Chương 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ VI SINH VẬT GÂY BỆNH CÂY TRỒNG Mục tiêu: Giúp sinh viên ôn tập lại các đặc điểm chung về các loài vi sinh vật gây bệnh cho cây trồng về hình thái, cấu tạo, phương thức sinh sản.Nấm gây bệnh cây trồng Nấm được xem là tác nhân gây bệnh quan trọng nhất của cây trồng.000 loài nấm đã được ghi nhận, có hơn 10.000 loài nấm gây hại thực vật và hơn 80% bệnh hại thực vật là do nấm gây ra. Nấm là những sinh vật nhân chuẩn đơn bào hoặc đa bào, có đời sống dị dưỡng vì bản thân chúng không thể tự tổng hợp các chất cần thiết cho chính bản thân mình. Chính vì vậy, tất cả các loài nấm đều phải sống kí sinh, cộng sinh trên các tế bào sống hoặc sống hoại sinh trên các tế bào chết để sử dụng các chất dinh dưỡng có sẳn trong tế bào kí chủ. Cũng chính vì kiểu sống dị dưỡng, phải hấp thu các chất có sẳn mới tồn tại được nên khi sống trên thực vật chúng lại là các loài dịch hại nguy hiểm.
Chúng không chỉ kí sinh và gây hại trên cây trồng trên đồng ruộng mà còn kí sinh và gây hại trên cả các loại nông sản lưu trữ trong kho gây tổn thất rất lớn cho ngành nông nghiệp. Đặc điểm chung của nấm 1. Môi trƣờng sống của nấm Nấm có thể sống trong đất, nước, trong cơ thể người, thực vật và động vật, kể cả trong các môi trường khắc nghiệt như ở sa mạc hay trong dung dịch formol cũng có sự tồn tại của nấm. Cấu tạo tế bào 8 Tế bào nấm có đầy đủ các phần của một tế bào nhân chuẩn.
Cấu tạo từ ngoài vào trong gồm có thành tế bào (vách tế bào), màng tế bào, chất nguyên sinh, ti thể, riboxom, nhân, không bào, các hạt dự trữ và một số bào quan khác. Cấu tạo tế bào sợi nấm 1. Đặc điểm hình thái Cơ thể nấm có thể ở dạng đơn bào hoặc đa bào. Những nấm đơn bào có hình tròn, hình bầu dục, hay hình thận và sinh sản bằng cách nảy chồi hoặc phân cắt thì được gọi là nấm men.
Còn những nấm đa bào, có dạng sợi (rất dài như sợi chỉ) thì được gọi là nấm sợi hay nấm mốc. Sợi nấm còn được gọi là khuẩn ty và hệ sợi nấm thì được gọi là khuẩn ti thể, chúng phát triển thành dạng cấu trúc gọi là tản nấm, nếu phát triển trong môi trường nuôi cấy thì được gọi là khuẩn lạc. Hình dạng của khuẩn lạc đặc trưng cho từng loài và cũng là một trong những cơ sở để phân loại nấm. Chiều rộng của từng sợi nấm biến động từ 0,5 – 170 µm, trung bình từ 5 – 20 µm.
Chiều dài của sợi nấm phát triển dài hay ngắn phụ thuộc vào điều kiện dinh dưỡng. Trong điều kiện có đầy đủ chất dinh dưỡng sợi nấm có thể kéo dài đến vô hạn. Có trường hợp hệ sợi nấm phát triển bao phủ cả 1 cánh rừng. Thậm chí nếu có đủ dinh dưỡng nấm có thể sống đến 400 năm hoặc hơn.
Các sợi nấm có thể ở dạng trơn thẳng hoặc gồ ghề, không phân nhánh hoặc phân nhánh nhiều lần và phát triển đan xen nhau theo cả 3 chiều trong không gian. Ngoài ra, đối với các nấm đa bào, cấu tạo giữa các tế bào nấm có thể có vách ngăn ngang hoặc không có vách ngăn ngang. Những nấm đa bào có vách ngăn ngang thì được gọi là nấm bậc cao và những nấm đa bào không có vách ngăn ngang thì được gọi là nấm bậc thấp. 10 Sợi nấm không có vách ngăn ngang Sợi nấm có vách ngăn ngang Hình 1.
Các dạng sợi nấm 1. Màu sắc của nấm Màu sắc của nấm rất đa dạng chẳng hạn như vàng, cam, nâu, đen, xanh,… hoặc có thể ở dạng trong suốt không màu. Màu sắc của các loại nấm 1. Sự hấp thu dinh dƣỡng của nấm Đối với các nấm đơn bào như nấm men, các chất dinh dưỡng và các sản phẩm bài tiết được trao đổi với môi trường ngoài qua các lổ trên trên thành tế bào.
Còn đối với những nấm dạng sợi chúng sẽ kéo dài sợi nấm xuyên vào tế bào kí chủ và hút các chất dinh dưỡng có sẳn trong tế bào. Những chất đơn giản sẽ được nấm hấp thu trực tiếp qua thành tế bào. Những chất phức tạp, nấm sẽ tiết ra môi trường các loại enzim thích hợp để phân cắt các chất trên thành những chất đơn giản hơn rồi mới hấp thu vào bên trong tế bào. Hình thức sinh sản của nấm Trong quá trình sống, cả nấm men lẫn nấm sợi đều trải qua 2 giai đoạn, giai đoạn sinh dưỡng (hay còn gọi là giai đoạn sinh trưởng) và giai đoạn sinh sản.
Ở một số nấm khi chuyển qua giai đoạn sinh sản, toàn bộ nấm đều đình sự sinh trưởng lại để tập trung cho sự sinh sản. Ở các nấm khác, nấm có thể vừa sinh trưởng, đồng thời một số bộ phận chuyển sang sinh sản. Nấm có 3 cách sinh sản: sinh sản vô tính, sinh sản hữu tính và sinh sản sinh dưỡng (nhiều tài liệu xem sinh sản sinh dưỡng như 1 dạng sinh sản vô tính của nấm). Trong đó: + Sinh sản sinh dưỡng là hình thức tạo thành cá thể mới nhờ mô, tế bào, cơ quan sinh dưỡng mà không cần có cơ quan sinh sản chuyên biệt.
+ Sinh sản vô tính là quá trình hình thành cơ thể mới thông qua cơ quan sinh sản và các tế bào sinh sản (bào tử) nhưng không có sự kết hợp giữa 2 cơ thể khác biệt giới tính. Vật chất di truyền của cá thể mới hoàn toàn giống cá thể mẹ ban đầu (trừ khi bị đột biến). + Sinh sản hữu tính là quá trình tạo thành cá thể mới thông qua cơ quan sinh sản chuyên biệt và có sự kết hợp vật chất di truyền của 2 cá thể khác nhau tạo ra cơ thể mới khác vật chất di truyền với 2 cơ thể ban đầu. Ngoài ra, nấm còn có hình thức tồn tại qua các điều kiện bất lợi như hạch nấm, bào tử áo.
Thật ra, đây không phải là hình thức sinh sản nhưng trong nhiều tài liệu vẫn xem chúng là 1 hình thức sinh sản vô tính. Quá trình sinh sản ở nấm men: * Sinh sản sinh dƣỡng ở nấm men: Các hình thức sinh sản sinh dưỡng thường gặp ở nấm men là nảy chồi và phân cắt. Trong đó, hình thức nảy chồi rất thường xảy ra và đây là kiểu sinh sản đặc trưng của nấm men. + Nảy chồi: từ một cực của tế bào mẹ nảy chồi thành một tế bào con, sau đó hình thành vách ngăn ngang giữa hai tế bào.
Tế bào con có thể tách khỏi tế bào mẹ hoặc không và lại tiếp tục nảy chồi làm cho nấm men giống như hình dạng cây xương rồng tai nhỏ (tất cả các chi nấm men). 12 + Phân cắt (phân đôi tế bào): tế bào ban đầu co thắt lại ở giữa. Sau đó, nhân và chất nguyên sinh chia đôi, cuối cùng tách rời thành 2 tế bào riêng biệt nhau. Tế bào nấm có thể hình thành một hay vài vách ngăn để phân cắt tế bào mẹ thành những tế bào phân cắt.
* Sinh sản vô tính ở nấm men: Các hình thức sinh sản vô tính thường gặp ở nấm men là bào tử bắn, bào tử có cuống nhỏ, bào tử đốt. + Bào tử bắn: bào tử có hình thận sinh ra trên 1 cuống nhỏ của các tế bào dinh dưỡng, đến khi bào tử chín chúng sẽ được bắn mạnh về phía đối diện. + Bào tử có cuống nhỏ: Chồi sinh ra trên một nhánh nhỏ và tách ra khi nhánh bị gẫy. + Bào tử đốt: Ở phần đầu của các tế bào nấm men dạng sợi hình thành các vách ngăn ngang.
Sau đó, chúng tách ra thành các bào tử đốt. Bào tử đốt thường gặp ở các nấm men ở hai ngành: Nấm túi và Nấm đãm. * Sinh sản hữu tính ở nấm men: Các hình thức sinh sản hữu tính thường gặp ở nấm men là bào tử tiếp hợp và bào tử túi. + Tiếp hợp: Do hai tế bào nấm men kết hợp với nhau hình thành hợp tử.
Hợp tử phân chia thành các bào tử nằm trong nang, đến khi nang chín bào tử sẽ được phát tán ra ngoài. Nếu 2 tế bào nấm men có vật chất di truyển giống nhau (giữa tế bào mẹ và tế bào con) mà tiếp hợp với nhau thì được gọi là tiếp hợp đẳng giao. Nếu 2 tế bào nấm men khác nhau tiếp hợp với nhau thì gọi là tiếp hợp dị giao. + Bào tử túi: Một số loài nấm men có khả năng hình thành bào tử túi.
Bào tử túi được hình thành trong các túi (các nang). Hai tế bào khác giới (mang dấu + và -) đứng gần nhau sẽ mọc ra các mấu lồi. Chúng tiến lại gần nhau và tiếp nối với nhau và bắt đầu quá trình hợp nhân. Sau đó, nhân lần lượt phân cắt thành 8 nhân.
Tiếp theo, mỗi nhân được bao bọc bởi chất nguyên sinh rồi tạo thành màng dày chung quanh và hình thành các bào tử túi. Cuối cùng tế bào sinh dưỡng sẽ biến thành túi chứa đựng các bào tử. Bào tử túi có rất nhiều hình dạng khác nhau như hình cầu, hình bầu dục, hình 13 mũ, hình quả xoài. Bề mặt của bào tử cũng rất đa dạng có thể ở dạng nhẵn nhụi, xù xì hoặc có gai.
* Cơ quan lưu tồn ở nấm men: Dạng bào tử dày của nấm men (còn gọi là bào tử màng dày, bào tử vách dày) thường mọc ở đỉnh của khuẩn ty giả của 1 số loài nấm men (Hình 1. Quá trình sinh sản ở nấm sợi * Sinh sản sinh dƣỡng ở nấm sợi: Các hình thức sinh sản sinh dưỡng thường gặp ở nấm sợi là khúc sợi và bào tử phấn. + Khúc sợi: là hình thức từ một khuẩn ty gãy ra những đoạn nhỏ và các đoạn nhỏ này sẽ phát triển thành các hệ khuẩn ty mới + Bào tử phấn (bào tử vách mỏng) là những tế bào có màng mỏng được tách dần ở đầu sợi nấm, thường thấy khi nấm sống ở môi trường lỏng. Bào tử phấn sau khi phát tán gặp điều kiện thuận lợi sẽ nảy mầm thành sợi nấm.
* Sinh sản vô tính ở nấm sợi: Các hình thức sinh sản vô tính thường gặp ở nấm sợi là bào tử kín, bào tử đính. + Bào tử kín: là bào tử hình thành trong một nang kín (túi kín). Từ một khuẩn ty mọc lên cuống nang, cuống nang thường có đường kính lớn hơn đường kính khuẩn ty. Cuống nang có loại phân nhánh và có loại không phân nhánh.
Trên cuống nang hình thành nang bào tử (túi bào tử) chứa các bào tử bên trọng.