CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Giới thiệu về nấm thuộc chi Paecilomyces 1.1 Phân loại khoa học Giới: Fungi Ngành: Ascomycota Lớp: Eurotiomycetes Bộ: Eurotiales Họ: Trichocomaceae Chi: Paecilomyces Chi Paecilomyces do Bainier mô tả vào 1907, sau đó được nhiều tác giả chấp nhận chi mới này và bổ sung nhiều loài mới. Chuyên luận về chi nấm này của Samson (1974) chấp nhận 16 loài đã mô tả, đồng thời tổ hợp mới 9 loài và đề nghị 6 loài mới, tất cả tập hợp trong 2 nhóm loài. Nhóm loài thứ nhất là nhóm loài Paecilomyces có các giai đoạn bào tử túi thuộc các chi Byssochlamys Westling, Talaromyces C.Benjamin và Thermoascus Miehe, gồm các loài ưa nhiệt ôn hòa (mesophile), chịu nhiệt và ưa nhiệt, có khuẩn lạc màu nâu vàng hay các màu nâu khác.
Nhóm loài thứ hai là nhóm loài Isarioides gồm các loài không có giai đoạn bào tử túi, ưa nhiệt ôn hòa và có khuẩn lạc màu tím hồng, màu lục và màu vàng. Nhiều loài trong nhóm hai này ký sinh gây bệnh côn trùng. Theo điều tra của bộ Nông nghiệp Ấn Độ, chủng nấm Paecilomyces sp. an toàn với động vật máu nóng, không gây ngộ độc qua đường hô hấp, không gây độc khi nuốt phải.
Đặc điểm sinh thái Nấm Paecilomyces spp. có rất nhiều loài, có phổ ký sinh côn trùng rất rộng, cả ở vùng nhiệt đới và ôn đới (Trần Văn Mão, 2002). Ngoài ra, có thể tìm thấy loài nấm này ở các loại đất nông nghiệp (Brand et al. Chúng hiện diện ở những nơi khá ẩm ướt, trong đất, không khí, trong phòng thí nghiệm hay ngoài tự nhiên.
6 Ký chủ của nấm bao gồm hơn 25 họ côn trùng và nhiều loại ve khác nhau. Trong đó, những loài ký chủ là côn trùng dễ bị nhiễm nấm đó là: bọ phấn trắng, rệp, bướm đêm.; còn những loài ký chủ là ve thì có: ve nâu, ve đỏ châu Âu. Còn đối với ký chủ là tuyến trùng thì thường phân lập được chủng nấm Paecilomyces lilacinus, một loài có trong đất và thảm thực vật (Jatala, 1986). Trong nghiên cứu của Eng (2001), có 82,9% trong số 41 nông trại được khảo sát ở Sarawalk có sự hiện diện của P.lilacinus, mặc dù người ta đã sử dụng các loại thuốc diệt nấm.
Từ đó có thể nhận thấy P.lilacinus có khả năng thích ứng cao với điều kiện sống, có phạm vi thích ứng rộng và có khả năng phát triển tốt ở 26 – 30oC. Chi Paecilomyces có nhiều loài nhưng chủ yếu là hai loài Paecilomyces lilacinus và Paecilomyce variotii. Một vài loài Paecilomyces spp. có khả năng chịu nhiệt như: nhiệt độ tối ưu của Paecilomyces fulvus là 45oC, Paecilomyces crustaceous là dưới 55oC (Samson, 1974).
Hai loài nấm chịu nhiệt trên có khả năng làm hư hỏng thực phẩm nhưng cũng là loài quan trọng ứng dụng trong công nghiệp sản xuất các enzyme chịu nhiệt. Những nghiên cứu gần đây cho thấy nhiều loài Paecilomyces đem lại nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học hữu ích (Liang et al. Một số loài Paecilomyces spp. phổ biến: Paecilomyces carneus: phân lập từ đất và xác chết côn trùng.
Paecilomyces farinosus: phân lập từ đất. Paecilomyces fumosoroseus: phân lập từ đất, bơ, gelatin, côn trùng. Paecilomyces lilacinus phân lập được từ xác bã hữu cơ, trứng tuyến trùng và đôi khi còn ở côn trùng chết, rừng cao su. Đặc điểm hình thái Đặc điểm đại thể Paecilomyces spp.
là loại nấm sợi được tìm thấy trong đất hay xác côn trùng. Khi được nuôi cấy trong môi trường nhân tạo nấm thường phát triển khá chậm, có 7 dạng thảm nhung, dạng bó sợi và thường lúc đầu có màu trắng sau đó khi bào tử phát triển thì chuyển sang màu hồng nhạt, màu tím hay màu lục nhạt (nên thường được gọi là nấm tím) tùy vào từng loài. Cũng có loài màu nâu hay vàng sẫm. Sợi nấm mềm, có vách, trong suốt và rộng từ 2,5 - 4 µm (Wikipedia).
Khuẩn lạc thường mọc theo hình tròn đồng tâm. Có thể phân biệt các loài khác nhau của Paecilomyces thông qua hình thái đại thể và vi thể. Đặc điểm đại thể của Paecilomyces spp.jp) Đặc điểm vi thể Cuống bào tử đính thường phân nhánh và mức độ phân nhánh của nấm Paecilomyces spp. thường lớn hơn nấm mốc xanh Penicillium spp.
Cuống bào tử hình thành từ phần gốc hay giữa sợi nấm, dài 400 - 600 µm. có thể bình trên đầu của cuống với kích thước 300 - 400 × 400 - 600 µm. Thể bình nhỏ, phồng lên ở phần gốc, thon dài, nhỏ và uốn cong ở phần đầu. Thường phần gốc chụm lại thành nhóm như cây chổi tương tự như cấu trúc ở phần đuôi của cuống bào tử đính.
Bào tử phân sinh đơn bào, có dạng hình oval đến hình thoi, trong suốt đến nâu, có hình thành dạng chuỗi, bề mặt nhẵn hoặc có gai (Trần Văn Mão, 2002). 8 Giá bào tử trần, đơn độc hoặc bó thành giá, phân nhánh không đều hoặc thành vòng. Nhánh mang ở đỉnh thể bình mọc thành vòng. Thể bình đôi khi đơn độc trên các sợi nấm không phân hóa.
Thể bình gồm phần gốc hình trụ hoặc hình gần trứng và phần ngọn thon nhỏ đột ngột thành một cổ dài. Bào tử trần thuộc tip phialoconidi (tip cơ bản euconidi), không ngăn vách, không màu hoặc màu nhạt, nhẵn hoặc có gai, thành chuỗi gốc non. Các chuỗi bào tử trần tách xa nhau, ít khi tụ họp thành khối. Đặc điểm vi thể của Paecilomyces spp.
(Nguồn: http://thunderhouse4-yuri. Chu kỳ sống và cơ chế tác động của Paecilomyces spp. đối với tuyến trùng Thuật ngữ “nematophagous fungi – nấm kí sinh tuyến trùng” được dùng để mô tả một nhóm đa dạng các loài nấm có khả năng xâm nhiễm và ký sinh tuyến trùng. Nhiều loại vi nấm đã được phân lập từ trứng tuyến trùng sần rễ (Stirling và West, 1991).
Được nghiên cứu nhiều nhất là Paecilomyces lilacinus, có thể kí sinh cả trứng lẫn con cái (Siddiqui và Mahmood,1996). Có hai rào cản đối với nấm kí sinh tuyến trùng khi xâm nhiễm kí chủ là lớp biểu bì ấu trùng tuổi 2 (J2) và vỏ trứng. Có rất nhiều loài Paecilomyces spp có khả năng ký sinh tuyến trùng, trong đó có Paecilomyces lilacinus và Paecilomyces chlamydosporia được xem là nấm kí sinh trứng tuyến trùng hiệu quả. Một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình xâm nhiễm là enzyme protease và 9 chitinase, bởi vì vỏ trứng được cấu tạo bởi ba lớp riêng biệt: một lớp vitelline bên ngoài, một lớp chitin và một lớp lipoprotein bên trong.
Các thí nghiệm đã cho thấy trong giai đoạn đầu của quá trình xâm nhiễm, một mạng lưới sợi nấm phân nhánh tiếp xúc với vỏ trứng, sau đó chúng tiết enzyme để phân hủy vỏ trứng (Llorca và Claugher, 1990) dẫn đến sự tan rã của lớp vitelline, phân hủy của lớp chitin và lipoprotein (Morton et al. Các loại nấm có sự khác nhau về khả năng phân hủy vỏ trứng tuyến trùng, và quá trình xâm nhiễm được tìm thấy bị ảnh hưởng bởi kí chủ tuyến trùng (Segers et al. Sự xâm nhiễm tuyến trùng và trứng của chúng bởi các nấm khác nhau thì có thể theo các phương thức khác nhau. Ban đầu, các bào tử và sợi nấm sẽ tiếp xúc với vỏ trứng.
Khi bào tử nấm bám trên bề mặt kí chủ, bào tử sẽ mọc mầm xuyên qua lớp vỏ trứng. Như trong các cách xâm nhập bề mặt kí chủ của các nấm kí sinh côn trùng khác, nấm kí sinh trứng tuyến trùng sử dụng cả cách thức hóa học (enzyme) và cơ học. Nấm tiết ra các enzyme làm mềm lớp vỏ trứng và tạo thành một lỗ thủng tại nơi bào tử mọc mầm rồi thông qua lớp lổ thủng đó mầm của bào tử nấm sẽ xâm nhập vào bên trong trứng tuyến trùng (Perry và Starr, 2009). Vỏ trứng tuyến trùng có chứa chitin và protein được tổ chức thành một cấu trúc sợi nhỏ và vô định hình (Wharton, 1980), do đó chitinase và protease giữ một vị trí quan trọng trong quá trình xâm nhập tuyến trùng (Tikhonov et al.
Để chứng minh tầm quan trọng của enzyme trong quá trình phân hủy các polymer trong trứng tuyến trùng, một nghiên cứu về các enzyme ngoại bào phân hủy các polymer này đã được thực hiện trên một chất ngoại bào (ECM - extracellular material chứa protease P32) hoặc chất kết dính được tiết ra từ nấm P.rubescens có liên quan đến lectin Concanavalin A (Con A). Trong nghiên cứu đó, protein serine 32 kDa đã được ly trích từ P. rubescens kí sinh trứng. Sự tham gia của enzyme trong quá trình này đã được kiểm tra trên các protein vỏ trứng Globodera pallid (Llorca, 1990).
Người ta cho rằng mặc dù quá trình gây bệnh phức tạp và liên quan tới nhiều yếu tố, nhưng ức chế P32 bằng hóa chất và kháng thể đa dòng làm giảm sự nhiễm trùng và 10 xâm nhập trứng (Llorca et al. Các loài tương tự P. chlamydosporia cũng tiết ra enzyme protease ngoại bào (VcP1) liên quan với P32 và các enzyme tương tự từ nấm nội kí sinh (Segers et al. Trứng được xử lý với VcP1 bị xâm nhiễm dễ hơn trứng chưa được xử lý, điều này cho thấy vai trò của enzyme trong quá trình kí sinh vỏ trứng bởi nấm kí sinh trứng.
Các chủng nấm Paecilomyces đã được phân lập Nấm Paecilomyces spp. có rất nhiều loài trên thế giới, khoảng 83 loài phân bố trên diện rộng, trong đó có thể kế đến là Paecilomyces fumosoroseus, Paecilomyces amoeneroseu, Paecilomyces javanicus, Paecilomyces tenuipes, Paecilomyces cicadae, Paecilomyces variotii, Paecilomyces lilacinus (Dilip K.Bridge, Deepak Bhatnagar, 2004). Một số loài quan trọng trong phòng trừ sinh học như: - Paecilomyces lilacinus Được tìm thấy đầu tiên trong trứng tuyến trùng vào năm 1966 và sau này được phát hiện ký sinh trên trứng của tuyến trùng Meloidogyne incognita ở Peru. Hiện tại, có thể phân lập loài nấm này ở trong đất và thỉnh thoảng là ở cả trong côn trùng.
Đường kính khuẩn lạc dao động trong khoảng 5 - 7cm trong 14 ngày ủ ở nhiệt độ phòng 27oC ± 2oC. Sợi nấm ban đầu có màu trắng sau đó chuyển sang màu hồng khi sinh bào tử. Sợi nấm trong suốt và sinh ra các thể hình bình cổ hẹp với số lượng lớn các bào tử gắn lỏng lẻo tạo thành hình chuỗi dài. Các thể bình phình ra ở phần gốc và thon nhỏ lại ở cổ.
Bào tử trần hình elip đến hình thoi (Samson, 1975). - Paecilomyces fumosoroseus Khuẩn lạc trên môi trường MEA (Malt extract agar) có màu xám. Sau 14 ngày đường kính khuẩn lạc đạt 15 mm. Cuống bào tử trần đơn độc, kích thước 40 - 60 × 2 - 3µm.
Bào tử có dạng hình trụ, kích thước 3 - 4 × 1 - 2µm và tạo thành chuỗi dài. Loài này có khả năng ký sinh trên các loài côn trùng. - Paecilomyces variotii Bainier 11 Paecilomyces variotii Bainier là loài thường gặp nhất ở không khí, đất và trên các sản phẩm công nông nghiệp ở nước ta (D.