Luận văn thạc sĩ bảo vệ thực vật khảo sát khả năng đối kháng của nấm chaetomium sp đối với nấm rhizoctonia solani gây bệnh lở cổ rễ trên rau họ thập tự

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu bảo vệ thực vật khảo sát khả năng đối kháng của nấm chaetomium sp đối với nấm rhizoctonia solani, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Nguyễn Trần Ngọc Trinh
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Vũ Phong
• Trường học: Trường Đại học Nông Lâm
• Chuyên ngành: Bảo vệ thực vật
• Đề tài: Khảo Sát Khả Năng Đối Kháng Của Nấm Chaetomium sp. Đối Với Nấm Rhizoctonia solani Gây Bệnh Lở Cổ Rễ Trên Rau Họ Thập Tự
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Đặc điểm của nấm Chaetomium sp.
• 1.2. Giới thiệu chung về nấm Chaetomium sp.
• 1.3. Đặc điểm hình thái của nấm Chaetomium sp.
• 1.4. Đặc điểm phân bố của nấm Chaetomium sp.
• 1.5. Yếu tố dinh dưỡng, sinh trưởng và phát triển của nấm Chaetomium sp.
• 1.6. Hoạt tính cơ bản của nấm Chaetomium sp.
• 1.7. Đặc điểm phân loại của nấm Chaetomium
• 1.8. Những nghiên cứu về chế phẩm sinh học
• 1.9. Những nghiên cứu ngoài
• 2. CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp phân lập nấm Rhizoctonia solani
• 2.4. Khảo sát tính gây bệnh của các mẫu nấm R. solani trên 4 loại cải trong điều kiện phòng thí nghiệm
• 2.5. Phân lập và định danh nấm Chaetomium sp. dựa vào đặc điểm hình thái
• 2.6. Đánh giá khả năng đối kháng R. solani của các dòng Chaetomium sp. trong điều kiện phòng thí nghiệm
• 2.7. Đánh giá khả năng phòng trừ bệnh lở cổ rễ do nấm R. solani gây ra của nấm đối kháng Chaetomium sp. trong điều kiện nhà lưới
• 2.8. Định danh loài nấm Chaetomium sp. dựa vào trình tự vùng ITS
• 2.9. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Khảo sát tính gây bệnh của nấm Rhizoctonia solani trên bốn loại cải
• 3.2. Kết quả phân lập nấm Chaetomium sp.
• 3.3. Đặc điểm hình thái của nấm Chaetomium sp.
• 3.4. Khả năng đối kháng với nấm R. solani của các dòng Chaetomium trong điều kiện phòng thí nghiệm
• 3.5. Khả năng phòng trừ nấm R. solani của dòng Chaetomium trong điều kiện nhà lưới
• 3.6. Khả năng trừ bệnh lở cổ rễ do nấm R. solani của nấm Chaetomium
• 3.7. Định danh dòng Chaetomium CT07
• KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC
• DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH SÁCH CÁC HÌNH
• DANH SÁCH CÁC BẢNG

Tóm tắt

I. Tổng quan về Chaetomium sp

Rau họ thập tự như cải bắp, cải xanh, cải ngọt, súp lơ... là nguồn dinh dưỡng quan trọng, mang lại hiệu quả kinh tế cao. Tuy nhiên, bệnh lở cổ rễ do nấm Rhizoctonia solani gây ra là một thách thức lớn, gây thiệt hại đáng kể cho năng suất và chất lượng. Các biện pháp hóa học, mặc dù hiệu quả, lại gây ra những lo ngại về sức khỏe và môi trường. Do đó, việc tìm kiếm các biện pháp sinh học hiệu quả và thân thiện với môi trường là vô cùng cần thiết. Nấm Chaetomium sp., một loại nấm đối kháng tiềm năng, đang được nghiên cứu rộng rãi như một giải pháp thay thế đầy hứa hẹn. Đề tài này tập trung vào việc khảo sát khả năng đối kháng của nấm Chaetomium sp. đối với nấm Rhizoctonia solani, nhằm phát triển các giải pháp kiểm soát bệnh lở cổ rễ trên rau họ thập tự một cách bền vững. Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, sản lượng rau các loại đạt khoảng 12,5 triệu tấn, tăng 2,2% so với cùng kỳ năm trước, cho thấy tầm quan trọng của việc bảo vệ năng suất rau màu.

1.1. Giới thiệu về nấm Chaetomium sp. Đặc điểm và phân loại

Chaetomium là một chi nấm lớn thuộc ngành Ascomycota, với khoảng 300 loài đã được mô tả. Đặc trưng của chi này là các lông bao quanh quả thể, còn gọi là 'sợi tóc'. Cellulose là nguồn dinh dưỡng thiết yếu cho sự sinh trưởng và phát sinh bào tử của nấm Chaetomium. Nấm Chaetomium thường được tìm thấy trên nhiều loại vật chất hữu cơ như phân, rơm, giấy, và đặc biệt phổ biến trong đất. Chi Chaetomium thuộc Giới: Fungi Ngành: Ascomycota Lớp: Sordariomycetes Bộ: Sordariales Họ: Chaetomiaceae Chi: Chaetomium (Theo Soytong va cs 1989).

1.2. Bệnh lở cổ rễ trên rau họ thập tự Tác nhân và triệu chứng

Bệnh lở cổ rễ do nấm Rhizoctonia solani gây ra là một trong những bệnh hại nghiêm trọng nhất trên rau họ thập tự. Nấm tấn công cây ở giai đoạn cây con, gây thối gốc, lở cổ rễ, dẫn đến cây chết hàng loạt. Bệnh lây lan nhanh chóng trong điều kiện ẩm ướt và nhiệt độ cao, gây thiệt hại lớn về năng suất và chất lượng rau. Theo Gangopdyay và Chakrabati (1982) nam R. solani gây hại trên 550 loại cây trồng khác nhau, từ giai đoạn cây con đến thu hoạch làm ảnh hưởng đến sản lượng nông nghiệp.

II. Phương pháp phân lập và định danh nấm Chaetomium sp

Nghiên cứu này sử dụng các phương pháp phân lập nấm hiện đại để thu thập và chọn lọc các dòng nấm Chaetomium sp. từ đất trồng rau. Phân lập nấm được thực hiện bằng phương pháp bay giấy lọc, một kỹ thuật hiệu quả để thu thập các loài nấm hoại sinh từ môi trường đất. Sau khi phân lập, các dòng nấm được định danh dựa trên đặc điểm hình thái và phân tích DNA. Các dòng nấm có tiềm năng đối kháng cao được lựa chọn để nghiên cứu sâu hơn. Theo Soytong và Quimio (1989), các loài Chaetomium sp. có thể được phân lập bằng phương pháp bay nấm bằng mảnh giấy lọc đặt trên bề mặt đất ẩm trong đĩa petri.

2.1. Kỹ thuật phân lập nấm Chaetomium từ mẫu đất nông nghiệp

Phân lập nấm Chaetomium từ đất được thực hiện bằng phương pháp bẫy nấm bằng giấy lọc vô trùng đặt trên bề mặt đất ẩm trong đĩa petri. Các đĩa petri được ủ trong điều kiện thích hợp để khuyến khích sự phát triển của nấm. Sau đó, các khuẩn lạc nấm phát triển được phân lập và cấy chuyền sang môi trường PDA để thu được các dòng nấm thuần khiết.

2.2. Định danh nấm dựa trên đặc điểm hình thái và phân tích DNA

Các dòng nấm Chaetomium được định danh sơ bộ dựa trên đặc điểm hình thái khuẩn lạc và quả thể. Sau đó, phân tích DNA vùng ITS được thực hiện để xác định chính xác loài nấm. Trình tự DNA được so sánh với các trình tự chuẩn trên GenBank để xác định loài nấm.

2.3 Môi trường nuôi cấy thích hợp cho sự phát triển của nấm

Môi trường PDA (Potato Dextrose Agar) là môi trường thích hợp cho sự phát triển của các dòng nấm Chaetomium sp. và nấm Rhizoctonia solani. Các dòng nấm được nuôi cấy ở nhiệt độ phòng (25-28°C) và theo dõi sự phát triển hàng ngày.

III. Đánh giá hiệu quả đối kháng của Chaetomium sp

Khả năng đối kháng của nấm Chaetomium sp. đối với nấm Rhizoctonia solani được đánh giá trong điều kiện phòng thí nghiệm (in vitro) bằng phương pháp đối kháng kép. Các dòng nấm Chaetomium được cấy đồng thời với nấm Rhizoctonia solani trên môi trường PDA. Vùng ức chế sự phát triển của nấm Rhizoctonia solani được đo để đánh giá hiệu quả đối kháng. Các dòng nấm Chaetomium có hiệu quả đối kháng cao được lựa chọn để thử nghiệm tiếp theo trong điều kiện nhà lưới.

3.1. Phương pháp đồng nuôi cấy và đo hiệu quả đối kháng

Phương pháp đồng nuôi cấy được thực hiện bằng cách cấy một đĩa thạch chứa nấm Chaetomium và một đĩa thạch chứa nấm Rhizoctonia solani đối diện nhau trên cùng một đĩa petri. Khoảng cách giữa hai đĩa thạch là 2 cm. Hiệu quả đối kháng được đánh giá bằng cách đo đường kính khuẩn lạc của nấm Rhizoctonia solani và so sánh với đối chứng.

3.2. Cơ chế đối kháng của nấm Chaetomium sp. đối với nấm Rhizoctonia solani

Nấm Chaetomium sp. có thể đối kháng với nấm Rhizoctonia solani thông qua nhiều cơ chế khác nhau, bao gồm cạnh tranh dinh dưỡng, ký sinh trực tiếp, và sản xuất các chất kháng sinh. Nghiên cứu này tập trung vào đánh giá khả năng sản xuất các chất kháng sinh của nấm Chaetomium sp..

3.3 Ảnh hưởng của Chaetomium lên sự phát triển của Rhizoctonia solani

Sự phát triển của Rhizoctonia solani bị ức chế đáng kể khi có sự hiện diện của Chaetomium. Vùng ức chế phát triển thể hiện rõ sự đối kháng của Chaetomium với Rhizoctonia solani. Kết quả cho thấy tiềm năng lớn của Chaetomium trong việc kiểm soát bệnh hại.

IV. Ứng dụng nấm Chaetomium phòng trừ bệnh lở cổ rễ in vivo hiệu quả

Để đánh giá hiệu quả của nấm Chaetomium sp. trong điều kiện thực tế, các thử nghiệm in vivo được tiến hành trong nhà lưới. Hạt giống rau họ thập tự được xử lý bằng dung dịch nấm Chaetomium, sau đó gieo trồng trong đất đã nhiễm nấm Rhizoctonia solani. Tỷ lệ cây bị bệnh lở cổ rễ, chiều cao cây, và trọng lượng cây được theo dõi để đánh giá hiệu quả của nấm Chaetomium. Kết quả nghiên cứu cung cấp bằng chứng về tiềm năng ứng dụng của nấm Chaetomium trong sản xuất rau an toàn.

4.1. Xử lý hạt giống và phun nấm Chaetomium Phương pháp và liều lượng

Hạt giống rau họ thập tự được ngâm trong dung dịch nấm Chaetomium trong một khoảng thời gian nhất định trước khi gieo trồng. Ngoài ra, cây cũng được phun dung dịch nấm Chaetomium định kỳ trong quá trình sinh trưởng. Liều lượng và tần suất phun được điều chỉnh để đạt hiệu quả cao nhất.

4.2. Đánh giá hiệu quả phòng và trừ bệnh lở cổ rễ trong nhà lưới

Hiệu quả phòng và trừ bệnh lở cổ rễ được đánh giá dựa trên tỷ lệ cây bị bệnh, mức độ nghiêm trọng của bệnh, và năng suất cây trồng. Các chỉ số sinh trưởng như chiều cao cây, số lá, và trọng lượng cây cũng được theo dõi để đánh giá ảnh hưởng của nấm Chaetomium lên sự phát triển của cây.

4.3. Sản xuất rau an toàn Tiềm năng từ ứng dụng nấm Chaetomium

Việc sử dụng nấm Chaetomium trong kiểm soát bệnh hại trên rau họ thập tự góp phần giảm thiểu việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật hóa học, từ đó nâng cao chất lượng và an toàn của rau. Ứng dụng nấm Chaetomium là một bước tiến quan trọng trong việc hướng tới một nền nông nghiệp bền vững.

V. Kết luận Tiềm năng và hướng phát triển của Chaetomium sp

Nghiên cứu này đã chứng minh khả năng đối kháng tiềm năng của nấm Chaetomium sp. đối với nấm Rhizoctonia solani, tác nhân gây bệnh lở cổ rễ trên rau họ thập tự. Nấm Chaetomium có thể được sử dụng như một biện pháp sinh học hiệu quả và thân thiện với môi trường để kiểm soát bệnh hại trên rau màu. Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc tối ưu hóa các điều kiện sử dụng nấm Chaetomium, cũng như phát triển các chế phẩm sinh học có chứa nấm Chaetomium để ứng dụng rộng rãi trong sản xuất nông nghiệp.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu và những đóng góp mới

Nghiên cứu đã phân lập và định danh các dòng nấm Chaetomium sp. có khả năng đối kháng cao với nấm Rhizoctonia solani. Kết quả đánh giá in vitro và in vivo cho thấy nấm Chaetomium có tiềm năng lớn trong việc kiểm soát bệnh lở cổ rễ trên rau họ thập tự. Nghiên cứu này cung cấp cơ sở khoa học cho việc phát triển các biện pháp sinh học kiểm soát bệnh hại trên rau màu.

5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo về ứng dụng nấm Chaetomium

Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc nghiên cứu sâu hơn về cơ chế đối kháng của nấm Chaetomium, tối ưu hóa các điều kiện sử dụng nấm Chaetomium trong điều kiện đồng ruộng, và phát triển các chế phẩm sinh học có chứa nấm Chaetomium để ứng dụng rộng rãi trong sản xuất nông nghiệp. Điều này góp phần xây dựng nền nông nghiệp bền vững.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Rau họ thập tự (Cruciferae) là nhóm rau có giá trị dinh dưỡng và kinh tế cao, với diện tích trồng khoảng 995.000 ha cả nước năm 2021, sản lượng đạt 18,5 triệu tấn, trong đó khu vực phía Nam chiếm khoảng 7,2 triệu tấn. Tuy nhiên, bệnh hại do vi sinh vật đất gây ra, đặc biệt là bệnh lở cổ rễ do nấm Rhizoctonia solani, đã làm giảm năng suất và chất lượng rau, gây thiệt hại nghiêm trọng cho sản xuất nông nghiệp. Nấm R. solani là tác nhân gây bệnh phổ biến với khả năng ký chủ rộng trên hơn 550 loại cây trồng, gây chết hàng loạt cây con, làm tăng chi phí sản xuất và ảnh hưởng đến an toàn thực phẩm.

Việc sử dụng thuốc hóa học tuy hiệu quả nhưng gây ô nhiễm môi trường và tồn dư độc hại trong nông sản. Do đó, nghiên cứu và ứng dụng biện pháp sinh học, đặc biệt là sử dụng nấm đối kháng Chaetomium sp., được xem là giải pháp bền vững, thân thiện môi trường. Nấm Chaetomium sp. có khả năng sinh enzyme ngoại bào, kháng sinh tự nhiên và kích thích sinh trưởng cây, giúp kiểm soát hiệu quả nấm bệnh trong đất.

Luận văn tập trung khảo sát khả năng đối kháng của các dòng nấm Chaetomium sp. phân lập từ đất đối với nấm Rhizoctonia solani gây bệnh lở cổ rễ trên rau họ thập tự, nhằm phát triển chế phẩm sinh học kiểm soát bệnh, góp phần nâng cao năng suất và chất lượng rau an toàn. Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 02 đến tháng 12 năm 2022 tại Công ty Cổ phần Vinamit (Bình Dương) và Khoa Khoa học Sinh học, Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết về sinh học nấm đối kháng và cơ chế kiểm soát sinh học bệnh cây trồng. Hai lý thuyết chính được áp dụng gồm:

• Lý thuyết sinh học đối kháng nấm Chaetomium sp.: Chaetomium sp. là nhóm nấm túi có khả năng sinh enzyme ngoại bào như cellulase, chitinase và beta-1,3-glucanase, giúp phân hủy vách tế bào nấm bệnh. Ngoài ra, nấm còn sản sinh các hợp chất kháng sinh như chaetoglobosin C, chaetoviridins A, B, có tác dụng ức chế sự phát triển của nấm gây bệnh như Rhizoctonia solani.

• Mô hình kiểm soát sinh học bệnh lở cổ rễ trên rau họ thập tự: Sử dụng nấm đối kháng để cạnh tranh dinh dưỡng, không gian và sản xuất chất kháng sinh nhằm giảm mật độ nấm bệnh trong đất, đồng thời kích thích hệ miễn dịch thực vật (Induced Resistance) và cải tạo đất nhờ ergosterol, tăng độ phì nhiêu.

Các khái niệm chính bao gồm: nấm đối kháng, hiệu suất đối kháng (PIRG), hiệu lực phòng bệnh, sinh trưởng cây trồng, và phương pháp đồng nuôi cấy.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: 80 mẫu đất được thu thập tại các tỉnh Bình Dương, Đắk Nông, TP. Hồ Chí Minh, Bình Phước. 13 dòng nấm Chaetomium sp. (CT01-CT13) được phân lập bằng phương pháp bay giấy lọc. Nấm Rhizoctonia solani được phân lập từ 4 loại rau họ thập tự có triệu chứng bệnh tại Vinamit Organic Farm.

• Phương pháp phân tích: Đánh giá khả năng đối kháng bằng phương pháp đồng nuôi cấy trên môi trường PDA, tính hiệu suất đối kháng PIRG. Thí nghiệm nhà lưới đánh giá hiệu quả phòng bệnh trên cây cải xanh và cải ngọt qua xử lý hạt giống và phun nấm Chaetomium CT07. Định danh nấm Chaetomium sp. bằng phương pháp sinh học phân tử qua khuếch đại vùng ITS DNA và phân tích cây phát sinh loài.

• Timeline nghiên cứu: Thực hiện từ tháng 02 đến tháng 12 năm 2022, gồm thu thập mẫu, phân lập, đánh giá in vitro, thí nghiệm nhà lưới và phân tích dữ liệu.

• Cỡ mẫu và chọn mẫu: 13 dòng nấm Chaetomium được chọn từ 80 mẫu đất, 4 mẫu nấm R. solani phân lập từ rau họ thập tự. Mỗi thí nghiệm có 3 lần lặp lại, bố trí ngẫu nhiên.

• Phân tích số liệu: Sử dụng phần mềm SAS 9.3 để phân tích ANOVA, trắc nghiệm Duncan, Microsoft Excel để tổng hợp số liệu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Phân lập và đặc điểm nấm Rhizoctonia solani: 4 mẫu nấm R. solani phân lập từ cải xanh, cải ngọt, cải thìa, cải ngồng đều có đặc điểm hình thái điển hình, sợi nấm phân nhánh vuông góc, hạch nấm hình cầu, màu nâu đậm. Mẫu R-CX (từ cải xanh) có khả năng gây bệnh mạnh nhất, xuất hiện triệu chứng sau 2 ngày, tỷ lệ bệnh 100%, mức độ gây bệnh nặng (cấp 4).

2. Phân lập nấm Chaetomium sp.: Từ 80 mẫu đất, 13 dòng Chaetomium sp. được phân lập (CT01-CT13). Trong điều kiện in vitro, dòng CT07 có hiệu suất đối kháng cao nhất với PIRG đạt 83,4%. Bảy dòng khác có hiệu suất từ 38,8% đến 72,5%, năm dòng không có khả năng đối kháng.

3. Hiệu quả phòng bệnh trong nhà lưới: Xử lý hạt giống bằng dịch nấm Chaetomium CT07 giúp phòng bệnh lở cổ rễ trên cải xanh đạt 68,6-70,1%, trên cải ngọt đạt 73,6-74,1%. Khi phun nấm CT07 lên cây nhiễm bệnh, hiệu quả trừ bệnh sau 5 ngày đạt 66,9-68,1% (cải xanh) và 69,2-78,0% (cải ngọt), giảm dần còn 60,4-61,4% và 67,0-72,0% sau 15 ngày.

4. Ảnh hưởng đến sinh trưởng cây: Các chỉ tiêu chiều cao cây, chiều dài rễ, trọng lượng tươi và khô của cây cải xử lý nấm CT07 đều cao hơn đáng kể so với đối chứng không xử lý, cho thấy nấm Chaetomium không chỉ phòng bệnh mà còn kích thích sinh trưởng.

Thảo luận kết quả

Hiệu suất đối kháng cao của dòng CT07 phù hợp với các nghiên cứu trước đây về khả năng sinh enzyme ngoại bào và kháng sinh của Chaetomium sp. Sự giảm hiệu quả phòng bệnh theo thời gian có thể do mật độ nấm đối kháng giảm hoặc điều kiện môi trường không ổn định. Kết quả thí nghiệm nhà lưới chứng minh tiềm năng ứng dụng thực tế của nấm Chaetomium trong kiểm soát sinh học bệnh lở cổ rễ, góp phần giảm sử dụng thuốc hóa học.

So sánh với các nghiên cứu trong và ngoài nước, hiệu quả phòng bệnh đạt mức cao, đồng thời cải thiện sinh trưởng cây, phù hợp với mục tiêu phát triển nông nghiệp bền vững. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ hiệu suất đối kháng PIRG của các dòng nấm, biểu đồ tỷ lệ phòng bệnh theo thời gian và bảng so sánh chỉ tiêu sinh trưởng cây.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Phát triển chế phẩm sinh học từ dòng Chaetomium CT07: Tập trung nhân giống và sản xuất quy mô chế phẩm sinh học để ứng dụng rộng rãi trong canh tác rau họ thập tự, nhằm giảm thiểu sử dụng thuốc hóa học. Thời gian triển khai trong 1-2 năm, chủ thể là các công ty công nghệ sinh học và viện nghiên cứu.

2. Áp dụng xử lý hạt giống và phun nấm Chaetomium trong nhà lưới và đồng ruộng: Khuyến khích nông dân sử dụng phương pháp xử lý hạt giống với dịch nấm và phun nấm CT07 vào giai đoạn cây con để phòng bệnh hiệu quả, nâng cao năng suất. Thời gian áp dụng ngay trong vụ mùa tiếp theo.

3. Tăng cường nghiên cứu đa dạng chủng nấm đối kháng: Mở rộng khảo sát các dòng Chaetomium khác có tiềm năng đối kháng để phát triển các chế phẩm đa chủng, tăng tính ổn định và hiệu quả phòng bệnh. Chủ thể là các viện nghiên cứu nông nghiệp, thời gian 3-5 năm.

4. Đào tạo và chuyển giao công nghệ cho nông dân: Tổ chức các khóa tập huấn về kỹ thuật sử dụng nấm đối kháng, quản lý bệnh sinh học, nhằm nâng cao nhận thức và kỹ năng cho người sản xuất. Thời gian triển khai liên tục hàng năm, chủ thể là các trung tâm khuyến nông và trường đại học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nông dân và nhà sản xuất rau họ thập tự: Nhận biết và áp dụng biện pháp sinh học phòng trừ bệnh lở cổ rễ, nâng cao năng suất và chất lượng rau an toàn.

2. Các công ty sản xuất chế phẩm sinh học: Tham khảo quy trình phân lập, đánh giá và ứng dụng nấm Chaetomium sp. để phát triển sản phẩm mới, mở rộng thị trường.

3. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Bảo vệ thực vật, Nông học: Học hỏi phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật phân lập và đánh giá nấm đối kháng, làm cơ sở cho các đề tài tiếp theo.

4. Cơ quan quản lý và khuyến nông: Xây dựng chính sách, chương trình hỗ trợ phát triển nông nghiệp bền vững, thúc đẩy ứng dụng công nghệ sinh học trong sản xuất rau an toàn.

Câu hỏi thường gặp

1. Nấm Chaetomium sp. có an toàn cho cây trồng và môi trường không?
   Nấm Chaetomium sp. là vi sinh vật tự nhiên trong đất, không gây hại cho cây trồng và môi trường. Nghiên cứu cho thấy nó còn kích thích sinh trưởng cây và cải tạo đất, phù hợp với nông nghiệp bền vững.

2. Hiệu quả phòng bệnh của nấm Chaetomium sp. kéo dài bao lâu?
   Hiệu quả cao nhất đạt được trong 5 ngày sau phun, giảm dần nhưng vẫn duy trì trên 60% sau 15 ngày. Do đó, cần phun bổ sung định kỳ để duy trì hiệu quả phòng bệnh.

3. Phương pháp xử lý hạt giống bằng nấm Chaetomium sp. được thực hiện như thế nào?
   Hạt giống được khử trùng bề mặt, ngâm trong huyền phù nấm Chaetomium với mật độ 10^8 CFU/ml trong 30 phút, sau đó làm ráo và gieo vào đất đã chủng nấm bệnh, giúp phòng bệnh hiệu quả.

4. Có thể sử dụng nấm Chaetomium sp. kết hợp với thuốc hóa học không?
   Không nên pha trộn trực tiếp với thuốc hóa học vì có thể làm giảm hoạt tính của nấm đối kháng. Nên sử dụng riêng biệt hoặc kết hợp biện pháp quản lý tổng hợp để tối ưu hiệu quả.

5. Nấm Chaetomium sp. có thể áp dụng cho các loại rau khác ngoài họ thập tự không?
   Nấm Chaetomium sp. có phổ đối kháng rộng với nhiều nấm bệnh khác nhau, do đó có tiềm năng ứng dụng cho nhiều loại rau và cây trồng khác, tuy nhiên cần nghiên cứu cụ thể từng loại cây.

Kết luận

• Đã phân lập thành công 13 dòng nấm Chaetomium sp. từ đất, trong đó dòng CT07 có hiệu suất đối kháng cao nhất (83,4%) với nấm Rhizoctonia solani.
• Nấm Chaetomium CT07 thể hiện hiệu quả phòng bệnh lở cổ rễ trên cải xanh và cải ngọt đạt trên 70% khi xử lý hạt giống và phun nấm trong nhà lưới.
• Sử dụng nấm Chaetomium CT07 giúp cải thiện các chỉ tiêu sinh trưởng cây như chiều cao, chiều dài rễ, trọng lượng tươi và khô.
• Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc phát triển chế phẩm sinh học từ nấm Chaetomium sp. phục vụ sản xuất rau an toàn, bền vững.
• Đề xuất triển khai ứng dụng thực tế, mở rộng nghiên cứu đa dạng chủng và đào tạo chuyển giao công nghệ trong 1-2 năm tới nhằm nâng cao hiệu quả kiểm soát bệnh và phát triển nông nghiệp sinh thái.

Luận văn là tài liệu tham khảo quan trọng cho các nhà nghiên cứu, doanh nghiệp và người sản xuất trong lĩnh vực bảo vệ thực vật và nông nghiệp bền vững. Hành động ứng dụng biện pháp sinh học ngay hôm nay sẽ góp phần bảo vệ môi trường và nâng cao giá trị nông sản Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TONG QUAN 1. Đặc điểm của nam Chaetomium sp. Giới thiệu chung về nam Chaetomium sp. Chi Chaetomium thuộc Giới: Fungi Ngành: Ascomycota Lớp: Sordariomycetes Bo: Sordariales Ho: Chaetomiumceae Chi: Chaetomium (Theo Soytong va cs 1989).

Bộ Sordariales có 120 chi và 700 loài khác nhau. Riêng chi Chaetomium cô khoảng 300 loài khác nhau. Các loài Chaetomium sp. có đặc trưng riêng là có các lông bao, còn gọi là “sợi tóc”; cellulose là vật chất cần thiết cho sự sinh trưởng và phát sinh bào tử.

Nam Chaetomium sp. được tim thấy trên nhiều loại bề mặt vật chất khác nhau ở điều kiện ấm áp và khô như: phân, rơm, giấy, hạt, mảnh vụn thực vật, lông chim.Nhưng môi trường sống chủ yếu vẫn là ở trong đất. Theo Soytong và Quimio (1989), các loài Chaetomium sp. có thé được phân lập bằng phương pháp bay nam bằng mảnh giấy lọc đặt trên bề mặt dat 4m trong dia petri.

Đặc điểm hình thái của nắm Chaetomium sp. Khuẩn ty: phát triển nhanh trên môi trường thạch khoai tây, kích thước 6 — 9 cm sau 9 — 10 ngày nuôi cấy. Khuẩn ty ban đầu có màu trắng như bông, sau chuyển sang màu xám nhạt, rồi dan chuyển sang màu nâu đen do sự hình thành các qua thé ascoma. Các quả thể này có dạng hình cầu hoặc hình quả lê, kích thước lớn, hình thành rải rác khắp bề mặt khuẩn lạc, tạo thành đám màu nâu đen khi già (Soytong, 1991).

Sợi nam: Soi nam có vách ngăn, có mau xám hoặc nâu nhạt, moc từ môi trường và từ sợi khí sinh (Soytong, 1991). Cơ quan sinh sản: Quả thê hình quả lê phình ra ở giữa, có màu tối (đen hoặc nâu đen), có mở lỗ; có nhiều lông bao mọc xung quanh bên ngoài, kích thước 100 — 500 x 100 — 400 um, với các kiểu dang và độ dày mỏng khác nhau tuỳ loài; có loại thang hay uốn nếp kiểu gon sóng, loại ngoằn ngoèo kiểu ruột già, loại chỉ ngoằn ngoèo trên đỉnh sợi, loại xoăn lọn, loại đơn giản, loại phân nhánh (Soytong, 1991). Quả thé lúc còn non có hình cavat đến hình gậy chứa đựng từ 4 — 8 bao tử màu nâu. Khi quả thé chín các nang nam giống như cột trụ hoặc hình chùy nhú lên từ đầu của qua thé, chứa các nang bao tử thắng hoặc không thang hàng.

Kích thước của nang nam là 68 — 84 x 5 — 7 wm. Các nang bào tử có màu, thành tế bào nhẫn, có nhiều hình dang khác nhau (chủ yếu là hình quả chanh) với 1 lỗ mầm, kích thước 10 — 12x 2. Bao tử bọc sinh ra từ túi bào tử hình trụ hoặc sợi nam, kích thước bào tử 7 — 8 x 5 — 6 um (Rai và Mukerrji, 1964). Các dạng qua thé và bào tử của nam Chaetomium (Wang va cs, 2016).

Chú thích: A; B; C; D: Các dạng quả thé của nắm Chaetomium; E; F; G; H; J: Các dạng bào tử của nam Chaetomium 1. Đặc điểm phân bố của nắm Chaetomium sp. Nam Chaetomium sp. là một trong những nhóm nắm lớn nhất trong hệ vi sinh vật đất phân bố rộng rãi trong tự nhiên, và sự phân bố của cũng tuân theo quy luật như các loài vi sinh vật khác.

Số lượng của nắm Chaetomium sp. chủ yêu nằm trong các tầng đất dưới. Đặc biệt ở tầng đất sâu 25 — 30 cm thì số lượng Chaetomium sp.co nhiều nhất (Soytong và Quimio, 1989). Yếu tố dinh dưỡng, sinh trưởng và phát triển của nắm Chaetomium sp.

Nguồn carbon: Khả năng hấp thụ nguồn carbon khác nhau của các chủng nam Chaetomium sp. được ứng dụng trong việc sản xuất chế phẩm sinh học phòng trừ nắm bệnh hại cây trồng (Soytong, 1990). Các chủng nắm này hấp thụ tốt một số loại đường như Saccharose, glucose, fructose, cellubioseza, D- lactose, D-maltose, tinh bột, ri đường, axit malic, L- arabinoea dé tổng hop năng lượng, hấp thụ kém đối với rượu, N-amylic, citric acid. sử dụng rất tốt với các loại đường fructose, saccharose, galactose, ribose, cellobiose (Bainier, 1910).

Nhưng cũng có những nghiên cứu cho thấy rang, trong môi trường không cần đường thi Chaefomium sp. van phát triển tốt. Các loài Chaetomium hấp thụ cả hợp chat vô cơ và hữu cơ có chứa nitơ, nhưng ưa môi trường có chứa L-triptophan và L-glutamic. Prolin nhanh chóng bị phân giải bởi Chaetomium globosum và sử dụng các sản pham của quá trình phân giải đó (Rai và MukerrjI, 1964).

Nguồn nitơ (dam): Theo Soytong (1988), thì các loài Chaetomium hap thụ cả hợp chất vô cơ và hữu cơ có chứa nitơ, nhưng ưa môi trường có chứa L- triptophane và L-glutamic. Prolin nhanh chóng bị phân giải bởi Chaetomium globosum va sử dụng các sản phẩm của quá trình phân giải đó. lucknowense thích hợp sử dung đạm nitrat natri, nitrat amon sử dụng kém hơn. Cũng theo Soytong thì có những loài hap thụ tốt muối amon đó là C mollicellum, C.

Trên môi trường có chứa casein ức chế sinh trưởng của nhiều loài Chaefomium. Độ âm: Độ âm tương đôi là ảnh hưởng dén sự nảy mâm của bào tử và phát triển các cơ quan dinh dưỡng của nam Chaetomium. Bao tử nam Chaefomium cô thé nay mầm trong một phổ độ 4m tương đối rộng 30-100%, nhưng phù hợp nhất là 70-100%. Bao tử nam Chaetomium có thê nảy mầm cả khi ở các vùng đất khô hạn vì tiết ra ergosterol (Sekita và cs, 1981).

Nhiệt độ: Nam Chaetomium phát triển trong một pho nhiệt độ rộng từ 3- 52°C. Mỗi loài Chaetomium lại có khoảng nhiệt độ thích nghi riêng như: C. Nguồn gốc xuất xứ có ảnh hưởng lớn đến khoảng nhiệt độ sinh trưởng thích hop của nam Chaetomium. globosum, nhưng khi phân lập ở Trung Quốc trong vùng khí hậu ôn đới thì nhiệt độ thích hợp là 12 — 15°C và phát triển tối ưu cả ở Nga, nhưng cũng loài đó khi phân lập ở Thái Lan thì nhiệt độ thích hợp là 25-30°C.

Khi nhiệt độ lên cao quá thì nắm Chaetomium chậm sinh trưởng, bề mặt map mô, không bằng phẳng (Umeda, 1981). Tuy nhiên nhiệt độ không ảnh hưởng rõ rệt đến hoạt tính đối kháng của nắm Chaetomium (Bordeau và Andrew, 1987). Ánh sáng: Ánh sáng ảnh hưởng đến hoạt động và quá trình sinh trưởng của nam Chaetomium. Trong điều kiện tối, quá trình sinh bào tử chậm hơn trong điều kiện chiếu sáng, nhưng số lượng bào tử điều kiện chiếu sáng liên tục sẽ ít hơn so với điều kiện tối.

Trong điều kiện sáng xen tối thì lượng bào tử và lượng nam sinh khối thu được là cao nhất. Trong điều kiện chiếu sáng liên tục sẽ ức chế sự tạo thành sinh khối, sự hình thành bào tử và sự tăng trưởng phát triển của sợi nấm. Nhưng thì ánh sáng không có ảnh hưởng rõ rệt đến một số chủng nắm Chaetomium sp. pH: Là một yếu tổ quan trọng liên quan đến sự sinh tồn của nam Chaetomium.

Mặc du các loài Chaetomium khác nhau có thé phát triển ở các mức pH khác nhau, những loài cụ thể có độ pH tối ưu khác nhau, C.cupreum (pH 5-6), nhưng C. /ucknowense thích hợp pH 3-8 (Soytong, 1991). Hoạt tính co bản của nắm Chaetomium sp. Một trong những hoạt tính cơ bản và quan trọng của loài Chaetomium sp.

là khả năng sinh enzyme ngoại bào mạnh như cellulase. Cellulase là enzyme phổ biến ở nhiều loài Chaetomium sp. Day là enzyme khá quan trọng trong quá trình sống của loài nam này. Nam Chaetomium không chỉ giúp phân giải các xác thực vật tạo nguồn đỉnh dưỡng cho sinh trưởng và phát triển của nam mà còn tạo cơ chế dé xâm nhập và phá hủy một số loại nấm gây bệnh khác bang cách ức chế sự tổng hợp thành tế bào nam như ức chế hình thành thành tế bào 3 - D - glucan của nam.

Đây là một trong những cơ chế cơ bản dé ky sinh trên nam bệnh của Chaetomium sp. Ngoài ra, Chaetomium sp. còn kích thích sinh trưởng của cây bằng cách tiết ergosterol làm tăng độ mùn trong đất, từ đó kích thích cây sinh trưởng làm tăng sức dé kháng cho cây. Nam Chaetomium sp.

có khả năng sản sinh ra bao tử trong vùng đất của rễ cây trồng, có khả năng cạnh tranh dinh dưỡng mạnh hơn so với nắm bệnh, nhất là trong điều kiện đất có nhiều mun hơn (Di-pietro, 1991). còn có khả năng tông hợp được các chất hoạt hóa sinh học nhóm Mycotoxin (Chaetoglobosin Q, R, T, U) và nhóm Epipolythiodioxopiperazine (Chaetoglobosin A, B, C). Đây là nhóm chất có hoạt tính kháng nắm, có khả năng tiêu điệt các tế bào nắm bệnh bằng cách phá hủy màng tế bào, làm cho nguyên sinh chat bị phá vỡ ra ngoài và mat đi độc tính của nắm bệnh, kết quả là làm giảm hiệu quả của tác nhân gây bệnh cũng như mức độ nhiễm bệnh (Di-pietro, 1991). | ø Z PPS Sw MII A | kg vd r% | 9 9 ) ` on G: chaetoglobusinC H: chaetoviridins A a Ị x “= | o> ` ~^m { ‘ Moy > H 0H 1: chactovindins B J: rotionnol Hình 1.

Một số chat kháng sinh của nam Chaetomium có hoạt tinh ức chế nam gây bệnh (Keawchai va cs, 2009). -Chaetomium có khả năng tiết ra 4 loại kháng sinh quý hiếm. Các chất này có khả năng ức chế, phá vỡ tế bào, xâm nhiễm, tiêu diệt các loài nam hai một cách khá dé dang (Soytong, 1989). -Chaetomium sản sinh ra chất Chaetoglobusin C có khả nang ức chế sinh trưởng của một số năm gây bệnh cây như Colletotrichum gloeosporioides, Coldematium, Fusarium oxysporum, Phytophthora pahnivora, Pparasiica, P.cactorum, Pyricularia oryzae, Rhizoctonia solani va Sclerotium rolfsli (Soytong va cs.

Chat Chaetoviridins A va B có khả năng ức chế sinh trưởng một số nam như Pyricularia oryzae, Pythium ultimum (Park và cs., 2005) Chat Rotiorinois: do nam C. cupreum tạo ra có kha năng ức chế sinh trưởng của nhiều tác nhân gây bệnh gồm cả nam va vi khuẩn (Kanokmedhakul va cs. Chaetomium là nhóm nam có hệ enzyme ngoại bào phong phú có khả năng tao cellulases, chitinases và beta-1,3-glucanases. Cac enzyme này giúp Chaetomium có thé phân hủy vách tế bảo nam that (fungi) được cấu tạo bởi chitin (là các chuỗi N-acetyl-D-glucosamine không phân nhánh) và B-1,3-glucan hay vách tế bào của nam trứng (Phytophthora, Pythium), được cấu tạo bởi cellulose và glucan (Cao và cs, 2009; Gao và cs, 2005a; Gao va cs, 2005b; Kaewchal và cs, 2009; Sun va cs, 2006; Ya fen & Jin-jie, 2005).

Thực tế khi xử lý chế phẩm sinh học được sản xuất từ các chủng nam Chaetomium, cây sinh trưởng phat trién manh va cho nang suat, chat lượng cao hon, cả trong điều kiện nhà kính và ngoài đồng ruộng, Chaetomium được biết có khả năng sản sinh một lượng cơ chất ergosterol khá lớn. Chính ergosterol là một nhóm hợp chất chuyền hóa có nguồn gốc từ nắm có khả năng cải tạo đất làm cho đất thêm màu mỡ, tăng độ phì nhiêu của đất, cải thiện cấu trúc đất, kích thích sự phát triển của cây (Eash và cs, 1994).