Đặt vấn đề Mầm bệnh và sâu bệnh thực vật có tác động lớn đến năng suất nông nghiệp. Bệnh hại thực vật làm giảm năng suất từ 21–30% ở một số loại cây trồng quan trọng trên toàn thế giới (Savary & cs. Stress sinh học liên quan đến nấm, vi khuẩn, vi rút, tuyến trùng, cỏ dại và côn trùng, gây ra thiệt hại về năng suất lên tới 31–42%. Trong số đó, nấm gây bệnh là yếu tố hạn chế nghiêm trọng nhất đối với sản xuất cây trồng trên toàn thế giới.
Nấm được coi là nguyên nhân gây ra rất nhiều bệnh thực vật (Sood & cs. Theo Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp của Liên Hợp Quốc (FAO), bệnh nấm thực vật thường ảnh hưởng nhất đến 5 loại cây trồng quan trọng nhất trên thế giới là lúa gạo, lúa mì, ngô, khoai tây và đậu tương (Almeida & cs. Do đó, thuốc diệt nấm hóa học được sử dụng tràn lan như một phương tiện chính để quản lí nấm bệnh trong trồng trọt. Những hóa chất này không chỉ đắt tiền mà việc sử dụng chúng còn dẫn đến việc tích tụ độc tố có hại cho con người, môi trường tự nhiên và tăng khả năng kháng thuốc (Sood & cs.
Vì vậy, ứng dụng biện pháp sinh học trong phòng trừ bệnh hại cây trồng là giải pháp thay thế hiệu quả hơn vì nó có mức độ độc hại rất thấp theo quan điểm môi trường và hiệu quả về chi phí. Các tác nhân kiểm soát sinh học đã chứng minh hiệu quả của chúng là một chiến lược xanh để quản lý bệnh cây trồng, kích thích tăng trưởng và tăng năng suất cây trồng. Bên cạnh đó, chúng có thể ngăn chặn các bệnh hại thực vật bằng cách tạo ra các hóa chất ức chế và tạo ra phản ứng miễn dịch ở thực vật chống lại mầm bệnh thực vật (El-Saadony & cs. Trong số các chủng vi khuẩn hoặc nấm được sử dụng để chống lại các tác nhân gây bệnh trên cây trồng, nấm Trichoderma vẫn là một trong các loài vi sinh vật được ứng dụng nhiều nhất trong kiểm soát sinh học (Sánchez-Montesinos & cs.
là loại nấm phổ biến nhất được sử dụng làm tác nhân kiểm soát sinh học (Biological Control Agents - BCA ) vì nó có thể ức chế các 1 loại nấm gây bệnh thực vật bằng cách tăng cường sức đề kháng của thực vật để có thể thoát khỏi mầm bệnh hoặc bằng cách đối đầu trực tiếp thông qua ký sinh, cạnh tranh, sản xuất kháng sinh (Odebode, 2006). Việc sử dụng Trichoderma đã ghi nhận tỷ lệ thành công tốt trong việc kiểm soát các bệnh thực vật chính (Nusaibah & Musa, 2019). Nhiều loài thuộc chi này, bao gồm: T. asperellum, đã được mô tả là tác nhân kiểm soát sinh học chống lại mầm bệnh thực vật (Sánchez-Montesinos & cs.
Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng Trichoderma có hiệu quả cao trong việc chống lại các loại nấm gây bệnh trên cây trồng như Fusarium spp., Rhizoctonia solani, Phytophthora spp., 2004), Sclerotium rolfsii (Compant & cs. Do đó, khai thác và sử dụng các loài Trichoderma đã được coi là một phương pháp thay thế khả thi để quản lý bệnh cây trồng, cũng như giảm nhẹ điều kiện sinh trưởng không thuận lợi và kích thích tăng trưởng cây trồng (Alfiky & Weisskopf, 2021). Đề tài “Khảo sát khả năng đối kháng với nấm gây bệnh hại cây trồng của một số chủng Trichoderma sp. mới phân lập” được thực hiện nhằm tuyển chọn các chủng Trichoderma có hoạt tính đối kháng mạnh với nấm bệnh, góp phần làm nguồn nguyên liệu cho sản xuất chế phẩm sinh học phòng trừ nấm gây bệnh trên cây trồng.
Mục đích và nội dung nghiên cứu 1. Mục đích nghiên cứu Tuyển chọn được các chủng Trichoderma có khả năng đối kháng cao với nấm gây bệnh hại cây trồng. Đánh giá ảnh hưởng của điều kiện nuôi cấy đến sự phát triển của các chủng Trichoderma phân lập. Đối tượng nghiên cứu Chủng nấm Trichoderma phân lập từ 3 mẫu đất được lấy tại Bắc Ninh và Hà Nội.
Địa điểm thu mẫu STT Địa điểm thu mẫu Số mẫu 1 Phường Đình Bảng, thị xã Từ Sơn, tỉnh Bắc Ninh 1 2 Phường Vũ Ninh, Thành phố Bắc Ninh, tỉnh Bắc Ninh 1 3 Phường Ngọc Lâm, huyện Long Biên, Hà Nội 1 1. Nội dung nghiên cứu. Phân lập nấm Trichoderma từ các mẫu đất. Đánh giá khả năng đối kháng của chủng nấm Trichoderma sp.
phân lập với các chủng nấm bệnh Fusarium sp. Khảo sát một số đặc điểm sinh học của các chủng Trichoderma phân lập. Ảnh hưởng của điều kiện nuôi cấy sự phát triển của các chủng Trichoderma sp. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 1.
Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu của đề tài cung cấp và bổ sung nguồn dữ liệu về các chủng nấm Trichoderma có khả năng đối kháng với các chủng nấm bệnh hại cây trồng. Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ cung cấp thông tin về các chủng nấm Trichoderma có khả năng đối kháng nấm bệnh hại cây trồng, nhằm mục đích nghiên cứu, sản xuất chế phẩm sinh học có hiệu quả. Từ đó góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất trong nông nghiệp, giảm thiểu lượng phân bón hóa học, góp phần xây dựng nền nông nghiệp bền vững. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.
Giới thiệu chung về nấm Trichoderma 2. Vị trí phân loại Trichoderma Trichoderma được mô tả bởi Christiaan Hendrik Persoon vào năm 1794, nhưng việc phân loại và xác định Trichoderma vẫn chưa rõ ràng và khá phức tạp (Bissett & cs. Persoon ex Grey (1801) phân loại Trichoderma như sau: Giới : Fungi Ngành: Ascomycota Lớp: Euascomycetes Bộ: Hypocreales Họ: Hypocreaceae Chi: Trichoderma Năm 1969, Rifai đề xuất khái niệm loài ―tổng hợp‖, trong đó các loài Trichoderma được chia thành 9 ―tập hợp loài‖, cụ thể là T. pseudokoningii Rifai và T.
Barnett & Barry Bhunter (1972) lại cho rằng Trichoderma thuộc lớp Deuteromycetes, bộ Moniliaceae, họ Moniliaceae. Esposito & Manuela da silva (1998), cho biết Trichoedrma thuộc họ Hypocreaceea, lớp Ascomycetes và Trichoderma được phân thành 5 nhóm: Trichoderma, Longibrachiatum, Satunisporum, Pachibarium, Hypocrenum (Hermosa & cs. Đặc điểm hình thái, cấu trúc của Trichoderma 2. Đặc điểm hình thái đại thể của Trichoderma Các chủng Trichoderma có thể được xác định dựa vào một số đặc điểm của khuẩn lạc: màu sắc, tốc độ tăng trưởng của khuẩn lạc, sắc tố tạo ra trên môi trường, hình thành mụn mủ và mùi (Gams và Bissett, 2002).
4 Nấm thường phát triển nhanh, sợi nấm ban đầu chìm xuống, sau đó bông lên tùy vào chủng và môi trường nuôi cấy. Không tạo sắc tố trên môi trường hoặc tạo ra nhiều màu sắc khác nhau như vàng, hổ phách, đỏ xỉn hoặc vàng xanh. Mùi chủ yếu rõ rệt hoặc thoang thoảng, đặc trưng của Trichoderma là mùi dừa hoặc long não. viride, sẽ tạo ra mùi ngọt ngào đặc trưng giống như mùi ―dừa‖.
Khuẩn lạc thường có màu xanh lục hoặc ít phổ biến hơn là màu trắng, xám hoặc nâu (Harman & Kubicek, 2002). Theo Samuels & cs (2002), phần lớn nấm Trichoderma phát triển nhanh ở 25°C - 30°C và thường không phát triển ở 35°C. Tuy nhiên, một số loài phát triển tốt ở 35°C. Điều này như là một tiêu chí quan trọng giúp phân biệt giữa các loài giống nhau về hình thái.
harzianum có thể là phân biệt với các loài tương tự về hình thái như T. atroviride bằng cách nuôi chúng ở 35°C. Sau 96 giờ, cả T. atroviride có bán kính khuẩn lạc hơn 5 mm trong khi T.
harzianum phát triển tốt và sinh bào tử ở 35°C (Samuels & cs. Khuẩn lạc của các loài Trichoderma trên PDA (7 ngày), (A): T. Các khuẩn 5 lạc có màu trắng trên môi trường PDA và trong suốt trên môi trường Cornmeal Dextrose Agar (CMD). Khi sinh bào tử thì khuẩn lạc có nhiều màu sắc khác nhau (thường là xanh đậm, xanh vàng, hoặc lục trắng) tùy thuộc vào màu sắc của bào tử (Almeida & cs.
Khuẩn lạc của một số Trichoderma trên PDA được thể hiện trong hình 2. Đặc điểm hình thái vi thể của Trichoderma Trichoderma được xác định dựa vào một số đặc điểm như: hình dạng, màu sắc, kích thước của bào tử, hình dạng cành bào tử, cách mọc của thể bình (phialides). Đặc điểm hình thái chung của nấm Trichoderma là sợi nấm không màu, có vách ngăn, có khả năng phân nhánh nhiều, cành bào tử không màu, bào tử rất nhiều đính ở đỉnh của cành bào tử. Bào tử thường có màu xanh hoặc không màu, đơn bào, hình trứng, tròn, elip, hoặc oval tùy theo từng loài (Chaverri & Samuels, 2003).
Đặc điểm hình thái của khuẩn lạc Trichoderma asperelloides TSU1 trên môi trƣờng thạch khoai tây dextrose (PDA), (A) mặt trên và (B) mặt dƣới; (C) khuẩn lạc đƣợc quan sát dƣới kính hiển vi soi nổi; (D) chi tiết của hạt bào tử và phialides; (E) khối lƣợng conidia và (F) conidia. (Nguồn: Ruangwong & cs., 2021) Các bào tử áo (chlamydospores) đơn bào, hình cầu, được hình thành trong sợi nấm hoặc ở đầu sợi nấm. Thông thường, chlamydospores là không màu, hơi 6 vàng nhạt hoặc hơi xanh. Chúng là những cấu trúc dạng ngủ, đóng vai trò quan trọng giúp Trichoderma tồn tại được ở điều kiện bất lợi như không được cung cấp chất dinh dưỡng (Gams & Bissett, 2002).
Hiện nay, việc sử dụng những đặc điểm hình thái để định danh các loài Trichoderma đang dần được thay thế bằng kĩ thuật phân tử, nhanh chóng và dễ dàng hơn (Almeida & cs. Các yếu tố môi trường ảnh hưởng tới sự phát triển của nấm Trichoderma Nhiệt độ: Trichoderma spp. có thể phát triển trong khoảng nhiệt độ từ 15°C - 35°C, ở nhiệt độ từ 15°C - 20°C Trichoderma spp. hình thành bào tử chậm hơn.
Nhiệt độ 25°C - 30°C là khoảng nhiệt độ tối ưu để Trichoderma spp. sinh trưởng và phát triển nhanh, lượng bào tử nhiều và thời gian sinh sản bào tử sớm. phát trển kém, khả năng sinh bào tử yếu (Nieto- Jacobo & cs. Ánh sáng: Với cường độ chiếu sang liên tục, sợi nấm phát triển nhanh, nhưng mật độ bào tử ít.
Tối liên tục sợi nấm phát triển chậm, mật độ thưa thớt, sợi nấm chưa hình thành xong nhưng bào tử hình thành theo từng đợt rất rõ. Sáng tối xen kẽ nấm hình thành nhiều (chỉ sau 2 ngày), mật độ dày, sau đó xuất hiện nhiều bào tử (Nieto-Jacobo & cs. pH: Nhiều nghiên cứu đã báo cáo rằng các loài Trichoderma phát triển tốt hơn trong điều kiện axit. Nghiên cứu của Limón MC & cs (2004), cho thấy độ pH axit tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của nấm hơn độ pH kiềm.
Jackson & cs (1991) báo cáo rằng các chủng T. harzianum cho thấy sự phát triển sợi nấm tối ưu giữa pH 4,8 đến 6,8. Stress mặn: Stress mặn là một trong những yếu tố phi sinh học tác động đáng kể đến hệ sinh thái vi sinh vật đất và do đó hạn chế năng suất cây trồng.