DANH TUẤN HIỆU QUẢ ĐỐI KHÁNG VỚI VI KHUẨN ERWINIA SP.
GÂY BỆNH THỐI GỐC TRÊN LÚA CỦA MỘT SỐ
NÔNG DƯỢC VÀ VI KHUẨN VÙNG RỄ
TRONG ĐIỀU KIỆN IN VITRO
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ
NGÀNH: BẢO VỆ THỰC VẬT Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
TS. Trần Vũ Phến Danh Tuấn
MSSV: 3093417
Lớp: BVTV K35
Cần Thơ, 2013 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN BẢO VỆ THỰC VẬT Chứng nhận luận văn tốt nghiệp kỹ sư Bảo vệ Thực vật với đề tài: “HIỆU QUẢ ĐỐI KHÁNG VỚI VI KHUẨN
ERWINIA SP. GÂY BỆNH THỐI GỐC TRÊN LÚA
CỦA MỘT SỐ NÔNG DƯỢC VÀ VI KHUẨN
VÙNG RỄ TRONG ĐIỀU KIỆN IN VITRO”
Luận văn tốt nghiệp hội đồng đánh giá ở mức:
DUYỆT KHOA Cần Thơ, ngày tháng 10 năm 2013
Chủ tịch Hội Đồng
i
LƯỢC SỬ CÁ NHÂN
I. LƯỢC SỬ
Họ và tên: DANH TUẤN Giới tính: Nam
Ngày, tháng, năm sinh: 11/01/1988 Nơi sinh: Cờ Đỏ - Cần Thơ
Quê quán: Ấp thới thạnh, Xã thới xuân, Huyện Cờ Đỏ, TP CT
Dân tộc: khmer Tôn giáo: Phật
Chổ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: Số nhà 822 Ấp Thới thạnh, Xã Thới Xuân
Huyện Cờ Đỏ, Thành phố Cần Thơ
Điện thoại: 01634509740
Cha: Danh Sách Sinh năm: 1950
Mẹ: Đào thi Trọng Sinh năm: 1953
II. QUÁ TRÌNH HỌC TẬP
Từ năm 1996-2001 học tại Trường tiểu học Thới Đông
Từ năm 2001-2004 học tại Trường PTTH Hà Huy Giáp
Từ năm 2004-2005 học tại Trường THCS Thới Đông
Cô cố vấn học tập Lê thị Ngọc Xuân đã giúp đỡ, động viên em trong suốt
khóa học.
Quý thầy cô trong khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng, trường Đại học
Cần Thơ đã dạy dỗ và truyền đạt kiến thức cho em trong thời gian học tại trường.
Chân thành biết ơn,
Anh Huỳnh Văn Nghi và các anh chị trong bộ môn Bảo vệ Thực vật đã đóng
góp những ý kiến quý báu và tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt thí nghiệm.
Thành thật cảm ơn,
Cảm ơn bạn Nguyến Tuấn Anh, Nguyễn Trần Quang và Nguyễn Quốc Phong cùng
các bạn lớp Bảo vệ Thực vật K35 đã giúp đỡ tôi trong thời gian thực hiện đề tài
Trân trọng!
Danh Tuấn
iv
MỤC LỤC
Nội dung Trang
Lược sử cá nhân i
Lời cam đoan ii
Lời cảm tạ iii
Mục lục iv
Danh sách chữ viết tắt vii
Danh sách bảng viii
Danh sách hình ix
Tóm lược x
thân lúa của một số nông dược và vi khuẩn vùng rễ 15
* Tiến hành thí nghiệm 15
2.2.3 Hiệu quả ức chế đối với dòng vi khuẩn Erwinia sp. -3 gây bệnh thối gốc
thân lúa của một số nông dược và vi khuẩn vùng rễ 15
* Tiến hành thí nghiệm 15
2.3 XỬ LÝ SỐ LIỆU 15
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 16
3.1 Phân lập vi khuẩn Erwinia sp. từ mẫu lúa nhiễm bệnh thối thân từ An Giang
và Cần Thơ 16
vi
3.2 Hiệu quả ức chế đối với dòng vi khuẩn Erwinia sp 1 gây bệnh thối gốc thân
lúa của một số nông dược và vi khuẩn vùng rễ 18
3.3 Hiệu quả ức chế đối với dòng vi khuẩn Erwinia sp 2 gây bệnh thối gốc thân
lúa của một số nông dược và vi khuẩn vùng rễ 20
3.4 Hiệu quả ức chế đối với dòng vi khuẩn Erwinia sp 3 gây bệnh thối gốc thân
lúa của một số nông dược và vi khuẩn vùng rễ 23
CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN - ĐỀ NGHỊ 27
4.1 Kết luận 27
4.2 Đề nghị 27
TÀI LIỆU THAM KHẢO 28
PHỤ CHƯƠNG
8
Brevibacillus brevis mất số10
8
cfu /ml
viii
DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2.1.1 Các nghiệm thức trong thí nghiệm 14
Bảng 3.1 Bán kính vùng vi khuẩn Erwinia sp. - 1 bị ức chế (mm) qua các thời điểm
sau khi thử nghiệm 19
Bảng 3.2 Bán kính vùng vi khuẩn Erwinia sp. - 2 bị ức chế (mm) qua các thời điểm
sau khi thử nghiệm 22
Bảng 3.3 Bán kính vùng vi khuẩn Erwinia sp. - 3 bị ức chế (mm) qua các thời điểm
sau khi thử nghiệm 25
x
Danh Tuấn. 2013. “Hiệu quả đối kháng với vi khuẩn Erwinia sp. gây bệnh thối
gốc trên lúa của một số nông dược và vi khuẩn vùng rễ trong điều kiện in
vitro”. Luận văn tốt nghiệp kỹ sư Bảo vệ Thực vật, Khoa Nông nghiệp và Sinh học
ứng dụng, Đại học Cần thơ. Cán bộ hướng dẫn TS. Trần Vũ Phến.
TÓM LƯỢC
Đề tài: “Hiệu quả đối kháng với vi khuẩn Erwinia sp, gây bệnh thối thân
gốc lúa của một số loại nông dược và vi khuẩn vùng rễ trong điều kiện in vitro”
được thực hiện từ tháng 6/2012 đến tháng 10/2013 tại Bộ môn Bảo vệ Thực vật,
Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng, nhằm đánh giá chọn loại nông dược và vi
khuẩn vùng rễ có hiệu quả ức chế đối với 3 dòng vi khuẩn Erwinia sp.
Các thí nghiệm được thực hiện trong điều kiện in vitro. Các nghiệm thức
được bố trí theo thể thức hoàn toàn ngẩu nhiên, 5 lặp lại. Đánh giá hiệu quả của các
loại nông dược và vi khuẩn vùng rễ đối với 3 dòng Erwinia sp được phân lập trên
giống lúa Jasmine 85, và OM 4218. Kết quả thí nghiệm cho thấy nghiệm thức
Stepguard 200TB, Avalon 20WP cho hiệu quả mạnh nhất và duy trì hiệu quả lâu
nhất so với các nghiệm thức còn lại đối với 3 dòng Erwinia sp 1, Erwinia sp 2 và
Erwinia sp 3 ở nồng độ gấp đôi khuyến cáo.
Ở các nghiệm thức Lusatex 5SL, Anti_XO 200WP, Agofast 80WP và
Kasumin 2SL không có khả năng ức chế vi khuẩn gây bệnh, chỉ riêng ngiệm thức
bộ kĩ thuật ở một số địa phương gọi là bệnh đạo ôn cấp tính. Tuy vậy, các loại thuốc
đạo ôn được sử dụng đều không mang lại hiệu quả, ngay cả ở các ruộng vừa xuất
hiện bệnh. Bệnh được xác định là do vi khuẩn Erwinia sp. gây ra. Do đó, việc vấn
đề rất cần thiết và cấp bách sẽ góp phần làm cơ sở cho việc tìm biện pháp phòng trị
bệnh đạt hiệu quả và bền vững. Đó là lý do mà đề tài “Hiệu quả đối kháng với vi
khuẩn Erwinia sp. gây bệnh thối gốc trên lúa của một số nông dược và vi
khuẩn vùng rễ trong điều kiện in vitro” được thực hiện nhằm chọn lọc những loại
nông dược và vi khuẩn đối kháng có hiệu quả trong phòng trị bệnh thối gốc thân lúa. 2
CHƯƠNG 1
LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
1.1 NHỮNG ĐẶC TÍNH CHUNG CỦA VI KHUẨN ERWINIA SP.
1.1.1 Sơ lược các nghiên cứu về vi khuẩn Erwinia
Là loại vi khuẩn yếm khí tùy ý, có khả năng thích ứng với môi trường, phổ
ký chủ rộng nên Erwinia được xem là chi vi khuẩn quan trọng trong sản xuất. Trong
tự nhiên, chúng gây ra một số bệnh đáng lo ngại trên cây trồng như hoại tử và thối
mềm. Các loại cây thường bị nhiễm bệnh do vi khuẩn này bao gồm: khoai tây, các
loại rau, táo, lê, lúa, bắp, mía và cây cảnh ngoài ra còn tìm thấy trên thanh long
(, 2013).
Vi khuẩn Erwinia là vi khuẩn gram âm (-), thuộc ngành Proteobacteria, lớp
Betaproteobacteria, bộ Enterobacteriales, họ Enterobacteriaceae (hầu hết các loài
vi khuẩn trong họ này đều là tác nhân gây bệnh), giống Erwinia có 32 loài, gồm có:
E. amylovora, E. Aphidicola, E. billingiae, E. chrysanthemi, E. mallotivora, E.
persicina, E. psidii, E. pyrifoliae, E. rhapontici, E. tracheiphila, E. alni, E. ananatis,
E. cacticida, E. carnegieana, E. cancerogena, E. Carotovora pv. carotovora, E.
Carotovora pv. atroseptica, E. carotovora pv. betavasculorum, E. carotovora pv.
odoriferum, E. Carotovora pv. wasabiae, E. cypripedii, E. dissolvens, E. herbicola,
cứu về đặc tính của một số enzyme pectate lyases của vi khuẩn Erwinia
chrysanthemi (Castillo và Reverchon, 1997), đặc tính của gene mã hóa Erwinia
chrysanthemi 3937 (Lojkowska và ctv., 1995), và pH ảnh hưởng đến sự phát triển
của loài vi khuẩn này (Llama-Palacios và ctv., 2003).
Năm 2010, tại huyện Tiểu Cần, tỉnh Trà Vinh, Việt Nam đã ghi nhận được
trường hợp ruộng lúa bị nhiễm bệnh thối gốc. Theo Phạm Văn Kim, đây là 1 bệnh
rất ít gặp trên lúa, tác nhân gây bệnh bước đầu được thẩm định là do vi khuẩn
Erwinia sp. gây ra. Theo Phạm Văn Kim (2002), vi khuẩn xâm nhập qua vết thương,
làm nghẹn mạch, gây héo nhưng lá vẫn còn xanh, nhổ lên bứt gốc, trước tiên bẹ
mọng nước sau đó là chết vàng từng chồi lúa, nặng hơn rụi lá từng chòm. Đặc điểm
là gốc lúa phân hủy có mùi thối đặc trưng của vi khuẩn Erwinia sp. Vi khuẩn theo
nước ruộng tràn vào và lây lan gây hại.
Theo Võ Thanh Hoàng và Nguyễn Thị Nghiêm (1993) thì bệnh này được
phát hiện đầu tiên năm 1965 ở Indonesia, cho đến năm 1979 tiếp tục Goto phát hiện
4
tại lô ruộng thí nghiệm của Viện nghiên cứu Di truyền Quốc gia Nhật, sau đó bệnh
lan rộng ra.
Ngoài đồng, vết bệnh thường xuất hiện ở cổ lá, nơi phiến lá đính vào bẹ.
Triệu chứng đặc trưng là bẹ bị thối có màu nâu sậm, vết bệnh phát triển ra, phiến lá
sẽ bị vàng, khô và rũ đi. Dần dần đốt thân, cọng thân và rễ cũng bị nhiễm và thối đi,
nếu dùng tay kéo nhẹ chồi bệnh sẽ bị tuột ra khỏi đất dễ dàng. Cắt dọc cọng thân bị
nhiễm sẽ thấy lõi bên trong bị thối nâu, có mùi khó chịu và đôi khi có giọt vi khuẩn
ứa ra. Đối với chồi lúa bệnh sẽ dễ dàng nhìn thấy mô của các đốt trên và lá đọt bị
thối nhũn, lá đọt bị héo rũ và hơi đổi màu, rễ ở các đốt bệnh cũng bị thối và đổi màu
(Võ Thanh Hoàng và Nguyễn Thị Nghiêm, 1993).
Khi lây bệnh nhân tạo vào bẹ lá, vết úng nước sẽ xuất hiện sau 20 giờ, lá đọt
non sẽ bị héo trong vòng 2 ngày, khoảng 3 – 4 ngày sau vết bệnh sẽ lan toàn bẹ, làm
cho các lá non bị héo và thối nâu hơi nhũn nước ở chân bẹ, sau đó đốt thân cũng bị
nhiễm.
Sử dụng: Thuốc hiện đăng ký phòng trừ bệnh bạc lá lúa, héo xanh cà chua,
bệnh loét cam, đốm đen xì mũ xoài (Nguyễn Mạnh Chinh và ctv.,2012)
1.2.1.3 Starner 20WP
Thành phần: hoạt chất oxolinic acid 20% .
Công thức hóa học: C
13
-H
11
-N-O
5
Công dụng: là thuốc đặc trị vi khuẩn gây hại cây trồng.
Hướng dẫn sử dụng: đối với bệnh cháy bìa lá pha 30 g cho bình phun 16 lít,
phun 2 bình cho 1000 m
2
.
Thuốc giải độc: chưa có thuốc giải độc đặc hiệu, chữa trị theo triệu chứng.
Thời gian cách ly: ngừng phun thuốc trước khi thu hoạch 7 ngày.
LD 50 :525 mg/kg chuột nhắt (nhóm độc 3)
Dạng thuốc: Thuốc dạng bột, màu trắng, hòa tan hoàn toàn trong nước.
Đặc tính hoạt chất oxolinic acid (theo Material Safety Data Sheet, 2008):
Tên hóa học: 1,3-Dioxolo (4,5-g) quinoline-7-carboxylic acid 5-ethyl-5, 8-
dihydro-8-oxo.
Trọng lượng phân tử: 261.25 g/mol
6
Oxolinic acid là một dẫn xuất quinolon, một tác nhân kháng khuẩn tổng hợp,
kháng nhiều loại vi khuẩn đặc biệt là vi khuẩn gram âm. Cơ chế tác động của
oxolinic acid là ức chế sự tổng hợp DNA của vi khuẩn bằng enzyme gyrase DNA.
6
H
18
AlO
9
P
3Nhóm hóa học: phosphonate
Tính chất: Thuốc kỹ thuật dạng bột rắn, tan trong nước (120 g/lít), không tan
trong nhiều dung môi hữu cơ, phân hủy trong môi trường kiềm và acid. Không ăn
mòn kim loại, không cháy.
Nhóm độc IV, LD50 qua miệng 5000 mg/kg, LD50 qua da > 2000 mg/kg. Độc
với cá, ít độc với ong. TGCL 7 ngày
Thuốc trừ nấm nội hấp, có khả năng lưu dẫn mạnh trong cây. Có tác dụng chủ
yếu với các nấm lớp tảo khuẩn (Phycomycetes). Ngoài ra có khả năng hạn chế được
vi khuẩn.
Sử dụng: Phòng trừ các bệnh sương mai, phấn trắng hại rau, dưa, hành, tỏi, bệnh
thối nhũn thuốc lá, bệnh thối noãn dừa, bệnh nứt thân xì mũ cam, quýt, bưởi, sầu
riêng, bệnh chết nhanh (chết ẻo) hồ tiêu, bệnh loét mặt cạo cao su, bệnh thối quả
nhãn, bệnh thối lá, thối rễ cây hoa cảnh. Thuốc còn dùng phòng trừ bệnh bạc lá lúa.
Liều lượng sử dụng: Agofast 80 WP từ 0,8 – 1,2 kg/ha. Pha nước với nồng độ
0,2% phun ướt đều lên cây. Pha 20 g/l nước quét lên mặt cạo cao su hoặc chỗ nứt
thân xì mũ cam, quýt, sầu riêng.
Khả năng hỗn hợp: Có các dạng hỗn hợp với Folpet, Mancozeb. Khi sử dụng có
thể pha chung với nhiều thuốc trừ sâu bệnh khác (Nguyễn Mạnh Chinh và ctv.,
2012).
1.2.1.6 Kasumin 2L (Hokko Chem Ind Co., Ltd.)
Tên hóa học: [5- Amino- 2-metyl-6- (2, 3, 4, 5, 6- pentahidroxi -
khuẩn hại rau cải, cà chua, ớt, đậu, bệnh phấn trắng, thán thư dưa hấu, xoài, nho,
bệnh loét cam quýt…
Kasumin 2L sử dụng với liều lượng 1,5 – 2 lít/ha, pha nước với nồng độ 0,3 –
0,4%, phun ướt đều lên cây.
Khả năng hỗn hợp: Khi sử dụng có thể pha chung với nhiều thuốc trừ sâu bệnh
khác. Không pha chung với các thuốc trừ sâu có nguồn gốc vi sinh (như các thuốc
B.T) (Trần Văn Hai, 2003)
1.2.1.7 Stepguard 200TB
Thành phần: Streptomycin sulphate
Tên hóa học: D-Streptamine, O-2-deoxy-2-(methylamino)-α-L
glucopyranosyl-(1→2)-O-5-deoxy-3-C-formyl-α-L-lyxofuranosyl-(1→4)-N,N1-
bis(aminoiminomethyl)-,sulfate (2:3) (salt)
Công thức hóa học: (C
21
H
39
N
7
O
12
)
2
-3H
2
SO
4
9
Loại thuốc: Thuốc trừ bệnh
Cả hai loài vi khuẩn Brevibacillus brevis và Bacillus amyloliquefaciens đều có
khả năng tiết siderophore dạng hydroxymate. Ngoài ra, cả hai loài vi khuẩn này đều
có khả năng kiểm soát bệnh héo xanh thối củ gừng do vi khuẩn Ralstonia
solanacearum gây ra trong điều kiện nhà lưới (Trần Văn Nhã, 2011).
1.2.2.1 Bacillus amyloliquefaciens
B. amyloliquefaciens có khả năng đối kháng phổ rộng, kháng lại với mầm
bệnh do virus, vi khuẩn và nấm gây ra, có hiệu quả cao trong kiểm soát bệnh héo
xanh do vi khuẩn Ralstonia solanacearum và héo do nấm Fusarium spp. trên cà
chua (Park và ctv., 2003).
B. amyloliquefaciens có liên quan đến cơ chế induced systemic resistance
(ISR), chất L-pro-L-Tyr được tìm thấy sau khi xử lý với B. amyloliquefaciens và đã
được chứng minh có liên quan đến kích hoạt các phản ứng tự vệ của cây trồng
chống lại mầm bệnh trong nghiên cứu kích kháng chống bệnh thán thư trên dưa
chuột. Hợp chất 2,3-butanediol cũng đã được chứng minh là có liên quan đến sự
kích kháng ISR của vi B. amyloliquefaciens (Park và ctv., 2003; Ryu và ctv., 2004).
Sự tác động đến cơ chế ISR của vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens được
kiểm soát bởi gen srfA và pps operon và cơ chế PGP được kiểm soát bởi gen alsS
và alsD (Hardoim và ctv., 2008).
Kháng sinh Iturin A2 tiết ra từ vi khuẩn B. amyloliquefaciens RC_2 có khả
năng ức chế nấm Rosellina necatrix, Pyricularia oryzae, và vi khuẩn
Agrobacterium tumefaciens, Xanthomonas campestris pv. campestris, đã cho thấy
Bacillus amyloliquefaciens RC_2 có tác dụng phổ rộng đối với bệnh hại cây trồng
(Yoshida và ctv., 2002).
B. amyloliquefaciens GA1 có thể sản sinh đồng thời surfactin, iturin A,
fengycin A và fengycin B. Đây là những lipopeptides vòng (CLP) gồm bảy
(surfactin và iturin A) hoặc 10 α-amino axit (fengycins) liên kết với một-amino β
(iturins) hoặc β-hydroxy (surfactins và fengycins) axit béo có thể thay đổi từ C-13
C-16 cho surfactins, từ C-14 C-17 cho iturins và từ C-14 C-18 cho fengycins
(Arguelles-Arias và ctv., 2009).
Copyright: Tài liệu đại học ©