hưởng của thời gian lắc đến sự phát triển của xạ khuẩn SM19 trong môi trường nhân sinh khối ...............................................................................................39 Bảng 3.7. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của xạ khuẩn SM19 trên môi trường nhân sinh khối ...............................................................................................41 Bảng 3.8. Ảnh hưởng của độ pH đến sự phát triển của xạ khuẩn SM19 trên môi trường nhân sinh khối ...............................................................................................42 Bảng 3.9. Ảnh hưởng của các loại môi trường nhân nuôi dạng bán xốp đến khả năng nhân sinh khối của xạ khuẩn SM19 .................................................................43 Bảng 3.10. Khả năng tồn tại của xạ khuẩn SM19 trong chế phẩm đơn chủng (SM19) sau bảo quản ..............................................................................................................44 Bảng 3.11. Hiệu quả phòng trừ của dòng SM19 đối với bệnh phấn trắng trên cây đậu tương trong nhà lưới ...........................................................................................47 Bảng3.12. Hiệu quả phòng trừ của dòng SM19 đối với bệnh phấn trắng trên cây dưa chuột trong nhà lưới ...........................................................................................48 Bảng 3.13. Hiệu quả của chế phẩm SM19 đối với bệnh phấn trắng trên cây dưa chuột ở các nồng độ khác nhau (thí nghiệm diện hẹp) .............................................50 Bảng 3.14. Hiệu quả của chế phẩm SM19 đối với bệnh phấn trắng trên cây đậu tương ở các nồng độ khác nhau (thí nghiệm diện hẹp) .............................................51
Bảng 3.15. Hiệu quả của nồng độ chế phẩm SM19 đối với bệnh phấn trắng trên cây đậu tương ở diện rộng ...............................................................................................52 Bảng 3.16. Hiệu quả của chế phẩm SM19 đối với bệnh phấn trắng trên cây đậu tương ở các thời điểm phun khác nhau (thí nghiệm diện rộng) ................................53 Bảng 3.17. Hiệu quả của số lần phun chế phẩm SM19 đối với bệnh phấn trắng trên cây đậu tương ở diện rộng .........................................................................................54
DANH MỤC HÌNH Hình1.1. Bệnh nấm phấn trắng trên cây dưa chuột .....................................................7 Hình 1.2. Triệu chứng bệnh trên cây xoài .................................................................16 Hình 1.3. Triệu chứng bệnh phấn trắng trên cây cam quýt .......................................17 Hình 3.1. Ảnh hưởng của tần số vòng lắc đến khả năng nhân sinh khối của xạ khuẩn SM19 .........................................................................................................................39 Hình 3.2. Ảnh hưởng của thời gian lắc đến sự phát triển của xạ khuẩn SM19 trong môi trường nhân sinh khối ........................................................................................40 Hình 3.3. Ảnh hưởng của môi trường nhân sinh khối nhân nuôidạng bán xốp đến khả năng nhân sinh khối của xạ khuẩn SM19 ...........................................................43 Hình 3.4. Quy trình sản xuất chế phẩm dạng bán xốp ..............................................45
MỞ ĐẦU Bệnh phấn trắng được xác định là loại bệnh gây hại trên rất nhiều loại cây trồng có giá trị ở Việt Nam và cũng đã được ghi nhận gây hại trên một số loại cây ăn quả. Các gây hại đối với các cây ăn quả được ghi nhận là: Làm rụng đọt non, rụng hoa, rụng trái non trên cây xoài và làm cháy lá, thân cành, giảm đáng kể đến năng suất nho ở Bình Thuận. Trên cây mận ở Sơn La bệnh phấn trắng gây hại ở mọi loại hình vườn, từ vườn ươm, vườn kiến thiết cơ bản đến vườn giai đoạn kinh doanh. Ngoài ra, bệnh phấn trắng đã được phát hiện gây hại hầu hết các diện tích trồng cam quýt ở các tỉnh phía Bắc như: Mộc Châu, Hà Giang, Tuyên Quang, Điện Biên, Lạng Sơn… do nấm Oidium tingitaninum xâm nhiễm và gây hại trên các bộ phận non của cây. Cây đậu tương (Glycine max (L) Merr) là cây công nghiệp và thực phẩm có giá trị kinh tế cao. Ở Việt Nam diện tích cây đậu tương khoảng 185.000 ha, năng suất trung bình 14 tạ/ ha, sản lượng khoảng 245 nghìn tấn (FAOSTAT Database, 2006). Hiện nay, bệnh phấn trắng đang gây hại khá nặng trên nhiều diện tích trồng đậu tương và trên nhiều giống mới có năng suất cao như giống DT26 làm thiệt hại đáng kể đến năng suất đậu tương (Vũ Triệu Mân, 2007) [6]. Các cây thuộc họ bầu bí, Cucurbitacea, như khổ qua, dưa chuột, dưa hấu, bí đao, bí đỏ... được trồng phổ biến ở nhiều vùng trong cả nước. Trong đó, dưa chuột (Cucumis sativus) và bầu bí (Cucurbita moschata) thuộc họ Cucurbitacea là những cây trồng đem lại giá trị kinh tế cao. Tuy nhiên, các cây trồng này thường bị một số đối tượng dịch hại gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng suất và chất lượng thương phẩm quả. Đặc biệt bệnh phấn trắng là bệnh nặng nhất đã gây thiệt hại lớn đến năng suất quả dưa chuột siêu bi và dưa chuột ăn tiêu thụ trong nước và xuất khẩu. Việc phòng trừ sâu bệnh nói chung và bệnh phấn trắng nói riêng trên các loại cây trồng ở nước ta vẫn đang phải dựa vào biện pháp hóa học là chủ yếu. Trong bối cảnh hiện nay khi Việt Nam đã là một thành viên của Tổ chức Thương mại Quốc tế (WTO) thì việc sử dụng thuốc hoá học quá nhiều để phòng trừ bệnh gây ảnh hưởng lớn đến chất lượng quả, sức khoẻ của người sản xuất và tiêu dùng, gây ô nhiễm, suy thoái môi trường đang là một thách thức lớn cần được giải quyết. Nghiên cứu áp dụng các biện pháp sinh học trong phòng trừ sâu bệnh có ý nghĩa to lớn, đáp ứng -1-
các yêu cầu trong sản xuất nông sản hàng hóa đồng thời có thể giảm thiểu những tác động bất lợi tới môi trường đảm bảo phát triển bền vững. Việc khảo sát đánh giá hiệu quả của các chế phẩm sinh học đến chất lượng và năng suất cây trồng cũng như ảnh hưởng của chế phẩm đến môi trường là rất quan trọng để tìm ra lọai chế phẩm thực sự hiệu quả đối với từng loại bệnh, đây là lý do để học viên thực hiện đề tài “Nghiên cứu sử dụng xạ khuẩn Streptomyces để sản xuất chế phẩm sinh học phòng trừ bệnh nấm phấn trắng trên cây đậu tương và dưa chuột”. Mục tiêu của đề tài: Nghiên cứu sản xuất và thử nghiệm chế phẩm xạ khuẩn Streptomyces trong phòng trừ nấm phấn trắng gây hại cây đậu tương và dưa chuột góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất, an toàn với môi trường và sức khỏe của con người. Nội dung của đề tài: - Nghiên cứu sản xuất chế phẩm sinh học xạ khuẩn Streptomyces (SM19) đến tác nhân gây bệnh phấn trắng - Nghiên cứu thử nghiệm chế phẩm xạ khuẩn SM19 trong phòng trừ bệnh phấn trắng trên cây đậu tương và dưa chuột -2-
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Bệnh phấn trắng và tác hại của bệnh phấn trắng đối với cây trồng 1.1.1.Đặc điểm hình thái của nấm phấn trắng Trong giai đoa ̣n đầ u của khoa ho ̣c về nấ m , mố i quan hê ̣ giữa bào t ử nang Erysiphacae (Erysyphacean ascocarps) và dạng bào tử vẫn còn chưa xác đinh. ̣ Kiế n thức về mố i quan hê ̣ này dầ n dầ n đươ ̣c sáng tỏ. Nhiề u tác giả đã mô tả và vẽ các hình thái khác nhau n ày theo những tên và loài khác nhau có thể được phân biệt thông qua đă ̣c điểm của cành bào tử phân sinh (conidiophores). Hình thái bào tử đă ̣c biê ̣t có mố i tương quan với hình thái c ủa quả thể (cleistothecial). Các bào t ử của nấm phấn trắng là cực kỳ đa dạng và không thể sử dụng cho mục đích phân loại . Lựa cho ̣n này đã đươ ̣c nhiề u tác giả chấ p nhâ ̣n và có ảnh hưởng lớn đế n sự phát triể n phân loại hình thái của nấ m Erysiphaceae . + Sợi nấ m (Mycelium): Sơ ̣i nấ m (Mycelium) của Erysiphe, Microsphaera, Unciula, Sphaerotheca, Podosphaera và hầu hết các giống khác là d ạng biể u sinh (epiphytic), sống trên bề mặt thực vật. Các sợi nấm bán nội sinh được tìm thấy ở các loài Phyllactinia và Pleochaeta . Sợi nấm bám bề mặt đi vào trong mô lá thông qua lỗ khí khổng và hình thành sợi nấm bên trong. Tuy nhiên, loài Leveillula, sợi nấm dạng nội sinh nhiều hơn, mặc dù những loài của gen này thường sản sinh ra những đám sợi dày đặc bao phủ ở bên ngoài. Ban đầu sợi nấm phấn trắng là trong suốt, có vách ngăn, vách mỏng. Tế bào sợi nấm là đơn nhân và không bào, hốc nhỏ. Chiều rộng có kích thước khác nhau từ 2 – 10 µm, chiều dài từ 20 – 150 µm. Sợi phân nhánh nhiều hoặc ít góc phải. Sợi nấm mọc có nhiều hình dạng khác nhau, chúng có thể mọc thẳng hoặc ngoằn ngoèo hoặc quặp và có thể chóng phai mờ hoặc ít hoặc nhiều dai dẳng, bền bỉ. Đây cũng là đặc điểm hình thái để phân loại nấm. + Giác bám (appressoria): Giác bám là bộ phận mọc bên cạnh sợi nấm, chúng có chức năng gắn sợi nấm vào bề mặt của cây ký chủ và bắt đầu vòi hút. Giác bám cũng xuất hiện ở cuối ống mầm của bào tử. Theo Boesewinkel (1982b) đã chia thành 4 loại giác bám [15]. -3-
- Giác bám không phân biệt rõ: loại này có đặc điểm bằng sự phình chiều rộng của sợi nấm. Trên tất cả nó được tìm thấy ở các loài khác nhau của Sphaerotheca, e.g. Sph. Epilobii, fugax hoặc fusca. - Giác bám phân biệt rõ, dạng núm lồi: loại này phân bố rộng ở họ Erysiphaceae (ví dụ Erysiphe sect. Golovinomyces, Arthrocladiella, một vài loài Sphaerotheca và Podosphaera). Giác bám thì không dạng thùy nhưng bề mặt có thể có một vài khía tròn nhỏ. - Giác bám phân biệt rõ, dạng thùy: dạng này thường phân thùy không đều, phạm vi rộng từ thùy nhẹ đến dạng nhiều thùy. Một sự phân chia rõ giữa giác bám thùy nhẹ hoặc thùy ở mức độ vừa phải và loại nhiều thùy hầu như thực hiện được. Có sự dịch chuyển khác nhau giữa dạng núm lồi và dạng thùy. Giác bám dạng thùy như loài Erysiphe sect. Erysiphe, Microsphera và Uncinula. - Giác bám phân biệt rõ, dạng núm lồi hình móc hoặc thon dài: đây là loại đặc biệt được thấy ở một vài loài của Phyllactinia. + Ống hút (haustoria): Là bộ phận cung cấp thức ăn. Ống hút này mọc từ trung tâm của giác bám. Dưới kính hiển vi quang học đều cho thấy ống hút đều có ít hoặc nhiều cấu trúc dạng thùy. Ống hút dạng nhiều thùy của loài Blumeria graminis. Cấu trúc thực của bộ phận này rất phức tạp. Vì vậy đặc điểm của cấu trúc này không dung để phân loại. + Cành bào tử phân sinh (Conidiophores): Cành bào tử phân sinh cũng có nhiều đặc điểm để phân loại nấm phấn trắng ở giai đoạn vô tính. Cành bào tử phân sinh của các loài Oidium có vài vách ngăn, vách ngăn ở đáy được gọi là vách chân đáy, thường từ 1 – 3 vách, một vài trường hợp nhiều hơn, hiếm khi ít hơn. Chiều dài của những vách này khác nhau và thường là đặc điểm đặc trưng của loài. Chúng có thể ngắn, dài hoặc trung bình, có một vách dài và có thể có theo một hoặc hai vách ngắn hơn. Vách có khả năng sinh ra thì luôn ở gần tận cùng. Tiếp theo vách chân đáy là vách có khả năng sinh sản. Bước đầu tiên được đánh dấu bằng sự kéo dài của vách này, tiếp theo là sự phân chia hình thành một bào tử đầu tiên ở đỉnh, và một vách ở phía dưới duy trì khả năng kéo dài của nó. Quá trình này có thể lặp lại, do đó số lượng bào tử ban đầu có thể tăng. Vì vậy, vách đi theo được xếp là vách sinh sản và có khả năng sinh ra số lượng bào tử khác nhau. -4-
+ Bào tử vô tính (Conidia): Bào tử của họ Erysiphaceae là bào tử phân sinh, chúng được sinh ra ở dạng chuỗi (dạng Euoidium của giống Oidium) hoặc dạng đơn (dạng Pseudoidium của giống Oidium, Ovulariopsis, Streptopodium). Sự phát triển trạng thái bào tử của nhiều loài (đăc biệt Erysiphe sect. Erysiphe) trải qua chu kỳ một ngày đêm. Sự hình thành giác bám và phân chia tế bào sinh sản, quá trình rụng, phát tán và nảy mầm bào tử loài Erysiphe polygoniss. Salmon xuất hiện chủ yếu trong giai đoạn có ánh sang trong ngày. Ở loài Erysiphe beta mỗi cành bào tử hình thành một bào tử trong 24 giờ và bào tử này hoàn toàn phân biệt được và trưởng thành vào buổi trưa. Bào tử không màu, đơn bào và một nhân, có không bào, vách tế bào mỏng có chưa nhiều giọt dầu và nhiều hạt nhỏ. Không bào có thể chưa nước, chuyển động brown của các hạt đôi khiquan sát thấy được. Bào tử của một số giống như Sphaerotheca, Podosphaera, Cystotheca hoặc Sawandaea có chứa các hạt khúc xạ trông thấy rõ, các loại này thường được biết đến dưới thể sợi xơ. Bản chất của cấu trúc này hiện vẫn còn chưa rõ. Bào tử có kích thước chiều dài: chiều rộng từ 5µm (vi bào tử của Sawandaea) đến – 110 µm (Oidiopsis macrospora) nhưng kích thước bào tử thường rất khác nhau Kích thước bào từ ở một mẫu thu được phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau như độ ẩm, cây ký chủ và tuổi của lá cây ký chủ và mùa vụ. Bào tử có thể khác nhau về kích thước và hình dạng tùy thuộc vào ở mặt trên hay mặt dưới của lá. Tỷ lệ dài/rộng và hình dạng thường không đổi và có thể sử dụng nhiều trong phân loại. Hình dạng lại có sự khác biệt lớn và có ý nghĩa trong phân loại. Bào tử có đặc tính lưỡng hình đã được biết đến ở loài Levellula và Streptopodium. Hình dạng khác nhau của bào tử là đặc trưng cho loài và là đặc điểm trong phân loại nấm phấn trắng. Bào tử phấn trắng thường có dạng hình trứng, quả chạnh, hình elip, hình trụ, hình vại, hình lưỡi mác, hình chùy, hình lưỡi mác ngược, hình trụ với đáy tròn đầu hơi nhọn, dạng bào tử mỉco và macro. Bào tử của loài Ovulariopsis hầu hết có hình chùy hoặc hình thoi. Loài Phyllactinia angulata bào tử có hình góc, loài Leveillula lanuginosa và saxaouli chỉ hình thành bào tử dạng hình trụ có đai hình nhẫn ở đỉnh. -5-
+ Sự nảy mầm của bào tử (Germination): Sự nảy mầm của bào tử phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ và ẩm độ. Trên cây ký chủ, bào tử nảy mầm với ống mầm đầu tiên phát triển thành sợi nấm. Điều kiện ngoại cảnh ảnh hưởng lớn đến khả năng nảy mầm của bào tử. Thời gian cần thiết cho sự nảy mầm từ khi bắt đầu đến khi kết thúc (độ dài và phát triển đầy đủ của ống mầm) phụ thuộc vào từng loài riểng biệt, ví dụ như bào tử dạng Pseudoidium nảy mầm nhanh hơn (khoảng 5 giờ) trong khi đó bào tử Euoidium thuộcloài Erysiphe cần khoảng từ 8 đến 10 giờ. Ống mầm đang phát triển thường có tính hướng sáng dương hoặc âm tính (tính hướng nắng). Tuy nhiên tính hướng nắng không phải ở tất cả các loài, nó còn giảm đi theo độ trưởng thành. Sự sinh trưởng của ống mầm hướng tới và gắn vào lá cây có thể được kích thích bởi tính hướng sáng dương của ống mầm với ánh sáng xanh. Ống mầm có thể phát triển theo hướng từ đỉnh hoặc ở bên của bào tử. Đây là điểm đặc biệt dùng để phân loại. Ống mầm của bào tử ở hầu hết các loài như Erysiphe, Microsphaera, Uncinula và Arthrocladiella bắt đầu từ một đầu của bào tử. Các loài Erysiphe sect. Galeopsidis, Sphaerotheca, Podosphaera, Cystotheca và Sawadaea có ống mầm mọc từ bên cạnh. Hình dạng và kích thước của cấu trúc này có thể rất khác nhau nhưng thường là đặc thù. Những loài Erysiphe sect, Erysiphe, Galeopsidis, Microsphaera, Uncinula và các giống có liên kết với chúng thường được đặc trưng bởi ống mầm ngắn hơn với giác bám dạng thùy. Các loài Erysiphe sect. Golovinomyces và Arthrocladiella hầu hết có ống mầm dài vừa phải với giác bám dạng hình chùy ở cuối. Tuy nhiên cần nhấn mạnh rằng giác bám cuối không phải lúc nào cũng có. Ống mầm bào tử các loài như Podosphaera, Cystotheca, Sphaerotheca sect. Sphaerotheca và Sawadaea thường mảnh và dài mà không có giác bám riêng biệt ở đỉnh ( Waksmen, 1961) [32]. 1.1.2. Tác hại của bệnh phấn trắng đối với cây đậu tương và cây dưa chuột Bệnh phấn trắng phát sinh khá phổ biến trên các loại đậu đỗ trong mấy năm gần đây, đặc biệt là ở các vùng chuyên canh rau và các vùng trồng nhiều loại đậu đỗ. Bệnh hại các phiến lá là chủ yếu. Lúc chớm bệnh, trên phiến lá có từng vết nhỏ -6-
màu xanh bình thường, dần dần chuyển sang màu vàng. Vết bệnh lan rộng dần và phủ một lớp nấm dày như bột trắng khắp phiến lá. Lớp nấm có màu tro xám, mịn phụ hết bề mặt lá khiến lá mất khả năng quang hợp, chuyển sang vàng úa khô dần và lụi đi. Cây bị kém phát triển, quả lép, năng suất giảm. Nấm Erysiphe Communis G là tác nhân gây ra bệnh. Trong giai đoạn sinh trưởng của đậu đỗ mà điều kiện thời tiết ẩm nóng ấm dần, nấm bệnh sẽ phát triển mạnh. Trên đậu đỗ vụ đông xuân, bệnh thường hại nặng ở vụ vào tháng 3 – 4, nặng hơn nữa nếu đất đai màu mỡ và được bón nhiều đạm. Đối với những cây họ bầu bí nói chung và cây dưa chuột nói riêng, bệnh phấn trắng xuất hiện phá ngay từ thời kỳ cây con. Ban đầu trên lá xuất hiện những chòm nhỏ mất màu xanh hóa vàng, được bao phủ bởi một lớp nấm trắng dày đặc như bột phấn, bao trùm cả phiến lá. Lá bệnh chuyển dần từ màu xanh sang vàng, lá khô cháy và dễ rụng. Bệnh nặng lớp phấn trắng xuất hiện cả thân, cành, hoa làm hoa khô và chết. Cây bị bệnh sinh trưởng yếu, phẩm chất kém, năng suất thấp. Bệnh phát triển gây hại mạnh trong điều kiện độ ẩm cao, tuy nhiên điều kiện khô hanh lại thuận lợi cho sự phát tán của bào tử nấm trên đồng ruộng. Đặc biệt, bệnh phấn trắng gây hại cả 2 mặt lá, nhưng thường phát sinh gây hại mạnh ở mặt trên ( Ngô Thị Xuyên, 2005) [10]. Hình1.1. Bệnh nấm phấn trắng trên cây dưa chuột 1.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới 1.2.1. Tình hình gây hại của bệnh phấn trắng trên cây trồng -7-
Nấm phấn trắng là tác nhân gây bệnh cho nhiều loại cây trồng trên thế giới. Bệnh làm giảm đáng kể đến năng suất của nhiều loại cây trồng. Theo Limkaisang và cộng sự (2006) nấm thuộc họ Erysiphales là tác nhân gây bệnh phấn trắng trên 10.000 loài cây hạt kín, những loài cây ký chủ của nấm phấn trắng chủ yếu phân bố và gây hại ở các vùng khí hậu ôn đới. Tuy nhiên phấn trắng cũng gây hại nhiều loài cây trồng ở vùng nhiệt đới và á nhiệt đới [22]. Bệnh gây hại một số cây công nghiệp như cây cao su (Shaw, 1967), trên cây điều (Sijaona và cộng sự, 2001), đậu tương…Trên cây đậu tương, bệnh gây hại ở nhiều vùng trồng đậu tương trên thế giới như ở các nước châu Á gồm Việt Nam, Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, ở châu Mỹ gồm Mỹ, Achentina…[28,30]. Bệnh gây thành dịch ở Hàn Quốc vào năm 1998, làm nhiều vườn bị giảm 65-70% năng suất (Shin, 2000) [28]. Ở Tỉnh Oita, đảo Kyushu Nhật Bản năm 1998, bệnh phấn trắng trên đậu tương bùng phát thành dịch làm giảm đến 35 – 40% về sản lượng (Hasama và Kato, 2000) [18]. Bệnh phấn trắng gây hại trên cây cao su ở nhiều nước trồng cao su trên thế giới, bệnh làm giảm đáng kể đến năng suất mủ của cây, làm kéo dài thời gian cây ở giai đoạn kiến thiết cơ bản. Tác nhân gây bệnh do nấm Oidium heveae. Loài gây hại này cũng chưa tìm được giai đoạn hữu tính của nấm, vì vậy theo hệ thống phân loài mới dựa vào đặc điểm phân tích hình thái và sinh học phân tử so sánh với các loài gây hại đã xác định được giai đoạn hữu tính. Các mẫu nấm phấn trắng thu thập được từ các nước Malaysia, Thái Lan, Brazil được phân tích theo hệ thống phân loại mới, kết quả cho thấy trình tự chuỗi gen đồng nhất 100% với nấm loài phấn trắng Erysiphe sp. gây hại trên cây Quercus phillyraeoides của Nhật Bản (Limkaisang và cộng sự, 2005) [21]. Bệnh phấn trắng gây hại trên 500 loài cây sổi ở nhiều nước thuộc Châu Á, Châu Âu và Bắc Mỹ …Một số loài phấn trắng gây hại trên cây này như Erysiphe abbreviate, E. alphitoides, E. calocladophora, E. extensa và E. hypophylla. Loài E. alphitoides s.lat là phổ biến hơn và phân bố rộng rãi trên nhiều loài cây sồi và nhiều khu vực trồng, đặc biệt là ở Châu Á và Châu Âu (Nomura, 1997) [27]. -8-
Trên cây ăn quả bệnh phấn trắng gây hại như trên xoài, trên cây có múi như cam và chanh, cây nho…Nấm phấn trắng gây hại cây đào ở vùng New South Wales (Australia), nơi mà cây này trồng gần những vườn cây hoa hồng. Phấn trắng trên cây hoa hồng sinh sản theo chu trình đa vòng, trên cây đào sự phát triển của nấm theo chu trình đơn, hầu hết nó chỉ gây hại cây đào vào mùa xuân. Nấm xâm nhiễm gây hại lá và quả đào, làm giảm đáng kể đến năng suất. Bệnh phấn trắng gây hại rất nhiều loại rau như: dưa chuột, bí xanh, bí đỏ, dưa hấu, Atiso, đậu đỗ, củ cải đường, cà rốt, trứng gà, rau diếp, củ cải vàng, đậu Hà lan, ớt ngọt, mướp đắng, rau hung…(McCain, 1994). Hiệp hội bệnh cây của Nhật Bản (2000) đã ghi nhận có 4 loài phấn trắng gây hại trên dưa chuột ở Nhật Bản: Erysiphe polygoni, Oidiopsis sicula, Oidium sp. của loại polygoni và Sphaerotheca cucurbitae. Nghiên cứu trước đây của Nhật Bản đã cho thấy chỉ có 2 loài gây hại trên dưa chuột, sau đó xuất hiện thêm 2 loài mới nữa, sự phân loại này dựa vào đặc điểm hình thái và phân tích sinh học phân tử [23]. 1.2.2. Một số kết quả nghiên cứu về vi sinh vật đối kháng trong phòng trừ bệnh 1.2.2.1. Một số kết quả nghiên cứu về vi khuẩn đối kháng Nhóm vi khuẩn đối kháng bệnh cây trồng rất đa dạng bao gồm hang loạt các loài vi khuẩn như Agrobacterium, Bacillus, Streptomyces, Burkhoderia, Pseudomonas… được chỉ rõ hiệu quả đối kháng với mầm bệnh trong đất. * Cơ chế tác động của một số vi khuẩn đối kháng: Bakker và cộng sự (2007) các chủng của vi khuẩn Pseudomonas kháng nấm đều có cơ chế sidorophore và có thể tham gia vào cơ chế kháng nấm. Tìm hiểu cơ chế kháng nấm, ông còn cho rằng các chủng Pseudomonas fluorescens vừa có khả năng đối kháng nấm có thành tế bào được cấu tạo chủ yếu với chitin, vừa có khả năng đối kháng với nấm có thành tế bào có cấu tạo chủ yếu với glucan, có sự tham gia của chất kháng sinh và endochitina [14]. Theo tác giả Diby và cộng sự (2006), vi khuẩn Pseudomonas fluorescens sản sinh các chất kích thích sinh trưởng như: gibberellin, cytokinin và axit acetic [17]. Theo Weller (2007), vi khuẩn Pseudomonas spp. là các vi khuẩn nhuộm gram âm, sinh trưởng mạnh ở vùng rễ của cây, có khả năng đối kháng với các loại nấm -9-