Chương 1 TONG QUAN TAI LIEU 1.1 Tinh hình sản xuất cây cà chua. Cây cà chua có tên khoa học là Solanum lycopersicum L., thuộc họ Cà (Solanaceae) là một loại rau ăn quả có nguồn gốc từ Nam Mỹ. Theo Somraj va ctv (2017); Nalla va ctv (2016) thì cà chua là một loại cây rau quan trọng, phô biến và được trồng rộng rãi khắp nơi trên thế giới, đặc biệt là ở các vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới và ôn đói. Trên thế giới, hiện có khoảng 166 nước trồng cà chua với tổng diện tích khoảng 5,05 triệu ha (FAOSTAT, 2022), chiếm diện tích lớn trong diện tích trồng trọt các loại rau.
Nhìn chung, diện tích trồng cà chua hiện nay là rất lớn. Là cây rau có giá trị, có sản lượng chiếm 1/6 tổng sản lượng rau hàng năm trên thế giới và luôn đứng ở vị trí số 1 về sản lượng. Cà chua có tầm quan trọng chỉ sau khoai tây ở nhiều quốc gia và đứng thứ nhât về rau được bảo quản, chê biên và cả mục đích sử dụng tươi. Ở Việt Nam, cà chua là loại rau ăn quả chủ lực, được Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn ưu tiên phát triển với diện tích trồng trong những năm gần đây dao động trong khoảng 23 — 25 ngàn ha, trước đây chỉ tập trung ở vùng đồng bằng và trung du Bắc Bộ nhưng nay mở rộng đến các tỉnh miền Trung, Tây Nguyên, và Nam Bộ do áp dụng những giống mới, có khả năng thích nghỉ với điều kiện thé nhưỡng và khí hậu đa dạng (Bộ Khoa học và Công nghệ, 2020).2 Thiệt hại do Fusarium spp.
gây ra trên cây cà chua. Các bệnh do Fusarium spp., đặc biệt là bệnh héo rũ do Fusarium spp. và bệnh thối ngọn và thối rễ do Fusarium spp. gây ra trên cây cà chua (Solanum lycopersicum L.) vẫn đang là một trong những bệnh nguy hiểm nhất.
Bệnh héo rũ do Fusarium spp. lần đầu tiên được mô tả bởi Massee (1895) do F. lycopersici Snyder và Hansen ở nước Anh. Bệnh thối ngọn và thối rễ gây ra bởi F.
radicislycopersici Jarvis va Shoemaker được phát hiện lan dau tién vao nim 1969 tai Nhat Ban (Sato va Araki, 1974). Cả hai tác nhân gây bệnh đều gây thiệt hại lớn cho cây cà chua trên đồng ruộng và nhà kính, đồng thời cũng là yếu tố hạn chế chính của cây cà chua sản xuất. Tổn thất do bệnh héo rũ do Fusarium gây ra có thé rat cao, thiệt hại năng suất có thể lên đến 45% (Ramyabharathi và ctv, 2012). Tổn thất do thối ngọn và thối rễ đối với cây cà chua trong nhà kính ước tính lên tới 90% - 95%, và căn bệnh nay đã được quan sat thấy với tỷ lệ mắc bệnh là 100% trên đồng ruộng (Hibar va ctv, 2007; Jarvis va ctv, 1983; McGovern va ctv, 1998).3 Tổng quan về nam Fusarium oxysporum gây bệnh lở cỗ rễ 1.1 Đặc điểm của Fusarium oxysporum Fusarium oxysporum thuộc lớp nam bat toàn (Deuteromycetes), Fusarium spp.
gồm nhiều loài khác nhau, có kha năng gây nhiều loại bệnh trên những cây trồng khác nhau. Chúng hoại sinh hoặc ký sinh trên nhiều cây trồng, cây ăn trái và rau. Đó là nguyên nhân chính làm héo rũ. Hệ sợi nắm lan tỏa khắp mô mạch và lấp kín mạch gỗ.
Sự lấp mach go sẽ can trở quá trình vận chuyên nước làm héo cây. Hệ sợi nam phân nhánh có nhiều vách ngăn, sợ nam không màu và chuyền màu nâu khi già và sinh độc tố tiết vào mach cây gây héo cây chủ. Cơ thé sinh dưỡng dạng sợi đa bào, phân nhánh phức tạp, trong tế bào có một hoặc nhiều nhân. Vách tế bảo bằng chitin, glucan.
Bào tử lớn hơi cong hình lưỡi liém, có 3 — 5 vách ngăn, kích thước từ 15,9 —55 x 2,25 — 5,4 um. Bào tử nhỏ hình ovan hoặc elip, kích thước từ 1,5 — 4,2 x 6 — 15 um (Singh, 2015). Cơ thé dinh dưỡng dạng sợi da bào, phân nhánh phức tạp, vách ngăn có lỗ thủng đơn giản ở giữa. Trong một tế bào có một nhân hoặc nhiều nhân,vách tế bào bằng chitin, glucan.
Fusarium oxysporum phát trién nhanh chóng trên môi trường PDA ở nhiệt độ 25°C và hình thành tản nắm có hình thé tơi xốp như bông hoặc bằng phẳng hoặc lan rộng trên môi trường nuôi cây, sợi nam phát triên mạnh, màu sắc biên đôi từ màu trang đên màu tím violet, tản nâm thường sinh sắc tô hông đên tím đậm. Mặt dưới có thê không màu, vàng cam, mau đỏ, màu tia sam, hay mau nâu (Seifert, 1996) 1.2 Hình thức sinh sản Fusarium oxysporum có 2 hình thức: sinh sản sinh dưỡng và sinh sản vô tính. Do thiếu giai đoạn sinh sản hữu tính trong vòng đời nên người ta gọi chung là nắm không hoàn chỉnh hay nam bat toàn. Sinh sản sinh dưỡng Soi nam: Từ 1 sợi nam riêng lẻ, khi gặp điều kiện thuận lợi sẽ sinh trưởng và phân nhánh thành hệ sợi nắm.
Bào tử hậu (bào tử màng dày, bào tử áo): Bào tử hậu là những tế bào hơi tròn, có tế bào chất được cô đặc lại (Lin và Heitman, 2005), có màng dày bao bọc, thỉnh thoảng có bào tử hậu với vách tế bào xù xì hoặc có sắc tố (Seifert, 1996). Bào tử hậu có thể nằm ở giữa sol nam hoặc ở đầu tận cùng của no (Lin và Heitman, 2005); có thé ở dạng đơn lẻ, dạng cặp đôi, dang chuỗi hay dạng cụm. oxysporum, bao tu hậu thường ở dạng đơn, đôi, thỉnh thoảng dạng ba và ít khi có dạng cụm. Tuy nhiên, có một số loài (đặc biệt là F.
proliferatum) có sợi nam khí sinh với chuỗi những tế bào phinh to, rat dé bị nhằm là bao tử hau (Seifert, 1996). Sinh sản vô tính Ở các loài Fusarium bào tử đính thường là bào tử ngoại sinh, có 2 loại: bảo tử đính lớn và bào tử đính nhỏ. Bào tử đính lớn (bao tử lớn): Bao tử trong suốt, được hình thành từ thé bình trên cành bào tử có nhánh hay không có nhánh. Bào tử lớn có kích thước 3 — 8 x 11 — 70 um.
Hầu hết các loài Fusarium có bào tử lớn từ 3 — 7 vách ngăn, tuy nhiên có nhiều loài có từ 1 — 3 vách ngăn (F. poae) hoặc nhiều hơn 7 vách ngăn (F. Bào tử lớn có hình lưỡi liềm hay hình trụ. Các loài Fusarium khác nhau có thé phân biệt được tùy theo mức độ cong của bào tử lớn (thẳng ở bên phải và cong rõ ràng ở bên trái); tỷ lệ giữa chiều dai và chiều rộng của bao tử (thon nhọn ở đầu và to ở giữa).
Phần to nhat của bào tử lớn cũng có thê là một đặc diém đê nhận dạng các loài Fusarium. Bao tử đính nhỏ (bao tử nhỏ): Kích thước 2 — 4 x 4-8 um, được hình thành từ cành bào tử phân sinh phân nhánh hoặc không phân nhánh, mọc trực tiếp từ sợi nắm hoặc tụ lại thành dạng bọc giả trên đầu cành hoặc hình thành dạng chuỗi (Vũ Triệu Mân và Lê Lương Té, 1988). Bào tử có 0 — 1 vách ngăn (đặc biệt có loài có 2 — 3 vách ngăn). Bảo tử có nhiều hình dạng khác nhau như: hình cầu, hình gần cầu, oval, hình cầu với một đầu nhọn, hình thoi, hình quả thận, hình hạt chanh, hình liềm, hình trứng, hình trứng ngược, hình chùy (Gagkaeva, 2008).3 Đặc điểm phat sinh phát triển Chu kỳ sinh trưởng của nắm bao gồm nhiều giai đoạn khác nhau, quá trình phát tán bao tử nam trên đồng ruộng nhờ gid, mưa, nước tưới, giống nhiễm bệnh.
Nguồn nắm tồn tại chủ yếu trong đất đưới dang bào tử va sợi nắm, xâm nhiễm gây bệnh vào bên trong bó mạch, chủ yếu thông qua bộ rễ do rễ làm nhiệm vụ hút nước và chất dinh dưỡng nên nam cũng theo con đường đó mà xâm nhập vào cây cho nên rất khó khăn cho việc phòng trừ bằng thuốc hoá học. Trong điều kiện mầm bệnh có mật số cao hoặc cây kí chủ dé bị xâm nhiễm thì cả quan thé có thé bị héo trong thời gian ngắn. Nhiệt độ vừa phải, độ âm cao, khả năng hấp thu các chất dinh dưỡng trong đất của cây trồng là những điều kiện chính dẫn đến mầm bệnh phát triển nhanh hơn (Singh, 2015). Nhiệt độ tối ưu cho Fusarium oxysporum phát triển là 27°C — 30°C, tối đa là 36°C — 40°C và tôi thiểu là 7°C — 8°C, nhưng nhiệt độ thích hợp cho sự xâm nhiễm là 35°C (Ou, 1985).
Âm độ có thể ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến sự phát triển mầm bệnh của cây kí chủ. Âm độ cao thích hợp cho mam bệnh phát triển. pH tối ưu cho sự phát triển của nắm Fusarium oxysporum từ 5,6 — 8. Mầm bệnh tồn dư chủ yếu trong đất thường chủ yếu xuất hiện ở tang dat mặt đến độ sâu 20 — 30 cm (Hsieh, 1985).4 Tổng quan về vi sinh vật có ích 1.1 Vi khuẩn Bacillus spp.
có hình thái da dạng bao gồm: hình cầu, hình trụ, hoặc elip, phố biến là hình que. Vi khuẩn Gram dương có khả năng di chuyên nhờ tiêm mao. Kích thước cơ thé từ 1,0— 1,2 pm x 3,0 — 5,0 um (Gordon và ctv, 1973). có khả năng sinh bào tử, nhờ đó Bacillus spp.
có thé tồn tại trong thời gian dài dưới các điều kiện khác nhau (Logan và De Vos, 2009). Qua kính hiển vi Bacillus spp. đơn lẻ có hình dạng như chiếc que, có bao nhay (giác mac) cau tạo bởi polypeptit (Trần Thị Thu Hiền, 2010). Phần lớn tế bào này có bào tử trong, hình oval có khuynh hướng phình ra ở một đâu.
Khi nuôi cay trên môi trường thạch dia, khuẩn lạc có dạng hình tròn, không đều hay phân tán, đường kính khuẩn lạc từ 3 — 5 mm, màu vàng xám, ria có răng cưa, sau 1 — 4 ngày khuẩn lạc nhăn nheo, màu hơi nâu. Tuy nhiên dang khuẩn lạc nay tùy thuộc vào điều kiện nuôi cấy như thành phần môi trường, độ âm, nhiệt độ, không khí (Nguyễn Đức Duy Anh và ctv, 2005). Nhiều loài hoặc chủng Bacillus spp. được chứng minh là sản sinh kháng sinh hoặc enzyme, với hơn 60 dạng chất kháng sinh khác nhau đã được xác định (Compant và ctv, 2005).
Nghiên cứu của Trịnh Thành Trung và ctv (2013) cho rằng, vi khuẩn Bacillus với chung Bacillus amyloliquefaciens sub sp. phan lập tai rừng Quốc gia Hoàng Liên là chủng có tiềm năng trong sản xuất chế pham sinh học dé thương mại với hiệu quả cao. Các hoạt chất liên quan đến khả năng kháng nam bệnh của vi khuan Bacillus được san sinh bởi Bacillus pumilus có khả năng han chế nam bệnh Rhizoctonia solani, Pythium aphanidermatum va Sclerotium rolfsii (Melo va ctv, 2009), surfactin va fengycin lipopeptide của Bacillus subtilis có tac dung như một chất tăng khả năng kháng bệnh hệ thống cho cây trồng (Ongena và ctv, 2007). Theo Khedher và ctv (2021), chủng vi khuan B.