TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
HOÀNG TRỌNG NAM KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ĐỐI KHÁNG CỦA XẠ KHUẨN
ĐỐI VỚI NẤM COLLETOTRICHUM SPP. GÂY BỆNH
THÁN THƢ HẠI GẤC TRONG ĐIỀU KIỆN
PHÕNG THÍ NGHIỆM VÀ NHÀ LƢỚI
Luận văn tốt nghiệp Đại học
Ngành: BẢO VỆ THỰC VẬT
MSSV: 3103638
Lớp: BVTV K36 Cần Thơ, 2013
i TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN BẢO VỆ THỰC VẬT
Luận văn tốt nghiệp kỹ sƣ ngành Bảo Vệ Thực Vật với tên đề tài:
“KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ĐỐI KHÁNG CỦA XẠ KHUẨN ĐỐI VỚI NẤM
COLLETOTRICHUM SPP. GÂY BỆNH THÁN THƢ HẠI GẤC TRONG
ĐIỀU KIỆN PHÕNG THÍ NGHIỆM VÀ NHÀ LƢỚI”
Do sinh viên Hoàng Trọng Nam thực hiện và đề nạp
Kính trình lên hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp
COLLETOTRICHUM SPP. GÂY BỆNH THÁN THƢ HẠI GẤC TRONG
ĐIỀU KIỆN PHÕNG THÍ NGHIỆM VÀ NHÀ LƢỚI”
Do sinh viên Hoàng Trọng Nam thực hiện và bảo vệ trƣớc hội đồng.
Ý kiến của hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp:
Luận văn tốt nghiệp đƣợc hội đồng đánh giá ở mức: DUYỆT KHOA
Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2013
Chủ tịch hội đồng
iii
LƢỢC SỬ CÁ NHÂN
iv
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu, kết
quả trình bày trong luận văn tốt nghiệp là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố
trong bất kì công trình nghiên cứu nào trƣớc đây
v
LỜI CẢM TẠ
Để có đƣợc những kết quả nhƣ ngày hôm nay, con xin gửi lòng thành kính biết ơn
Cha, mẹ! suốt đời tận tụy vì sự nghiệp và tƣơng lai của các con.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy Lê Minh Tƣờng, giảng viên
hƣớng dẫn đề tài luận văn tốt nghiệp đã rất tận tình hƣớng dẫn, động viên và cho em
những lời khuyên rất chân tình, sâu sắc trong suốt thời gian học tập và thực hiện đề
tài.
Xin cảm ơn ban lãnh đạo trƣờng Đại Học Cần Thơ; ban chủ nhiệm khoa
nông nghiệp và Sinh học Ứng Dụng, bộ môn Bảo Vệ Thực Vật đã tạo nhiều điều
kiện để em hoàn thành luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn thầy Lê Văn Vàng (cố vấn học tập) và quý thầy, cô
trong trƣờng Đại Học Cần Thơ đã dạy dỗ và truyền đạt kiến thức cho em trong thời
gian học tập tại trƣờng.
Chân thành biết ơn chị Nguyễn Thị Mỹ Linh, anh Lý Văn Giang và tất cả các
anh, chị trong bộ môn Bảo Vệ Thực Vật đã tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt thí
nghiệm.
Cảm ơn các bạn lớp BVTV K36 đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề
tài.
Xin chân thành cảm ơn!!!
Hoàng Trọng Nam
đƣợc có sự đa dạng về hình thái nhƣ hình dạng khuẩn lạc, màu sắc khuẩn ty khí
sinh, màu sắc khuẩn ty cơ chất, sắc tố khuếch tán trong môi trƣờng.
Qua thí nghiệm đánh giá nhanh có 36 chủng trong tổng số 120 chủng thể
hiện khả năng đối kháng với nấm Colletotrichum spp. (chiếm 30%). Tiếp tục đánh
giá khả năng đối kháng của 36 chủng xạ khuẩn này với 5 lần lặp lại. Kết quả cho
thấy các chủng xạ khuẩn này đều có khả năng đối kháng với nấm Colletotrichum
spp. Trong đó có 2 chủng xạ khuẩn NCT_TG4 và GCT_TG9 thể hiện khả năng đối
kháng cao nhất đối với nấm Colletotrichum spp. với bán kính vòng vô khuẩn lần
lƣợt là 6,2 mm và 4,4 mm ở 3 NSKC.
Thí nghiệm 2: đánh giá hiệu quả phòng trừ bệnh thán thƣ trên trái Gấc do nấm
Colletotrichum spp. gây ra của 2 chủng xạ khuẩn trong điều kiện in vivo. Kết quả
thí nghiệm cho thấy, cả 2 chủng xạ khuẩn đều cho hiệu quả giảm bệnh, trong đó
NCT_TG4 có hiệu quả ức chế bệnh thán thƣ trên gấc do nấm Colletotrichum spp.
tốt hơn. Ở ba thời điểm xử lí trƣớc, sau và trƣớc+sau đều cho hiệu quả giảm bệnh,
trong đó 2 thời điểm xử lí trƣớc và trƣớc+sau cho hiệu quả giảm bệnh tốt hơn so với
thời điểm xử lí sau, khi phân tích tƣơng tác giữa từng thời điểm xử lí trên từng xạ
khuẩn ta thấy ở chủng NCT_TG4 thì thời điểm xử lí trƣớc cho hiệu quả ức chế bệnh
thán thƣ tốt hơn so với 2 thời điểm xử lí còn lại, đối với chủng GCT_TG9 thì thời
điểm xử lí trƣớc+sau có hiệu quả giảm bệnh tốt hơn so với 2 thời điểm xử lí còn lại.
Thí nghiệm 3: Đánh giá khả năng phân giải cellulose của các chủng xạ khuẩn
phân lập từ vƣờn gấc. Kết quả cho thấy cả 5 chủng xạ khuẩn NCT_TG3,
NCT_TG4, NCT_TG18, GCT_TG9 và BCT_TG4 đều có khả năng tiết enzyme
vii
cellulase trên môi trƣờng CMC. Nhìn chung, các xạ khuẩn phân giải cellulose ở
nhiều mức độ khác nhau. Trong đó, chủng NCT_TG3 có bán kính vòng phân giải
cellulose mạnh với bán kính phân giải trung bình là 10,94 mm, kế đến là 3 chủng xạ
khuẩn NCT_TG3, BCT_TG4 và NCT_TG18 với bán phân giải cellulose trung bình
trong khoảng 6,78 – 7,33 mm, cuối cùng là GCT_TG9 có bán kính vòng phân giải
cellulose trung bình là 3,94 mm.
viii
MỤC LỤC
Nội dung Trang
TÓM LƢỢC vi
MỤC LỤC viii
DANH MỤC BẢNG x
DANH MỤC HÌNH xi
ĐẶT VẤN ĐỀ 1
CHƢƠNG 1: LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU 2
1.1 GIỚI THIỆU SƠ LƢỢC VỀ GẤC 2
1.1.1.Nguồn gốc và phân bố cây Gấc 2
1.1.2. Đặc tính thực vật học 2
1.2 BỆNH THÁN THƢ HẠI GẤC DO NẤM COLLETOTRICHUM SPP.
………………………………………………………………………………………………2
1.2.1 Triệu chứng 2
1.2.2. Tác nhân 3
1.2.3. Đặc điểm phát triển và phát sinh bệnh 3
1.2.4. Biện pháp quản lí bệnh thán thƣ 3
1.3 PHÒNG TRỪ SINH HỌC BỆNH CÂY 5
1.3.1. Khái niệm phòng trừ sinh học bệnh cây 5
1.3.2. Vai trò của vi sinh vật đối kháng 5
1.4 GIỚI THIỆU VỀ XẠ KHUẨN 6
1.4.1. Phân bố của xạ khuẩn trong tự nhiên 6
1.4.2. Đặc điểm xạ khuẩn 6
1.4.2.1 Hình thái và kích thước của xạ khuẩn 6
1.4.2.2 Cấu tạo xạ khuẩn 6
3.2 Hiệu quả phỏng trừ bệnh trên trái gấc do nấm Colletotrichum spp. gây ra bằng
xạ khuẩn trong điều kiện in vivo. 29
3.3 Khả năng phân giải cellulose của 5 chủng xạ khuẩn trên môi trƣờng CMC 1%
trong điều kiện phòng thí nghiệm 35
CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 38
4.1. KẾT LUẬN 38
4.2. ĐỀ NGHỊ 38
TÀI LIỆU THAM KHẢO 39
PHỤ CHƢƠNG x
DANH MỤC BẢNG
Bảng
Tên bảng
Trang
3.1
Các nguồn xạ khuẩn thu thập đƣợc từ An Giang, Tiền Giang
và Cần Thơ
xi
DANH MỤC HÌNH
Hình
Tên hình
Trang
1.1
Sợi bào tử, bào tử trần và sự hình thành bào tử trong nang bào
tử (sporangiospores) ở xạ khuẩn (Nguyễn Lân Dũng và Nguyễn
Nữ Kim Thảo, 2006).
8
2.1
Mô tả cách bố trí thí nghiệm thử đối kháng
37
1
ĐẶT VẤN ĐỀ
Gấc (Momordica Cochinchinensis) là một cây thực phẩm đặt biệt ở Việt
Nam. Gần đây gấc trở thành một mặt hàng có giá trị kinh tế vì gấc không chỉ là thực
phầm để chế biến thức ăn mà nó còn đƣợc sử dụng trong dƣợc liệu vì trong gấc có
một lƣợng lớn lycopene, là chất chống oxy hóa hàng đầu có khả năng bảo vệ cơ thể
chống lại các bệnh thoái hóa, suy giảm miễn dịch và các chứng bệnh ung thƣ
(Tangboditham, 1998), ngoài ra trong trái gấc còn có β–carotene, vitamin E, dầu là
nguồn nguyên liệu tốt cho sản xuất thực phẩm chức năng vì vậy hiện nay gấc đƣợc
ngƣời nông dân trồng rất nhiều. Tuy nhiên việc canh tác gấc gặp nhiều khó khăn do
sâu bệnh tấn công, đặc biệt là bệnh thán thƣ do nấm Colletotrichum spp. đây là
bệnh nghiêm trọng gây hại trên lá, cuốn lá, hoa, trái, bệnh thƣờng xuất hiện nặng
vào mùa mƣa, khi nhiệt độ và ẩm độ trong không khí cao, nƣớc là nhân tố chính
giúp phát tán bào tử và cấc tiểu hạch nấm (Cerckaukas, 2004; Roberts và ctv.,
2009).
Hiện nay biện pháp hóa học vẫn là biện pháp chủ lực trong quản lí bệnh thán
thƣ trên gấc. Tuy nhiên việc sử dụng thuốc hóa học sẽ gây ảnh hƣởng xấu đến sức
khỏe con ngƣời và gây ô nhiễm môi trƣờng. Hơn nữa, hậu quả của việc lạm dụng
thuốc hóa học còn giết chết các vi sinh vật đối kháng với dịch bệnh, từ đó làm mất
cân bằng sinh thái và dịch bệnh dễ bộc phát (Phạm Văn Kim, 2000).
Để khắc phục những nhƣợc điểm của biện pháp hóa học, biện pháp phòng trừ
sinh học đã và đang đƣợc sử dụng rộng rãi. Gần đây, xạ khuẩn (Actinomycetes)
đƣợc xem là tác nhân có triển vọng trong việc quản lí một số bệnh hại thực vật. Các
nghiên cứu cho thấy chủng xạ khuẩn Streptomyces sp. có khả năng đối kháng với
nấm Colletotrichum orbiclare gây bệnh thán thƣ trên ớt và có tiềm năng mạnh mẽ
cho việc kiểm soát bệnh thán thƣ trên dƣa leo (Shimizu và ctv., 2008). Xạ khuẩn có
bố ở độ cao 0-15 m. Gấc sống lâu năm nhờ rễ củ, mỗi năm tàn một lần, nhƣng lại
đâm chồi từ gốc cũ vào mùa xuân năm sau (Đỗ Tất Lợi, 2003). Mỗi gốc Gấc có
nhiều dây và trên mỗi dây có có nhiều đốt, mỗi đốt mang một lá. Lá mọc so le, có 3-
5 thùy khía sâu tới 1/3 hay ½ phiến lá (Đỗ Tất Lợi, 1999). Gấc là cây đơn tính biệt
chu, hoa đực và hoa cái riêng, hoa Gấc bắt đầu nở vào tháng 4-5 dƣơng lịch. Quả
hình bầu dục hoặc hình trứng dài từ 15-20 cm, có cuống mập, đáy nhọn, ngoài có
nhiều gai, khi chín màu vàng đỏ (Đỗ Tất Lợi, 2003; Phạm Hoàng Hộ, 1999).
1.2 BỆNH THÁN THƢ HẠI GẤC DO NẤM COLLETOTRICHUM SPP. GÂY
RA
1.2.1 Triệu chứng
Bệnh thán thƣ có thể phá hại từ giai đoạn mọc mầm, cây con. Trên lá tử diệp
cây con vết bệnh hình tròn, màu nâu đen, hơi lõm. Trên thân cây con vết bệnh kéo
dài, màu nâu vàng, hơi lõm xuống và nứt nẻ. Bệnh nặng nhiều vết bệnh hợp lại
thành vệt dài làm cây con khô chết, đổ rạp xuống. Trên lá cây đã lớn vết bệnh
thƣờng nằm dọc theo gân lá, hình tròn, hình đa giác hoặc hình bất định. Vết bệnh
lúc đầu màu vàng nâu, sau đó chuyển sang màu nâu sẫm, có viền màu đỏ. Trên vết
bệnh có nhiều chấm nổi màu nâu đen. Trên cuống lá và thân cành vết bệnh kéo dài
màu nâu sẫm, hơi lõm cây còi cọc, lá vàng dễ rụng. Bệnh nặng còn gây hại cả hoa
3
và quả non làm rụng hoa và quả. Trên vỏ quả vết bệnh hình tròn màu nâu vàng hơi
lõm. (
1.2.2. Tác nhân
Do nấm Colletotrichum spp. gây ra. Nấm Colletotrichum thuộc nhóm nấm
bất toàn (Deuteromycetes), bộ nấm đĩa đài (Molanconiales) (Phạm Văn Kim, 2003),
là nguyên nhân gây hại trên nhiều loại cây trồng nhƣ: xoài, dâu tây, bầu bí dƣa, một
số loại hoa kiểng,… (Agrios, 2005). Sợi nấm Colletotrichum spp. có vách ngăn,
sinh sản vô tính cho ra các bào tử đính. Bào tử đính đơn bào, không màu có hình trụ
hai đầu nhọn hoặc hình lƣỡi liềm, đĩa đài mang nhiều gai cứng (setae) (Phạm Văn
Kim, 2000). Đĩa đài dạng tròn hoặc dạng gối, có sáp màu đen, có gai ở mép bìa đĩa
1.2.4. Biện pháp quản lí bệnh thán thƣ
Cây trồng, mầm bệnh, kỹ thuật canh tác, điều kiện môi trƣờng có mối quan
hệ tác động qua lại lẫn nhau. Quá trình tấn công của một loại mầm bệnh nào đó trên
cây trồng phụ thuộc rất nhiều yếu tố nhƣ áp lực nguồn bệnh, điều kiện môi trƣờng
(nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm…), tình trạng sức khỏe của cây, sự khác biệt về loài và
4
kĩ thuật canh tác của ngƣời sản xuất. Cần phải hiểu đƣợc đặc điểm sinh trƣởng và
phát triển của các đối tƣợng này để có thể lợi dụng tự nhiên, áp dụng kĩ thuật canh
tác nhằm tác động bất lợi cho sự phát triển của mầm bệnh, tạo điều kiện thuận lợi
cho cây trồng khỏe mạnh thì việc quản lí bệnh hại sẽ nhẹ và đơn giản hơn (Phạm
Văn Kim, 1999).
Đối với bệnh thán thƣ thì việc phòng ngừa hết sức quan trọng vì bệnh chỉ
phát triển dƣới điều kiện ẩm ƣớt, việc dùng hóa chất gặp nhiều khó khăn, đôi khi
không đem lại hiệu quả, gây lãng phí. Chính vì vậy, để có thể giảm tối đa thiệt hại
do nấm Colletotrichum sp. gây ra, một cách tổng quát là phải phối hợp liên hoàn từ
khâu chọn giống, biện pháp canh tác cho đến biện pháp hóa học, có nhƣ vậy thì hiệu
quả sẽ mang lại thiết thực hơn (Trần Khắc Thi, Nguyễn Văn Thắng, 1999).
Biện pháp canh tác
Để hạn chế bệnh thán thƣ thì đồng ruộng phải thoát nƣơc tốt (Roberts và ctv.,
2009). Sử dụng màn phủ giúp hạn chế sự tung tóe mầm bệnh lên trái và các lá ở vị
trí thấp gần mặt đất (Cerkaukas, 2004). Bênh cạnh đó cần vệ sinh đồng ruộng, diệt
cỏ dại và thu dọn các tàn dƣ cây trồng ở vụ trƣớc (Phạm Văn Biên và ctv., 2003;
Roberts và ctv., 2009). Khi sử dụng trái để làm giống thì nên chọn những trái khỏe
(Sharma, 2006).
Biện pháp hóa học
Việc kiểm soát bệnh phụ thuộc vào việc xác định đúng tác nhân gây bệnh,
chọn đúng thời điểm áp dụng và chọn đúng loại thuốc (Cho, 1986). Sử dụng các
loại thuốc trừ nấm ngay khi trái bắt đầu nhiễm bệnh có thể ngăn chặn hoặc hạn chế
tối đa sự xuất hiện của bệnh. Ngoài việc sử dụng đúng liều cần đảm bảo cho thuốc
trong quản lí bệnh của các nhà khoa học. Biện pháp này có thể khắc phục những
khuyết điểm của biện pháp hóa học là không phá vỡ cân bằng sinh học, giúp bảo vệ
môi trƣờng và an toàn thực phẩm cho con ngƣời. Mặt dù biện pháp phòng trừ sinh
học đã đƣợc nghiên cứu rất nhiều, hiệu quả của biện pháp này đƣợc ghi nhận rất
nhiều trong những nghiên cứu ở mức độ phòng thí nghiệm và nhà lƣới, một số ghi
nhận giảm bệnh ở điều kiện ngoài đồng tuy nhiên vẫn còn nhiều hạn chế. Nguyên
nhân có thể là tác nhân phòng trừ sinh học chƣa am hợp với điều kiện tự nhiên
(nhiệt độ, ẩm độ, hóa chất, tia cực tím,…) nên không thể nhân mật số quần thể. Do
đó biện pháp phòng trừ sinh học ban đầu vẫn còn ít ứng dụng thực tiễn trong quản lí
bệnh cây trồng hiện nay” (trích dẫn Nguyễn Thanh Giàu và Nguyễn Trung Long,
2009).
1.3.2. Vai trò của vi sinh vật đối kháng
Theo Phạm Văn Kim (2000), trong hệ sinh thái tự nhiên và hệ sinh thái
trồng trọt luôn 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. Sự hiện diện dồi dào của các vi sinh vật đối kháng có thể kìm
giữ sự phát triển của mầm bệnh làm cho dịch bệnh không xảy ra, nhất là các mầm
bệnh trong đất. Các yếu tố của môi trƣờng vừa tác động lên mầm bệnh vừa tác động
lên nhóm vi sinh vật này. Do đó các yếu tố môi trƣờng không phù hợp với nhóm vi
sinh vật đối kháng, sẽ là điều kiện tốt cho sự phát triển mầm bệnh.
Trong tất cả các trƣờng hợp, mầm bệnh bị đối kháng bởi sự hiện diện và hoạt
động của những vi sinh vật khác mà nó tiếp xúc. Vi sinh vật đối kháng là những tác
nhân sinh học với tiềm năng cản trở tiến trình sống của những mầm bệnh cây nhƣ
nấm, vi khuẩn, tuyến trùng, protozoa, virus…(Cook và Baker, 1983). Đối kháng
trực tiếp là kết quả từ tiếp xúc vật lí và mức độ chọn lọc cao cho mầm bệnh bằng
những cơ chế đƣợc thể hiện do những tác nhân sinh học. Trong tự nhiên có rất
6
nhiều nhóm vi sinh vật đối kháng với mầm bệnh đƣợc ghi nhận nhƣ nhóm vi khuẩn,
Theo Phạm Văn Kim (2000), xạ khuẩn có nhiều điểm khác nấm nhƣng lại
giống với vi khuẩn. Thành tế bào vi khuẩn giống với vi khuẩn Gram dƣơng:
Có giai đoạn đơn bào và đa bào.
Kích thƣớc rất nhỏ tƣơng tự vi khuẩn.
Nhân: giống với vi khuẩn, không có màng nhân và tiểu hạch.
Vách tế bào : không chứa cellulose hoặc chitin.
Sinh sản bằng cách phân chia (kiểu gián phân).
Xạ khuẩn không có giới tính (không có tế bào đực, cái).
7
Có thể hoại sinh hay ký sinh.
Xạ khuẩn có cấu trúc tế bào là vi khuẩn Gram dƣơng, bao gồm các thành phần
chính: thành tế bào, màng sinh chất, nguyên sinh chất, thể nhân (Bùi Thị Hà, 2008).
1.4.2.3 Hình thái khuẩn lạc
Xạ khuẩn có khuẩn lạc khô và đa số có dạng hình phóng xạ (actino-) nhƣng
khuẩn thể lại có dạng sợi phân nhánh nhƣ nấm (myces) (Nguyễn Lân Dũng và
Nguyễn Kim Nữ Thảo, 2006). Màu sắc cũng nhƣ kích thƣớc của khuẩn lạc rất khác
nhau tùy theo loài và tùy vào điều kiện nuôi cấy nhƣ thành phần môi trƣờng, nhiệt
độ, ẩm độ…
Khuẩn lạc của xạ khuẩn thƣờng chắc, xù xì có dạng da, dạng vôi, dạng
nhung tơ hay dạng màng dẻo. Khuẩn lạc xạ khuẩn có màu sắc khác nhau: đỏ, da
cam, vàng, nâu, xám, trắng…Tuỳ thuộc vào loài và điều kiện ngoại cảnh. Đƣờng
kính mỗi khuẩn lạc chỉ từ 0,5 - 2 mm nhƣng cũng có khuẩn lạc đạt tới đƣờng kính 1
cm hoặc lớn hơn. Khuẩn lạc có 3 lớp, lớp vỏ ngoài có dạng sợi bện chặt, lớp trong
tƣơng đối xốp, lớp giữa có cấu trúc tổ ong (Trích dẫn bởi Bùi Thị Hà, 2008).
1.4.2.4 Hình thái khuẩn Ty
Trên môi trƣờng đặc đa số xạ khuẩn có hai loại khuẩn ty: Một loại phát triển
trên bề mặt cơ thể gọi là hệ sợi khí sinh (khuẩn ty khí sinh aerial mycelium) và một
loại cắm sâu vào môi trƣờng gọi là hệ sợi cơ chất (khuẩn ty cơ chất substrate
mycelium) với chức năng chủ yếu là dinh dƣỡng. Nhiều loại chỉ có khuẩn ty cơ chất
Hình 1.1 Sợi bào tử, bào tử trần và sự hình thành bào tử trong nang bào tử
(sporangiospores) ở xạ khuẩn (Nguyễn Lân Dũng và Nguyễn Nữ Kim Thảo, 2006).
1.5.2.5 Ảnh hưởng của điều kiện môi trường lên sự sinh trưởng của xạ khuẩn
Xạ khuẩn có khả năng sinh trƣởng trong dải pH từ 5 – 9, khả năng sinh tổng
hợp chất kháng sinh nhiều nhất là pH = 7. Xạ khuẩn sinh trƣởng đƣợc ở nhiệt độ
trên 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 đáng kể (Phạm
Văn Ty và Đào Thị Lƣơng, 2003).
1.5.2.6 Vai trò của xạ khuẩn
Theo Nguyễn Lân Dũng và Nguyễn Kim Nữ Thảo (2006), xạ khuẩn phân bố
chủ yếu trong đất và đóng vai trò quan trọng trong chu trình tuần hoàn vật chất
trong tự nhiên. Chúng có khả năng sử dụng axithumic và các chất hữu cơ khó phân
giải khác trong đất.
Xạ khuẩn Streptomyces spp. có tiềm năng rất lớn trong việc sinh tổng hợp
nhiều chất có hoạt tính sinh học, phân giải nhiều hợp chất phức tạp, có vai trò quan
trọng trong các chu trình vật chất ngoài tự nhiên. Đặc biệt xạ khuẩn Steptromyces
spp. có khả năng sinh tổng hợp nhiều enzyme thủy phân có hoạt tính cao, từ đó có
kháng sinh có khả năng kiềm hãm các sinh vật khác sống chung quanh nó. Ở Úc,
bón nhiều phân chuồng vào vƣờn cây bơ bị bệnh chết nhác do nấm Phytophthora
cinnamomi gây ra trong phân chuồng ủ hoai mục có nhiều xạ khuẩn, chính các chất
kháng sinh do xạ khuẩn tiết ra làm ức chế sự phát triển của mầm bệnh.
Kháng sinh AsIA đƣợc sản xuất từ xạ khuẩn Streptomyces libani ức chế
nấm Phytophthora capsici và kháng lại nấm Colletotrichum lagenarium (Kim và
ctv., 1999). Các kháng sinh đƣợc phân lập từ Streptomyces spp. Có khả năng phòng
trị bệnh do vi khuẩn nhƣ: Streptomycin, tetracylin, erythromycin, neomycin và
kháng sinh phòng trị bệnh nấm nhƣ: nystatin, amphocetin B (George, 2011).
Sự tiêu sinh
Bên cạnh việc tiết ra chất kháng sinh tiêu diệt mầm bệnh xạ khuẩn còn có
khả năng tiết ra các enzyme ngoại bào tác động lên tác nhân gây bệnh cây trồng.
Chủng xạ khuẩn SRA14 có thể sản xuất hàm lƣợng cao enzyme ngoại bào chitinase
và β-1,3-glucanase và có khả năng ức chế sự phát triển của nấm Colletotrichum
10
gloeosporioides và Sclerotium rolfsii gây ra bệnh thán thƣ và bệnh cháy lá, thối gốc
trong nhiều loại cây trồng nông nghiệp (Prapagdee, 2008).
Theo Nguyễn Quỳnh Uyển và ctv. (2009), đã tuyển chọn đƣợc chủng xạ
khuẩn A-2026 có hoạt tính sinh tổng hợp CMC-ase ngoại bào tốt nhất.
Theo Bùi Thị Hà (2008), phân lập và tuyển chọn đƣợc 2 chủng xạ khuẩn là
Đ1 và R2 từ những mẫu đất thu thập ở tỉnh Thái Nguyên có khả năng thủy phân
mạnh casein, tinh bột và CMC. Điều này chứng tỏ 2 chủng xạ khuẩn này có khả
năng tiết ra các enzyme ngoại bào: amylaza, proteaza, endoglucanaza.
Huỳnh Thƣ và ctv. (2009), hầu hết các dòng phân lập từ vƣờn quốc gia Nam
Cát Tiên và Bến Tre đều có hoạt tính enzyme thủy phân một số biopolymer nhƣ:
cellulase, amylase, protease, chitinase, pectinase, mannanase. 200 chủng xạ khuẩn
đƣợc khảo sát thể hiện khả năng ức chế sự phát triển của khuẩn ty nấm
Phytophthora. Trong đó, có 13 chủng sản xuất β-1, 3, β-1, 4 và β-1,6-glucanases.
Các enzyme này có thể thủy phân glucan từ vách tế bào của nấm Phytophthora,
triển tốt trên đất nghèo dinh dƣỡng, nhất là trên vùng đất ven cát biển (Trích dẫn bởi
Phạm Văn Kim, 2006; Hasegawa và ctv., 2006).
Ký sinh
Vi khuẩn và xạ khuẩn ký sinh trên bề mặt của bào tử nấm Helminthosporium
sativus chôn sâu trong đất vƣờn sau 50 ngày, các vi sinh vật này phá hủy vách tế
bào nấm và tạo lỗ hổng ở vách tế bào nấm (Phạm Văn Kim, 2006). Nhiều nghiên
cứu đã ghi nhận xạ khuẩn Streptomyces spp. và các xạ khuẩn khác có khả năng ký
sinh lên nấm gây bệnh ( trích Shimizu va ctv., 2009).
Kích thích tính kháng bệnh cây trồng
Kích thích kháng bệnh là hiện tƣợng cây trồng trở nên kháng bệnh đối với
nhiều loại sâu bệnh sau khi đƣợc chủng trƣớc với tác nhân gây bệnh ít độc hay hóa
chất, hoặc một số loài vi sinh vật hoại sinh nào đó. Hiện tƣợng này đƣợc nghiên cứu
rất lâu trong thập kỷ qua và hiện nay đã có rất nhiều sản phẩm thƣơng mại có tác
dụng kích thích tính kháng bệnh trên nhiều loại cây trồng (Phạm Văn Kim, 2006).
Ngoài những cơ chế đƣợc nhắc đến xạ khuẩn còn có khả năng kích thích tính
kháng bệnh trên cây trồng. Một nghiên cứu gần đây của Shimizu và ctv. (2001) đã
tìm thấy đƣợc chất kháng sinh actinomycin X2 từ dịch trích của chủng Streptomyces
sp. R-5. Đồng thời chất kháng sinh này cũng đƣợc tìm thấy trong mô của cây con và
môi trƣờng nuôi cấy mô. Điều này cho thấy rằng chất kháng sinh có thể di chuyển
từ môi trƣờng nuôi cấy mô lên mô của tế bào thực vật. Khi cây con đƣợc chủng với
nấm Pestalotiopsis sydowiana, đối với những cây con đƣợc xử lý với Streptomyces
sp. R-5 trong môi trƣờng nuôi cấy mô thì hơn 90% không bị chết còn với những cây
con không đƣợc xử lý thì chết khoảng 50% trong 14 ngày (trích Hasegawa, 2006).
Nghiên cứu của Đặng Thị Kim Uyên (2010) khi ngâm hạt giống chanh
Volka với huyền phù xạ khuẩn Streptomyces SOFRI 1 trong 5 giờ trƣớc khi chủng
nấm Fusarium solani thì ghi nhận đƣợc xạ khuẩn không chỉ có ảnh hƣởng tốt đến tỷ
lệ nảy mầm của hạt mà còn giúp cây con phát triển tốt thể hiện qua việc tăng chiều
cao và số rễ.
Tăng cƣờng khả năng chống chịu
Gần đây theo nghiên cứu của Meguro và ctv. (2006 ) báo cáo rằng khi tiêm
P. solanacearum 12 gây bệnh héo rũ trên khoai tây, P. solanacearum 20 gây bệnh
trên cà chua và P. solanacearum 222 gây bệnh trên cây lạc. Dịch trích từ chủng xạ
khuẩn L30 pha loãng 1000 lần có khả năng kích thích sự nảy mầm của hạt lạc và
không có ảnh hƣởng khi tiêm trực tiếp vào cây cũng nhƣ tƣới vào đất nhƣng lại có
khả năng ức chế bệnh héo xanh so vi khuẩn Pseudomonas solanacearum 222.
Bùi Thị Hà (2008), sau khi phân lập và tuyển chọn đƣợc 2 chủng xạ khuẩn thuộc
chi Streptomyces là Đ1 và R1 có hoạt tính kháng nấm mạnh nhất trong tổng số 30
chủng có khả năng kháng nấm. Hai chủng Đ1 và R1 có khả năng ức chế đƣợc cả 2
chủng nấm gây bệnh trên chè là CT - 2E và CT - 5X. Theo nghiên cứu của Lê Thị
Bích (2011) đánh giá khả năng đối kháng của xạ khuẩn đối với nấm Fusarium
oxysporum f.sp. niveum trong điều kiện in vitro. Kết quả cho thấy các chủng xạ
khuẩn đƣợc phân lập từ những ruộng rau màu ở đồng bằng sông Cửu Long cho thấy
xạ khuẩn có khả năng ức chế sự phát triển của khuẩn ty, sự nảy mầm cũng nhƣ khả
năng giết chết bào tử nấm Fusarium oxysporum f.sp. niveum.
Theo Nguyễn Thùy Linh (2011), dùng xạ khuẩn phòng trị bệnh đốm lá vi
khuẩn trên ớt do vi khuẩn Xanthomonas campestris pv. vessicatoria trong điều kiện
in vitro và nhà lƣới. Qua nghiên cứu thấy đƣợc hiệu quả phòng bệnh khi dùng dịch
trích từ các chủng xạ khuẩn phân lập đƣợc với 4 cách xử lý là ngâm hạt + tƣới đất,
phun trƣớc, phun sau, phun trƣớc + phun sau. Nhƣng ở thời điểm 17 ngày sau khi
lây bệnh chủng xạ khuẩn 3 với biện pháp phun sau và chủng xạ khuẩn 33 với biện
Copyright: Tài liệu đại học ©