TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG HUỲNH VĂN SANG KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ĐỐI KHÁNG CỦA BA
CHỦNG VI KHUẨN BACILLUS ĐỐI VỚI NẤM
GÂY BỆNH LEM LÉP HẠT LÚA TRONG
ĐIỀU KIỆN PHÒNG THÍ NGHIỆM
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH BẢO VỆ THỰC VẬT Cần Thơ, 2014
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
“ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ĐỐI KHÁNG CỦA BA
CHỦNG VI KHUẨN BACILLUS ĐỐI VỚI NẤM
GÂY BỆNH LEM LÉP HẠT LÚA TRONG
ĐIỀU KIỆNPHÒNG THÍ NGHIỆM”
Do sinh viên Huỳnh Văn Sang thực hiện và đề nạp.
Kính trình Hội Đồng chấm luận văn tốt nghiệp xem xét. Cần Thơ, ngày tháng năm 2014
Cán bộ hƣớng dẫn PGS. TS. Trần Thị Thu Thủy ii
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN BẢO VỆ THỰC VẬT
Hội Đồng chấm luận văn tốt nghiệp đã chấp nhận luận văn tốt nghiệp đại
học với tên đề tài:
“ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ĐỐI KHÁNG CỦA BA
CHỦNG VI KHUẨN BACILLUS ĐỐI VỚI NẤM
GÂY BỆNH LEM LÉP HẠT LÚA TRONG
ĐIỀU KIỆN PHÒNG THÍ NGHIỆM”
Do sinh viên Huỳnh Văn Sang thực hiện và bảo vệ trƣớc Hội Đồng, ngày
iv
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu
và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực, chƣa đƣợc ai công bố trong
bất kì công trình luận văn nào trƣớc đây.
Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã
đƣợc cảm ơn và thông tin trích dẫn trong luận văn đều đƣợc ghi rõ nguồn gốc. Cần Thơ, ngày tháng năm 2014
Tác giả luận văn Huỳnh Văn Sang
TÓM LƯỢC
Đề tài “Khảo sát khả năng đối kháng của ba chủng vi khuẩn Bacillus đối
với nấm gây bệnh lem lép hạt lúa trong điều kiện phòng thí nghiệm” đƣợc thực
hiện tại phòng thí nghiệm Phòng trừ Sinh Học thuộc bộ môn Bảo vệ Thực vật, Khoa
Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng, Trƣờng Đại học Cần Thơ từ tháng 11/2013 đến
tháng 02/2014 nhằm đánh giá hiệu quả đối kháng của từng chủng vi khuẩn đối với từng
loại nấm gây bệnh lem lép hạt lúa.
Ba chủng vi khuẩn AGB4 (Bacillus sp.), AGB17 (Bacillus pumilus) và AGB27
(Bacillus megaterium) đều có khả năng ức chế sự phát triển khuẩn ty của năm loài nấm
Fusarium moniliforme, Curvularia lunata, Bipolaris oryzae, Pinatubo oryzae và
Trichothecium sp. Trong đó, hiệu quả ức chế thay đổi tùy theo chủng vi khuẩn và tùy
theo loài nấm. Chủng vi khuẩn AGB17 có khả năng ức chế khuẩn ty nấm Pinatubo
oryzae và Curvularia lunata thông qua bán kính vành khăn vô khuẩn
≥5,60 mm và hiệu suất đối kháng lần lƣợt là 62,20% và 61,00% đạt ở mức đối kháng
cao. Kế đến, chủng vi khuẩn AGB4 có khả năng ức chế khuẩn ty nấm Pinatubo oryzae
và Fusarium moniliforme (với bán kính vành khăn vô khuẩn 5,40 mm) và hiệu suất đối
kháng lần lƣợt là 61,40% và 54,80%. Chủng vi khuẩn AGB27 có hiệu quả ức chế
khuẩn ty nấm thấp (<5,00 mm).
vii
MỤC LỤC
TIỂU SỬ CÁ NHÂN iii
LỜI CAM ĐOAN iv
LỜI CẢM ƠN v
TÓM LƢỢC vi
MỤC LỤC vii
DANH SÁCH BẢNG ix
2.1.1 Thời gian và địa điểm 17
2.1.2 Vật liệu và phƣơng tiện thí nghiệm 17
2.2 PHƢƠNG PHÁP 18
CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ-THẢO LUẬN 20
3.1 KHẢ NĂNG ĐỐI KHÁNG CỦA BA CHỦNG VI KHUẨN AGB4, AGB17
VÀ AGB27 VỚI NẤM FUSARIUM MONILIFORME 20
3.2 KHẢ NĂNG ĐỐI KHÁNG CỦA BA CHỦNG VI KHUẨN AGB4
AGB17 VÀ AGB27 VỚI NẤM CURVULARIA LUNATA 21
3.3 KHẢ NĂNG ĐỐI KHÁNG CỦA BA CHỦNG VI KHUẨN AGB4
AGB17 VÀ AGB27 VỚI NẤM BIPOLARIS ORYZAE 23
3.4 KHẢ NĂNG ĐỐI KHÁNG CỦA BA CHỦNG VI KHUẨN AGB4
AGB17 VÀ AGB27 VỚI NẤM PINATUBO ORYZAE 24
3.5 KHẢ NĂNG ĐỐI KHÁNG CỦA BA CHỦNG VI KHUẨN AGB4
AGB17 VÀ AGB27 VỚI NẤM TRICHOTHECIUM SP. 26
3.6 KHẢ NĂNG ĐỐI KHÁNG CỦA TỪNG CHỦNG VI KHUẨN
AGB4, AGB17 VÀ AGB27 TRÊN MỘT SỐ LOÀI NẤM 28
CHƢƠNG 4 KẾT LUẬN-ĐỀ NGHỊ 31
TÀI LIỆU THAM KHẢO 32
PHỤ CHƢƠNG
ix
DANH SÁCH BẢNG
Bảng
Tên bảng
Trang
3.1
Bán kính vành khăn vô khuẩn và hiệu suất đối kháng của ba chủng vi khuẩn
đối với nấm Fusarium moniliforme
20
3.2
Phƣơng pháp trắc nghiệm khả năng đối kháng của vi khuẩn đối với nấm trên
môi trƣờng PDAP đặc có lặp lại.
19
3.1
Khả năng đối kháng của ba chủng vi khuẩn với nấm Fusarium moniliforme
thời điểm 4 NSKC (A) và 5 NSKC (B).
21
3.2
Khả năng đối kháng của ba chủng vi khuẩn với nấm Curvularia lunata thời
điểm 4 NSKC (A) và 5 NSKC (B).
23
3.3
Khả năng đối kháng của ba chủng vi khuẩn với nấm Bipolaris oryzae thời
điểm 4 NSKC (A) và 5 NSKC (B).
24
3.4
Khả năng đối kháng của ba chủng vi khuẩn với nấm Pinatubo oryzae thời
điểm 9 NSKC (A) và 12 NSKC (B).
26
3.5
Khả năng đối kháng của ba chủng vi khuẩn trên nấm Trichothecium sp. thời
điểm 4 NSKC (A) và 5 NSKC (B).
28
xi
DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT
ĐBSCL: Đồng bằng sông Cửu long
ctv: cộng tác viên
PDA: Potato dextrose agar
PDAP: Potato dextrose agar peptone
có tính bền vững, càng sử dụng thuốc thì bệnh càng nặng hơn ở vụ sau (Phạm Văn
Kim, 2003). Vì vậy, việc áp dụng biện pháp sinh học trong quản lý bệnh cây trồng
với ƣu điểm là giảm thiểu sự ô nhiễm môi trƣờng đang là xu hƣớng mới và cũng
phù hợp với xu hƣớng phát triển chung của nền nông nghiệp thế giới. Mặt khác,
phòng trừ sinh học đối với bệnh lem lép hạt ở Việt Nam vẫn chƣa đƣợc nghiên cứu
nhiều.
Do đó, đề tài “Khảo sát khả năng đối kháng của ba chủng vi khuẩn
Bacillus đối với nấm gây bệnh lem lép hạt lúa trong điều kiện phòng thí
nghiệm” đƣợc thực hiện nhằm đánh giá hiệu quả ức chế khuẩn ty và hiệu suất đối
kháng của từng chủng vi khuẩn đối với từng loại nấm gây bệnh lem lép hạt lúa.
2
CHƢƠNG 1
LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU
1.1 BỆNH LEM LÉP HẠT LÚA
1.1.1 Lịch sử phân bố
Bệnh có ở nhiều nơi trên thế giới nhƣ Hoa Kỳ, Ấn Độ, Colombia, Brazil,
Indonexia, Việt Nam… (Võ Thanh Hoàng và Nguyễn Thị Nghiêm, 1993).
Ở Việt Nam, bệnh đƣợc ghi nhận lần đầu tiên ở miền Trung vào năm 1991
trên diện tích 20.000 ha. Đến nay, bệnh lem lép hạt đã phát sinh và gây hại phổ biến
trên diện rộng, gây thiệt hại trên cả ba vụ lúa trong năm và có xu hƣớng gia tăng về
diện tích và cả mức độ thiệt hại. Diện tích gây hại hàng năm trên 12.000 ha, giảm
20-30% năng suất. Tại Đồng bằng sông Cửu Long, bệnh lem lép hạt gây hại nặng
cho vụ lúa Hè Thu và Thu Đông, thiệt hại cả về năng suất lẫn chất lƣợng (Trần Văn
Hai, 1999).
1.1.2 Triệu chứng
oryzae, Fusarium moniliforme, Fusarium graminearum, Nigrospora oryzae,
Epicoccum nigrum, Curvularia spp., Phoma sorghina, Dichotomophthoropsis
nymphacearum, Heterosporium echinulatum Nhóm còn lại là nhóm nấm mốc
trong quá trình tồn trữ, phổ biến là các loài: Aspergillus, Penicillium, Absidia,
Mucor, Rhizopus, Chaetomium, Monilia, Streptomyces
Mew và Misra (1994), bằng phƣơng pháp Blotter, IRRI đã phân lập đƣợc 20
loài nấm từ 4.744 mẫu hạt giống lúa, trong đó những loài nấm xuất hiện phổ biến là:
Trichoniella padwickii (96,9%), Curvularia spp. (87,8%), Sarocladium oryzae
(55,6%), Phoma spp. (39,8%), Nigrospora oryzae (38,3%), Gerlachia oryzae
(28,7%), Drechslera oryzae (24,4%), Fusarium moniliforme (21,8%)
Mew và Gonzales (2002), đã phát hiện hơn 80 loài nấm hiện diện trên tổng số
500.000 lô hạt giống. Trong đó, có 20 loài phổ biến và tần số xuất hiện của nấm
Alternaria padwickii rất cao (80-90%). Butt và ctv. (2007), ghi nhận có hơn 20 loài
nấm trên hạt của các giống lúa khác nhau: Pyricularia oryzae, Alternaria padwickii,
Curvularia oryzae, Curvularia lunata, Aspergillus niger, Fusarium moniliforme,
Fusarium oxysporum, Fusarium solani
Utobo và ctv. (2011), ghi nhận có 9 loài nấm hiện diện trên hạt lúa. Các loài
nấm là: Rhizopus oryzae, Trichoconis padwickii, Helminthosporium oryzae,
Fusarium moniliforme, Aspergillus niger, Curvularia lunata, Penicillium sp.,
Alternaria oryzae và Pyricularia oryzae. Trong đó, tần số xuất hiện của Trichoconis
padwickii cao nhất (37,14%), kế đến là Helminthosporium oryzae (17,14%), các
nấm còn lại có tần số xuất hiện thấp hơn.
Islam và ctv. (2012), quan sát trên hạt lúa đƣợc thu thập tai vùng Patuakhali
(Bangladesh) thấy sự hiện diện của các loài nấm: Trichoconis padwickii, Curvularia
lunata, Fusarium moniliforme, Bipolaris oryzae, Aspergillus flavus, Rhizopus sp.,
Aspergillus clavatus, Aspergillus niger và Chaetomium sp. Trong đó phổ biến nhất
là Trichoconis padwickii và Aspergillus flavus.
barclayana, Pyricularia oryzae và Alternaria sp. Trong đó, Fusarium là loài nấm
hiện diện phổ biến nhất. Kết quả còn ghi nhận điều kiện ánh sáng cũng ảnh hƣởng
đến tần số xuất hiện của một số loài nấm nhƣ Fusarium spp. có tần số xuất hiện cao
ở ánh sáng đèn néon và Trichoconis có tần số xuất hiện cao ở ánh sáng cận cực tím.
Trong vụ lúa Hè Thu 2011 và Thu Đông 2011-2012 tại tỉnh Hậu Giang,
Nguyễn Thanh Nam (2012), đã ghi nhận có 17 loài nấm hiện diện trong 42 mẫu hạt
giống đƣợc kiểm tra bằng phƣơng pháp Blotter. Các loài nấm bao gồm: Fusarium
moniliforme, Curvularia spp., Bipolaris oryzae, Trichothecicum sp., Alternaria
5
padwickii, Pinatubo oryzae, Chaetomium globosus, Nigrospora sp., Tilletia
barclayana, Ustilaginoidae virens, Sarocladium oryzae, Penicillium sp., Aspergillus
sp., Rhizopus sp., Tetraploa aristata, Pithomyces sp. và Pyricularia oryzae. Trong
đó tần số xuất hiện của các loài nấm có sự khác biệt rất lớn trên các giống lúa khác
nhau, nấm Curvularia spp. và Fusarium moniliforme có tần số xuất hiện cao hơn
các loài nấm khác trên mỗi giống lúa khác nhau (>40%), các nấm Bipolaris oryzae,
Trichothecicum sp. và Alternaria padwickii có tần số xuất hiện <40%.
Nguyễn Thị Ngọc Vẹn (2012), ghi nhận trên 31 mẫu lúa thu thập tại Trà Vinh
trong vụ Hè Thu 2011, có 15 tác nhân gây hại hạt lúa là Helminthosporium spp.,
Fusarium spp., Trichoconis padwickii, Curvularia spp., Nigrospora spp.,
Cercospora spp., Trichothecium sp., Tilletia barclayana, Pinatubo oryzae,
Alternaria sp., Ustilaginoidea virens, Aspergillus spp., Penicillium sp., Pithomyces
sp. và Chaetomium globosus. Trong đó, Pinatubo oryzae có tần số xuất hiện cao
nhất.
Trong vụ lúa Đông Xuân 2012-2013 tại tỉnh Sóc Trăng, Nguyễn Văn Lực
(2013), ghi nhận có 16 loại nấm hiện diện trên 4 giống lúa OM6976, OM4900,
OM5451 và ST5 là Fusarium moniliforme, Curvularia lunata, Trichoconis
padwickii, Pinatubo oryzae, Nigrospora sp., Bipolaris oryzae, Acremonium sp.,
Tilletia barclayana, Trichothecium sp., Pyricularia oryzae…Trong đó, nấm
Fusarium moniliforme có tần số xuất hiện cao nhất (49,30%). Kế đến là nấm
Tản nấm trên môi trƣờng PDA ở nhiệt độ (28-30
0
C) phát triển tƣơng đối
nhanh và có đƣờng kính 5,2 cm sau 5 ngày nuôi cấy. Chúng là các khoanh màu
trắng với tâm màu hồng, sợi nấm bện chặt. Mặt sau đĩa Petri là các khoanh màu
trắng với tâm tím nhạt (Mew và Gonzales, 2002).
Nấm phát triển thích hợp ở 25-30
0
C. Bào tử phân sinh dạng bào tử lớn mang
chức năng nhƣ hậu bào tử có thể tồn tại và giữ sức sống trong đất từ 4-6 tháng trong
điều kiện đồng ruộng, nhƣng trong phòng bào tử có sức sống tới hai năm. Nấm tồn
tại chủ yếu ở dạng sợi và bào tử hữu tính trên tàn dƣ cây bệnh, ở trong đất và ở hạt
giống (phôi hạt) (Vũ Triệu Mân, 2007).
Theo Võ Thanh Hoàng và Nguyễn Thị Nghiêm (1993), phòng trị nấm
Fusarium moniliforme bằng cách tuyển chọn và sử dụng giống kháng, xử lý hạt.
Ngoài việc hạn chế bệnh bằng giống kháng còn có thể phòng trị bệnh bằng cách
ngâm hạt giống từ 16-21 giờ trong dung dịch clorit hoặc axetat nồng độ 0,1%
(Hoshino, 1955, trích dẫn Ou, 1983).
1.3.2 Nấm Curvularia lunata
Bằng phƣơng pháp Blotter dƣới ánh sáng cận cực tím ở 21
0
C, nấm có thể quan
sát đƣợc trên hạt lúa sau 7 ngày. Tần số xuất hiện khoảng 70,6% trên các hạt giống
từ các vùng khác nhau (Mew và Gonzales, 2002).
Vết bệnh trên hạt tròn nhỏ màu nâu, hạt bị bệnh thƣờng biến màu, trên hạt
xuất hiện những bào tử nấm màu nâu đen rãi đều khắp bề mặt của hạt. Hạt bị nhiễm
bệnh nấm mọc thành lớp mốc màu xám đến nâu xám (Vũ Triệu Mân, 2007; Nguyễn
Thanh Nam, 2012).
Năm 1933, Boedijin mô tả sợi nấm Curvularia lunata có vách ngăn, phân
nhiều nhánh màu nâu đến nâu sáng, đƣờng kính sợi nấm đơn lẻ là 2-5 µm. Cành bào
C. Tần số xuất hiện trung
bình là 56,7% ở trên hạt giống từ nhiều vùng khác nhau.
Triệu chứng trên vỏ hạt lúa xuất hiện các vết đen hoặc nâu đậm, trong trƣờng
hợp bệnh nặng, các vết bệnh có thể bao phủ phần lớn hoặc toàn bộ bề mặt vỏ hạt.
Trong điều kiện khí hậu thuận lợi, trên vết bệnh phát triển những cành bào tử và bào
tử màu nâu đậm giống nhƣ một lớp nhung mịn (Ou, 1983; Vũ Triệu Mân, 2007).
Trên diệp tiêu là các đốm màu nâu, nhỏ, hình tròn hoặc bầu dục (Ou, 1983;
Mew và Gonzales, 2002).
Nấm Bipolaris oryzae thuộc nhóm Nấm Bất Toàn, giai đoạn sinh sản hữu tính
thuộc nhóm Nấm Túi Ascomycetes, có tên là Ophiobolus miyabeanus Ito và
Kuribayashi (Vũ Triệu Mân, 2007).
8
Sợi nấm phân nhánh, màu nâu đến xám nhạt (Mew và Gonzales, 2002; Vũ
Triệu Mân, 2007). Cành bào tử phân sinh mọc thành cụm, đa bào, phần gốc lớn hơn
phần đỉnh cành và hơi gãy khúc. Bào tử phân sinh hình con nhộng thon dài thẳng
hoặc hơi cong, hai đầu tròn có từ 3-11 ngăn ngang. Kích thƣớc bào tử biến động từ
15-170 x 7-26 µm, phần gốc bào tử thon tròn. Nhiệt độ thích hợp nhất cho nấm sinh
trƣởng là 27-30
0
C (Vũ Triệu Mân, 2007). Theo Mew và Gonzales (2002) thì bào tử
có 5-9 vách ngăn, kích thƣớc 39,56-101,89 µm x 11,96-16,10 µm trên môi trƣờng
PDA.
Nấm có thể tồn tại trên rơm rạ trong đất và sống sót trên hạt giống trong bảo
quản dƣới dạng bào tử hoặc sợi nấm tiềm sinh trong khoảng thời gian 2-3 năm.
Nấm có thể gây hại trên 23 loài cỏ dại một lá mầm (Vũ Triệu Mân, 2007). Nấm còn
đƣợc tìm thấy trên một số loài cỏ dại nhƣ: Leersia hexandra, Echinochlaam
Pennisetum lacphoides và Setoria italic và Leptochloa chinensis (cỏ đuôi phụng)
(Mew và Misra, 1994; Trần Thị Thu Thủy, 2011).
Biện pháp phòng trị bệnh là chọn giống kháng, hạt giống khỏe, cải tiến tình
0
C) phát triển tƣơng
đối nhanh, có đƣờng kính 5,02 cm ở thời điểm 5 ngày. Chúng là các khoanh màu đỏ
nhạt, cam đến cam, rìa đều. Mặt sau đĩa Petri có màu cam đến vàng cam sáng về
phía rìa. Ở 28
0
C dƣới ánh sáng cận cực tím xen kẻ 12 giờ sáng và 12 giờ tối khuẩn
ty nấm phát triển nhanh và đạt đƣờng kính 5,2 cm sau 5 ngày. Chúng là các khoanh
với rìa đều, mọc thành khóm và xen giữa cam nhạt và cam với búi sợi nấm màu
cam nhạt. Khuẩn lạc xuất hiện ít phân vùng đến phân vùng và xen kẻ màu cam và
vàng nhạt trên mặt sau đĩa Petri (Mew và Gonzales, 2002).
1.3.5 Nấm Trichothecium sp.
Hạt bị lép, vỏ hạt bị lem màu nâu hoặc đen. Đôi khi vết bệnh có viền nâu đậm,
tâm màu trắng. Trên hạt sợi nấm phân nhánh, không màu. Cành bào tử dài phân
sinh mọc trực tiếp từ bề mặt hạt thành từng cụm hoặc đơn lẻ, không phân nhánh,
trong suốt. Đôi khi phát triển thành từng mảng lớn bao phủ một phần hoặc cả bề
mặt hạt, màu hồng nhạt hoặc trong suốt, mang một hoặc nhiều bào tử đính phía trên
đỉnh (Hồ Văn Thơ, 2007).
Nguyễn Thanh Nam (2012), tản nấm trên môi trƣờng PDA ở nhiệt độ phòng
(28-30
0
C), nấm đạt đƣờng kính 5,5 cm sau 5 ngày nuôi cấy. Chúng là những
khoanh màu trắng đục, bề mặt không bằng phẳng mang các cụm bào tử của nấm.
Mặt dƣới đĩa Petri có nhiều vòng tròn đồng tâm, với các vòng phía trong màu cam
nhạt và nhạt dần ra ngoài. Rìa tản nấm mọc đều nhau, sợi nấm mịn, mọc tƣơng đối
sát môi trƣờng (Nguyễn Văn Lực, 2013).
Lê Thị Cẩm Tú (2007), ghi nhận khi nuôi cấy trên Lame, bào tử dính thon dài,
đơn bào, có 1 vách ngăn. Bào tử đính ở đỉnh sợi nấm đơn lẻ hoặc liên tục và có thể
hợp lại thành nhóm hay chuỗi. Bào tử dạng trứng hay bầu dục, viền nâu đậm, không
màu, có 2 tế bào và hơi thắt eo ở chỗ vách ngăn. Một đầu to tròn còn đầu kia hơi
với sự phát triển của cây trồng (Antoun và Prévost, 2005). Kloepper và Schroth
(1978), cho biết khoảng 2-5% vi khuẩn vùng rễ khi chủng vào đất có vi sinh vật
cạnh tranh, biểu hiện có lợi cho sự tăng trƣởng của cây trồng đƣợc gọi là vi khuẩn
vùng rễ kích thích tăng trƣởng cây trồng (Plant Growth Promoting Rhizobacteria,
viết tắt là PGPR). Siddiqui (2006), nhận định rằng PGPR là các vi khuẩn sống tự do
trong đất mà chúng có thể mang đến nhiều ảnh hƣởng có lợi cho cây trồng thông
qua việc nâng cao sự nảy mầm của hạt, sự phát triển của rễ, sự hấp thu nƣớc, dinh
dƣỡng khoáng và đóng vai trò quan trọng trong phòng trừ các tác nhân gây bệnh
trên cây trồng.
11
1.4.3 Vai trò của vi khuẩn vùng rễ
Theo Mukerji và Garg (1993), vi sinh vật đối kháng tồn tại khắp nơi trong
đất, nƣớc, trên bề mặt cây trồng chúng có khả năng tiết ra kháng sinh (antibiotic),
cạnh tranh về dinh dƣỡng và nơi ở, hạn chế sự phát triển của nhóm vi sinh vật khác,
góp phần tạo cân bằng sinh học trong tự nhiên.
Trong đất, vi sinh vật vừa có vai trò chuyển hóa các vật chất vừa là tác nhân
gây bệnh cho cây trồng, đồng thời giữ vai trò đối kháng với các nấm bệnh của cây
trồng (Lâm Thị Mai Thu, 1998).
Trong hệ sinh thái tự nhiên và hệ sinh thái trồng trọt có sự hiện diện phong
phú của quần thể vi sinh vật có lợi trong đất nhƣ nhóm động vật, vi khuẩn, xạ
khuẩn, nấm. Nhóm vi sinh vật có lợi là nhóm vi sinh vật có khả năng hạn chế sự
phát triển của các tác nhân gây bệnh nhƣ nấm, vi khuẩn, tuyến trùng (Phạm Văn
Kim, 2000). Đặc biệt, trong phòng trị sinh học tác nhân gây bệnh cây trồng thì vi
khuẩn đối kháng giữ vai trò nổi bật (Nguyễn Thị Thu Nga, 2003).
Kumar và ctv. (2011), cho rằng PGPR có thể thúc đẩy tăng trƣởng cây trồng
một cách trực tiếp hoặc gián tiếp, thông qua phòng trừ sinh học bệnh cây, sản xuất
vi khuẩn Bacillus. Trong số đó, Iturin, Surfactin và Fengycin đã đƣợc nghiên cứu
kỹ. Thí nghiệm sử dụng môi trƣờng SWA để giúp các chủng vi khuẩn Bacillus ngăn
chặn sự phát triển của nấm Fusarium cũng cho thấy rằng Surfactin có thể đóng vai
trò quan trọng trong vai trò của chi vi khuẩn Bacillus spp.
Cơ chế tiết enzyme phân hủy vách tế bào
Theo Phạm Văn Kim (2000), vách tế bào nấm gồm nhiều thành phần nhƣ
Glucan, Chitin, Protein. Bacillus spp. đƣợc ghi nhận có khả năng tiết enzyme
Chitinase và Glucanase giúp phân giải thành phần Chitin và Glucan trong cấu tạo
vách tế bào của nấm bệnh.
Vi khuẩn Pseudomonas cepacia có khả năng tiết ra enzym β-1,3-glucanase
làm hạn chế đƣợc chỉ số bệnh gây ra bởi các nấm Rhizoctonia solani, Sclerotia
rolfsii và Pythium (Fridlender và ctv., 1993). Các dòng vi khuẩn đƣợc định danh
Paenibacillus polymyxa, Bacillus pumilus, Bacillus sp. có khả năng tiết ra enzyme
thuộc nhóm glucan nhƣ Cellulase, Mannase, Xylanase và các enzyme phân hủy
protein của vách tế bào nấm Aphamyces cochlioides gây bệnh thối rễ trên củ cải
đƣờng (Nielsen và ctv., 1997).
Bressan và Figueiredo (2010), cho biết 6 chủng vi khuẩn Bacillus sp. bao
gồm BM1, BM2, BM3, BM4, BM5 và BM6 đƣợc đánh giá khả năng ức chế đối với
nấm Fusarium moniliforme cho thấy tất cả các chủng đều có khả năng chống lại
nấm F. moniliforme trong điều kiện in vitro. Theo đó, cả 6 chủng đều có khả năng
sản xuất ra enzyme chitinase.
Cơ chế cạnh tranh
Vi khuẩn vùng rễ có thể cạnh tranh không gian sống và chất dinh dƣỡng với
mầm bệnh, đặc biệt là sắt. Sắt là nguyên tố tăng trƣởng cần thiết đối với tất cả các vi
sinh vật sống, nhƣng sắt lại hiếm ở dạng hữu dụng sinh học và có sự cạnh tranh để
Copyright: Tài liệu đại học ©