Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu nấm Bipolaris oryzae hại hạt giống lúa thu thập tại một số tỉnh phía Bắc và ven biển miền Trung Việt Nam

PHẦN 1. MỞ ĐẦU<br /> 1.1. Tính cấp thiết của đề tài<br /> Không dễ để nhận thấy nấm Bipolaris oryzae (B. oryzae) gây<br /> hại trên hạt giống hay lây nhiễm làm giảm sản lượng của cây trồng ở<br /> trên đồng ruộng, tuy nhiên có thể nhận thấy nấm bệnh đã phá hủy biểu<br /> mô của hạt, làm giảm sức sống của cây mầm (Neergaard, 1966). B.<br /> oryzae là nấm gây hại hạt giống lúa tiêu biểu có thể tồn tại bên trong<br /> hạt rất nhiều năm, nấm có thể gây chết cây mầm hoặc gây ra vết bệnh<br /> trên cây mầm (Ou, 1985). B. oryzae có thể tồn tại trên cây lúa ở tất cả<br /> các giai đoạn phát triển, có thể gây hại trên lá mầm, phiến lá, bẹ lá, cổ<br /> bông, phôi và hạt. Trên cây mạ nhiễm B. oryzae có thể gây ra các triệu<br /> chứng thối vòng quanh lá mầm hoặc làm biến dạng lá sơ cấp và thứ<br /> cấp. B. oryzae cũng có thể xâm nhập vào hạt qua lớp vỏ hạt, là nguyên<br /> nhân gây ra “pecky rice” một thuật ngữ chỉ hạt bị đốm và biến màu<br /> (Webster and Gunnel, 1992). Nấm B. oryzae đã không được chú ý<br /> nhiều trong thời gian gần đây do không gây thiệt hại nặng về năng suất<br /> và kinh tế, B. oryzae cũng không gây thành dịch hại như một số loài<br /> nấm khác, tuy nhiên B. oryzae được coi là nấm gây bệnh trên lúa của<br /> nông dân nghèo ở những vùng đất bị khô hạn và đất nghèo dinh dưỡng<br /> (Zadoks, 2002). Theo kết quả khảo nghiệm và kiểm nghiệm giống cây<br /> trồng hàng năm từ năm 1998 đến 2008 của Trung tâm khảo kiểm<br /> nghiệm giống, sản phẩm cây trồng Quốc gia, Trung tâm đã nghiên cứu<br /> các mẫu hạt giống không đạt chỉ tiêu chất lượng nảy mầm theo quy<br /> chuẩn kỹ thuật Việt Nam tại phòng Bệnh hạt giống. Kết quả nghiên cứu<br /> cho thấy trong số các loại nấm xuất hiện, B. oryzae là loài nấm đã được<br /> tìm thấy trên toàn bộ các mẫu hạt giống này với tỷ lệ tương đối cao và<br /> là nguyên nhân chính gây ra tỷ lệ nảy mầm thấp, hạt bị chết, cây mầm<br /> không bình thường và cây mầm không bình thường. Các nghiên cứu<br /> của Trường Đại học Cần Thơ, Viện Lúa đồng bằng sông Cửu Long đã<br /> cho rằng B. oryzae có ảnh hưởng tới tỷ lệ nảy mầm của hạt giống lúa và<br /> giai đoạn mạ trên đồng ruộng tại các tỉnh phía Nam. Các nghiên cứu<br /> <br /> 1<br /> <br /> này cho thấy nấm B. oryzae không gây ra thiệt hại về năng suất nhưng<br /> đã gây thiệt hại về số lượng và chất lượng hạt giống. Sản xuất lúa tại<br /> Việt Nam thường bằng hai hình thức là gieo mạ sau đó cấy chuyển ra<br /> ruộng hoặc gieo sạ trực tiếp trên đồng ruộng. Cả hai phương pháp này<br /> đều có khả năng bị ảnh hưởng do hạt giống bị nhiễm B. oryzae gây ra,<br /> lượng hạt giống sử dụng phải tăng lên để bù vào tỷ lệ hạt bị B. oryzae<br /> gây hại. Đối với gieo mạ để cấy, tình trạng thiếu mạ xảy ra do hạt giống<br /> bị chết bởi B. oryzae. Đối với phương pháp gieo sạ, B. oryzae có thể<br /> gây mất khoảng dẫn tới tăng công lao động cấy dặm hoặc bị giảm năng<br /> suất khi không bù được khoảng mất cây. Nếu sử dụng các giống lúa chỉ<br /> cấy một vụ trong năm, giống có thời gian ngủ nghỉ dài, giống cổ truyền<br /> phải để qua vụ, giống dự trữ Quốc gia hoặc với mục đích khác nhau, B.<br /> oryzae có thể là nguyên nhân tác động dẫn tới giảm sức sống của cây<br /> mầm. Với diện tích trồng lúa khoảng 8 triệu ha của Việt Nam, nếu hạn<br /> chế được khả năng gây hại của nấm B. oryzae thì sẽ tiết kiệm được một<br /> lượng lớn hạt giống lúa.<br /> Hạt giống lúa chất lượng tốt là hạt giống ngoài ưu điểm vượt<br /> trội về năng suất hay chất lượng thì phải đáp ứng các yêu cầu đặt ra về<br /> độ ẩm, độ sạch, hạt khác giống và tỷ lệ nảy mầm. Để đảm bảo tỷ lệ nảy<br /> mầm cao thì lô hạt giống lúa phải được loại bỏ các yếu tố gây bệnh như<br /> hạt lép lửng chứa nguồn bệnh hoặc bản thân hạt giống không được<br /> mang nguồn bệnh. Tuy vậy bệnh trên hạt giống lúa hiện nay chưa được<br /> coi là một yếu tố quan trọng trong quá trình sản xuất hạt giống tại Việt<br /> Nam, chưa có tiêu chuẩn cụ thể về tỷ lệ hạt nhiễm nấm là bao nhiêu thì<br /> lô hạt giống đạt yêu cầu làm giống và được phép lưu thông trên thị<br /> trường. Việc trao đổi mua bán hạt giống diễn ra rất thường xuyên và dễ<br /> dàng nhưng việc quản lý bệnh trên hạt giống chưa được quan tâm đặc<br /> biệt với nấm B. oryzae lan truyền qua hạt giống. Để có thông tin đầy đủ<br /> và toàn diện, các thông tin được thực hiện trong luận án sẽ là cơ sở dữ<br /> liệu để nghiên cứu và ứng dụng để tạo ra một hệ thống sản xuất hạt<br /> giống lúa sạch bệnh trên toàn bộ các vùng trồng lúa của Việt Nam.<br /> <br /> 2<br /> <br /> 1.2. Mục đích và yêu cầu của đề tài<br /> 1.2.1. Mục đích<br /> - Nghiên cứu xác định khả năng xâm nhiễm, gây hại của nấm<br /> B. oryzae trên hạt giống lúa và các giải pháp phòng chống bệnh tại các<br /> tỉnh phía Bắc và ven biển miền Trung Việt Nam.<br /> 1.2.2. Yêu cầu<br /> - Có được thông tin về sự gây hại của B. oryzae trên đồng ruộng,<br /> tỷ lệ hạt bị nhiễm nấm trên hạt giống lúa tại các tỉnh miền Bắc và ven<br /> biển miền Trung.<br /> - Xác định được quá trình xâm nhiễm của B. oryzae vào hạt<br /> giống và ảnh hưởng của nấm tới khả năng nảy mầm của hạt giống.<br /> - Xác định được một số đặc điểm sinh học, đặc điểm gây hại trên<br /> hạt và sự đa dạng di truyền của nấm B. oryzae.<br /> - Xác định được các biện pháp, chế biến và bảo quản hạt giống<br /> lúa và các biện pháp xử lý hạt giống lúa để phòng trừ nấm B. oryzae.<br /> 1.3. Những đóng góp mới của đề tài<br /> - Bổ sung số liệu về mức độ gây hại của nấm B. oryzae trên<br /> đồng ruộng và hạt giống lúa sản xuất tại Việt Nam.<br /> - Bổ sung các đặc điểm sinh học và đặc điểm vùng gen ITS của các<br /> nguồn nấm thu thập từ các vùng sinh thái và từ các giống lúa khác nhau.<br /> - Bổ sung các thông tin về vị trí của nấm B. oryzae trong cơ cấu<br /> giống và canh tác hiện nay từ đó tìm ra các phương pháp hạn chế tỷ lệ<br /> hạt giống lúa bị nhiễm B. oryzae và hạn chế sự gây hại của nấm B.<br /> oryzae trên cây lúa.<br /> 1.4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài<br /> 1.4.1. Ý nghĩa khoa học<br /> - Kết quả nghiên cứu nấm B. oryzae gây hại trên hạt giống lúa sản<br /> xuất tại Việt Nam sẽ bổ sung dữ liệu khoa học về nấm B. oryzae hại lúa.<br /> - Các kết quả thu được của đề tài sẽ là cơ sở để xây dựng tiêu<br /> chuẩn hạt giống về tỷ lệ hạt nhiễm nấm được phép của lúa cũng như<br /> xây dựng quy trình sản xuất hạt lúa giống có chất lượng cao.<br /> <br /> 3<br /> <br /> 1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn<br /> Đề tài bổ sung những nghiên cứu về nấm B. oryzae, là cơ sở để<br /> xây dựng hệ thống quản lý hạt giống lúa ở các cấp giống nhằm cung<br /> cấp nguồn giống lúa sạch bệnh cho sản xuất từ đó quản lý được quá<br /> trình lan truyền và gây hại của B. oryzae.<br /> 1.5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài<br /> 1.5.1. Đối tượng nghiên cứu<br /> Hạt giống lúa sử dụng phổ biến trong sản xuất và các nguồn<br /> nấm B. oryzae gây hại trên hạt giống lúa thu thập tại các tỉnh phía Bắc<br /> và ven biển miền Trung Việt Nam.<br /> 1.5.2. Phạm vi nghiên cứu<br /> Nghiên cứu về mức độ phổ biến, mức độ gây hại, khả năng lan<br /> truyền, khả năng tồn tại trên hạt giống lúa, đặc điểm sinh học, đặc điểm<br /> nuôi cấy, đa dạng di truyền của nấm B. oryzae cũng như nghiên cứu về<br /> một số biện pháp xử lý hạt giống để phòng trừ bệnh.<br /> PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU<br /> 2.1. Những nghiên cứu ngoài nước<br /> 2.1.1. Tên gọi và vị trí phân loại nấm B.oryzae<br /> Nấm gây bệnh là Bipolaris oryzae (Brede de Haan) Shoemaker,<br /> trước đó được gọi là Helminthosporium oryzae Brede de Haan hoặc<br /> Drechslera oryzae (Brede de Haan), giai đoạn hữu tính được gọi là<br /> Cochliobolus miyabeanus (Ito and Kurib) thuộc bộ Pyrenomycetales, lớp<br /> nấm túi Ascomycetes (Ou, 1985). Nấm có phân loại Fungi, Ascomycota,<br /> Pezizomycotina, Dothideomycetes, Pleosporomycetidae, Pleosporales,<br /> Pleosporaceae, Bipolaris (Shoemaker, 1959).<br /> 2.1.2. Hình thái học của nấm B.oryzae<br /> Theo Ou (1985), Brede là người đầu tiên mô tả hoàn chỉnh về<br /> nấm B. oryzae. Sợi nấm và bào tử có từ 1đến 14 nhân. Trên môi trường<br /> nuôi cấy, nấm có màu trắng xốp rồi xám nâu đen. Bào tử hữu tính rất ít<br /> gặp, thường chỉ gặp ở cuối giai đoạn sinh trưởng phát triển của cây, có<br /> <br /> 4<br /> <br /> hình sợi dài, có từ 6 đến 15 ngăn, nằm trong quả thể có màu vàng nhạt<br /> có thể tìm thấy trong rơm rạ.<br /> 2.1.3. Đặc điểm phát sinh phát triển của nấm B.oryzae<br /> Sau mùa thu hoạch, nấm tồn tại trên tàn dư cây bệnh, trên rơm rạ,<br /> hạt giống và ký chủ dại là các cây cỏ một lá mầm, trong điều kiện khô ráo<br /> bào tử có thể tồn tại 2 năm và sợi nấm là 3 năm (Vũ Triệu Mân và Lê<br /> Lương Tề, 2001). Theo Ou (1985), sợi nấm nằm trong mô bệnh là 3 năm,<br /> với điều kiện thường bào tử có thể tồn tại trong đất 5 tháng ở nhiệt độ 350C<br /> Nấm phát triển thích hợp ở 27- 30°C, bào tử nảy mầm tốt từ 25 30°C, phát triển trong điều kiện nhiệt độ từ 10 -410C với độ ẩm không<br /> khí 60 -100%. Bào tử chết ở nhiệt độ từ 50 -510C và sợi nấm chết ở ở<br /> nhiệt độ từ 48 -500C trong 10 phút. pH thích hợp cho nấm phát triển từ<br /> 6,6 -7,4, pH thích hợp cho bào tử nảy mầm từ 2,6 -10,9. Bào tử có thể<br /> được sinh ở pH từ 4 - 10, trên môi trường nếu vượt quá 0,5% sucrose<br /> và 0,1% pepton thì sự phát triển tản nấm và sự sinh sản bào tử sẽ bị hạn<br /> chế (Shoemaker, 1959).<br /> Bào tử nấm B.oryzae có 3 kiểu nảy mầm là: nảy mầm ở 2 đầu<br /> của bào tử, nảy mầm ở tế bào giữa của bào tử và nảy mầm ở một đầu<br /> của bào tử. Tỷ lệ các kiểu nảy mầm này phụ thuộc vào các loại môi<br /> trường nuôi cấy, nhiệt độ nuôi cấy, loại ánh sáng và thời gian chiếu<br /> sáng trong quá trình nuôi cấy (Dela, 2006).<br /> Không tìm thấy sự liên quan giữa các vùng địa lý với sự đa dạng<br /> của cấu trúc gen hay bệnh lý và khả năng gây bệnh của nấm (Kamal<br /> and Mia, 2009). Nghiên cứu về biến đổi của gen và độc tính của nấm,<br /> 352 isolate đã được thu thập tại 11 địa phương của Philippin đã được<br /> thống kê về mặt đa dạng sinh học. Kết quả cho thấy có sự đa dạng sinh<br /> học, tại một địa điểm có thể có cả hai loại gen cổ điển và vô tính<br /> (Burgos, 2013).<br /> 2.1.4. Độc tố và sự hình thành bào tử của nấm B.oryzae<br /> Misra et al. (1962) đã tìm ra sự khác biệt về tính độc và sự hình<br /> thành bào tử giữa hai ioslate phân lập được. Matuo (1948) cho rằng bào<br /> tử từ cây lúa mọc trên dung dịch có ít hay không có kali thì độc tính cao<br /> <br /> 5<br /> <br />