BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
TRẦN VĂN CHIẾN
ơ
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ðẶC ðIỂM SINH HỌC
CỦA VIRUS LÙN SỌC ðEN PHƯƠNG NAM
(SOUTHERN RICE BLACK STREAKED DWARF VIRUS) LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ðẶC ðIỂM SINH HỌC
CỦA VIRUS LÙN SỌC ðEN PHƯƠNG NAM
(SOUTHERN RICE BLACK STREAKED DWARF VIRUS) CHUYÊN NGÀNH: BẢO VỆ THỰC VẬT
MÃ SỐ: 60.62.01.12
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS. TS. NGÔ BÍCH HẢO
HÀ NỘI , 2013
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
i
LỜI CAM ðOAN
Tôi xin cam ñoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là hoàn
toàn trung thực và chưa từng ñược sử dụng hoặc công bố trong bất cứ công
Trước tiên tôi xin ñược bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc ñến giáo viên hướng
dẫn của tôi là PGS.TS. Ngô Bích Hảo ñã tận tình hướng dẫn, giúp ñỡ tôi trong
quá trình thực hiện ñề tài và hoàn thành bản luận văn này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo trong khoa Nông
Học và Viện ñào tạo sau ðại học.
Tôi xin ñược chân thành cảm ơn TS. Hà Viết Cường cùng các cán bộ tại
Trung tâm bệnh cây nhiệt ñới – Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã nhiệt
tình giúp ñỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Tôi cũng xin ñược gửi lời cảm ơn sâu sắc ñến Ban Giám ñốc Trung tâm
Kiểm dịch thực vật sau nhập khẩu I, ñặc biệt là Th.s Vũ Thị Hải & Th.s
Nguyễn Viết Hải cùng toàn thể các cán bộ trong Trung tâm ñã tận tình giúp
ñỡ và tạo mọi ñiều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia ñình, người thân,
bạn bè những người luôn ở bên cạnh ñộng viên giúp ñỡ tôi trong quá trình
học tập và thực hiện bản luận văn này.
Hà Nội, ngày 9 tháng 9 năm 2013
Tác giả luận văn Trần Văn Chiến
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ðOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC BẢNG vi
DANH MỤC HÌNH viii
3.4. Xác ñịnh giai ñoạn mẫn cảm của lúa ñối với virus lùn sọc ñen
phương Nam 64
3.5. Triệu chứng bệnh lùn sọc ñen phương Nam trên lúa ở các giai ñoạn
sinh trưởng 66
3.6. Ảnh hưởng của virus lùn sọc ñen phương Nam ñến sinh trưởng,
phát triển của cây lúa 70
3.6.1. Ảnh hưởng của virus lùn sọc ñen phương Nam ñến sinh trưởng, phát
triển của cây lúa ở giai ñoạn mạ. 71
3.6.2. Ảnh hưởng của virus lùn sọc ñen phương Nam ñến sinh trưởng, phát
triển của cây lúa ở giai ñoạn ñẻ nhánh 72
3.7. Xác ñịnh khả năng lây nhiễm của virus lùn sọc ñen phương Nam từ
lúa sang ngô 73
3.8. Xác ñịnh khả năng lan truyền của virus lùn sọc ñen phương Nam
từ ngô sang lúa 76
3.9. Xác ñịnh khả năng lây nhiễm của virus lùn sọc ñen phương Nam từ
cỏ dại sang lúa 77
3.10. Xác ñịnh tính kháng nhiễm của một số giống lúa trồng phổ biến
ngoài sản xuất ở miền Bắc Việt Nam với bệnh lùn sọc ñen phương
Nam 80
3.11. Xác ñịnh ảnh hưởng của mật ñộ rầy lưng trắng ñến khả năng
truyền bệnh lùn sọc ñen phương Nam 82
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
v
3.12. Xác ñịnh thời gian chích nạp tối thiểu virus lùn sọc ñen phương
Nam của rầy lưng trắng 84
3.13. Xác ñịnh thời gian nhân lên của virus lùn sọc ñen phương Nam
trong cơ thể rầy lưng trắng 85
3.14. Xác ñịnh thời gian chích truyền tối thiểu virus lùn sọc ñen phương
Nam của rầy lưng trắng 86
Bảng 3.10. Khả năng lan truyền của virus lùn sọc ñen phương Nam từ ngô
sang lúa 76
Bảng 3.11. Khả năng lây truyền virus lùn sọc ñen phương Nam từ cỏ dại
sang lúa 78
Bảng 3.12. Tính kháng nhiễm của một số giống lúa trồng phổ biến ngoài sản
xuất ở miền Bắc Việt Nam với bệnh lùn sọc ñen phương Nam.81
Bảng 3.13. Ảnh hưởng của mật ñộ rầy lưng trắng ñến khả năng truyền bệnh
lùn sọc ñen phương Nam 82
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
vii
Bảng 3.14. Thời gian chích nạp tối thiểu virus lùn sọc ñen phương Nam của
rầy lưng trắng 84
Bảng 3.15. Thời gian nhân lên của virus lùn sọc ñen phương Nam trong cơ
thể rầy lưng trắng 85
Bảng 3.16. Thời gian chích truyền tối thiểu virus lùn sọc ñen phương Nam
của rầy lưng trắng 87
Bảng 3.17. Khả năng truyền virus lùn sọc ñen phương Nam giữa rầy non tuổi
2-3 và trưởng thành rầy lưng trắng 89
Bảng 3.18. Khả năng lan truyền bệnh lùn sọc ñen phương Nam hiệu quả của
rầy lưng trắng 92
Bảng 3.19. Hiệu lực của thuốc hóa học xử lý hạt giống phòng trừ rầy lưng
trắng ở giai ñoạn mạ 95
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
viii
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Cấu trúc hình thái của các loài Reovirus 8
Hình 1.2. Tổ chức bộ gen của các loài Reovirus 9
Hình 3.26. Lá cứng, mọc xít nhau 75
Hình 3.27. Cây ngô nhiễm bệnh 75
Hình 3.28. Nốt phồng trên gân mặt sau lá 76
Hình 3.29. Rách mép lá chữ V 76
Hình 3.30. Triệu chứng bệnh trên cỏ lồng vực nước 79
Hình 3.31. Quần thể rầy lưng trắng trên cỏ lồng vực nước 79
Hình 3.32. Cây lúa nhiễm bệnh 79
Hình 3.33. Triệu chứng bệnh trên lúa 83
Hình 3.34. Các công thức thí nghiệm 83
Hình 3.35. Cấy lúa trong ống nghiệm 88
Hình 3.36. Triệu chứng bệnh trên lúa 88
Hình 3.37. Rầy truyền bệnh lên cây lúa khỏe 88
Hình 3.38. Rầy non truyền bệnh 90
Hình 3.39. Rầy trưởng thành truyền bệnh 90
Hình 3.40. Các công thức thí nghiệm 90
Hình 3.41. Triệu chứng bệnh trên lúa 90
Hình 3.42. Rầy lây bệnh cho cây lúa khỏe 93
Hình 3.43. Cây lúa nhiễm bệnh 93
Hình 3.44. Kết quả RT-PCR 93
Hình 3.45. Kết quả PTA-ELISA 93
Hình 3.46. Pha các loại thuốc xử lý hạt giống 97
Hình 3.47. Thóc sau khi ñược xử lý 97
Hình 3.48. Ủ thóc ñã xử lý 97
Hình 3.49. Kết quả phòng trừ rầy lưng trắng 97
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
x
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
µl
sản lượng lúa gạo là khoảng 721 triệu tấn (tăng 3% so với sản lượng năm
2010). Cũng trong báo cáo này, diện tích thu hoạch lúa tăng 2,2% lên 164,6
triệu ha với năng suất tăng 0,8%, tương ñương 4,38 tấn/ha. Châu Á là nơi sản
xuất lúa gạo lớn nhất trên thế giới với sản lượng chiếm tới 90,3%, tương
ñương 651 triệu tấn trong tổng sản lượng lúa gạo toàn cầu năm 2011 (tăng 3%
so với sản lượng năm 2010) (Trần Huỳnh Thúy Phượng, 2013).
Thành phần dịch hại trên cây lúa rất ña dạng và phong phú. Theo thống
kê, hiện nay ñã xác ñịnh ñược 418 loài dịch hại trên lúa (CABI 2013), trong
ñó tác nhân gây hại là virus thực tuy chiếm số lượng ít nhưng lại là một trong
những tác nhân gây hại nặng và gây ra nhiều ñợt dịch bệnh cây trên lúa. Bệnh
virus lúa ñầu tiên ñược phát hiện trên thế giới là ở Nhật Bản vào năm 1883
gây ra hiện tượng lùn cây (Lin, 1972). Theo tác giả Habino (1996), có khoảng
15 loài virus có khả năng gây hại trên cây lúa, trong ñó 12 loài gây hại chủ
yếu ở châu Á, 2 loài ở châu Phi, 1 loài ở châu Âu và 1 loài ở châu Mỹ la-tinh.
Ở các nước có diện tích trồng lúa gạo lớn thì sự xuất hiện và gây hại của bệnh
virus lúa gây ra những thiệt hại kinh tế rất lớn. Trong ñó, bệnh Tungro là bệnh
virus gây hại nghiêm trọng nhất, nó có thể gây thiệt hại 100% năng xuất.
Theo thống kê của Viện nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI), diện tích lúa bị gây
hại do bệnh Tungro gây ra là hơn 4.000 ha trong khoảng thời gian hơn 20
năm (Azzam and Chancellor, 2002). Ở miền Bắc Việt Nam, bệnh virus này ñã
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 2
ñược ghi nhận trong những năm 1964, 1966 và 1970 trên giống Mộc Tuyền
với diện tích khá lớn khoảng 50.000 ha (Phạm Văn Dư, 2006).
Bệnh virus trên lúa ñược báo cáo ở Việt Nam từ nhiều năm trước ñây.
Trong năm 1989, ở ñồng bằng sông Cửu Long có xuất hiện triệu chứng cây
biến vàng và lùn với tỷ lệ là 5-10% và 50% trên một số giống như OMCS 96,
OM 997-6. Triệu chứng này sau ñó ñược xác ñịnh là do 2 loài virus là virus
vàng lùn (Rice grassy stunt virus) và virus lùn xoắn lá (Rice ragged stunt
virus) gây ra. Tiếp ñó, vào vụ hè thu 2006, dịch bệnh lại phát triển và lan rộng
ñủ và chuyên sâu về loài virus này. Chính vì vậy, việc nghiên cứu, xác ñịnh
những ñặc ñiểm sinh học của loài virus này ñể từ ñó ñưa ra biện pháp quản lý
và phòng trừ thích hợp nhằm giảm thiểu tác hại do loài virus này gây ra là hết
sức cấp bách trong tình hình hiện nay.
Xuất phát từ yêu cầu trên, ñược sự phân công của Ban ñào tạo sau
ñại học và bộ môn Bệnh cây – Nông dược, khoa Nông học – trường ðại
học Nông nghiệp Hà Nội, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Ngô Bích Hảo
chúng tôi ñã tiến hành thực hiện ñề tài: “Nghiên cứu một số ñặc ñiểm sinh
học của virus lùn sọc ñen phương Nam (Southern rice black streaked dwarf
virus)”.
Mục ñích
- Nghiên cứu một số ñặc ñiểm của virus lùn sọc ñen phương Nam
(Southern rice black streaked dwarf virus) từ ñó ñề xuất biện pháp quản lý
hiệu quả loại bệnh này.
Yêu cầu
- Xác ñịnh phổ ký chủ của virus lùn sọc ñen phương Nam.
- Xác ñịnh giai ñoạn mẫn cảm của cây lúa ñối với virus lùn sọc ñen
phương Nam.
- Xác ñịnh mức ñộ kháng nhiễm bệnh của một số giống lúa ñược trồng
phổ biến tại ðồng bằng sông Hồng ñối với virus lùn sọc ñen phương Nam.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 4
- Xác ñịnh khả năng lan truyền của virus lùn sọc ñen phương Nam từ
lúa sang ngô, từ lúa sang cỏ dại và ngược lại.
- Xác ñịnh thời gian chích nạp, thời gian chích truyền, thời gian nhân
lên tối thiểu của virus lùn sọc ñen phương Nam trong cơ thể rầy lưng trắng.
- Xác ñịnh tỷ lệ rầy lưng trắng truyền virus hiệu quả.
- So sánh khả năng và hiệu quả truyền bệnh của rầy ấu trùng tuổi 2 – 3
và rầy trưởng thành.
- Ứng dụng phương pháp ELISA trong việc chẩn ñoán, giám ñịnh sự có
Tenuivirus và Wheat streak mosaic virus thuộc chi Rymovirus (Bakker,
1974, Harder and Bakker, 1973, Khan and Dickerson, 1957).
Những loài virus lúa này ñược lan truyền nhờ vector truyền bệnh là
những loài rầy, rệp, bọ cánh cứng, rệp sáp và nhờ cả nấm (Polymixa
glaminis). Một vài loài khác ñược truyền thông qua tiếp xúc cơ giới giữa cây
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 6
bệnh và cây khỏe hoặc ñược truyền qua ñất. Chỉ có 2 loài virus là Rice
wrinkled virus và Rice wiches broom truyền ñược qua hạt giống (Abo and Ali
Fadhila, 2001).
Theo tác giả Hibino (1996), tại Châu Á có 15 loài virus hại trên lúa bao
gồm các loài: Rice black-streaked dwarf virus, Rice bunchy stunt virus, Rice
dwarf virus, Rice gall dwarf virus, Rice giallume virus, Rice grassy stunt
virus, Rice hoja blanca virus, Rice necrosis mosaic virus, Rice ragged stunt
virus, Rice stripe necrosis virus, Rice stripe virus, Rice transitory yellowing
virus, Rice tungro bacilliform virus, Rice tungro spherical virus và Rice
yellow mottle viruses
.
Thiệt hại kinh tế do các bệnh virus lúa là vô cùng lớn, chỉ ñứng sau
thiệt hại của các bệnh do nấm gây ra. Bệnh virus Tungro lúa thường xuyên
gây hại trên các cánh ñồng trồng lúa tại Nam và ðông Nam Á. Ước tính thiệt
hại do bệnh Tungro lúa gây ra là gần 1,5 tỷ USD. Nếu có thể ngăn chặn ñược
sự xuất hiện và gây hại của loài virus này thì năng suất sẽ ñược tăng lên 5 –
10% (Azzam and Chancellor, 2002).
Các bệnh virus thực vật chủ yếu ñược lan truyền và phát tán nhờ môi
giới là các loài côn trùng thuộc bộ Hemiptera như họ bọ phấn (Aleyrodidae),
rầy thân (Delphacidae) và rầy lá (Cicadellidae). Theo thống kê của ICTV thì
côn trùng bộ Hemiptera truyền khoảng hơn 200 loài virus (chiếm 55% số
lượng virus thực vật). Theo Saskia et al., (2008), côn trùng thuộc họ bọ phấn
ñiển hình nhưng tên nguyên gốc vẫn ñược sử dụng.
2.1.2.1. Hình thái phân tử của Reoviridae
Các Reovirus có không có vỏ bọc, virion có hình ña diện ñối xứng gồm 20
mặt (icosahedral), ñường kính từ 60 – 80 nm. Lớp vỏ protein ñược cấu tạo
thành 1, 2, 3 lớp ñồng tâm. Cấu trúc lớp vỏ kép (ngoại trừ chi cypoviruses và
dinovernaviruses duy nhất chỉ có 01 lớp vỏ bên trong). Lớp vỏ ngoài có cấu
trúc khôi 20 mặt ñối xứng T = 13, trong khi ñó lớp vỏ trong có cấu trúc khối
20 mặt ñối xứng T = 2). Dựa vào cấu trúc lớp vỏ, các reovirus ñược chia
thành 2 nhóm:
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 8
(i) Có gai tương ñối lớn (spike) trên bề mặt (ví dụ chi Fijivirus, Oryzavirus,
Cypovirus, Orthoreovirus, Aquareovirus, Idnoreovirus và Mycoreovirus).
(ii) Không có gai (ví dụ chi Phytoreovirus, Rotavirus, Orbivirus,
Coltivirus và Seadornavirus). Hình 1.1. Cấu trúc hình thái của các loài Reovirus
( http://viralzone.expasy.org/viralzone/all_by_species/104.html)
1.1.2.2. Tổ chức bộ gen của Reoviridae
Bộ gen của các Reovirus phân mảnh, cấu trúc di truyền là RNA sợi kép
(dsRNA), bao gồm 10 – 12 phân tử RNA (ký hiệu từ S1 – S12), mã hóa cho
10 – 14 loại protein. Kích thước của các ñoạn phân tử RNA thay ñổi từ 0,2
ñến 3,0 kb. Tổng kích thước của bộ gen là khoảng từ 18,2 ñến 30,5 kb. Tất cả
các phân tử RNA này ñều ñược lắp ráp trong một virion. ðầu 5’ của sợi (+)
của mỗi phân tử RNA sợi kép ñược mũ hóa (Cap). RNA của virus thiếu một
chuối polyadenine ở ñầu 3’.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 9
(SRBSDV) gây bệnh lùn sọc ñen mới ñược phát hiện tại miền Bắc năm 2009.
Bảng 1.1. Phân loại các virus họ Reoviridae theo ICTV năm 2009
TT
Phân họ
Chi Loài ñại diện Ký chủ
1 Aquareovirus Golden shiner virus ðộng vật có xương sống
2 Coltivirus
Colorado tick fever
virus
ðộng vật có xương sống
3 Cypovirus Cypovirus 1
ðộng vật không xương
sống
4 Dinovernavirus
Aedes pseudoscutellaris
reovirus
ðộng vật không xương
sống
5 Fijivirus Fiji disease virus Thực vật
6 Idnoreovirus Idnoreovirus 1
ðộng vật không xương
sống
7 Mycoreovirus Mycoreovirus 1 Nấm
8 Orthoreovirus
Mammalian
orthoreovirus
ðộng vật có xương sống
9
Sedoreovirinae
Seadornavirus Banna virus ðộng vật có xương sống
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… 11
1.1.3. Tổng quan về chi Fijivirus
Chi Fijivirus là 1 trong 15 chi của họ Reoviridae và là 1 trong 3 chi
virus gây hại trên thực vật bao gồm các chi Fijivirus, Phytoreovirus và
Oryzavirus.
Các loài virus thuộc chi Fijivirus ñều có tổ chức bộ gen gồm 10 phân tử
RNA sợi kép (dsRNA) và ñược lan truyền ngoài tự nhiên thông qua các loại
rầy thân (planthoppers). ðặc ñiểm khác nhau giữa chi Fijivirus với chi
Oryzavirus là kích thước của các ñoạn phân tử RNA và chúng có cấu trúc 02
lớp vỏ bảo vệ bề mặt virion. Những loài virus trong chi Fijivirus chỉ gây hại ở
mô mạch dẫn phloem của các thực vật họ hòa thảo (Gramineae) và quá trình
tái sinh của chúng ñược diễn ra ở cả trong cây và cơ thể môi giới truyền bệnh.
Tất cả các thành viên trong chi ghi gây bệnh ñều gây ra triệu chứng là xuất
hiện những u phồng trên cây bị nhiễm. Cho ñến nay ñã xác ñịnh ñược 04
nhóm virus trong chi này dựa trên những mối quan hệ về huyết thanh học.
1.1.3.1. Hình thái phân tử của Fijivirus
Các Reovirus có không có vỏ bọc, virion có hình ña diện ñối xứng gồm 20
mặt (icosahedral), ñường kính từ 65 – 70 nm. Cấu tạo lớp vỏ gồm 02 lớp. Có
gai tương ñối lớn (spike) ở bên ngoài của lớp vỏ trong cùng. Lớp vỏ ngoài có
cấu trúc khôi 20 mặt ñối xứng T = 13, trong khi ñó lớp vỏ trong có cấu trúc
khối 20 mặt ñối xứng T = 2).
Fijivirus có hai cấu trúc riêng biệt ñể bảo vệ bề mặt của virion ñược gọi là
các gai lớn “spike”. Các gai lớn có cấu trúc “A” gồm có 12 gai dài và rộng
khoảng 11 nm và 12 gai lớn có cấu trúc “B” có chiều dài khoảng 8 nm và
Rio Cuarto virus , Oat sterile dwarf virus, Pangola stunt virus, Rice black
streaked dwarf virus, Rice black streaked dwarf virus, Southern rice black
streaked dwarf virus, 01 loài gây hại trên côn trùng (rầy nâu) là: Nilaparvata
lugens reovirus và 01 loài gây hại trên ñộng vật không xương sống là: Mal de
Rio Cuarto virus.
Copyright: Tài liệu đại học ©