BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA NÔNG HỌC
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỊNH DANH PYTHIUM VÀ PHYTOPHTHORA GÂY
BỆNH THỐI RỄ CHẾT CÂY HOA LÀI (Jasminum spp.)
TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
NGÀNH
: BẢO VỆ THỰC VẬT
NIÊN KHÓA
: 2008 - 2012
SINH VIÊN THỰC HIỆN: ĐÀO UYÊN TRÂN ĐA
Tp.Hồ Chí Minh, tháng 07/2012
ĐỊNH DANH Pythium VÀ Phytophthora GÂY BỆNH THỐI RỄ CHẾT
CÂY HOA LÀI (Jasminium spp.) TẠI THÀNH PHỐ
HỒ CHÍ MINH
Tác giả
ĐÀO UYÊN TRÂN ĐA
Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng kỹ sư
Đào Uyên Trân Đa
TÓM TĂT
Đào Uyên Trân Đa, Khoa Nông Học – Trường Đại Học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh,
tháng 07/2012. Đề tài “ Định danh Pythium và Phytophthora gây bệnh thối rễ chết cây
hoa lài (Jasminium spp.) tại Tp. Hồ Chí Minh”.
Giáo viên hướng dẫn:
PGS.TS Lê Đình Đôn
KS Phan Thị Thu Hiền
Đề tài được thực hiện từ tháng 01/2012 đến tháng 07/2012, tại phòng Điều Tra Giám
Sát – Trung Tâm Kiểm Dịch Thực Vật Sau Nhập Khẩu II và trại thực nghiệm thuộc bộ
môn Công Nghệ Sinh Học – Trường Đại Học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh. Nguồn nấm
đã được thu thập tại các địa điểm: xã Nhị Bình – huyện Hóc Môn, xã Bình Mỹ - huyện Củ
Chi và phường Thạnh Lộc - Quận 12, Tp. Hồ Chí Minh. Khi đã có nguồn nấm của 2 chi
là Pythium và Phytophthora, tiến hành lây nhiễm nhân tạo để đánh giá khả năng gây hại
của chúng trên cây hoa lài, đồng thời tiến hành phân lập để xác định lại tác nhân gây hại
sau khi chủng. Mục tiêu cuối cùng của đề tài là định danh đến loài của các mẫu nấm thuộc
chi Pythium và Phytophthora gây bệnh thối rễ chết cây hoa lài tại Tp. Hồ Chí Minh. Các
mẫu nấm sẽ được khảo sát trên 2 loại môi trường là CMA và CRA nhằm tìm ra môi
trường thích hợp để có được các đặc điểm đặc trưng của từng loại nấm và dựa vào khóa
phân loại Pythium của Vander Plaats – Niterink A. J., 1981 và Phytophthora của
Ho,1995 để định danh đến loài. Đánh giá khả năng gây hại của các mẫu Pythium và
Phytophthora sau khi chủng cho thấy các mẫu nấm đều gây hại trên rễ hoa lài, trong đó
mẫu PyTL05 thuộc chi Pythium và mẫu PhBM10 thuộc chi Phytophthora có khả năng
gây hại nặng nhất. Tần suất xuất hiện của các tác nhân gây hại được phân lập trở lại sau
khi chủng bệnh chiếm tỷ lệ rất thấp ở 10 NSC, 20 NSC, 30 NSC, 40 NSC và 50 NSC.
2.2.1 Đặc điểm của lớp Oomycetes .................................................................................. 7
2.2.2 Vị trí phân loại ......................................................................................................... 8
2.2.3 Đặc điểm của Pythium và Phytophthora ................................................................. 8
2.2.3.1 Sơ lược về Pythium.............................................................................................. 10
2.2.3.2 Sơ lược về Phytophthora ..................................................................................... 11
2.2.4 Những điểm khác biệt giữa Pythium và Phytophthora ......................................... 13
Chương 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................................. 14
3.1 Thời gian nghiên cứu ................................................................................................ 14
3.2 Địa điểm nghiên cứu.................................................................................................. 14
3.3 Nội dung nghiên cứu ................................................................................................ 14
3.4 Phương pháp nghiên cứu .......................................................................................... 14
3.4.1 Nguồn nấm ............................................................................................................. 14
3.4.2 Phương pháp xác định khả năng gây hại của Pythium và Phytophthora đối với cây
hoa lài .............................................................................................................................. 16
3.4.2.1 Phương pháp nhân sinh khối nấm ....................................................................... 16
3.4.2.2 Vật liệu chủng...................................................................................................... 16
3.4.2.3 Phương pháp chủng bệnh .................................................................................... 17
3.4.2.4 Phân lập lại tác nhân gây bệnh sau khi chủng ..................................................... 18
3.4.3 Định danh Pythium bằng cách dựa vào các đặc điểm hình thái học ...................... 19
3.4.3.1 Khảo sát sự phát triển của Pythium trên môi trường CRA.................................. 19
3.4.3.2 Định danh Pythium .............................................................................................. 20
3.4.4 Định danh Phytophthora bằng cách dựa vào các đặc điểm hình thái học.............. 21
3.4.4.1 Khảo sát sự phát triển của Phytophthora trên môi trường CRA ......................... 21
3.4.4.2 Xác định dạng lai của Phytophthora ................................................................... 22
Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.................................................................... 23
4.1 Kết quả khả năng gây hại của Pythium và Phytophthora đối với cây lài.................. 23
4.2 Kết quả phân lập lại tác nhân gây bệnh của các mẫu nấm sau khi chủng ................. 28
4.3 Kết quả định danh Pythium bằng cách dựa vào các đặt điểm hình thái học ............. 39
Thạch cà rốt (Carrot Agar)
ctv
Cộng tác viên
CMA
Thạch bột bắp (Cornmeal Agar)
NSC
Ngày sau chủng
ĐK
Đường kính
WA
Thạch nước cất (Water Agar)
TSXH
Tấn suất xuất hiện
DANH SÁCH CÁC BẢNG
1
Chương 1
GIỚI THIỆU
1.1 Đặt vấn đề
Nói đến hoa lài chúng ta nghĩ ngay đến công dụng của chúng trong việc ướp trà đã
được người dân Trung Quốc áp dụng từ thế kỷ 13, và đặc biệt ở Pháp đã chiết xuất hoa
lài để làm xi rô hoa lài. Tại Mỹ, nguời ta dùng xi rô này trong bánh nướng và kẹo dẻo hoa
lài. Không những thế hoa lài còn có vai trò quan trọng trong tín ngưỡng của người Ấn
Độ, được dùng trong các nghi lễ, đám cưới và tô điểm cho hình ảnh tôn giáo. Ở một số
nước, hoa lài được xem như là quốc hoa với các tên gọi khác nhau như “Melati Putih” ở
Indonesia, “Sampaguita” ở Philippin, “Pikake” ở Hawaii. Tại Thái Lan, hoa lài được sử
dụng như một biểu tượng của người mẹ. Ngoài ra hoa lài còn được dùng làm nước hoa,
và theo y học cổ truyền hoa lài còn là vị thuốc hay trong việc chữa bệnh.
Nhờ các đặc tính trên mà hoa lài đem lại giá trị cả vật chất lẫn tinh thần cho nhiều
quốc gia trong đó có Việt Nam. Ở miền Nam nước ta hoa lài được trồng nhiều tại thành
phố Hồ Chí Minh ở huyện Hóc Môn, huyện Củ Chi và Quận 12. Tuy nhiên, trong những
năm gần đây diện tích trồng lài đã giảm mạnh, theo Chi cục Bảo vệ thực vật Tp. Hồ Chí
Minh thì năm 2001 diện tích là 700 hecta nhưng tới năm 2010 chỉ còn lại 104,5 hecta và
được trồng tập trung ở Quận 12 và huyện Hóc Môn (Chi cục Bảo Vệ Thực Vật Tp.Hồ
Chí Minh, 2010). Nguyên nhân chính làm diện tích trồng lài giảm là do sâu bệnh gây hại
đã ảnh hưởng nghiêm trọng đến giá trị kinh tế trên hoa lài. Theo nghiên cứu một số bệnh
ở cây hoa lài hiện nay vẫn còn ít cả trên thế giới lẫn Việt Nam. Bệnh thối rễ chết cây hoa
lài là một trong số các bệnh quan trọng đã gây ảnh hưởng đến sinh trưởng, năng suất và
phẩm chất hoa lài, một khi cây bị bệnh vàđã thể hiện triệu chứng thì rất khó phục hồi, hầu
như là bị chết hoàn toàn. Do đó việc xác định tác nhân gây bệnh là rất cần thiết, trong số
khoảng 200 loài có nguồn gốc nhiệt đới và vùng ôn đới ẩm.
Phân loại thực vật
Giới (Kingdom) ................................................... Plantae
Ngành (Division) ................................................. Magnoliophyta
Lớp (Class)........................................................... Magnoliopsida
Bộ (Oder) ............................................................. Lamials
Họ (Family).......................................................... Oleaceae
Chi (Genus) .......................................................... Jasminum
Có 4 loài phổ biến trong chi Nhài hay chi Lài (Jasminum):
Jasminum grandiforum L.
Jasminum officinate L.
Jasminum odoratissum L.
Jasminum sambac (L.) Ait.
4
Trong 4 loài thì loài Jasminum sambac (L.) Ait. Còn có tên gọi khác là lài Ả Rập
(Arabian jasmine) được trồng phổ biến nhất.
2.1.2 Đặc tính thực vật
Cây lài thuộc loại rễ chùm, phát triển nhiều và lan rộng. Thân gỗ nhỏ, mọc thành
bụi, thường cao từ 0,5 – 3 m, có nhiều cành nhánh nhỏ vươn dài. Lá xanh đậm, bóng cả
hai mặt, mọc đối, hình oval, dài từ 3 – 12,5 cm, rộng từ 2 – 7,5 cm, ở kẻ lá có những gân
phụ, gân con hình mạng lưới. Hoa màu trắng nở từ 7 – 8 giờ tối, có hương thơm ngát, hoa
thường mọc thành phát ở nách lá hay ngọn cây, có từ 3 – 12 hoa trên mỗi phát, hoa có từ
8 – 10 cánh xếp thành hai lớp. Quả màu đen hình cầu có hai ngăn, đường kính 6 mm,
được bao bọc bởi đài hoa (Trần Hợp, 1998; Nguyễn Hữu Đảng, 2003; Phạm Hoàng Hộ,
1999).
2.1.3 Điều kiện sinh thái
Cây lài có nguồn gốc Nam Á, nhiệt độ thích hợp cho cây sinh trưởng tốt từ 22 33°C và từ 8 - 10°C thì cây sinh trưởng kém. Lài là cây ưa sáng do đó cần trồng nơi
2.1.5.1 Nghiên cứu trong nước về bệnh trên cây hoa lài
Tính đến nay thì bệnh trên cây hoa lài vẫn chưa được quan tâm và nghiên cứu
nhiều, nếu có cũng chỉ dừng lại ở việc điều tra, khảo sát và đánh giá những thiệt hại trên
đồng ruộng. Trong khi đó tình hình sâu bệnh trên cây hoa lài ngày một phức tạp và phát
triển mạnh, đây cũng chính là nguyên nhân chủ yếu dẫn đến diện tích canh tác cây hoa lài
giảm đáng kể tại Tp.Hồ Chí Minh. Quận 12 tại Tp.Hồ Chí Minh được biết là nơi trồng lại
nhiều nhất nhưng qua điều tra cho thấy năm 2001 tổng diện tích của huyện là 600 hecta,
đến năm 2007 còn lại 163 hecta và đến năm 2010 diện tích chỉ còn 74,5 hecta (Chi cục
Bảo Vệ Thực Vật Tp. Hồ Chí Minh, 2010).
6
Trong các bệnh gây hại trên cây hoa lài thì có bệnh thối rễlàm chết cây hoa lài vẫn
chưa có nghiên cứu về tác nhân cũng như về biện pháp phòng trừ hiệu quả. Điều đặc biệt
nghiêm trọng đối với bệnh này là rất khó phát hiện, triệu chứnggần giống với triệu chứng
thiếu dinh dưỡng của cây. Tuy nhiên cây bắt đầu rụng lá thì bộ rễ của cây hầu như không
còn khả năng phục hồi được nữa.
Theo Nguyễn Văn Kế và Trần Văn Lâu (2002) sâu bệnh hại chính trên hoa lài làm
thất thu nghiêm trọng về năng suất gồm có: bệnh tím bông gây hại nặng vào trời ẩm ướt
do nấm Colletotrichum gloeosporioides và nấm Colletotrichum capsici thuộc bộ
Melanconuales, lớp Coelomycetes; bệnh chết bụi do nấm Sclerotium rolfsii thuộc bộ
Agonomycetes; sâu đục bông Palpita nigropunctalis Bremer. thuộc họ Pyralidae, bộ
Lepidoptera (Vũ Khắc Chung, 2010).
2.1.5.2 Nghiên cứu ngoài nước về bệnh trên cây hoa lài
Trên thế giới tài liệu nghiên cứu về cây hoa lài vẫn còn ít.Theo Lin, Chen, Chang
(2004) thì triệu chứng bệnh là những đốm vàng hoặc vàng toàn bộ lá được xác định do
virus thuộc nhóm Potyvirus phát hiện năm 1995 tại Kaohsiung và Pingtung của Đài Loan.
Tên Jasmine virus T (JaVT) được đề nghị đặt tên cho virus gây hại, điểm nhiệt không
hoạt động của virus từ 50 - 55°C, ngưỡng pha loãng là 10¯3 đến 10¯4 và tuổi thọ trong
bệnh nghiêm trọng. Đặc biệt trong bộ này có hai loài nghiêm trọng gồm Pythium và
Phytophthora được xem là đối tượng gây hại chính trên nhiều loại cây trồng và vật nuôi.
Lớp Oomycetes so với nấm thật có nhiều đặc điểm về hình thái và chu kỳ sống tương tự
nhau, tuy nhiên riêng vềdi truyền học và cơ chế sinh sản thì khác nhau rõ ràng (Erwin và
Ribero, 1996). Ngoài ra lớp Oomycetes còn sinh ra các sợi nấm không có vách ngăn,
thêm một đặc điểm chính để phân biệt chúng với nấm thực. Việc xếp chúng vào giới
Chromista (Cavalieve và Smith, 1986) đã được chứng minh bằng rất nhiều đặc trưng,
gồm có sự biến đổi trong con đường tiến hóa (Elliott, 1983; Hendrix, 1973; Wang,
8
Bartnicki và Garcia, 1973), hình thành động bào tử có lông roi không đều (Dejardins và
ctv, 1989), sự chiếm ưu thế của giai đoạn lưỡng bội trong chu kỳ sống (Erwin và Riberio,
1996) và sự hiện diện của β_glucans tốt hơn chitin trong vách tế bào (Bartnicki, 1973).
Ngoài ra ở lớp Oomycetes còn có các du động bào tử với các lông roi được sinh ra từ bọc
bào tử qua sinh sản vô tính và sinh bào tử trứng qua sinh sản hữu tính (Võ Thị Thu Oanh,
2007).
2.2.2 Vị trí phân loại
Pythium và Phytophthora không phải là nấm thực mà là vi sinh vật giống nấm thực.
Vị trí phân loại dựa theo Burgess và ctv. (2009)
Giới ...................................................................... Chromista
Ngành ................................................................... Oomycota
Lớp ....................................................................... Oomycetes
Bộ ......................................................................... Peronosporales
Họ......................................................................... Pythiaceae
Chi ........................................................................ Pythium
....................................................................... Phytophthora
2.2.3 Đặc điểm của Pytium và Phytophthora
Chu kỳ sống của Pythium và Phytophthora có nhiều dạng bào tử, chúng được hình
và một tỷ lệ cao của C (30:1) là điều kiện tối thích cho bào tử vách dày hình thành. Sự
nảy mầm có thể xảy ra khi nồng độ dinh dưỡng cao, đặc biệt là glucose và aspargine.
Túi bào tử: là một cấu trúc sinh sản nhưng đôi khi cũng được xem như là bào tử vô
tính. Túi bào tử nảy mầm trực tiếp trong điều kiện lượng nước tự do thấp, môi trường giàu
dinh dưỡng và nhiệt độ cao. Trong môi trường pH cao (>7) túi bào tử sẽ không hình
thành. Sự hiện diện của nước và sterol là những yếu tố hình thành túi bào tử, và O2 cũng
10
rất quan trọng cho việc hình thành túi bào tử. Ngược lại, sự hiện diện của Cu2+ sẽ hạn chế
sự hình thành túi bào tử.
Động bào tử: được hình thành như điều kiện hình thành túi bào tử, đòi hỏi có nhiều
nước tự do và nhiệt độ thấp hơn, khoảng từ 15 - 18°C. Động bào tử có dạng hình bầu dục,
vách mỏng, vô tính và có khả năng bơi bằng hai lông roi. Độ lớn đường bơi của động bào
tử khoảng từ 26 – 70 µm, chúng bơi theo đường xoắn ốc. Chúng trở nên mất phương
hướng và giảm phạm vi hoạt động khi va chạm với bề mặt xung quanh. Động bào tử trở
nên ít di động khi nhiệt độ môi trường tăng, pH thấp, tiếp xúc với bề mặt và nồng độ bào
tử thấp. Chúng được sinh ra từ túi bào tử và thoát ra ngoài qua một lỗ nhỏ ở đầu túi khi túi
trưởng thành. Động bào tử bơi trong khoảng thời gian vài phút đến một giờ và hầu như
không có phương hướng, nhưng lại bị hấp dẫn trực tiếp bởi dịch tiết ra từ rễ cây. Động
bào tử sẽ biến đổi thành hình tròn, hai lông roi biến mất khi tiếp xúc với một bề mặt thích
hợp, sau đó nhanh chóng hình thành ống nấm để xâm nhiễm vào cây và bắt đầu sinh
trưởng sợi nấm. Khi tiến hành xâm nhiễm thì động bào tử xuyên thẳng vào cây ký chủ
qua rễ hoặc qua khí khổng và hình thành các giác mút. Chỗ vết thương hay những phần
mọng nước và chồi ngọn là những vùng thích hợp nhất cho sự lây nhiễm.
2.2.3.1 Sơ lược về Pythium
Pythium phân bố rộng khắp thế giới, là nguyên nhân làm cho các loại ngũ cốc và
hoa màu bị mất trắng. Chúng xuất hiện nhiều trong vùng đất được cày xới, gần vùng rễ ở
lớp đất bề mặt, ngược lại ở những vùng không được cày xới và đất chua thì Pythium rất ít
Phytophthora là một loài rất phổ biến thuộc giới Chromista, lớp Oomycetes được
đặt bởi Bary (1887). Phytophthora là một loại nấm quan trọng trên thế giới, và gây hại
nhiều loại cây trồng có giá tị kinh tế cao như: cao su (Hevea brasiliensis), ca cao (
Theobroma cacao), sầu riêng (Durio zibethinus), đu đủ (Carica papaya), dứa (Ananas
comosus), tiêu (Piper nigrum), khoai tây (Solanum tuberosum), cây có múi (Citrus) và
cây rừng.
12
Phytophthora được mệnh danh là kẻ tàn phá cây trồng và có khoảng 60 loài đã được
mô tả (Erwin và Riberio, 1996). Chúng gây hại cả trong điều kiện khí hậu ôn đới và nhiệt
đới. Từ những năm 1845 – 1847, khi có dịch bệnh móc sương trên khoai tây đã gây ra nạn
đói ở Châu Âu thì Phytophthora được nghiên cứu nhiều (Bourke, 1964). Phytophthora
tấn công trên nhiều loại cây trồng nên phạm vi ký chủ rất rộng, có những loài chuyên tính
chỉ tấn công ở một loại ký chủ như P. fragariae var. rubi và có những loài tấn công trên
nhiều loại ký chủ như P. cinnamomi có thể tấn công hơn 1000 loại cây trông khác nhau
(Erwin và Riberio, 1960).
Tất cả các mẫu phân lập của Phytophthora đều có khả năng sinh sản cả ở bộ phận
sinh dục đực và cái hoặc túi giao tử (Gallegly, 1960). Ở Phytophthora, một nữa số loài là
đồng tản có thể sinh bào tử noãn nhanh và nhiều trong môi trường nuôi cấy, những loài
còn lại là dị tản và sản sinh túi bào tử chỉ khi có sự kích thích hóa học từ các mẫu sinh sản
đối ngược nhau (Brasies, 1992; Ko, 1978). Tính dị tản liên quan tới kiểu sinh sản A1 và
A2. Theo Waterhouse (1963),để phân lập các loài Phytophthora chủ yếu dựa trên các túi
bào tử có chóp đầu, hơi chóp hay không có chóp đầu; tính rụng của túi bào tử và kiểu tiếp
xúc của túi tinh và túi noãn.
Ở chi Phytophthora dễ gây bệnh cho cây trồng hơn các chi nấm thực nhờ có các đặc
điểm sau:
Hình thành nhiều túi bào tử và động bào tử làm nhiệm vụ phát tán và xâm nhiễm
bệnh trong thời gian ngắn, còn bào tử hậu và bào tử noãn làm nhiệm vụ lưu tồn trong thời
Khi quan sát dưới kính hiển vi, các sợi nấm của Pythium luôn tạo góc bé hơn 90° so
với sợi chính và nhỏ hơn sợi chính, các sợi nấm thì suông mảnh. Ở Phytophthora thì sợi
nhánh và sợi chính có kích thước bằng nhau, sợi nấm suông mảnh hay trương phồng
thành nhiều dạng khác nhau, đặc biệt các sợi chính và sợi nhánh tạo thành góc 90°.
14
Chương 3
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 Thời gian nghiên cứu
Đề tài đã được thực hiện từ tháng 1/2012 đến 7/2012
3.2 Địa điểm nghiên cứu
Định danh nấm bệnh tại phòng Điều tra giám sát – Trung tâm kiểm dịch thực vật sau
nhập khẩu II.
Thí nghiệm xác định khả năng gây hại của Pythium và Phytophthorađược thực hiện
tại trại thực nghiệm Bộ môn Công nghệ sinh học – Trường Đại Học Nông Lâm.
3.3 Nội dung nghiên cứu
Xác định khả năng gây hại của Pythium và Phytophthorabằng phương pháp lây
nhiễm nhân tạo trong điều kiện nhà lưới.
Phân lập tác nhân gây bệnh sau khi chủng, xác định lại tác nhân gây bệnh.
Định danh tên loài các mẫu nấm của 2 chiPythiumvà Phytopthora bằng cách dựa
vào các đặc điểm hình thái học.
3.4 Phương pháp nghiên cứu
3.4.1 Nguồn nấm
Vì thực hiện tiếp theo đề tài “ Nghiên cứu tác nhân Phytophthora và Pythium gây
hại trên cây hoa lài (Jasminum spp.) tại Tp. Hồ Chí Minh” của Đinh Thị Ánh Tuyết
(2011) nên nguồn nấm đã được thu thập tại các địa điểm: xã Nhị Bình – huyện Hóc Môn,
xã Bình Mỹ - huyện Củ Chi và phường Thạnh Lộc - Quận 12, Tp. Hồ Chí Minh.
PhBM03
Xã Bình Mỹ - huyện Củ Chi
Phytophtora
4
PhBM10
Xã Bình Mỹ - huyện Củ Chi
Phytophtora
5
PyNB02
Xã Nhị Bình – huyện Hoóc Môn
Pythium
6
PyBM05
Xã Bình Mỹ - huyện Củ Chi
Pythium
Pythium
11
PyTL05
Phường Thạnh Lộc – Quận 12
Pythium
12
PyTL06
Phường Thạnh Lộc – Quận 12
Pythium
13
PyTL07
Phường Thạnh Lộc – Quận 12
Pythium
14
PyTL08