Chương 1 TỎNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tong quan về nắm Chaetomium 1. Đại cương về nam Chaetomium Chaetomium là một trong những chi lớn nhất thuộc lớp nam túi hoại sinh Ascomycetes với trên 300 loài được miêu tả và phân bố ở khắp mọi nơi trên thé giới ( Von Arx va ctv, 1986; Soytong và Quimio, 1989). Chaetomuim thuộc họ Chaetomiacae, thứ Chaetomial, seris Pyrenomycetes, lớp phụ Hymenoascomycetidae II.
Chi Chaetomium được phan lập đầu tiên vào năm 1817 do Gustav Kunze dựa trên các đặc tính của loài Chaetimium globosum. Theo Seth rằng phân chuồng và các sản phẩm cellulose ở ngoài đồng được giữ trong phòng thí nghiệm với điều kiện ẩm độ trong phòng và nhiệt độ 25 — 27°C sẽ thu được các quả thể dưới kính hién vi nổi hai chiêu. Bên cạnh đó, Soytong và Quimio (1989) lại thông báo rằng các loài Chaetomium được phân lập bằng phương pháp bẫy nắm — một phương pháp phân lập dùng những tờ giấy lọc đặt trên bề mặt đất 4m trong dia petri với điều kiện trong phòng thí nghiệm (Chaetomium có khả năng phân hủy cellulose nên chúng sẽ chọc thủng giấy lọc và phát triển lên trên bề mặt, vì thé ta có thé chọn lọc dé dàng). Bởi đặc tính phân hủy được cellulose nên Chaetomium được các nhà nghiên cứu thí nghiệm rất nhiều nhằm ứng dụng đáp ứng nhiều mục đích có lợi của con người, điển hình là các báo cáo về việc ứng dụng loài nam này trong việc phòng chống một số bệnh hại trên thực vat gây ra bởi nam.
Trong một số báo cáo nghiên cứu của thế giới trong nhiều năm qua về Chaetomium, kết quả cho thay một số loài nam thuộc chi nam này điển hình như loài Chaetomium globosum cùng với loài Chaetomium cupreum đã được thử nghiệm và có kết qua đáng mong đợi trong việc đối kháng với các loại nam gây bệnh, đặc biệt là các loài nam bệnh lây truyền qua đất như Pyricularia oryzae, Curvularia lunata, Rhizoctonia oryzae, Phytophthora palmivora, Phytophthora parasitica (Soytong, 1989), Fusarium oxysporum, Sclerotium rolfsii (Soytong, 1991), Venturia inequalis 3 (Bordeau va Andrew, 1987), Pythium ultimum (Di-Pietro và ctv, 1991), Alternaria brassicicola (Vannacci va Harman, 1987), Colletotrichum gloeosporiodes, Colletotrichum dematium (Manandhar va ctv, 1986),.cac loài nam này còn có khả năng kích thích sự sinh trưởng va phát triển của cây, làm tăng sức dé khang cũng như tăng độ phì nhiêu, cải thiện đặc tính lí hóa của đất góp phần tăng năng suất và chất lượng nông sản. Đặc điểm hình thái của nắm Chaefomium Khuẩn lạc phát triển mạnh trên môi trường PDA, kích thước từ 6 — 9cm sau khoảng 10 ngày nuôi cay. Khuan lạc ban đầu có màu trắng như bông, sau chuyền sang màu xám nhạt, rồi dan chuyền sang màu nâu den do sự hình thành các thé quả ascoma. Các thé quả này có hình dang cầu hoặc dang quả lê, kích thước lớn, hình thành rải rác khắp bề mặt khuẩn lạc, tạo thành đám màu nâu đen khi già (Soytong, 1991).
Soi nam của Chaetomium có vách ngăn, có màu xám hoặc nâu nhạt, mọc từ môi trường và từ sợi khí sinh (Soytong, 1991). Quả thé của Chaetomium rat đa dang, co thé mô tả như sau: với bề ngoài có hình dạng phình ra ở giữa và có màu tối, có lông bao bên ngoài cứng gồm lông bề mặt (terminal hair) và lông bên (lateral hair) với các kiểu dang va độ day mỏng khác nhau (có loại lông xoăn, có loại phân cành, có loại ram rạp, có loại thưa, có loại lông ngắn, có loại lông dai tùy theo từng loài). Sự phát triển quả thé của chi nam nay rất khác nhau giữa các loài (Lê Thị Ánh Hồng, 2005). Quả bào tử lúc còn non có hình canvat đến hình gậy chứa đựng từ 4 — 8 bao tử màu nâu.
Khi quả thé chín các bào tử giống như các cột trụ nha lên từ đầu của quả thé. Các nang bào tử có màu, thành tế bào nhẫn, có nhiều hình dạng khác nhau (chủ yếu là hình quả chanh) với một lỗ mầm (Rai va ctv, 1964). Đặc điểm phân loại của nắm Chaetomium Nam Chaetomium được chia thành nhiều loài khác nhau thường dựa trên các đặc điểm sau: hình đáng quả thể; lông bề mặt và lông bên của quả thể; chỉ tiết quả bào tử. Tuy nhiên, trong thực tế Chaetomium rat đa dang về hình dáng quả thể, hình dang của lông bao.
Khi nghiên cứu định danh và phân loại Chaetomium cần phải dựa trên các mâu điền hình vi rat nhiêu két quả bi mô tả sai lệch. Hau hêt các tác giả déu dựa trên sự 4 phân nhánh và cách cuộn xoắn của lông bao bên ngoài quả thể làm tiêu chí chính cho sự phân loại các loài Chaetomium. Theo Seth (1970) đưa ra hai hệ thống phân loại dựa trên đặc điểm của nang bào tử và đặc điểm của lông bao, trong khi đó Von Arx và ctv (1986) lại cho rằng có thể thành công hơn trong việc phân loại dựa trên các đặc điểm của nang bao tử, quả bao tử và bê mặt thành của nang bao tử. Đã có trên 300 loài thuộc chi nắm Chaetomium được phân loại và mô tả trên khắp thế giới (Von Arx và ctv, 1986; Soytong và Quimio, 1989).
Năm 1935 ở Philippines, Teodoro mới định danh được 5 loài thuộc chi nam này, đó là Chaetomium cumingii, Chaetomium stercoreum, Chaetomium funicolum, Chaetomium comatum và Chaetomium olivaceum chủ yếu tim thay trên các loại sợi phế thải họ Chuối. Đến năm 1983, Follosco đã tim thấy chủng Chaetomium globosum trong đất ở tỉnh Quezon nước này. Năm 1989, Soytong và Quimio cùng với Trung tâm Nghiên cứu Nông nghiệp vùng Nam 4 đã phân lập và định danh được 19 loài Chaetomium tồn tại trong đất, phan chuồng, rom ra, các tầng dat mặt trồng lúa,. Năm 1989 ở Thái Lan đã phân lập được 15 loài Chaetomium trong đất trồng lúa, trồng cây ăn quả, cây công nghiệp, phân chuồng.
Năm 2005, Lê Thị Ánh Hồng và ctv đã phân lập và định danh được 4 loài Chaetomium ở Việt Nam là Chaetomium globosum, Chaetomium cupreum, Chaetomium mollicellum, Chaetomium cuniculorum. Vai trò ứng dung của nắm Chaetomium 1. Sản sinh các hợp chất đối kháng Chaetomium san sinh ra các bào tử trong vùng đất của rễ, càng nhiều phân hoai mục càng phát triển mạnh, các bào tử nắm hoại sinh có khả năng cạnh tranh mạnh hơn so với nam bệnh trong điều kiện nhiều mun. Điểm đặc biệt của chi nam nay là có khả năng tông hợp các chất hoạt hóa sinh học phan lớn có hoạt tính kháng nam rất hiệu quả (Di-Petro va ctv, 1992).
Khi tách chiết từ Chaetomium globosum và Chaetomium cupreum thu được ergosterol, rotion (1), rotiorinol (2), ruborotiorin (3), ergosteryl palmitate, 1,8-dihydroxy-3-methyl anthraquinone (4), Chaetoglobosin C (5), alternariol monomethyl ether (6), diketopiperizine alkaloid Echinulin (7). Kích thích sinh trưởng phát triển cây Nhiều kết quả nghiên cứu đã cho thấy thực tế khi b6 sung các chủng của nam Chaetomium vào trong đất trồng, cây sẽ sinh trưởng phát triển và cho năng suất cao hơn, cả trong điều kiện nhà kính và ngoài đồng ruộng. Và ở điều kiện khô hạn nó vẫn sinh trưởng phát triển tốt tạo ra nhiều khuân lạc. Bởi vì bản thân Chaetomium có khả năng sản sinh ra một lượng cơ chất ergosterol có khả năng cải tạo đất làm cho đất thêm màu mỡ, tăng độ phì nhiêu, kích thích sự phát triển của cây (Eash và ctv, 1994).
Bên cạnh đó, Chaetomium cũng có một cơ chế sản sinh ra hợp chất kích thích sự oxi hóa mạnh mẽ tại chỗ và từng bộ phận của cơ thé cây trồng. Khả năng này thực hiện vai trò kích thích tính miễn dịch của cây trồng hình thành khả năng kháng bệnh cũng như là kháng stress (Dick va ctv, 1994). Yếu tố dinh dưỡng đối với nam Chaetomium Bat cứ một loài nam nào cũng cần yêu cầu về đinh dưỡng đối với môi trường nuôi cấy trong đó cung cap đủ lượng Cacbon hữu cơ dé tổng hợp năng lượng, nguồn Nito dé tong hợp protein, vitamin và một số loại muối khoáng là nguồn nuôi dưỡng. Môi trường nuôi cấy có thê là môi trường lỏng hoặc môi trường cứng tùy thuộc vào từng mục đích nghiên cứu.
Nguồn Cacbon Theo Soytong (1990), các chủng nắm thuộc chi này hap thụ tốt một số loại đường: saccarose, glucose, fructose, xenlobioza, D-lactosa, D-maltosa, tinh bột, ri đường, acid malic, L-arabinosa dé tong hop năng lượng. Chúng hap thụ kém với rượu, N-amylic, acid citric. Theo Bainier (1910) lai cho rang Chaetomium sử dung rat tốt các loại đường fructoza, saccaroza, galactoza, riboza, xenlobioza. Riêng rượi mannit, dextri va arabinoza thi ức chê sự sinh trưởng các chủng nam nay.
Nguồn Nitơ Nitơ là nguồn vật liệu chính dé tông hợp protein và vitamin, là nguồn dinh dưỡng chủ yếu dé sinh ra hoạt tính đối kháng ở nắm Chaetomium. Khi nguồn dinh dưỡng đạm cao sẽ tăng cường khả năng sinh men và trao đổi chất cao hơn. Nhiều loài nấm Chaetomium sử dụng nguồn đạm nitrat tốt hơn nguồn đạm amon (Soytong, 1989 ; Soytong, 1991). Theo Soytong va Quimio (1988); Bordeau va Andrew (1987) thi các loài thuộc chi nắm nay hap thụ cả hợp chat vô cơ và hữu co có chứa nito, nhưng chúng ưa môi trường có chứa L-tritophan và L-glutamic.
Braunschweig thông báo những hợp chất hữu cơ có chứa nitơ là nguồn dinh dưỡng tốt nhất cho sự sinh trưởng phát triển của nắm này ví dụ như tyrosin, asparagin, prolin và alanin,.Trén môi trường có chứa casein ức chế sự sinh trưởng của nhiều chủng Chaetomium. Các nguồn dinh dưỡng khoáng Theo Soytong và Quimio (1988) cho biết các hợp chất của Na, K, Mn, Fe và đặc biệt là Mg kích thích sự tăng trưởng của nấm Chaetomium. Su phát triển của Chaetomium phụ thuộc nhiêu vào sự có mặt của muôi nitrat natri trong môi trường. Nguồn vitamin và các chất dinh dưỡng như NaH;POa; FeCl;.6H;O; EDTA; H3PO3; Cl; ZnSO4; NazMoOa.5H2O; thiamin chlonide; biotin va vitamin B12 có ảnh hưởng rat lớn đến sự sinh trưởng phat triển của nam Chaetomium.
Nêu sử dụng vitamin B12 ở nồng độ 1,1 - 5% thì kích thích sự sinh trưởng của nam. Còn ở nồng độ khác sẽ không cho các kết quả như mong đợi (Boudreau và Andrew, 1987; Von Arx, 1984). Yếu tố môi trường đối với nấm Chaetomium 1. Độ 4m Một trong các yêu tố chính quyết định sự nay mam của bao tử và phát triển các cơ quan sinh dưỡng của nam là 4m độ.
Khác với Trichoderma đòi hỏi âm độ tối thích cho sự nay mầm của bào tử là 70 — 100% thì bào tử của Chaetomium có thé nảy mam trong một phô độ âm tương đối rộng (Sekita, 1976), nó có thể nảy mầm ngay cả khi ở các vùng đất khô hạn bởi cơ chế tiết ra ergosterol. Theo Soytong (1991) thì sự phát triển và khả năng nảy mầm của bao tử nắm Chaetomium trong phố độ âm 30 — 100%. Nhiệt độ Nhiệt độ cũng là một yếu tố quan trọng tác động đến sự sinh trưởng và phát triển của nam này. Nam Chaetomium phát triển trong một pho nhiệt độ rất rộng.