Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Nghiên cứu một số chủng xạ khuẩn sinh hoạt chất kháng nấm fusarium gây hại trên cây cà chua (lycopersicon esculentum mill.)

Chia sẻ: Lavie Lavie | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:104

Thêm vào BST

Báo xấu

115
lượt xem 26
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Nghiên cứu một số chủng xạ khuẩn sinh hoạt chất kháng nấm fusarium gây hại trên cây cà chua (lycopersicon esculentum mill.) tập trung phân lập và tuyển chọn chủng xạ khuẩn có khả năng sinh hoạt chất kháng nấm fusarium; đặc điểm hình thái của chủng D7; định danh đến loài chủng xạ khuẩn D7 và một số nội dung khác.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Nghiên cứu một số chủng xạ khuẩn sinh hoạt chất kháng nấm fusarium gây hại trên cây cà chua (lycopersicon esculentum mill.)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH Đặng Đào Ý Đoan NGHIÊN CỨU MỘT SỐ CHỦNG XẠ KHUẨN SINH HOẠT CHẤT KHÁNG NẤM FUSARIUM GÂY HẠI TRÊN CÂY CÀ CHUA (LYCOPERSICON ESCULENTUM MILL.) LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Thành phố Hồ Chí Minh - 2014
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH Đặng Đào Ý Đoan NGHIÊN CỨU MỘT SỐ CHỦNG XẠ KHUẨN SINH HOẠT CHẤT KHÁNG NẤM FUSARIUM GÂY HẠI TRÊN CÂY CÀ CHUA (LYCOPERSICON ESCULENTUM MILL.) Chuyên ngành : Vi sinh vật học Mã số : 60 42 01 07 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. TRẦN THANH THỦY Thành phố Hồ Chí Minh - 2014
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận văn Đặng Đào Ý Đoan
LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Trần Thanh Thủy, người đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ dẫn tôi trong suốt quá trình xây dựng đề cương và hoàn thành luận văn. Cô đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành luận văn này. Xin chân thành cảm ơn Ths. Trần Thị Minh Định cùng toàn thể các thầy cô khoa Sinh và cán bộ phòng Vi sinh – Sinh hóa, Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh đã tạo nhiều điều kiện để tôi hoàn thành luận văn. Cuối cùng, tôi xin gởi lời cảm ơn đến các thầy cô, bạn bè và những người thân trong gia đình đã luôn bên cạnh và tạo điều thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn này.
MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục các chữ viết tắt Danh mục các bảng Danh mục các hình MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...................................................................... 3 1.1. Fusarium gây bệnh trên cây cà chua ................................................................ 3 1.1.1. Nấm Fusarium ............................................................................................ 3 1.1.2. Cây cà chua ................................................................................................ 8 1.2. Xạ khuẩn ......................................................................................................... 13 1.2.1. Đặc điểm sinh học của xạ khuẩn .............................................................. 13 1.2.3. Các đặc điểm phân loại xạ khuẩn ............................................................. 15 1.2.4. Các chất có hoạt tính sinh học từ xạ khuẩn .............................................. 16 1.3. Chất kháng sinh .............................................................................................. 18 1.3.1. Lược sử nghiên cứu chất kháng sinh ........................................................ 18 1.3.2. Cơ chế tác động của chất kháng sinh ....................................................... 20 1.3.4. Các chất kháng sinh có khả năng kháng nấm từ xạ khuẩn ...................... 22 1.3.5. Tình hình nghiên cứu và sử dụng các kháng sinh có nguồn gốc từ xạ khuẩn trên thế giới và Việt Nam. ............................................................. 24 Chương 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................ 27 2.1. Vật liệu ............................................................................................................ 27 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu ............................... Error! Bookmark not defined. 2.1.2. Hóa chất ................................................................................................... 27 2.1.3. Thiết bị và dụng cụ ................................................................................... 27
2.1.4. Các môi trường sử dụng trong nghiên cứu ............................................... 27 2.2. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................ 28 2.2.1. Phân lập xạ khuẩn..................................................................................... 28 2.2.3. Quan sát hình thái xạ khuẩn ..................................................................... 30 2.2.4. Xác định khả năng kháng nấm của XK .................................................... 30 2.2.5. Tuyển chọn các chủng XK sinh chất kháng nấm ..................................... 31 2.2.6. Phương pháp định loại xạ khuẩn bằng kĩ thuật di truyền phân tử............ 31 2.2.7. Khảo sát môi trường và điều kiện nuôi cấy thích hợp ............................. 34 2.2.8. Phương pháp tách chiết chất kháng nấm .................................................. 36 2.2.9. Xác định ảnh hưởng của dịch lên men đến khả năng nảy mầm của hạt và sự sinh trưởng của cây cà chua ........................................................... 37 2.2.10. Thử nghiệm khả năng kháng Fusarium của dịch lên men XK trên cây cà chua ............................................................................................ 37 Chương 3. KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN ............................................................... 40 3.1. Phân lập và tuyển chọn chủng xạ khuẩn có khả năng sinh hoạt chất kháng nấm Fusarium ................................................................................................ 40 3.2. Đặc điểm hình thái của chủng D7................................................................... 42 3.3. Định danh đến loài chủng xạ khuẩn D7 ......................................................... 44 3.4. Khảo sát môi trường và điều kiện nuôi cấy thích hợp cho chủng S. pseudogriseolus sinh hoạt tính kháng Fusarium............................................ 45 3.4.1. Lựa chọn MT và thời gian lên men thích hợp .......................................... 45 3.4.2. Ảnh hưởng của nguồn cacbon .................................................................. 48 3.4.3. Ảnh hưởng của hàm lượng cacbon........................................................... 49 3.4.4. Ảnh hưởng của nguồn nitơ ....................................................................... 51 3.4.5. Ảnh hưởng của hàm lượng nitơ................................................................ 53 3.4.6. Ảnh hưởng pH ban đầu của MT nuôi cấy ............................................... 54 3.4.7. Ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường nuôi cấy ......................................... 55 3.4.8. Động học của quá trình lên men sinh tổng hợp chất kháng nấm của chủng S. pseudogriseolus......................................................................... 57 3.5. Tách chiết chất kháng nấm ............................................................................. 59
3.6. Bước đầu tìm hiểu ảnh hưởng của dịch lên men đến khả năng nảy mầm của hạt và sự phát triển của cây cà chua trong phòng thí nghiệm .................. 62 3.7. Kết quả thử nghiệm khả năng kháng Fusarium của dich lên men chủng XK trên cây cà chua trong chậu thí nghiệm ................................................... 67 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 73 PHỤ LỤC
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BT Bào tử KL Khuẩn lạc MT Môi trường NXB Nhà xuất bản XK Xạ khuẩn VK Vi khuẩn VSV Vi sinh vật
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Thành phần của phản ứng PCR ........................................................... 32 Bảng 3.1. Các chủng xạ khuẩn có hoạt tính kháng Fusarium ............................. 41 Bảng 3.2. Ảnh hưởng của các loại MT đến hoạt tính kháng Fusarium của chủng S. pseudogriseolus theo thời gian ............................................. 46 Bảng 3.3. Ảnh hưởng của nguồn cacbon đến hoạt tính kháng ............................ 48 Bảng 3.4. Ảnh hưởng của hàm lượng cacbon đến hoạt tính kháng Fusarium của chủng S. pseudogriseolus.............................................................. 50 Bảng 3.5. Ảnh hưởng của nguồn nitơ đến hoạt chất kháng Fusarium của chủng S. pseudogriseolus .................................................................... 51 Bảng 3.6. Ảnh hưởng của hàm lượng nitơ đến hoạt tính kháng Fusarium của chủng S. pseudogriseolus tại 72 h ................................................ 53 Bảng 3.7. Ảnh hưởng pH ban đầu của MT lên hoạt tính kháng Fusarium của chủng S. pseudogriseolus sau 72h ................................................ 54 Bảng 3.8. Ảnh hưởng nhiệt độ của MT lên hoạt tính kháng Fusarium của chủng S. pseudogriseolus sau 72 h ...................................................... 56 Bảng 3.9. Động học quá trình lên men sinh tổng hợp chất kháng Fusarium của chủng S. pseudogriseolus.............................................................. 57 Bảng 3.10. Hoạt tính kháng Fusarium của chủng S. pseudogriseolus được chiết bằng các dung môi hữu cơ từ sinh khối...................................... 60 Bảng 3.11. Hoạt tính kháng Fusarium của chủng S. pseudogriseolus được chiết bằng các dung môi hữu cơ từ dịch lên men ................................ 61 Bảng 3.12. Tỉ lệ nảy mầm của hạt khi ngâm ở dịch lên men ở các nồng độ khác nhau ............................................................................................. 63 Bảng 3.13. Ảnh hưởng của dịch lên men lên khả năng sinh trưởng của cây cà chua ................................................................................................. 65 Bảng 3.14. Ảnh hưởng của dịch lên men đến khả năng ức chế Fusarium trên cây cà chua .......................................................................................... 67
DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Bào tử của Fusarium ................................................................................. 4 Hình 1.2. Penicillium notatum ức chế sự phát triển của Staphylococus aureus .................................................................................................... 18 Hình 1.3. Vị trí tác động của kháng sinh ................................................................. 20 Hình 1.4. Cấu trúc của kasugamyxin ....................................................................... 22 Hình 1.5. Cấu trúc của polioxin ............................................................................... 23 Hình 1.6. Cấu trúc của blastixidin S ........................................................................ 23 Hình 1.7. Cấu trúc validamyxin A ........................................................................... 24 Hình 3.1. Hình thái khuẩn lạc một số chủng xạ khuẩn phân lập được .................... 40 Hình 3.2. Hoạt tính kháng Fusarium của 8 chủng XK tuyển chọn được ................ 42 Hình 3.3. Đặc điểm hình thái khuẩn lạc của chủng xạ khuẩn D7 ........................... 43 Hình 3.4. Hệ sợi chủng D7 ...................................................................................... 43 Hình 3.5. Cuống sinh bào tử và bào tử chủng D7 ................................................... 43 Hình 3.6. Kết quả giải trình tự ARNr 16S của chủng D7 ........................................ 44 Hình 3.7. Biểu đồ ảnh hưởng của thành phần MT đến hoạt tính kháng Fusarium của chủng S. pseudogriseolus theo thời gian ........................ 47 Hình 3.8. Hoạt tính kháng Fusarium của chủng D7 trên 4 loại MT sau 72 h nuôi cấy. ................................................................................................ 48 Hình 3.9. Ảnh hưởng của nguồn cacbon đến hoạt tính kháng Fusarium của chủng S. pseudogriseolus ...................................................................... 49 Hình 3.10. Đồ thị ảnh hưởng của hàm lượng cacbon đến hoạt tính kháng Fusarium của chủng S. pseudogriseolus sau 72 h ................................. 51 Hình 3.11. Biểu đồ ảnh hưởng của nguồn nitơ đến hoạt tính kháng Fusarium của chủng S. pseudogriseolus sau 72h .................................. 52 Hình 3.12. Đồ thị ảnh hưởng hàm lượng nitơ đến hoạt tính kháng Fusarium của chủng S. pseudogriseolus ................................................................ 53 Hình 3.13. Ảnh hưởng pH ban đầu của MT lên hoạt tính kháng Fusarium của chủng S. pseudogriseolus ...................................................................... 55
Hình 3.14. Đồ thị ảnh hưởng nhiệt độ lên hoạt tính kháng Fusarium của chủng S. pseudogriseolus ...................................................................... 56 Hình 3.15. Động thái quá trình lên men sinh tổng hợp chất kháng Fusarium của chủng S. pseudogriseolus theo thời gian......................................... 58 Hình 3.16. Biểu đồ hoạt tính kháng Fusarium của chủng S. pseudogriseolus được chiết bằng các dung môi hữu cơ từ sinh khối ............................... 60 Hình 3.17. Hoạt tính kháng Fusarium của chủng S. pseudogriseolus được chiết bằng các dung môi hữu cơ từ dịch lên men .................................. 61 Hình 3.18. Dịch lên men của chủng S. pseudogriseolus ........................................... 62 Hình 3.19. Biểu đồ ảnh hưởng của nồng độ dịch lên men đến khả năng nảy mầm của hạt cà chua.............................................................................. 63 Hình 3.20. Tỉ lệ nảy mầm của hạt khi xử lý dịch lên men chủng S. pseudogriseolus ở các nồng độ khác nhau ............................................ 64 Hình 3.21. Ảnh hưởng của nồng độ dịch lên men đến khả năng sinh trưởng của cây cà chua ...................................................................................... 66 Hình 3.22. Ảnh hưởng của dịch lên men đến sự phát triển của rễ cây cà chua ...... 66 Hình 3.23. Cây cà chua sinh trưởng bình thường sau thời gian .............................. 68 Hình 3.24. Cây cà chua bị nhiễm Fusarium sau thời gian ...................................... 68 Hình 3.25. Cây cà chua sau 4 tuần ở lô ĐC 1 ......................................................... 69 Hình 3.26. Cây cà chua sau 4 tuần ở lô ĐC 2 ......................................................... 69 Hình 3.27. Cây cà chua sau 4 tuần ở lô TN1 ........................................................... 69 Hình 3.28. Cây cà chua sau 4 tuần ở lô TN2 ........................................................... 69
1 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm quanh năm nên thuận lợi cho sự phát triển của nhiều loại cây trồng, đặc biệt là các loại rau màu. Đồng thời, điều kiện khí hậu nơi đây cũng rất thuận lợi cho sự phát triển của nhiều loại vi sinh vật (VSV) trong đó có VSV gây hại cây trồng. Trong các loại rau màu ở nước ta, cà chua được xếp vào loại rau trồng có giá trị kinh tế và cho sản lượng khá cao hàng năm. Riêng ở Lâm đồng, theo thống kê của Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh này, năng suất cà chua trung bình hiện nay là 70 tấn/ha/vụ. Tuy nhiên, các loại bệnh do vi nấm gây ra đã làm giảm năng suất thu hoạch từ 30-70% trên rau màu. Đặc biệt, Fusarium là tác nhân gây bệnh trên rất nhiều loại cây trồng, trong đó có cây cà chua. Chúng có thể gây hại trên mọi giai đoạn sinh trưởng của cây cà chua, làm lá biến vàng héo khô dần, cây sinh trưởng yếu và cuối cùng toàn cây bị héo chết. Thêm nữa, các bệnh cây do chúng gây ra có thể lan rộng nhanh chóng thành dịch lớn trên đồng ruộng nhờ gió, mưa và cả các hoạt động của côn trùng [3,7,11]. Để phòng trừ nấm gây bệnh, người nông dân thường sử dụng nhiều loại thuốc hóa học. Mỗi năm, Việt Nam sử dụng khoảng 25000 tấn thuốc hóa học diệt sâu bệnh. Theo thống kê năm 2004, ở Việt Nam có tới 436 loại hóa chất với 1231 tên thương phẩm hóa học khác nhau [37]. Mặc dù biện pháp này có ưu điểm lớn là diệt trừ dịch hại nhanh chóng, triệt để, có hiệu quả cao nhưng lại rất tốn kém, gây ô nhiễm môi trường (MT), làm mất cân bằng sinh thái, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và vật nuôi. Vì vậy, để khắc phục những hạn chế này, xu hướng hiện nay là sử dụng các tác nhân sinh học hay những sản phẩm trao đổi chất của những tác nhân này để phòng, trừ bệnh hại cây trồng. Trong số đó, xạ khuẩn (XK) là nhóm có nhiều tiềm năng nhất vì tỷ lệ loài có khả năng sinh chất kháng sinh cao, trong đó có nhiều chất kháng sinh có khả năng chống nấm mạnh. Từ những lí do trên, với mong muốn tìm hiểu và khai thác nguồn tài nguyên VSV vô cùng phong phú của Việt Nam, chúng tôi quyết định thực hiện đề tài nghiên cứu:
2 “Nghiên cứu một số chủng xạ khuẩn sinh hoạt chất kháng nấm Fusarium gây hại trên cây cà chua (Lycopersicon esculentum Mill.)”. 2. Mục tiêu Thu nhận và thử nghiệm tác dụng chất kháng Fusarium gây bệnh trên cây cà chua từ chủng xạ khuẩn tuyển chọn. 3. Nội dung nghiên cứu - Phân lập và tuyển chọn chủng XK có khả năng sinh hoạt chất kháng nấm Fusarium cao từ đất trồng cà chua tại Ấp Long Giêng, xã Phước Hậu, huyện Cần Giuộc, tỉnh Long An. - Nghiên cứu đặc điểm sinh học và phân loại đến loài của chủng XK tuyển chọn. - Khảo sát điều kiện lên men thích hợp cho việc sinh chất kháng Fusarium của chủng XK. - Thu nhận chất kháng Fusarium từ chủng XK nghiên cứu. - Bước đầu thử nghiệm ứng dụng dịch lên men chất kháng nấm để phòng trừ Fusarium gây bệnh trên cây cà chua. 4. Đối tượng nghiên cứu - Các chủng XK phân lập từ đất trồng cà chua, tại Ấp Long Giêng, xã Phước Hậu, huyện Cần Giuộc, tỉnh Long An. - Nấm Fusarium do Trường ĐH Nông Lâm cung cấp. - Giống cà chua được cung cấp từ Công ty TNHH Nguyên Nông - Gino (146/ 6A Võ Thị Sáu, quận 3, Tp.HCM). 5. Ý nghĩa của đề tài Góp phần tìm hiểu về khả năng phòng trừ các bệnh do nấm Fusarium gây ra trên cây trồng của xạ khuẩn. 6. Thời gian và địa điểm nghiên cứu Thời gian: 12/2013 – 8/2014 Địa điểm: phòng thí nghiệm Vi sinh – Sinh hóa Trường Đại học Sư phạm TP.HCM. Tiến hành thực nghiệm tại 96 A, Lý Phục Man, Bình Thuận, quận 7, Tp.HCM.
3 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Fusarium gây bệnh trên cây cà chua 1.1.1. Nấm Fusarium 1.1.1.1. Đặc điểm sinh học Fusarium là chi lớn nhất trong họ Tuberculariaceae. Chúng sống hoại sinh hoặc ký sinh trên nhiều cây trồng, cây ăn trái và rau. Hệ sợi nấm phân nhánh, có vách ngăn, sợi nấm thường không màu và chuyển màu nâu khi già. Hệ sợi nấm sản sinh độc tố tiết vào hệ mạch gây héo cây chủ. Cơ thể dinh dưỡng dạng sợi đa bào, phân nhánh phức tạp, vách ngăn có lỗ thủng đơn giản ở giữa, trong tế bào có một nhân hoặc nhiều nhân. Vách tế bào bằng chitin, glucan. Trên MT nuôi cấy, tản nấm có thể tơi xốp như bông, bằng phẳng hoặc lan rộng trên bề mặt môi trường. Mặt trên của tản nấm có màu trắng, kem, vàng cam, đỏ, tím hồng hoặc tím. Mặt dưới có thể không màu, hoặc vàng cam, đỏ, tía sẫm hay màu nâu. BT lớn hơi cong hình lưỡi liềm, có 3 – 5 vách ngăn, kích thước từ 27 - 46 x 3 - 5µm. BT nhỏ hình ovan hoặc elip, kích thước từ 5 – 12 x 2,2 – 3,5µm, không có vách ngăn, BT được hình thành trong bọc giả. Fusarium có 2 hình thức sinh sản: sinh sản sinh dưỡng và sinh sản vô tính. Thiếu giai đoạn sinh sản hữu tính trong vòng đời nên người ta gọi chung là nấm không hoàn chỉnh hay nấm bất toàn. - Sinh sản sinh dưỡng: từ 1 sợi nấm riêng rẽ, khi gặp điều kiện thuận lợi sẽ sinh trưởng và phân nhánh thành hệ sợi nấm. Bào tử hậu (BT màng dày, BT áo) là những tế bào hơi tròn, có tế bào chất được cô đặc lại, có màng dày bao bọc. Thỉnh thoảng có bào tử hậu với vách tế bào xù xì hoặc có sắc tố. Ở bào tử này, chất dinh dưỡng được chuyển từ tế bào kề bên sang tế bào ưu tiên làm tế bào này phồng lên, chứa nhiều chất dự trữ và có thể chịu đựng những điều kiện bất lợi trong thời gian dài. Khi gặp điều kiện thuận lợi chúng sẽ nảy mầm và phát triển thành sợi nấm mới. - Sinh sản vô tính bằng bào tử (BT) gồm BT đính lớn, BT đính nhỏ + BT đính lớn (bào tử lớn) có kích thước 3 – 8 x 11 - 70µm, trong suốt, dài, nhiều nhân, hình liềm hoặc cong được sinh ra từ cuống bào tử. Đầu và cuối bào tử lớn thuôn và nhọn. Một vài BT lớn tách rời và không gắn trên cuống BT. Những tế
4 bào sinh BT lớn gọi là thể bình [4, 5]. + BT đính nhỏ (BT nhỏ) kích thước 2 – 4 x 4 – 8 µm, được hình thành từ thể bình hoặc những cuống BT phân nhánh hoặc không phân nhánh, có thể mọc trực tiếp từ sợi nấm tạo thành dạng bọc giả trên đầu cành hoặc hình thành dạng chuỗi. BT có nhiều hình dạng khác nhau như hình cầu, hình oval, hình thoi, hình trứng...[ 4, 5]. Hình 1.1. Bào tử của Fusarium a. BT đính lớn b. Bào tử đính nhỏ c. Bào tử hậu (BT vách dày) 1.1.1.2. Tác hại của Fusarium trên rau màu Fusarium là nấm phân bố rộng ở tất cả các vùng địa lý trên thế giới, có khả năng gây bệnh với nhiều loại cây trồng. Fusarium đã gây thiệt hại rất lớn đến nền sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam cũng như trên thế giới. Hằng năm, tại Pakistan bệnh do Fusarium đã làm năng suất đậu xanh giảm 10 – 50% (Khan et al., 2002) [23]. Ở Braxin, nấm này cũng làm năng suất cây cà chua giảm từ 45 – 80% hàng năm [24]. Fusarium gây ra nhiều bệnh khác nhau trên cây trồng như héo do tắc bó mạch, thối rễ, thân, củ. Một số loài cũng sản sinh độc tố nấm lẫn tạp trong hạt ngũ cốc. Ví dụ, sự có mặt của F. oxysporum trên cây gây các bệnh héo do tắc mạch, hay ký sinh trên hệ rễ gây bệnh thối rễ. Chúng gây thối dưa hấu và củ khoai tây đã bị sâu hoặc do dụng cụ gặt hái làm tổn thương. Chỉ tính riêng với khoai tây thiệt hại do Fusarium gây thối củ trên đồng ruộng và trong bảo quản cũng đã chiếm tới 20% sản lượng thu hoạch được [29, 35, 41]. Thối bắp ngô, chủ yếu do F. graminearum và F. verticilliodes gây ra, cả hai loài đều sản sinh độc tố nấm tồn tại trong hạt. F. moniliform tiết ra giberelin kích thích sự sinh trưởng gây bệnh lúa von. Chúng còn
5 tiết ra fumonisin gây bệnh ung thư thực quản ở người (Mazasass, 1972). Một số dạng F. solani gây thối cổ rễ cây con họ đậu Hà Lan, đậu cô ve và thối rễ ở các cây trưởng thành. Các bệnh héo Fusarium thường nghiêm trọng hơn trong điều kiện thời tiết ấm và ẩm ướt, nhiệt độ trung bình 27 – 300C. Nấm gây bệnh có thể lan truyền qua hạt giống, cây nhiễm bệnh hoặc lan truyền theo nước tưới và nhờ gió (Haware , 1978) [45]. Con đường xâm nhiễm của Fusarium từ sợi nấm và bào tử nảy mầm trong tàn dư cây bệnh và đất xâm nhiễm vào rễ con còn non, sau đó lan dần vào các mạch xylem. Sau khi phát triển trong mạch xylem sẽ lan lên hệ thống mạch dẫn trong thân, gây tắc mạch xylem làm giảm lượng nước di chuyển lên cây, khiến cho cây bị héo rồi chết. Quá trình này gây phản ứng của cây, tạo ra các hợp chất phenol và tạo ra thể sần có màu nâu (Nene, 1991) [45]. Các triệu chứng bệnh thường thấy do Fusarium gây ra trên cây cà chua con lá cây không phát triển được và trở nên khô héo. Ở những cây trưởng thành, lá sẽ bị héo rũ cụp xuống, thường bắt đầu từ các lá chét phía gốc ở một bên cây sau đó lan ra toàn cây làm cho lá héo rũ, màu vàng. Vết bệnh ở trên thân sát mặt đất hoặc cổ rễ thường có màu nâu, vết bệnh lớn dần làm khô tóp cả đoạn thân sát mặt đất, bộ rễ kém phát triển, rễ thối dần và chết đi [3, 7, 9, 18, 20]. 1.1.2.3. Các biện pháp phòng trừ nấm Fusarium gây hại trên rau màu Phòng và trừ bệnh hại là hai mặt không thể tách rời nhau của việc bảo vệ cây trồng và nông sản nhằm bảo đảm hiệu quả kinh tế cao. Các biện pháp phòng trừ có thể được chia thành các nhóm sau đây dựa trên nguyên lý tác động và phương pháp sử dụng các biện pháp đó: • Biện pháp sử dụng giống chống bệnh và giống sạch bệnh Tuyển chọn các giống chống một loại bệnh hoặc chống một nhóm bệnh có tác dụng làm giảm tổn thất và giảm chi phí cho các biện pháp phòng trừ khác là biện pháp có hiệu quả kinh tế cao. Mặt khác, sử dụng giống không mang bệnh để gieo trồng có tác dụng phòng trừ bệnh trên đồng ruộng rất lớn. Do đó, đây là biện pháp đem lại hiệu quả, đảm bảo được chất lượng và năng suất cây trồng cao [5].
6 • Biện pháp canh tác Đây là những biện pháp kỹ thuật trồng trọt như làm đất, luân canh cây trồng, chế độ phân bón, thời vụ gieo trồng, chế độ tưới nước, vệ sinh đồng ruộng có tác dụng: - Làm thay đổi điều kiện ngoại cảnh, tạo ra những điều kiện sinh thái trực tiếp, gián tiếp có lợi nhất cho sự sinh trưởng, phát triển của cây trồng, tăng khả năng chống chịu bệnh của cây và khả năng dễ phục hồi sau khi bị bệnh. - Tiêu diệt hoặc làm hạn chế VSV gây bệnh, cản trở sự lây lan và tồn tại của sinh vật gây bệnh, là giải pháp có tác dụng phòng bệnh rất cao. - Biện pháp canh tác đơn giản, dễ thực hiện, dễ dàng kết hợp với các biện pháp khác, không gây hại đến MT [3, 7, 11]. • Biện pháp cơ, lý học - Chọn lọc hạt giống đảm bảo độ thuần và chất lượng tốt. Xử lý hạt trước khi gieo trồng. - Nhổ bỏ, cắt tỉa những cành, cây bệnh. Phương pháp này cần thực hiện sớm khi bệnh mới xuất hiện trên đồng ruộng. - Khử trùng đất bằng hơi nóng, nước nóng, có thể đốt rơm rạ trên mặt đất giúp tiêu hủy nguồn bệnh trong đất. - Có thể sử dụng ánh nắng, tia tử ngoại, tia vật lý khác để khử trùng hạt giống, đất [3, 7, 11]. • Biện pháp hóa học Biện pháp hóa học phòng trừ bệnh cây là việc dùng các thuốc hóa học (gồm các chất vô cơ, hữu cơ…) có tác dụng trực tiếp tiêu diệt hoặc ức chế VSV gây bệnh cây, chống lại sự phá hại của bệnh, bảo vệ cây trồng. Biện pháp này có tác dụng ngăn chặn dập tắt dịch bệnh nhanh, hiệu quả rõ rệt nên được người nông dân sử dụng phổ biến trong thực tế. Tuy nhiên, biện pháp hóa học có một số nhược điểm lớn như sau: - Nếu sử dụng không hợp lý, không đúng liều lượng sẽ cho hiệu quả thấp, gây độc cho người và gia súc cũng như ô nhiễm MT. - Phần lớn thuốc hóa học có khả năng tiêu diệt nấm bệnh nhưng đồng thời
7 cũng tiêu diệt các sinh vật có ích, làm phá vỡ cân bằng sinh học, gây khó khăn cho việc áp dụng biện pháp sinh học. Mặt khác, chúng có thể để lại dư lượng trên nông sản quá mức cho phép. - Nếu sử dụng liên tục một loại thuốc trừ bệnh ở một vùng dẫn đến có thể làm cho vi sinh vật gây bệnh thích nghi với thuốc và nhờn thuốc [3, 7, 11]. • Biện pháp sinh học Biện pháp sinh học trong phòng trừ dịch hại rất đa dạng dựa trên nguyên tắc chung là sử dụng sinh vật có ích để hạn chế sinh vật có hại [5]. Trong phạm vi đề tài này chúng tôi chỉ giới thiệu biện pháp sinh học bằng việc sử dụng các chế phẩm sinh học có nguồn gốc từ các VSV. Chế phẩm sinh học có ưu điểm không độc cho cây, người và gia súc, không gây ô nhiễm MT. Chúng có tác dụng duy trì sự cân bằng hệ sinh thái trong MT. không làm thay đổi kết cấu của đất, còn góp phần tăng độ phì nhiêu cho đất [3, 7, 11, 18]. Chế phẩm sinh học làm tăng khả năng phân hủy, chuyển hóa các chất hữu cơ bền vững, các phế thải sinh học, phế thải công nghiệp, nông nghiệp góp phần làm sạch MT. Các chế phẩm sinh học là những sản phẩm dạng bột, viên, lỏng…có nguồn gốc trực tiếp từ sinh khối VSV hoặc từ các sản phẩm trao đổi chất của VSV. Các chế phẩm sinh học rất đa dạng nhưng dựa vào mục đích có thể chia thành 3 nhóm: nhóm dùng cho sản xuất phân bón hữu cơ sinh học, phân hữu cơ vi sinh, chất kích thích tăng trưởng bón cho cây trồng; nhóm dùng cho cải tạo đất, xử lý phế thải nông nghiệp và nhóm dùng để phòng trừ sâu bệnh hại. Đây là nhóm được sử dụng khá rộng rãi và được ứng dụng sớm nhất trong lĩnh vực cây trồng. Hiện nay, trên thị trường Việt Nam có một số chế phẩm sinh học đang được sử dụng phổ biến như: chế phẩm score 250EC (difenoconazole) trừ bệnh đốm đen, phấn trắng, thán thư, gỉ sắt, giác ban trên rau, đốm vòng cà chua và hành. Bayleton 250EC (triadimefon) trừ phấn trắng trên rau họ thập tự hay bavistin 50FL (SC), carben 50 SC, zoom 50SC (carbendazim) phòng trừ bệnh đốm lá trên dưa chuột, mốc xám trên cà chua, bệnh phấn trắng trên bầu bí… Tóm lại, để hướng đến một nền nồng nghiệp sạch bền vững thì các nước trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng cần tăng cường sử dụng các chế phẩm
8 sinh học, phân bón hữu cơ trong canh tác cây trồng thay dần cho việc sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật. Đặc biệt đáng chú ý là những chế phẩm có nguồn gốc từ XK đã đóng góp vai trò rất lớn trong phòng trừ bệnh hại cây trồng trong nông nghiệp hiện nay. Trong các loại rau màu thì cà chua là loại cây chủ mang những đặc điểm rất thích hợp cho sự gây bệnh của Fusarium. 1.1.2. Cây cà chua (Lycopersicon esculentum (L). Mill.) 1.1.2.1. Đặc điểm sinh học Cây cà chua có tên khoa học là Lycopersicon esculentum (L). Mill., thuộc họ Cà (Solanaceae), là loại rau ăn quả có nguồn gốc từ Nam Mỹ. Cây cà chua là cây dài ngày, có rễ chùm, ăn sâu và phân nhánh mạnh, khả năng phát triển rễ phụ rất lớn. Thân tròn, thẳng đứng, mọng nước, phủ nhiều lông, khi cây lớn gốc thân dần dần hóa gỗ. Thân mang lá và phát hoa. Lá thuộc lá kép lông chim lẻ, mỗi lá có 3 - 4 đôi lá chét, ngọn lá có 1 lá riêng gọi là lá đỉnh. Rìa lá chét đều có răng cưa nông hay sau tùy giống. Phiến lá thường phủ lông tơ. Hoa mọc thành chùm, lưỡng tính, tự thụ phấn là chính. Trái thuộc loại mọng nước, có hình dạng thay đổi từ tròn, bầu dục đến dài. Vỏ trái có thể nhẵn hay có khía. Màu sắc của trái thay đổi tùy giống và điều kiện thời tiết. Hạt cà nhỏ, dẹp, nhiều lông, màu vàng sáng hoặc hơi tối. Hạt nằm trong buồng chứa nhiều dịch bào kìm hãm sự nảy mầm của hạt. Vòng đời của cây cà chua từ lúc để hạt làm giống là 65 – 80 ngày, được chia làm các giai đoạn sau: - Cây giống: lá mầm xuất hiện đầu tiên sau 6 – 10 ngày, sau đó các lá các lá chét bắt đầu mọc. trong đoạn này thân chưa phân nhánh nhưng hệ rễ phát triển mạnh mẽ khoảng 30 cm trong 2 tuần. - Giai đoạn tăng trưởng của cây cà chua: kéo dài trong 4 tuần, giai đoạn này cây tăng vọt về chiều cao, có thể xuất hiện 4- 5 cành trên thân. Số lượng lá cây phát triển nhiều, tán lá rộng. Giai đoạn này bắt đầu tích lũy chất dinh dưỡng để chuẩn bị ra hoa. - Giai đoạn ra hoa và tạo quả: hoa được thụ phấn quả sẽ trưởng thành sau 50 – 55 ngày sau thụ tinh. Quả chín và có thu hoạch sau đó 2 tuần.
9 Trong vòng đời phát triển của cây cà chua thì giai đoạn cây giống và giai đoạn ra hoa tạo quả là cây dễ bị nhiễm bệnh. Cây cà chua có thể sinh trưởng trên nhiều loại đất khác nhau như đất sét, đất cát, đất pha cát, có độ pH = 6 – 6.5. Đất có độ ẩm cao và ngập nước kéo dài sẽ làm giảm khả năng sinh trưởng của cây. Độ ẩm đất thích hợp cho cà chua là 60 – 70% (Barehyi, 1971), độ ẩm không khí là 78 – 81%. Tuy nhiên, khi độ ẩm không khí quá cao (> 90%) dễ làm hạt phấn bị trương nứt, hoa bị rụng (Tạ Thu Cúc, 1983). Nhiệt độ thích hợp cho cà chua để đạt năng suất cao, chất lượng tốt là khoảng 21 – 240C và thời tiết khô. Nhiệt độ dưới 120C kéo dài sẽ gây thiệt hại nghiêm trọng, nhiệt độ trên 270C kéo dài sẽ hạn chế ra hoa, đậu quả. Các tế bào phôi và hạt sẽ bị hủy hoại khi nhiệt độ trên 380C. Trước và sau thụ phấn nếu nhiệt độ ban đêm quá 210C thì khả năng đậu quả kém. 1.1.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng cây cà chua Các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng cà chua có thể chia làm 2 nhóm chính: nhóm nguyên nhân phi sinh vật và nhóm nguyên nhân sinh vật.  Nguyên nhân phi sinh vật là những yếu tố tự nhiên, điều kiện ngoại cảnh không phù hợp. - Đất trồng là nguồn cung cấp chủ yếu các chất dinh dưỡng và nước cho cây trồng. Cũng như các cây trồng khác, cà chua cần ít nhất 20 nguyên tố dinh dưỡng cho quá trình sinh trưởng và phát triển bình thường của nó. Trong các nguyên tố đa lượng thì cà chua cần nhiều kali hơn cả, sau đó đến đạm và lân. Nếu đất thiếu đạm cà chua sẽ bị bệnh, bị biến đổi màu sắc lá, héo úa, cây cằn cỗi. Trường hợp đất thiếu lân làm chậm sự phát triển của cây, đặc biệt là trong quá trình hình thành các cơ quan. Cây có thể bị chết nếu đất thiếu kali do các mô của cây bị chết dần. Nhưng ngược lại, nếu thừa kali thì sẽ làm cho sự hình và chín của quả sớm hơn nhưng quả nhỏ, cây sinh trưởng kém. Mặt khác, nếu thiếu các nguyên tố vi lượng cũng gây ra các triệu chứng bệnh cây. Thiếu bo các điểm sinh trưởng của cây sẽ bị chết. + Nước: đất trồng thiếu nước thì cây bị khô héo, dễ gây ra hiện tượng rụng hoa, quả nhất là trong trường hợp thiếu nước đột ngột. Ngược lại khi đất thừa nước, nạn ngập úng ảnh hưởng nghiêm trọng đến tình trạng thiếu dưỡng khí trong đất, gây