TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
TRẦN HẬU EM
KHẢO SÁT KHẢ NĂNG GÂY HẠI CỦA CÁC CHỦNG
VI KHUẨN XANTHOMONAS ORYZAE PV. ORYZAE
GÂY BỆNH CHÁY BÌA LÁ LÚA VÀ BƯỚC ĐẦU
NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP PHÒNG TRỪ
SINH HỌC BẰNG XẠ KHUẨN
TRONG ĐIỀU KIỆN IN VITRO
Luận văn tốt nghiệp
Ngành: BẢO VỆ THỰC VẬT
Lớp: BVTV K36 Cần Thơ, 2013
i
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN BẢO VỆ THỰC VẬT Chứng nhận chấp nhận luận văn tốt nghiệp kỹ sƣ Bảo vệ thực vật với đề tài:
“KHẢO SÁT KHẢ NĂNG GÂY HẠI CỦA CÁC CHỦNG VI KHUẨN
XANTHOMONAS ORYZAE PV. ORYZAE GÂY BỆNH CHÁY BÌA LÁ LÚA
VÀ BƢỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP PHÒNG TRỪ SINH HỌC
BẰNG XẠ KHUẨN TRONG ĐIỀU KIỆN IN VITRO”
Do sinh viên Trần Hậu Em thực hiện và đề nạp.
Kính trình hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp xem xét.
Cần thơ, ngày… tháng … năm …2013
Cán bộ hƣớng dẫn
DUYỆT KHOA Cần thơ, ngày … tháng … năm 2013
Chủ tịch hội đồng
iii
LƢỢC SỬ CÁ NHÂN
Họ và tên: Trần Hậu Em Trần Hậu Em v
LỜI CẢM TẠ Kính dâng,
Cha, Mẹ suốt đời tận tụy vì sự nghiệp và tƣơng lai của các con. Những ngƣời
thân đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt thời gian qua.
Thành kính ghi ơn,
Thầy Lê Minh Tƣờng đã tận tình hƣớng dẫn và giúp đỡ em trong suốt thời
gian thực hiện và hoàn thành luận văn này.
Thầy Lê Văn Vàng – cố vấn học tập đã giúp đỡ em rất nhiều trong thời gian
học ở trƣờng.
oryzae pv. oryzae gây bệnh cháy bìa lá lúa và bƣớc đầu nghiên cứu biện pháp
phòng trừ sinh học bằng xạ khuẩn trong điều kiện in vitro” đƣợc thực hiện tại
phòng thí nghiệm bệnh cây và nhà lƣới bộ môn Bảo vệ Thực vật, Khoa Nông
nghiệp và Sinh học Ứng dụng, Trƣờng Đại học Cần Thơ từ tháng 01/2013 đến
tháng 10/2013 nhằm mục đích chọn ra những chủng vi khuẩn có độc tính cao và tìm
ra chủng xạ khuẩn có hiệu quả cao trong phòng trị tác nhân gây bệnh cháy bìa là
lúa.
Thí nghiệm 1: Thu thập, phân lập và đánh giá khả năng gây hại của các chủng vi
khuẩn gây bệnh cháy bìa lá lúa.
Kết quả phân lập đƣợc 10 chủng vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv. oryzae
gây bệnh cháy bìa lá lúa tại các huyện thuộc ba tỉnh : An Giang, Cần Thơ và Vĩnh
Long.
Thí nghiệm đánh giá khả năng gây hại của 10 chủng vi khuẩn X. oryzae pv.
oryzae gây bệnh cháy bìa lá đƣợc thực hiện trong điều kiện nhà lƣới và bố trí hoàn
toàn ngẫu nhiên với 5 lần lặp lại, mỗi nghiệm thức là 1 chủng vi khuẩn gây bệnh.
Kết quả đã chọn đƣợc chủng vi khuẩn Xoo_TS.AG đƣợc phân lại tại Xã Vọng
Đông, Huyện Thoại Sơn, Tỉnh An Giang có khả năng gây hại cao nhất (độc nhất) so
với 9 chủng còn lại.
Thí nghiệm 2: Phân lập và đánh giá khả năng đối kháng của các chủng xạ khuẩn
đối với vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv. oryzae trong điều kiện phòng thí nghiệm.
Kết quả phân lập đƣợc 142 chủng xạ khuẩn từ đất trồng lúa ở một số tỉnh ĐBSCL.
Qua đánh giá nhanh khả năng đối kháng của 142 chủng xạ khuẩn phân lập đã
chọn ra đƣợc 12 chủng xạ khuẩn có khả năng đối kháng với vi khuẩn X. oryzae pv.
oryzae.
Khảo sát khả năng đối kháng của 12 chủng xạ khuẩn này với 5 lần lặp lại
mỗi nghiệm thức là 1 chủng xạ khuẩn phân lập. Kết quả chọn đƣợc hai chủng xạ
khuẩn VT_CT8 và KS_ST15 có hiệu lực đối kháng cao nhất với bán kính vòng vô
khuẩn trung bình lần lƣợt là 5,0 mm và 4,3 mm.
Từ khóa: Xạ khuẩn, Xanthomonas oryzae pv. oryzae, phòng trừ sinh học, hiệu suất
1.3.2 Phân bố của xạ khuẩn trong tự nhiên 10
1.3.3 Đặc điểm hình thái của xạ khuẩn 11
1.3.3.1 Khuẩn lạc 11
1.3.3.2 Khuẩn ty 11
1.3.4 Sự hình thành bào tử của xạ khuẩn 11
1.3.5 Cấu tạo của xạ khuẩn 12
1.3.6 Các điều kiện ảnh hƣởng đến sự phát triển của xạ khuẩn 13
1.3.7 Vai trò của xạ khuẩn trong phòng trừ sinh học bệnh cây trồng 13
1.3.7.1 Khả năng tiết chất kháng sinh 13
1.3.7.2 Khả năng tiết enzyme phân hủy vách tế bào mầm bệnh 13
1.3.7.3 Khả năng ký sinh 14
1.3.7.4 Khả năng kích thích tính kháng bệnh cây trồng 14
viii
1.4 NHỮNG NGHIÊN CỨU VỀ VIỆC SỬ DỤNG XẠ KHUẨN ĐỐI KHÁNG
TRONG PHÒNG TRỪ SINH HỌC BỆNH CÂY TRỒNG 14
1.4.1 Những nghiên cứu trong nƣớc 14
1.4.2 Những nghiên cứu trên thế giới 16
CHƢƠNG 2. PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP
2.1 PHƢƠNG TIỆN 18
2.1.1 Thời gian và địa điểm thí nghiệm 18
2.1.2 Vật liệu, thiết bị thí nghiệm 18
2.2 PHƢƠNG PHÁP 19
2.2.1 Phƣơng pháp thu thập mẫu bệnh 19
2.2.2 Phân lập vi khuẩn gây bệnh Xanthomonas oryzae pv. oryzae 19
2.2.3 Thí nghiệm 1. Đánh giá khả năng gây bệnh cháy bìa lá lúa của các chủng vi
khuẩn gây bệnh đƣợc phân lập từ các mẫu lúa bệnh thu thập đƣợc (thực hiện quy
trình Koch) và tuyển chọn dòng Xanthomonas oryzae pv. oryze độc nhất. 20
2.2.4 Phân lập xạ khuẩn từ đất trồng lúa 22
Cần Thơ, Vĩnh Long.
3.2 Tỷ lệ diện tích lá nhiễm bệnh của 10 nghiệm thức thể hiện khả năng 27
gây hại của 10 chủng vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv. oryzae đã
phân lập.
3.3 Xạ khuẩn phân lập trên đất trồng lúa ở một số tỉnh ĐBSCL. 31
3.4 Khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv. 34
oryzae của các chủng xạ khuẩn vào thời điểm 2, 4, 6NSKC trong điều
kiện in_vitro. x
DANH SÁCH HÌNH
Hình
Tên hình Trang
2.1 Sơ đồ minh họa đĩa cấy vi khuẩn trên môi trƣờng Wakimoto cải tiến. 20
2.2 Phƣơng pháp thử khả năng đối kháng của xạ khuẩn đối với vi khuẩn 23
Xanthomonas oryzae pv. oryzae ở thí nghiệm 1a.
2.3 Phƣơng pháp thử khả năng đối kháng của xạ khuẩn đối với vi khuẩn 24
Xanthomonas oryzae pv. oryzae ở thí nghiệm 1b.
3.1 Triệu chứng gây hại ngoài đồng của bệnh cháy bìa lá lúa do vi khuẩn 26
Xanthomonas oryzae pv. oryzae gây ra.
3.2 Vết bệnh biểu hiện trên lá lúa từ các mẫu thu thập ngoài đồng. 26
3.3 Đặc điểm khuẩn lạc vi khuẩn phân lập từ mẫu bệnh trong phòng thí 26
nghiệm.
3.4 Khả năng gây hại của các chủng vi khuẩn gây bệnh thể hiện qua chiều 30
dài vết bệnh ở mỗi nghiệm thức ở thời điểm 12NSKCB.
3.5 Khả năng đối kháng của xạ khuẩn đối với vi khuẩn Xanthomonas oryzae 36
pv. oryzae trên môi trƣờng King’B ở thời điểm 2 ngày sau khi cấy trong
điều kiện in vitro.
thấy loài xạ khuẩn Streptomyces sp. có khả năng đối kháng với vi khuẩn Ralstonia
Solanacearum gây bệnh héo xanh cho cây trồng (Bonjar và ctv, 2006; Tan và ctv,
2006). Theo Phạm Văn Ty và Đào Thị Lƣơng (2003), xạ khuẩn Streptomyces
arabicus 112 có khả năng kháng lại ba chủng vi khuẩn Pseudomonas solanacearum
gây bệnh héo xanh trên khoai tây, cà chua và đậu phọng.
Vì vậy, đề tài: “Khảo sát khả năng gây hại của các chủng vi khuẩn Xanthomonas
oryzae pv. oryzae gây bệnh cháy bìa lá lúa và bước đầu nghiên cứu biện pháp
phòng trừ sinh học bằng xạ khuẩn trong điều kiện in vitro” đã đƣợc thực hiện
nhằm chọn ra những chủng vi khuẩn có độc tính cao và tìm ra chủng xạ khuẩn có
hiệu quả cao trong phòng trị tác nhân gây bệnh cháy bìa là lúa từ đó sử dụng trong
phòng trừ sinh học đối với bệnh cháy bìa lá lúa. 2
CHƢƠNG 1
LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU
1.1 KHÁI QUÁT VỀ BỆNH CHÁY BÌA LÁ (BẠC LÁ) LÚA
1.1.1 Lịch sử và phân bố
Bệnh đƣợc nông dân vùng Fukuoka, Nhật Bản, phát hiện đầu tiên vào năm
1884. Sau đó cũng thấy bệnh xuất hiện nhiều nơi khác ở Nhật và đến năm 1960,
bệnh rất phổ biến ở Nhật. Lúc đầu bệnh đƣợc cho là do đất chua, vì các giọt sƣơng
đọng trên lá lúa bệnh có tính chua. Đến 1908, Takaishi xác định là do vi khuẩn.
Triệu chứng héo xanh (kresek) của bệnh cũng đã đƣợc báo cáo ở Indonesia
(Reitsma và Schure, 1950), ở Ấn Độ (Srinivasan et al., 1959), Sri Lanka, Trung
Quốc, Đài Loan, Triều Tiên, Thái Lan, Việt Nam, Philippines và nhiều nƣớc khác ở
châu Á, Mỹ Latin, châu Úc và Hoa Kỳ. Ở Châu Âu thì ít thấy bệnh này, ngoại trừ ở
Liên Xô cũ có thể có (Võ Thanh Hoàng và Nguyễn Thị Nghiêm, 1993).
Ở Việt Nam, bệnh bạc lá lúa đã đƣợc phát hiện từ lâu trên các giống lúa mùa
cũ. Đặc biệt, từ năm 1965 – 1966 trở lại đây, bệnh thƣờng xuyên phá hoại một cách
nghiêm trọng ở các vùng trồng lúa trên các giống nhập nội có năng suất cao cấy
Toàn bộ phiến lá có thể bị héo theo rồi có thể bị khô đi (Ou, 1985).
Vào buổi sáng sớm có thể quan sát trên các giọt dịch khuẩn màu trắng sữa
hoặc vàng sáp trên bề mặt các vết bệnh mới. Chúng khô đi thành những viên nhỏ,
hình tròn, màu vàng nhạt, dễ dàng bị gió làm rụng và nổi trên mặt nƣớc. Trên các
vết bệnh cũ đã trở nên khô trắng hiếm thấy các giọt dịch khuẩn (Ou, 1985).
Trên các ruộng lúa bị bệnh nghiêm trọng, hạt cũng có thể bị nhiễm bệnh.
Trên vỏ hạt xuất hiện các đốm màu nhạt xung quanh có mép viền dạng giọt dầu.
Khi hạt còn non và xanh các vết bệnh lộ rõ. Khi bông chín vết bệnh sẽ xám hoặc
trắng vàng nhạt (Ou, 1985).
Ở vùng nhiệt đới còn ghi nhận có 2 kiểu hình triệu chứng: Kresek hay héo lụi
của lá và toàn bộ cây non; và hiện tƣợng vàng nhợt của lá trong giai đoạn sinh
trƣởng muộn (IRRI, 1964; Goto, 1964; trích dẫn bởi Ou, 1985).
Triệu chứng “Kresek” lần đầu tiên đƣợc Reisma và Schure (1950) miêu tả
nhƣ một bệnh riêng biệt ở Indonesia. Bệnh có thể đƣợc quan sát thấy ở 1 – 2 tuần
sau khi cấy, các lá bị bệnh trở nên xanh xám nhạt và bắt đầu gập, cuộn lại dọc theo
gân chính. Ở các nƣớc nhiệt đới, trong lúc cấy ngƣời ta thƣờng xén đỉnh mạ, các lá
đƣợc cắt bỏ thƣờng bị bệnh đầu tiên. Triệu chứng bệnh xuất hiện sớm nhất là vết
dạng giọt dầu màu xanh ở ngay dƣới bề mặt vết cắt, vết đó nhanh chóng chuyển
màu xanh xám nhạt. Toàn bộ lá bị cuộn lại và héo, tiếp đến là bẹ lá. Vi khuẩn
truyền theo mạch gỗ đến điểm đỉnh sinh trƣởng của cây non và nhiễm bệnh cho gốc
các lá khác, khiến cho cây non bị chết toàn bộ. Trong các giai đoạn sớm, khi chỉ có
một vài lá già bị héo và nổi trên mặt nƣớc, ở Java ngƣời ta gọi đó là bệnh (Kresek).
Giai đoạn cuối cùng, khi toàn bộ cây bị chết hoàn toàn, đƣợc gọi là “hama lodoh”
(Reitsma và Schure, 1950; trích dẫn bởi Ou, 1985 ). Để đơn giản hóa, toàn bộ các
triệu chứng đó đƣợc gọi chung là triệu chứng “Kresek”.
Một triệu chứng khác ở các nƣớc nhiệt đới là hiện tƣợng vàng nhợt lá. Ngoài
ruộng, các lá nhƣ vậy đƣợc tìm thấy khi lúa chín. Trong khi các lá già hơn vẫn xanh
bình thƣờng, các lá non hơn lại bị vàng nhợt không đồng đều, trên phiến lá có sọc
rộng màu vàng hoặc vàng xám nhạt. Cơ chế của biểu hiện vàng nhợt lá còn chƣa
đƣợc nghiên cứu chi tiết. Không phát hiện thấy vi khuẩn trong các lá vàng, tuy
1985). Tế bào vi khuẩn đƣợc bao bọc bởi lớp màng nhầy capsule và tập hợp thành
khối khá bền vững ngay cả khi ở trong nƣớc. Khuẩn lạc tròn, lồi, bóng, viền đều, có
màu vàng nhạt khi mới và màu vàng sậm dần khi già. Sắc tố vàng không hòa tan
trong nƣớc nên không làm biến màu môi trƣờng nuôi cấy (Ou, 1985).
Dƣới kính hiển vi điện tử, kích thƣớc tế bào vi khuẩn là 0,55-0,75 x 1,35-
2,17 μm đối với vi khuẩn lấy từ khuẩn lạc trên môi trƣờng và 0,45-0,6 x 0,65-1,40
μm với vi khuẩn lấy từ mô cây lúa bệnh. Kích thƣớc chiên mao là 8.75 μm x 30 nm
(Yoshimura & Tahara, trích dẫn bởi Ou, 1985).
Lớp màng nhầy capsule không bị hòa tan trong nƣớc và bị kết tủa bởi
acetone. Nó có vẻ nhƣ để bảo vệ cho tế bào trong các điều kiện khô và bất lợi.
Thành phần hóa chất của màng có thể là một đƣờng kép dị hình
(Heteropolysaccharide) (Mizukami, trích dẫn bởi Ou, 1985).
Xử lý vi khuẩn với glycerine, tysozyme, penicillin thì thấy hình thành các tế
bào chất tròn không có vách tế bào và đƣợc coi nhƣ dạng L (L-form) của vi khuẩn.
5
Các thể này không có khả năng gây bệnh và thay đổi đặc tính hấp thụ phage (Ou,
1985).
1.1.5 Chu kỳ bệnh
1.1.5.1 Lưu tồn
a. Trong đất
Vi khuẩn có thể sống trong đất từ 1 – 3 tháng, phụ thuộc vào ẩm độ và độ
chua của đất. Đất không đƣợc coi là nguồn dự trữ bệnh quan trọng, vì thời gian
sống ngắn ngủi đó chứng minh rằng vi sinh vật sẽ chết trƣớc khi gieo trồng vụ sau
(Ou, 1985).
b. Trong hạt
Trong hạt giống đƣợc bảo quản, có thể dễ dàng phát hiện đƣợc vi khuẩn cho
tới vụ sau. Tuy nhiên, theo nghiên cứu của Mizukami 1961 (Ou, 1985) thì hạt
không đƣợc xem là một nguồn dự trữ của bệnh do vi khuẩn giảm đi nhanh chóng
trong tháng 6 Trong lúc ngâm hạt, vi khuẩn nói chung đều bị chết trong vài ngày
6
Ký chủ cỏ dại, nhất là Leersia sayanuka đƣợc coi là những nguồn bệnh ban
đầu quan trọng nhất ở Nhật. Vi khuẩn sống sót trong vùng rễ và nhân lên sớm trong
mùa xuân (Goto và ctv, 1953; Inoue và ctv, 1957; Yoshimura và ctv, 1959; trích
dẫn bởi Ou, 1985). Vết bệnh trên L.sayanuka phát triển rất sớm trên cây lúa. Có thể
phát hiện thấy vi khuẩn trên nhiều loại cây cạnh ruộng lúa nhƣng vi khuẩn không
sống sót qua mùa đông trên các loại cây đó.
d. Gốc rạ
Vi khuẩn cũng có thể sống sót dễ dàng trong rơm rạ, bên trong hoặc ngoài
cọng rơm. Ở những nơi không có hoặc có ít cỏ Leersia, đó có thể là nguồn dự trữ
bệnh quan trọng (Isaka, 1962; Yu & Cho, 1978; trích dẫn bởi Ou, 1985).
Theo Wakimoto (1962) có 2 dạng hình thái, dạng thông thƣờng và dạng khô.
Dạng vi khuẩn khô kết hợp thành khối trong mô gỗ của nhu mô, có kích thƣớc nhỏ
hơn vi khuẩn thông thƣờng nhƣng sống lâu dƣới những điều kiện bất lợi (trích dẫn
bởi Ou, 1985).
Ở các nƣớc nhiệt đới, do nhiệt độ tƣơng đối cao thuận lợi cho vi khuẩn gây
bệnh phát triển quanh năm, nhiều cỏ dại và gốc rạ, giúp vi khuẩn lƣu tồn từ vụ này
sang vụ khác. Trong nƣớc kênh rạch, nƣớc ruộng, mật số vi khuẩn hầu nhƣ cao
quanh năm. Các yếu tố này có lẽ đã góp phần làm cho bệnh của các nƣớc nhiệt đới
khá quan trọng (Võ Thanh Hoàng và Nguyễn Thị Nghiêm, 1993).
1.1.5.2 Xâm nhiễm và phát triển của vi khuẩn
Vi khuẩn có thể xâm nhập vào mô cây qua các cửa ngõ nhƣ: các lỗ thủy
khổng trên phiến lá, các vết nứt sinh trƣởng do các rễ mới mọc ra ở gốc bẹ lá và các
vết thƣơng khác. Tabei (1977) đã quan sát thấy sự hiện diện của vi khuẩn trong khí
khổng, nhƣng nó không tiến vào đƣợc hệ mạch dẫn để gây bệnh cho cây (trích dẫn
bởi Ou, 1985).
Vi khuẩn xâm nhập có tính chất thụ động, có thể xâm nhập qua thuỷ khổng,
lỗ khí ở trên mút lá, mép lá, đặc biệt qua vết thƣơng xây xát trên lá. Khi tiếp xúc với
bề mặt có màng nƣớc, vi khuẩn dễ dàng di động xâm nhập vào bên trong qua các lỗ
khí, qua vết thƣơng mà sinh sản nhân lên về mặt số lƣợng, theo các bó mạch dẫn lan
Ngoài đồng, bệnh thƣờng biểu hiện triệu chứng ở giai đoạn ra chồi tối đa trở
về sau và nhất là giai đoạn trổ. Tuy nhiên, bệnh đã nhiễm vào cây vào cuối giai
đoạn mạ, lan dần từ lá dƣới lên lá trên trƣớc khi triệu chứng lộ ra khá lâu (Võ Thanh
Hoàng và Nguyễn Thị Nghiêm, 1993).
Thông qua sự va chạm giữa các lá lúa, nhờ mƣa gió truyền lan bệnh sang các
lá khác để tiến hành xâm nhiễm lặp lại nhiều lần trong thời kỳ sinh trƣởng của cây
lúa. Cho nên, bệnh bạc lá lúa tuy là một loại bệnh có cự ly truyền lan hẹp song nó
còn tuỳ thuộc vào mƣa bão mà bệnh có thể truyền lan với phạm vi không gian
tƣơng đối rộng, giọt keo vi khuẩn hình thành nhiều, đó là một trong những nguyên
nhân quan trọng làm cho bệnh bạc lá phát sinh phát triển mạnh sau những đợt mƣa
gió (Vũ Triệu Mân và ctv, 2007). Vi khuẩn cũng lây theo nguồn nƣớc từ ruộng này
sang ruộng khác (Đỗ Tấn Dũng, 1998).
1.1.6 Ảnh hƣởng của điều kiện môi trƣờng đến sự phát triển của bệnh
Bệnh phát triển phổ biến ở những vùng dọc sông, gần các đầm lầy hoặc nơi
trũng, thƣờng có sƣơng mù và có nhiều cỏ dại đặc biệt là cỏ Leersia sayanuka.
Bệnh thƣờng có liên quan đến mƣa to, bão lụt, nƣớc sâu và gió mạnh (Võ Thanh
Hoàng và Nguyễn Thị Nghiêm, 1993). Theo Ou (1985) mức độ bệnh có tƣơng quan
với tổng lƣợng mƣa, các đợt mƣa lớn, ngập lụt, gió mạnh và độ sâu nƣớc trong
ruộng. Nhiệt độ tƣơng đối cao trong thời gian lúa sinh trƣởng làm tăng bệnh, song
mùa hè quá nóng và khô là điều kiện hạn chế bệnh.
Ở nhiệt độ cao (25 – 30
0
C) thích hợp hơn cho bệnh phát triển so với nhiệt độ
thấp (21
0
C); ở 17
0
C bệnh hầu nhƣ không phát triển (Muku và ctv., 1957; Watanabe,
1966; Hsieh, 1978a; trích dẫn bởi Ou, 1985). Theo IRRI (1967, trích dẫn bởi Ou,
1985), có thể quan sát thấy triệu chứng kresek dƣới 20 ngày sau khi lây bệnh ở
cây. Phun các kháng sinh nhƣ Chloramphenicol, Cellocidin và các hợp chất tổng
hợp nhƣ Dithianon, Dimethyl-nickel carbamate, Fertiazon, Phenazin vừa có hiệu
quả và ít độc hơn so với các kháng sinh khác. Hiện nay có thể phun ngừa bằng
Copper Zinc hay Kasuran, ở nồng độ 0,2 – 0,3% (Võ Thanh Hoàng và Nguyễn Thị
Nghiêm, 1993).
− Cần phải tiến hành biện pháp vệ sinh đồng ruộng dọn sạch cỏ dại và ký chủ
(Vũ Triệu Mân và ctv., 2007).
− Ngoài ra, biện pháp kích kháng đã mang lại nhiều hiệu quả thiết thực trong
phòng bệnh cháy bìa lá lúa và có thể sẽ đƣợc áp dụng thành công trong công tác
phòng chống bệnh cháy bìa lá trong tƣơng lai gần. Các tác nhân kích kháng đƣợc
dùng nhiều trong các nghiên cứu kích kháng hiện nay nhƣ: Đồng clorua 0,005 mM,
dipotassium photphat 20 mM, acid benzoic 0,5 mM, một số dẫn xuất từ chitin…
ngâm hạt giống đã nảy mầm trƣớc khi gieo 10 – 12 giờ và phun lên lá vào 25 ngày
sau khi sạ nhằm kéo dài hiệu lực của kích kháng đến ngày thứ 50 sau khi gieo
(Phạm Văn Kim, 2002).
9
1.2 PHÒNG TRỪ SINH HỌC BỆNH CÂY TRỒNG
1.2.1 Khái niệm phòng trừ sinh học
Biện pháp sinh học trong phòng trị bệnh cây trồng là điều khiển môi trƣờng,
cây trồng và sinh vật đối kháng một cách thích hợp, để tạo nên một thế cân bằng
sinh học cần thiết, giúp giảm mật số của mầm bệnh xuống dƣới ngƣỡng gây hại.
Nhờ đó bệnh của cây trồng chỉ xuất hiện ở mức độ nhẹ, không ảnh hƣởng nghiêm
trọng về mặt kinh tế. Biện pháp sinh học không có mục đích tiêu diệt hoàn toàn
mầm bệnh và cũng không có khả năng này (Phạm Văn Kim, 2006).
Theo Agrios (2005), phòng trừ sinh học bệnh cây là kiểm soát bằng sinh học
một cách hoàn toàn hay một phần sự phá hủy mật số của mầm bệnh bởi những vi
sinh vật khác xuất hiện trong tự nhiên.
Vì vậy, biện pháp sinh học đang đƣợc sự quan tâm và đánh giá cao trong
quản lý bệnh cây trồng. Biện pháp này có thể khắc phục đƣợc những khuyết điểm
1.3.1 Phân loại
Xạ khuẩn thuộc giới nhân sơ (Prokaryota), lớp Actinobacteria, bộ
Actinomycetales, bao gồm 10 dƣới bộ, 35 họ, 110 chi và 100 loài. Hiện nay, 478
loài đã đƣợc công bố thuộc chi Streptomyces và hơn 500 loài thuộc tất cả các chi
còn lại và đƣợc xếp vào nhóm xạ khuẩn hiếm. Vị trí phân loại của xạ khuẩn trƣớc
đây luôn là câu hỏi gây nhiều tranh luận giữa các Nhà vi sinh vật học, do nó có
những đặc điểm vừa giống vi khuẩn vừa giống nấm. Tuy nhiên, đến nay xạ khuẩn
đã đƣợc chứng minh là vi khuẩn Gram dƣơng (Nguyễn Lân Dũng và Nguyễn Nữ
Kim Thảo, 2006).
1.3.2 Phân bố của xạ khuẩn trong tự nhiên
Xạ khuẩn đƣợc phân bố rộng rãi trong tự nhiên nhƣ trong đất, nƣớc, phân
chuồng, bùn và thậm chí trong cơ chất mà vi khuẩn và nấm mốc không phát triển
đƣợc. Sự phân bố của xạ khuẩn phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, thành phần đất,
điều kiện canh tác và loại thảm thực vật (Nguyễn Lân Dũng và Nguyễn Nữ Kim
Thảo, 2006; Nguyễn Xuân Thành và ctv., 2006).
Xạ khuẩn chiếm tỷ lệ lớn trong sinh khối vi sinh vật đất (Valois và ctv.,
1996; trích dẫn bởi Đinh Ngọc Trúc, 2011). Theo Waksman (1961) thì trong một
gam đất có khoảng 29.000 – 2.400.000 mầm xạ khuẩn, chiếm 9 – 45% tổng số vi
sinh vật. Mật số xạ khuẩn giảm theo chiều sâu đất (Araragi và ctv., 1979) và cũng
chịu ảnh hƣởng bởi sinh lý cây trồng và môi trƣờng (Tan và ctv., 2006).
Sự phân bố của xạ khuẩn còn phụ thuộc nhiều vào độ pH môi trƣờng, chúng
có nhiều trong các lớp đất trung tính, kiềm yếu hoặc axit yếu từ 6,8 – 7,5. Xạ khuẩn
có rất ít trong lớp đất kiềm hoặc axit và càng hiếm trong các lớp đất rất kiềm, số
lƣợng xạ khuẩn trong đất cũng thay đổi theo thời gian (Bùi Thị Hà, 2008).
Theo kết quả nghiên cứu của Đỗ Thu Hà (2001), ở các mẫu đất khác nhau thì
số lƣợng xạ khuẩn trong 1 gam đất cũng khác nhau, đối với mẫu đất phù sa ven
sông và đất thịt pha cát số lƣợng xạ khuẩn trong 1 gam đất là cao nhất. Đất sét pha
cát và đất nghèo dinh dƣỡng thì số lƣợng xạ khuẩn trong 1 gam đất là thấp nhất.
Một trong những đặc tính quan trọng nhất của xạ khuẩn là khả năng hình thành chất
kháng sinh, khoảng 60 – 70% xạ khuẩn đƣợc phân lập từ đất có khả năng tiết kháng
khuẩn chỉ có khuẩn ty cơ chất nhƣng cũng có loài xạ khuẩn (nhƣ chi Sporichthya)
chỉ có khuẩn ty khí sinh. Khi đó khuẩn ty khí sinh vừa làm nhiệm vụ sinh sản vừa
làm nhiệm vụ dinh dƣỡng (Nguyễn Lân Dũng và Nguyễn Nữ Kim Thảo, 2006).
Theo Nguyễn Xuân Thành và ctv. (2006) thì hệ khuẩn ty của xạ khuẩn cũng
có nhiều hình dạng khác nhau nhƣ: chân chim, rễ cây, hình xoắn chùm quả, hình
xoắn cành lá, hình xoắn ốc, hình đốt thƣa, hình đốt dày, hình đốt xoắn.
1.3.4 Sự hình thành bào tử của xạ khuẩn
Bào tử đƣợc hình thành trên các nhánh phân hóa của khuẩn ty khí sinh gọi là
cuốn sinh bào tử. Đây là cơ quan sinh sản đặc trƣng cho xạ khuẩn. Trên mỗi cuốn
sinh bào tử mang 30 – 100 bào tử, đôi khi có thể mang tới 200 bào tử. Hình thái,
12
cuống sinh bào tử và bào tử là các đặc điểm phân loại quan trong nhất trong phân
loại xạ khuẩn (Bùi Thị Hà, 2008).
Cuống sinh bào tử ở các loài xạ khuẩn có kích thƣớc và hình dạng khác
nhau. Có loài dài tới 100 – 200nm, có loài chỉ khoảng 20 – 30nm. Có loài theo hình
lƣợn sống, lò xo, xoắn ốc, chuỗi bào tử không phát triển hoặc xoắn đơn giản hình
mốc câu. Bào tử hình thành đồng thời trên tấc cả chiều dài của cuốn sinh bào tử
theo kiểu kết đoạn (fragmentation) hoặc cắt khúc (segmentation). Bào tử thƣờng có
hình cầu, oval, hình viên trụ, hình que,… (Lê Xuân Phƣơng, 2008; Bùi Thị Hà,
2008; Nguyễn Xuân Thành và ctv., 2006).
Bào tử có 2 dạng: giữa khuẩn lạc thƣờng thấy có nhiều bào tử màng mỏng
gọi là bào tử trần (conidia hay conidiospore). Nếu bào tử nằm trong bào nang
(sporangium) thì đƣợc gọi là nang bào tử hay bào tử kín (sporangiospore). Các
chuỗi bào tử trần có thể chỉ là 1 bào tử, có thể có 2 bào tử, có thể là chuỗi ngắn, có
thể các bào tử trần nằm trên bó sợi (synnema), tƣơng tự bó sợi của nấm (nhƣ ở
Actinosynnema, Actinomadura…). Các chuỗi bào tử có thể thẳng, có thể xoắn, có
thể ở dạng lƣợn sóng, có thể mọc đơn hoặc mọc vòng… (Nguyễn Lân Dũng và
Nguyễn Nữ Kim Thảo, 2006).
1.3.5 Cấu tạo của xạ khuẩn
hình thành bào tử. Nhƣng chúng sẽ chết nếu nhiệt độ vƣợt quá 80
0
C, riêng xạ khuẩn
ƣa nhiệt hay ƣa lạnh có thể phát triển ở nhiệt độ cao hơn hoặc thấp hơn (Đặng Thị
Kim Uyên, 2010).
Theo Phạm Văn Ty và Đào Thị Lƣơng (2003) thì xạ khuẩn có khả năng sinh
trƣởng trong dãy pH từ 5 – 9, khả năng sinh tổng hợp nhiều nhất là pH = 7. Xạ
khuẩn sinh trƣởng đƣợc ở 25 – 40
0
C, hoạt tính kháng sinh và sinh khối cao nhất ở
30 – 35
0
C, nhiệt độ trên 40
0
C thì khả năng sinh trƣởng và tổng hợp chất kháng sinh
đều giảm.
1.3.7 Vai trò của xạ khuẩn trong phòng trừ sinh học bệnh cây trồng
1.3.7.1 Khả năng tiết chất kháng sinh
Hầu hết các xạ khuẩn thuộc giống Actinomyces đều có khả năng hình thành
chất kháng sinh, đƣợc sử dụng rộng rãi trong y học, thú y và trong bảo vệ thực vật
dùng làm thuốc trị bệnh cho con ngƣời, gia súc và cây trồng (Phạm Văn Kim, 2000;
Nguyễn Xuân Thành và ctv., 2006).
Cho tới nay có khoảng 8000 chất kháng sinh đƣợc biết trên thế giới thì có tới
80% là do xạ khuẩn sản sinh ra (Đặng Thị Kim Uyên, 2010). Trong số đó có trên
15% có nguồn gốc từ các loại xạ khuẩn hiếm nhƣ: Micromonaspora Actinomadura,
Actinoplanes, Streptovercilium, Treptosporagium,… Điều đáng chú ý là các xạ
khuẩn hiếm đã cung cấp nhiều chất kháng sinh có giá trị đang dùng trong y học nhƣ
gentamixin, tobramixin, vancomixin, rosaminxin (Bùi Thị Hà, 2008).
Theo Berdy (2005) thì 3/4 các loại chất kháng sinh đƣợc biết đến có nguồn
gốc từ xạ khuẩn. Đặc biệt, các loài Streptomyces sản sinh 75 – 80% thuốc kháng