Đặt vấn đề Theo báo cáo thống kê 6 tháng đầu năm của Bộ NN- PTNT Việt Nam năm 2014 sản lượng tiêu xuất khẩu đạt 111.000 tấn tăng 36% về lượng và 48% giá trị. Có thể nói, cây hồ tiêu được xem là một trong những cây trồng chủ lực đẩy mạnh phát triển kinh tế các địa phương, góp phần ổn định đời sống kinh tế của đất nước. Cây hồ tiêu được phát triển với quy mô và tốc độ khá lớn tại các tỉnh miền Trung và Khu vực Đông Nam Bộ. Đặc biệt là Bà Rịa- Vũng Tàu, theo thống kê của Sở NN- PTNT năm 2013, BR-VT đứng thứ 4 cả nước về diện tích trồng tiêu với tổng diện tích trồng gần 8.000ha đạt sản lượng hơn 12000 tấn, đứng thứ 4 cả nước (Hiệp hội hồ tiêu Việt Nam).
Tuy nhiên, việc sản xuất hồ tiêu trong những năm qua bị tổn thất đáng kể do cây thường bị bệnh với những dấu hiệu như: rễ có nhiều nốt sưng, lá vàng, cây khô chết dần mà một trong những nguyên nhân là do tuyến trùng sần rễ Meloidogyne spp. Đây được coi là nhóm tuyến trùng ký sinh quan trọng nhất trong nông nghiệp. Nhóm tuyến trùng này phân bố rộng khắp và ký sinh trên hầu hết các loại cây trồng ở các vùng khí hậu khác nhau. Hiện nay, khoảng hơn 80 loài ký sinh thuộc giống này, trong đó có 4 loài ký sinh gây hại phổ biến là: M.
Biện pháp phòng trừ tuyến trùng chủ yếu hiện nay là sử dụng thuốc hóa học nhưng vẫn chưa tiêu diệt triệt để. Bên cạnh đó, việc sử dụng thuốc cũng đem lại những lo ngại: tồn dư thuốc trong nông sản, làm mất cân bằng hệ vi sinh vật, ảnh hưởng đến môi trường sinh thái, hiện tượng kháng thuốc gây phát sinh những dịch bệnh khác nghiêm trọng hơn…Còn rất nhiều những mối nguy hại không thể kể hết. Trong khi đó, việc áp dụng các tiến bộ trong công nghệ sinh học cũng như ứng dụng công nghệ vi sinh còn rất hạn chế, những lo ngại cũng như tâm lý khi sử dụng các sản phẩm vi sinh lại hoàn toàn rất lạ và mơ hồ với chính những người nông dân. Trong tình hình đó, việc nghiên cứu và chọn lọc các vi sinh vật bản địa có khả năng ký sinh tuyến trùng gây hại là vấn đề đáng quan tâm và như mở ra cánh cửa 1 Đồ án tốt nghiệp mới trong việc chủ động phòng trừ tác nhân gây bệnh, nhằm giảm thiệt hại và nâng cao chất lượng và sản lượng cây trồng.
Một trong những giải pháp hữu hiệu góp phần đảm bảo an toàn cho cây trồng cũng như người sử dụng, đáp ứng yêu cầu giữ cân bằng hệ vi sinh vật và gìn giữ môi trường. Nấm Purpureocillium lilacinum đã được chứng minh có khả năng kí sinh khối trứng và con cái của tuyến trùng (Jatalas và cs, 1979). Ngoài ra, chúng còn có thể sống hoại sinh trong đất xung quanh vùng rễ cây (Tigrano và cs, 1995). Do đó, năm 2014 Trung tâm Công nghệ sinh học đã tiến hành xác định sự phân bố của nấm này ở vùng Đông Nam Bộ, trong đó có Vũng Tàu.
Việc phân lập, xác định hoạt tính enzyme ngoại bào hay khả năng kí sinh tuyến trùng của các chủng nấm phân lập từ các hệ sinh thái đất trồng tiêu khác nhau là rất cần thiết. Đó là lý do tiến hành nghiên cứu đề tài: “Khảo sát hệ enzyme ngoại bào và khả năng ký sinh tuyến trùng Meloidogyne spp. của các chủng nấm Purpureocillium lilacinum phân lập từ đất trồng tiêu ở Vũng Tàu. Mục tiêu đề tài Khảo sát, so sánh khả năng tiết enzyme ngoại bào protease, chitinase của các chủng nấm Purpureocillium lilacinum (P.
lilacinum) phân lập từ đất vùng rễ tiêu bị bệnh vàng lá (bị bệnh) và đất vùng rễ tiêu không bị bệnh vàng lá (khỏe mạnh). So sánh khả năng xâm nhập vào khối trứng và con cái tuyến trùng Meloidogyne spp. của một số chủng nấm P. liacinum đại diện từ đất vùng rễ tiêu bị bệnh và khỏe mạnh.
Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn Ý nghĩa khoa học Là một trong những nghiên cứu đầu tiên về hoạt tính enzyme ngoại bào và khả năng kí sinh tuyến trùng của nấm P. lilacinum phân lập từ đất vùng rễ tiêu ở vũng Tàu. Ý nghĩa thực tiễn Từ nghiên cứu này có thể xác định được sự tồn tại của các chủng nấm P. lilacinum có hoạt tính enzyme ngoại bào protease và chitinase cũng như khả năng kí sinh tuyến trùng mạnh trong đất trồng tiêu góp phần vào việc định hướng sử dụng chế phẩm vi sinh phòng trừ tuyến trùng hại tiêu trong tương lai.
2 Đồ án tốt nghiệp CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Sơ lƣợc về đặc điểm rễ cây hồ tiêu Hệ thống rễ hồ tiêu thường gồm 3 -6 rễ cái và một chùm rễ phụ nằm dưới mặt đất, trên đốt thân có rễ bám (rễ thằn lằn). Chỉ có những cây tiêu trồng bằng hạt mới có rễ cọc. Rễ này đâm sâu xuống đất khoảng 2,5m và giữ nhiệm vụ hút nước. Các rễ cái cũng làm nhiệm vụ chính là hút nước.
Đối với những cây trồng bằng giâm cành, sau khi trồng ra ngoài nọc được 1 năm các rễ cái này có thể đâm sâu khoảng 2m. Các rễ phụ mọc thành chùm, phát triển theo chiều ngang, rất dày đặc. Phân bố ở độ sâu 15 – 40cm, làm nhiệm vụ hút nước và chất dinh dưỡng trong đất để nuôi cây. Rễ bám mọc ra từ các đốt phần thân dây tiêu, giúp cho dây bám vào choái, vách tường, …để vươn lên cao.
Khả năng hút nước và chất dinh dưỡng của rễ bám là rất hạn chế và hầu như là không đáng kể. Rễ cây tiêu thuộc loại háo khí, không chịu được ngập úng, do đó để tạo cho rễ cái ăn sâu, cây chịu hạn tốt và rễ phụ phát triển tốt hút được nhiều chất dinh dưỡng thì phải thường xuyên có nhiều phương pháp cải tạo làm cho đất được tơi xốp và tăng hàm lượng mùn. Chỉ cần ngập úng trong nước từ 12 – 24 giờ thì bộ rễ tiêu sẽ bị tổn thương đáng kể, có thể dẫn tới thối rễ và dây tiêu sẽ bị chết. Một số sâu bệnh phát triển trên cây tiêu Trên rễ cây hồ tiêu thường xuất hiện một số bệnh: Mối hại tiêu: mối xông đất tạo thành đường di chuyển trên trụ, dây và rễ tiêu.
Mối gây hại phần non của rễ, phần vỏ của thân và tạo vết thương trên các bộ phận này tạo điều kiện cho nấm và tuyến trùng có hại xâm nhập và gây bệnh cho tiêu. Rệp sáp giả (Pseudococidae) : gây hại trên đọt non, lá non, chùm quả, dây tiêu trên mặt đất hoặc gốc tiêu, rễ tiêu trong lòng đất. Bệnh chết nhanh: nguyên nhân do nấm Phytophthora, do tác động của tuyến trùng, côn trùng, chăm sóc, xới xáo, ngập úng… làm tổn thương rễ, sau đó nấm xâm nhập và gây hại. Bệnh gây hại trên tất cả bộ phận của cây.
Bệnh chết chậm: do nhiều loại nấm gây hại: Fusarium sp., … Các loại nấm này tồn tại trong đất, trên tàn dư của cây trồng trước, 3 Đồ án tốt nghiệp cây giống… Cây bị bệnh sinh trưởng chậm, lá nhạt, màu vàng hoặc biến dạng. Hoa quả rụng dần từ gốc đến ngọn. Các đốt cũng rụng dần, gốc thối, bó mạch thân cây hóa nâu. Bên cạnh đó bệnh tiêu cũng bị nhiều loài tuyến trùng gây hại, trong đó có hai loài gây hại nặng nề nhất là tuyến trùng bướu rễ Meloidogyne và tuyến trùng đục hang Radopholus (Michel Luc, 2005).
Tuyến trùng thực vật là nhóm động vật không xương sống, thích nghi với đời sống ký sinh trên thực vật. Nhóm tuyến trùng này có một số đặc trưng quan trọng phân biệt rõ ràng với nhóm ký sinh trên động vật và các nhóm sinh thái khác: có kích thước hiển vi, phần miệng có cấu tạo kim hút chuyển hóa để châm chích mô thực vật và hút chất dinh dưỡng, kích thước trứng lớn so với kích thước cơ thể, đời sống của chúng có quan hệ bắt buộc và trực tiếp với thực vật đang phát triển. Trong đó, cấu tạo kim hút chuyển hóa là khác biệt quan trọng nhất (Nguyễn Bảo Vệ và ctv 2005).2 Giới thiệu chung về tuyến trùng thực vật Phân loại Dựa vào các đặc điểm về hình thái, tập quán sinh sống, đặc tính sinh vật học, mối quan hệ giữa các nhóm tuyến trùng thực vật đối với cây trồng mà chúng được chia làm 4 bộ : Bộ Tylenchida: gồm hầu hết các loài tuyến trùng là đại diện cho các nhóm ký sinh ở các phần khác nhau của thực vật. Bộ Aphelenchida: gồm các loài tuyến trùng ký sinh ở các phần trên mặt đất của cây như lá, hoa.
Bộ Dorylaimida: gồm các loài thuộc họ Longidoridae là nhóm tuyến trùng ngoại ký sinh thực vật, một số loài có khả năng mang truyền virus. Bộ Triplonchida: gồm các loài của 2 họ Trichodoridae và Diphterophoridae là nhóm ngoại thực vật, nhiều loài có khả năng mang truyền virus. Trong đó bộ Tylenchida là nhóm tuyến trùng đông đảo nhất và có tầm quan trọng nhất trên phạm vi toàn thế giới. 4 Đồ án tốt nghiệp Tuyến trùng thực vật sống và ký sinh trên tất cả các cơ quan của cây đang phát triển hoa, lá, thân, rễ…trong đó rễ là nơi chịu ảnh hưởng nhiều nhất những tác động của tuyến trùng (Nguyễn Ngọc Châu, Nguyễn Vũ Thanh, 2000).
Hình thức ký sinh trên thực vật Có thể chia thành 3 nhóm: Ngoại ký sinh, bán nội ký sinh và nội ký sinh di chuyển. Ngoại ký sinh là tuyến trùng không xâm nhập vào bên trong cơ thể thực vật mà bám vào bên ngoài bề mặt rễ, chúng dùng kim hút để châm chích và hút dinh dưỡng bên trong cây. Bán nội ký sinh: chỉ phần đầu của tuyến trùng xâm nhập vào trong rễ, còn phần sau tuyến trùng vẫn ở ngoài đất. Nội ký sinh: toàn bộ phần cơ thể tuyến trùng xâm nhập vào rễ.
Nội ký sinh di chuyển : tuyến trùng có khả năng di chuyển trong mô thực vật, chúng di chuyển từ mô này đến mô khác để dinh dưỡng. Nội ký sinh cố định: sau khi xâm nhập vào rễ, tuyến trùng dinh dưỡng tại một nơi cố định (tạo nên các tế bào dinh dưỡng) chúng mất khả năng di chuyển và trở lên phình to (béo phì). Các kiểu ký sinh này không loại trừ lẫn nhau vì một số giống tuyến trùng có thể là nội ký sinh hay ngoại ký sinh di chuyển phụ thuộc vào vật chủ. Ở tuyến trùng sần rễ (Meloidogyne spp.) và tuyến trùng bào nang (Heterodera/ Globora), ấu trùng tuổi 2 là giai đoạn xâm nhập vào rễ.
Nhưng ở các tuyến trùng ngoại ký sinh và hầu hết tuyến trùng nội ký sinh di chuyển thì hầu như tất cả các giai đoạn đều có thể dinh dưỡng và xâm nhập vào rễ (Vũ Triệu Mẫn, 2007).