Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Cây khổ qua (còn gọi là mướp đắng, tên khoa học Momordica charantia thuộc họ Bầu bí Cucurbitaceae) là loại rau ăn quả nhiệt đới và cận nhiệt đới phổ biến, có giá trị dinh dưỡng cao và được sử dụng rộng rãi trong y học dân gian cũng như ẩm thực. Tuy nhiên, trong quá trình canh tác, bệnh đốm lá do nấm Cercospora citrullina gây ra là một trong những đối tượng dịch hại nguy hiểm, có khả năng lây lan nhanh trên phiến lá, cuống lá và thân cây trong điều kiện thời tiết nóng ẩm, làm giảm diện tích quang hợp, rụng lá nghiêm trọng và suy giảm năng suất cây trồng.

Thực tế sản xuất nông nghiệp cho thấy việc lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật hóa học để phòng trị nấm bệnh dẫn đến nhiều hệ lụy tiêu cực như ô nhiễm môi trường đất và nguồn nước, tích lũy dư lượng hóa chất độc hại trên nông sản, gia tăng tính kháng thuốc của mầm bệnh và ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người sản xuất lẫn người tiêu dùng. Trong bối cảnh đó, công nghệ nano ứng dụng vào nông nghiệp mở ra hướng tiếp cận mới. Nguyên tố đồng ở dạng hạt kích thước nanomet (nano đồng/nano oxit đồng) sở hữu diện tích bề mặt lớn, hoạt tính diệt nấm khuẩn cao, đồng thời đồng cũng là nguyên tố vi lượng cần thiết cho sự phát triển của cây trồng khi sử dụng ở liều lượng nhỏ thích hợp.

Khóa luận được thực hiện nhằm giải quyết các nhiệm vụ và mục tiêu nghiên cứu cụ thể:

  1. Thu thập mẫu bệnh đốm lá trên cây khổ qua tại các vùng chuyên canh ở tỉnh An Giang và tiến hành phân lập, thuần khiết các dòng nấm Cercospora citrullina.
  2. Đánh giá khả năng ức chế sự phát triển của khuẩn ty nấm Cercospora citrullina gây bệnh đốm lá khổ qua của nano đồng ở các nồng độ khác nhau trong điều kiện phòng thí nghiệm (in vitro).
  3. Khảo sát hiệu quả phòng trừ nấm Cercospora citrullina của các nồng độ nano đồng tối ưu so với thuốc trừ nấm hóa học đối chứng qua các mốc thời gian 48 giờ, 72 giờ và 96 giờ sau khi cấy.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Cây khổ qua bị nhiễm bệnh đốm lá và các chủng nấm Cercospora citrullina phân lập được; chế phẩm nano đồng thương mại (Chế phẩm sinh học HCL 04 - Nano Đồng chuyên rửa vườn và Nano Đồng Making Life Better).
  • Phạm vi không gian: Mẫu bệnh được thu thập tại xã Vĩnh Chánh (huyện Thoại Sơn) và xã Hội An (huyện Chợ Mới), tỉnh An Giang; các thí nghiệm in vitro được triển khai tại phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ Sinh học, Khoa Nông nghiệp – Tài nguyên Thiên nhiên, Trường Đại học An Giang.
  • Phạm vi thời gian: Đề tài hoàn thành và bảo vệ vào tháng 05/2021.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và khái niệm khoa học

  • Vật liệu nano và các hiệu ứng vật lý: Vật liệu nano được định nghĩa là vật liệu có ít nhất một chiều kích thước dưới 100 nm ($1\text{ nm} = 10^{-9}\text{ m}$). Khi kích thước thu nhỏ về thang nanomet, vật liệu biểu hiện hai hiệu ứng đặc thù:
    • Hiệu ứng bề mặt: Tỉ số giữa số nguyên tử trên bề mặt và tổng số nguyên tử ($f = n_s/n = 4r_0/r$) tăng vọt, diện tích bề mặt riêng cực lớn làm tăng năng lượng tự do bề mặt và tăng mạnh hoạt tính xúc tác, hấp phụ và phản ứng sinh hóa.
    • Hiệu ứng kích thước: Xuất hiện hiện tượng giam hãm lượng tử (quantum confinement) khi kích thước hạt nhỏ hơn kích thước tới hạn, làm thay đổi các đặc tính quang, điện, từ và sinh học so với vật liệu dạng khối.
  • Cơ chế kháng khuẩn, kháng nấm của nano đồng: Các hạt nano đồng liên tục giải phóng ion $\text{Cu}^{2+}$ và $\text{Cu}^+$. Nhờ kích thước siêu nhỏ, các hạt nano bám dính và xâm nhập qua vách, màng tế bào nấm, tạo ra các gốc tự do hydroxyl ($\text{OH}^\bullet$) gây phá vỡ cấu trúc chuỗi xoắn kép DNA qua liên kết chéo. Đồng thời, ion đồng liên kết với các nhóm chức carboxyl và amino sulfhydryl của phân tử protein, làm bất hoạt enzyme chuyển hóa và gây rối loạn tính thấm của màng sinh chất.
  • Phân loại sinh học của nấm gây bệnh đốm lá: Nấm Cercospora citrullina thuộc giới Fungi, ngành Ascomycota, phân ngành Pezizomycotina, lớp Dothideomycetes, phân lớp Dothideomycetidae, bộ Capnodiales, họ Mycosphaerellaceae, chi Cercospora. Bào tử nảy mầm tối ưu ở nhiệt độ $22^\circ\text{C} - 32^\circ\text{C}$ kèm ẩm độ cao, cành bào tử kích thước $3 - 5 \times 50 - 300\ \mu\text{m}$, bào tử phân sinh có 1–16 vách ngăn kích thước $2,5 - 4 \times 20 - 270\ \mu\text{m}$.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

  • Thu mẫu và phân lập thuần khiết: Mẫu lá bệnh được cắt lấy phần mô bệnh tiếp giáp mô khỏe kích thước 1–2 mm, khử trùng bề mặt bằng dung dịch Sodium hypochloride ($\text{NaOCl}$) 3% trong 30 giây, rửa lại 3 lần bằng nước cất vô trùng, thấm khô bằng giấy thấm thanh trùng, đặt vào đĩa petri chứa môi trường thạch khoai tây - đường (PDA: 250 g khoai tây tách vỏ, 20 g glucose, 15 g agar, 1000 ml nước cất, pH 6,8–7,0), ủ ở nhiệt độ $25^\circ\text{C}$. Sau 48 giờ tiến hành cấy truyền đầu sợi nấm liên tục sang đĩa PDA mới cho đến khi thu được dòng thuần.
  • Thí nghiệm 1: Khảo sát khả năng ức chế nấm của nano đồng bằng phương pháp pha môi trường:
    • Bố trí thí nghiệm theo thể thức hoàn toàn ngẫu nhiên (CRD) gồm 7 nghiệm thức (T1: 90 ppm, T2: 120 ppm, T3: 150 ppm, T4: 180 ppm, T5: 210 ppm, T6: 240 ppm nano CuO và đối chứng ĐC: 0 ppm), mỗi nghiệm thức lặp lại 5 lần.
    • Cấy khuẩn ty nấm vào tâm đĩa petri chứa 10 ml môi trường PDA đã phối trộn nano đồng theo đúng nồng độ.
    • Sau 72 giờ nuôi cấy, đo đường kính khuẩn lạc ($D$) và tính toán hiệu quả kháng nấm ($H%$) theo công thức: $$H (%) = \frac{D_{\text{đc}} - D_{\text{tt}}}{D_{\text{đc}}} \times 100$$ (trong đó $D_{\text{đc}}$ là đường kính khuẩn lạc trên đĩa đối chứng; $D_{\text{tt}}$ là đường kính khuẩn lạc ở nghiệm thức xử lý).
  • Thí nghiệm 2: Khảo sát hiệu quả phòng trừ nấm bằng phương pháp khuếch tán đĩa giấy:
    • Bố trí theo thể thức hoàn toàn ngẫu nhiên (CRD) với 4 nghiệm thức $\times$ 5 lần lặp lại trên đĩa PDA: cấy khoanh khuẩn ty nấm đường kính 8 mm ở tâm đĩa petri; đặt 4 khoanh giấy thấm vô trùng đường kính 7 mm cách tâm khuẩn ty 25 mm gồm: NT1 (nồng độ nano CuO thứ nhất), NT2 (nồng độ nano CuO thứ hai), NT3 (đối chứng âm - nước cất vô trùng) và NT4 (đối chứng dương - thuốc trừ nấm RidomilGold 68WG).
    • Thu thập chỉ tiêu bán kính khuẩn ty (mm) từ tâm đến mép nấm hướng về các khoanh giấy thấm tại các thời điểm 48 giờ, 72 giờ và 96 giờ sau khi cấy (SKC).
  • Phương pháp xử lý số liệu: Nhập và tính toán giá trị trung bình trên Microsoft Excel; phân tích phương sai (ANOVA) và so sánh khác biệt trung bình bằng phần mềm thống kê SAS và Statgraphics ở mức ý nghĩa $p < 0,05$.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Mở đầu

Chương 1 làm rõ tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ vị trí của cây khổ qua trong cơ cấu rau thực phẩm và y học cổ truyền, đi kèm thực trạng canh tác bị đe dọa bởi bệnh đốm lá Cercospora citrullina. Tác giả nhấn mạnh tác hại của việc sử dụng thuốc hóa học bừa bãi và đặt nền móng cho việc ứng dụng công nghệ nano đồng – một vật liệu có hoạt tính diệt khuẩn mạnh và ít độc hại đối với môi trường. Chương này xác định rõ mục tiêu tổng quát, 3 nội dung nghiên cứu chính và 2 đóng góp cốt lõi của đề tài về mặt học thuật và định hướng ứng dụng thực tiễn.

Chương 2: Tổng quan vấn đề nghiên cứu

Chương 2 tổng hợp tài liệu chuyên sâu về 4 nội dung chính:

  • Tổng quan lý thuyết nano: nguồn gốc thuật ngữ, phân loại hạt theo số chiều (0D, 1D, 2D), hiệu ứng bề mặt, hiệu ứng kích thước tới hạn trong các lĩnh vực điện, từ, cơ học và xúc tác (Bảng 1 trong văn bản) cùng các phương pháp chế tạo (bốc bay chân không, phún xạ plasma, epitaxy chùm phân tử MBE, lắng đọng pha hơi hóa học CVD, phương pháp dung dịch sol-gel).
  • Tổng quan về nano đồng: so sánh ưu thế chi phí so với nano vàng, bạc; cơ chế giải phóng ion $\text{Cu}^{2+}$, sinh gốc hydroxyl phá hủy cấu trúc xoắn của DNA, làm biến tính protein và enzym hô hấp của vi sinh vật; các ứng dụng phòng trị nấm bệnh nông nghiệp (Fusarium oxysporum, Alternaria alternata, Corticium salmonicolor).
  • Đặc điểm thực vật học và giá trị cây khổ qua (Momordica charantia): phân loại thực vật, phân tích thành phần dinh dưỡng trong 100 g phần ăn được (Bảng 2 trong văn bản) và công dụng làm thuốc thanh nhiệt, hạ đường huyết, sát khuẩn.
  • Tổng quan về bệnh đốm lá và nấm Cercospora citrullina: vị trí phân loại học, hình thái cành và bào tử phân sinh, triệu chứng vết bệnh hình tròn viền nâu tâm trắng, điều kiện nhiệt ẩm phát sinh dịch bệnh, các biện pháp canh tác luân canh và khảo sát nuôi cấy in vitro trên các loại môi trường thạch (PDA, CMA, OA, OGA, WGA, BGA).

Chương 3: Phương pháp nghiên cứu

Chương 3 trình bày chi tiết danh mục trang thiết bị (tủ cấy vô trùng, nồi hấp tiệt trùng, tủ sấy, kính hiển vi quang học, cân phân tích), dụng cụ thủy tinh, hóa chất và quy trình pha chế môi trường dinh dưỡng PDA. Nội dung chương quy định quy trình thu thập mẫu lá bệnh tại thực địa, kỹ thuật khử trùng mô thực vật bằng $\text{NaOCl}$ 3% và kỹ thuật phân lập cấy truyền nấm thuần khiết. Chương này cũng mô tả chi tiết sơ đồ bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên cho Thí nghiệm 1 (pha trộn nano đồng vào môi trường ở 6 thang nồng độ 90–240 ppm) và Thí nghiệm 2 (phương pháp đặt 4 khoanh giấy thấm chứa nano đồng, thuốc đối chứng RidomilGold 68WG và nước cất), kèm các công thức tính toán bán kính khuẩn ty, hiệu quả kháng nấm và công cụ phần mềm xử lý thống kê SAS, Statgraphics.

Chương 4: Kết quả và thảo luận

Chương 4 công bố kết quả thực nghiệm đạt được:

  • Kết quả phân lập dòng nấm: Phân lập thành công 4 chủng nấm Cercospora citrullina ký hiệu TS1, TS2 (thu thập tại xã Vĩnh Chánh, huyện Thoại Sơn) và CM1, CM2 (thu thập tại xã Hội An, huyện Chợ Mới). Ghi nhận hình thái khuẩn lạc phát triển bám sát mặt thạch PDA, màu sắc tơ nấm chuyển dần từ trắng sang nâu xám, mặt dưới khuẩn ty có màu nâu đen.
  • Kết quả Thí nghiệm 1 (khảo sát nồng độ nano đồng pha thạch sau 72 giờ):
    • Với chế phẩm sinh học HCL 04: Đối với chủng TS2, nồng độ 240 ppm (nghiệm thức T6) cho đường kính tơ nấm nhỏ nhất (17,8 mm), đạt hiệu quả kháng nấm cao nhất (31,62%), kế đến là 150 ppm (19,4 mm; 25,82%) và 210 ppm (20,4 mm; 21,75%). Đối với chủng CM1, nồng độ 240 ppm đạt hiệu quả 37,64% (đường kính 22,6 mm) và nồng độ 210 ppm đạt 35,69% (đường kính 23,2 mm), khác biệt có ý nghĩa thống kê so với đối chứng không xử lý (36,2 mm).
    • Với chế phẩm Nano Đồng Making Life Better: Đối với chủng TS2, hiệu lực ức chế rất thấp (dao động từ -3,48% đến 3,38%, không có sự khác biệt thống kê giữa các nồng độ). Đối với chủng CM1, hiệu quả ức chế đạt cao nhất ở nồng độ 150 ppm (26,99%; đường kính 26,4 mm), tiếp theo là 210 ppm (21,48%; đường kính 28,4 mm).
  • Kết quả Thí nghiệm 2 (khảo sát hiệu quả phòng trừ bằng đĩa giấy thấm theo thời gian):
    • Tại các mốc 48, 72 và 96 giờ sau khi cấy, nghiệm thức đối chứng dương NT4 (thuốc trừ nấm hóa học RidomilGold 68WG) luôn duy trì đường kính khuẩn ty nhỏ nhất (từ 5,2 mm đến 13,2 mm tùy chủng và thời điểm), thể hiện khả năng ức chế nấm vượt trội có ý nghĩa thống kê ($p < 0,05$) so với đối chứng âm nước cất (NT3).
    • Các nghiệm thức nano đồng ở nồng độ 210 ppm và 240 ppm (hoặc 150 ppm) thể hiện mức độ kìm hãm trung bình, một số mốc thời gian không tạo ra sự khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức đối chứng nước cất.

Chương 5: Kết luận và kiến nghị

Chương 5 đúc kết toàn bộ các phát hiện nghiên cứu thực nghiệm: xác nhận việc phân lập được 4 chủng nấm Cercospora citrullina; xác định nồng độ 240 ppm của nano đồng HCL 04 cho hiệu quả kháng nấm tốt nhất trên chủng TS2 (31,62%) và chủng CM1 (37,64%); ghi nhận thuốc trừ nấm RidomilGold 68WG duy trì hiệu quả ức chế mạnh nhất trong thí nghiệm khuếch tán giấy thấm. Chương kết thúc bằng 2 kiến nghị nhằm tiếp tục đánh giá nano đồng trong điều kiện nhà lưới, đồng ruộng và kết hợp các giải pháp phòng trừ sinh học.

Kết quả và đóng góp

Số liệu thực nghiệm chi tiết

Bảng 1: Hiệu quả kháng nấm Cercospora citrullina của chế phẩm sinh học HCL 04 sau 72 giờ nuôi cấy

Nghiệm thức Nồng độ (ppm) Chủng TS2: Đường kính tơ nấm (mm) Chủng TS2: Hiệu quả kháng nấm (%) Chủng CM1: Đường kính tơ nấm (mm) Chủng CM1: Hiệu quả kháng nấm (%)
T1 90 $23,2^{\text{bc}}$ $11,58^{\text{ab}}$ $27,6^{\text{b}}$ $23,53^{\text{b}}$
T2 120 $24,6^{\text{c}}$ $5,90^{\text{a}}$ $27,0^{\text{b}}$ $25,32^{\text{b}}$
T3 150 $19,4^{\text{a}}$ $25,82^{\text{bc}}$ $29,0^{\text{bc}}$ $19,87^{\text{ab}}$
T4 180 $24,4^{\text{c}}$ $6,40^{\text{a}}$ $31,2^{\text{c}}$ $13,70^{\text{a}}$
T5 210 $20,4^{\text{ab}}$ $21,75^{\text{bc}}$ $23,2^{\text{a}}$ $35,69^{\text{c}}$
T6 240 $17,8^{\text{a}}$ $31,62^{\text{c}}$ $22,6^{\text{a}}$ $37,64^{\text{c}}$
Đối chứng (ĐC) 0 $25,6^{\text{c}}$ 0 $36,2^{\text{d}}$ 0
Mức ý nghĩa - * * * *
Hệ số biến thiên CV (%) - 16,73% 82,63% 28,11% 39,36%

(Ghi chú: Trong cùng một cột, các chữ cái theo sau giống nhau biểu thị không có khác biệt thống kê ở mức ý nghĩa 5%; dấu * biểu thị sự khác biệt có ý nghĩa thống kê).

Bảng 2: Bán kính khuẩn ty (mm) ở Thí nghiệm 2 (chế phẩm HCL 04) qua các thời điểm quan sát

Nghiệm thức Nồng độ/Tác nhân Chủng TS2 - 48h Chủng TS2 - 72h Chủng TS2 - 96h Chủng CM1 - 48h Chủng CM1 - 72h Chủng CM1 - 96h
NT1 210 ppm $11,6^{\text{c}}$ $15,2^{\text{b}}$ $19,0^{\text{b}}$ $6,2^{\text{a}}$ $8,8^{\text{ab}}$ $10,6^{\text{ab}}$
NT2 240 ppm $8,8^{\text{b}}$ $13,6^{\text{b}}$ $17,2^{\text{b}}$ $6,2^{\text{a}}$ $7,6^{\text{ab}}$ $10,6^{\text{ab}}$
NT3 (ĐC âm) Nước cất $9,8^{\text{b}}$ $14,0^{\text{b}}$ $19,0^{\text{b}}$ $6,2^{\text{a}}$ $9,4^{\text{b}}$ $11,8^{\text{b}}$
NT4 (ĐC dương) RidomilGold 68WG $6,8^{\text{a}}$ $9,2^{\text{a}}$ $12,8^{\text{a}}$ $5,4^{\text{a}}$ $7,0^{\text{a}}$ $8,2^{\text{a}}$
Mức ý nghĩa - * * * ns * *
Hệ số CV (%) - 22,96% 14,11% 17,90% 18,15% 21,88% 23,16%

Đóng góp của đề tài

  • Thu thập mẫu bệnh thực tế tại địa bàn tỉnh An Giang và thiết lập thành công quy trình phân lập, nuôi giữ thuần 4 chủng nấm Cercospora citrullina trên môi trường PDA.
  • Cung cấp dữ liệu thực nghiệm so sánh hiệu lực ức chế nấm của hai chế phẩm nano đồng thương phẩm ở các nồng độ từ 90 đến 240 ppm, chứng minh nồng độ 240 ppm cho hiệu quả ức chế tốt nhất trong điều kiện in vitro đối với chế phẩm HCL 04.
  • Làm sáng tỏ mức độ tương quan ức chế giữa nano đồng và thuốc trừ nấm hóa học tiêu chuẩn (RidomilGold 68WG), tạo cơ sở khoa học ban đầu cho định hướng giảm thiểu hóa chất bảo vệ thực vật độc hại trong canh tác cây họ Bầu bí.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu

  • Nghiên cứu chỉ mới dừng lại ở phạm vi đánh giá hoạt tính sinh học trong điều kiện phòng thí nghiệm (in vitro) trên môi trường nhân tạo PDA, chưa phản ánh đầy đủ tác động tương hỗ giữa hạt nano đồng với bề mặt biểu bì lá, tế bào cây chủ và điều kiện tiểu khí hậu tự nhiên.
  • Hiệu lực kháng nấm của nano đồng qua phương pháp khuếch tán đĩa giấy thấm ở các nồng độ thử nghiệm vẫn thấp hơn rõ rệt so với thuốc trừ nấm hóa học RidomilGold 68WG.
  • Mức độ đáp ứng kháng nấm có sự chênh lệch lớn giữa các chế phẩm nano đồng thương mại khác nhau (chế phẩm Making Life Better cho hiệu quả thấp hơn nhiều so với chế phẩm HCL 04 trên chủng TS2).

Hướng nghiên cứu tiếp

  • Mở rộng phạm vi thử nghiệm đánh giá hiệu lực phòng trừ bệnh đốm lá của nano đồng trên cây khổ qua trồng trong điều kiện nhà lưới (in vivo) và khảo nghiệm đồng ruộng thực tế.
  • Khảo sát bổ sung các nồng độ nano đồng cao hơn hoặc kết hợp hạt nano đồng với các hoạt chất sinh học, chất bám dính sinh học để nâng cao hiệu lực ức chế nấm Cercospora citrullina.
  • Nghiên cứu phối hợp các biện pháp quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) và các chế phẩm sinh học khác nhằm giảm thiểu tối đa việc sử dụng thuốc hóa học trong sản xuất nông nghiệp bền vững.

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận có giá trị tham khảo thiết thực cho các nhóm đối tượng và mục đích sau:

  • Sinh viên và học viên chuyên ngành Công nghệ Sinh học, Nông học, Bảo vệ Thực vật: Cung cấp tài liệu tham khảo chi tiết về quy trình phân lập, làm sạch và nuôi cấy thuần khiết các dòng nấm sợi gây bệnh trên cây trồng (Cercospora citrullina); kỹ thuật bố trí thí nghiệm in vitro theo phương pháp pha loãng môi trường thạch và phương pháp khuếch tán qua đĩa giấy thấm.
  • Người nghiên cứu ứng dụng vật liệu nano trong nông nghiệp: Cung cấp số liệu thực nghiệm gốc về hoạt tính kháng nấm của nano đồng đối với chủng nấm gây bệnh đốm lá họ Bầu bí, phương pháp đo đạc bán kính khuẩn ty và phương pháp phân tích thống kê phương sai sinh học qua SAS và Statgraphics.
  • Cán bộ kỹ thuật nông nghiệp và khuyến nông: Tham khảo cơ sở lý thuyết về cơ chế tác động của nano kim loại trong bảo vệ thực vật, hỗ trợ định hướng các giải pháp canh tác giảm thiểu thuốc bảo vệ thực vật hóa học.

Câu hỏi thường gặp

1. Đề tài đã thu thập và phân lập được những chủng nấm nào, ở các địa phương nào?

Tác giả đã thu thập các mẫu lá khổ qua bị bệnh đốm lá và phân lập thành công 4 chủng nấm Cercospora citrullina, bao gồm:

  • Chủng TS1 và TS2: Phân lập từ mẫu bệnh thu thập tại xã Vĩnh Chánh, huyện Thoại Sơn, tỉnh An Giang.
  • Chủng CM1 và CM2: Phân lập từ mẫu bệnh thu thập tại xã Hội An, huyện Chợ Mới, tỉnh An Giang.

2. Chế phẩm nano đồng và nồng độ nào cho hiệu quả ức chế nấm cao nhất trong Thí nghiệm 1?

Trong Thí nghiệm 1, chế phẩm sinh học HCL 04 (Nano Đồng – Chuyên rửa vườn) ở nồng độ 240 ppm (nghiệm thức T6) cho hiệu quả ức chế phát triển khuẩn ty cao nhất sau 72 giờ:

  • Đối với chủng TS2: Đường kính tơ nấm đạt 17,8 mm, hiệu quả kháng nấm đạt 31,62%.
  • Đối với chủng CM1: Đường kính tơ nấm đạt 22,6 mm, hiệu quả kháng nấm đạt 37,64%.

3. Thuốc trừ nấm nào được sử dụng làm đối chứng dương trong Thí nghiệm 2 và kết quả so sánh với nano đồng ra sao?

Trong Thí nghiệm 2, tác giả sử dụng thuốc trừ nấm RidomilGold 68WG làm nghiệm thức đối chứng dương (NT4). Kết quả qua các mốc theo dõi 48, 72 và 96 giờ cho thấy thuốc RidomilGold 68WG luôn ức chế sự phát triển của khuẩn ty mạnh nhất (bán kính khuẩn ty nhỏ nhất và có sự khác biệt thống kê ý nghĩa ở mức 5% so với đối chứng nước cất và các nồng độ nano đồng).

4. Thành phần môi trường PDA được sử dụng trong nghiên cứu gồm những gì?

Môi trường Potato Dextrose Agar (PDA) được pha chế theo công thức chuẩn trong phòng thí nghiệm:

  • Glucose (dextrose): 20 g
  • Khoai tây (đã tách vỏ): 250 g
  • Agar: 15 g
  • Nước cất: 1000 ml
  • Độ pH được điều chỉnh trong khoảng: 6,8 – 7,0

5. Cơ chế kháng nấm và diệt khuẩn của hạt nano đồng được tác giả tổng quan dựa trên những nguyên lý nào?

Cơ chế kháng khuẩn, kháng nấm của nano đồng dựa trên:

  1. Hạt nano bám dính và xâm nhập qua màng tế bào vi sinh vật nhờ kích thước siêu nhỏ và diện tích bề mặt tiếp xúc lớn.
  2. Quá trình giải phóng ion đồng ($\text{Cu}^+$, $\text{Cu}^{2+}$) tạo các gốc hydroxyl tự do gây biến tính, phá vỡ cấu trúc chuỗi xoắn kép của DNA.
  3. Ion đồng liên kết với các nhóm chức carboxyl và amino sulfhydryl của protein, làm mất hoạt tính của enzyme chuyển hóa và phá hủy cấu trúc màng sinh chất.

Kết luận

Chuyên đề tốt nghiệp đại học của sinh viên Tô Văn Thành đã phân lập thành công 4 chủng nấm Cercospora citrullina gây bệnh đốm lá trên cây khổ qua tại hai huyện Thoại Sơn và Chợ Mới, tỉnh An Giang. Kết quả khảo sát in vitro chỉ ra rằng nano đồng (chế phẩm HCL 04) ở nồng độ 240 ppm thể hiện khả năng ức chế phát triển khuẩn ty nấm tốt nhất, đạt hiệu quả kháng nấm từ 31,62% đến 37,64% sau 72 giờ nuôi cấy. Mặc dù hiệu lực phòng trừ của nano đồng trong điều kiện khuếch tán giấy thấm vẫn thấp hơn thuốc hóa học RidomilGold 68WG, nghiên cứu đã cung cấp dữ liệu thực nghiệm quan trọng, mở ra triển vọng ứng dụng hạt nano kim loại như một giải pháp sinh học hỗ trợ quản lý bệnh đốm lá thân thiện với môi trường.