Chương 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. CƠ SỞ CỦA ĐỀ TÀI 1. Cơ sở khoa học 1.
Cơ chế tác động của vi khuẩn Pseudomonas putida lên nấm Phytophthora capsici Pseudomonas putida thực hiện một sự trao đổi chất rất phức tạp, các protein kiểm soát một con đường cụ thể không chỉ phụ thuộc vào tín hiệu nhận được, mà còn quản lý các con đường. Và lần lượt, một khi các tín hiệu nhận được, nó thông báo cho tế bào của oxy và chất dinh dưỡng có sẵn. Một protein quan trọng là protein CRC là một phần của các con đường dẫn truyền tín hiệu điều hòa sự chuyển hóa carbon. Nó cũng có chức năng sản xuất màng sinh học [52].
Chỉ một đơn vị hình thành khuẩn lạc của chủng P. putida (109 CFU/ml) nhưng khi tiếp xúc với bào tử động của nấm P. capsici sẽ tạo thành một vòng tròn bao quanh và trong vòng 30 giây nó sẽ làm cho bào tử của nấm này ngừng hoạt động. Bào tử động của nấm bị biến dạng thành các hạt và giảm dần trong vòng 60 giây.
Sau 10 - 30 giây tiếp theo, bào tử động của nấm biến mất hoàn toàn. Theo Trần Thị Thu Hà và CS (2007), các chủng vi khuẩn Pseudomonas tiết ra các chất hoạt hóa bề mặt có khả năng làm nổ (vở) bào tử động của nấm P. infestans trong vòng 90 giây sau khi tiếp xúc [40]. Chế phẩm sinh học Chể phẩm sinh học là các loại thuốc bảo vệ thực vật có nguồn gốc từ sinh học.
Chúng được sản xuất ra từ các loại thảo dược hay các chủng vi sinh vật được nuôi cấy trên môi trường dinh dưỡng khác nhau theo phương pháp thủ công, bán thủ công hoặc phương pháp lên men công nghiệp để tạo ra chế phẩm có chất lượng cao, có khả năng phòng trừ các loại sâu, bệnh cây trồng nông, lâm nghiệp và kích thích sinh trưởng của cây [56]. Ưu thế của việc sử dụng vi sinh vật để sản xuất chế phẩm Trong nghiên cứu di truyền học, các đối tượng vi sinh vật có nhiều ưu thế hơn hẳn các động vật, thực vật bậc cao. Thời gian thế hệ ngắn, tốc độ sinh sản nhanh. Tăng vọt số lượng cá thể: PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 5 Số lượng cá thể lớn giúp nâng cao năng suất phân giải di truyền, tức khả năng phát hiện các đột biến và tái tổ hợp có tần số xuất hiện rất nhỏ.
Ưu thế này lại được tăng thêm nhờ môi trường nuôi đơn giản, dễ nuôi cấy, dễ nhân giống, mà điều kiện nuôi cấy không kồng kềnh, ít tốn diện tích hơn so với nuôi ruồi, nuôi chuột và cây trồng. Môi trường nuôi cấy dễ kiểm soát theo công thức chặt chẽ như khi làm thí nghiệm hóa học. Cấu tạo bộ gen đơn giản. Dễ thu nhận các đột biến: Nhờ ưu thế này mà di truyền học vi sinh vật phát triển rất nhanh hình thành nên di truyền học phân tử và sinh học phân tử.
Dễ nghiên cứu bằng các kỹ thuật vật lý hóa học. Do những ưu điểm kể trên, với việc sử dụng các đối tượng vi sinh vật, di truyền đã bước vào giai đoạn nghiên cứu di truyền "trong ống nghiệm" (in vitro). Mặc dù các vi sinh vật có những đặc điểm riêng nhưng chúng vẫn tuân theo các quy luật di truyền chung, các kết quả thu được có thể đối chiếu áp dụng cho vi sinh vật bậc cao [11]. Đặc điểm của giống tiêu Vĩnh Linh Giống hồ tiêu Vĩnh Linh có nguồn gốc từ tỉnh Quảng Trị.
Lá có kích thước trung bình, thon, dài, xanh đậm. Cây sinh trưởng khỏe, cành quả vươn rộng, gié hoa trung bình 8 - 10 cm, quả to đóng dày trên gié. Giống hồ tiêu Vĩnh Linh thường cho quả muộn hơn các giống hồ tiêu lá nhỏ một năm. Về thời gian thu hoạch giống Vĩnh Linh thường chín sớm hơn một số giống hồ tiêu khác.
Hom giống tiêu từ dây thân Dây thân làm hom giống chỉ được cắt trên các trụ tiêu 1 - 1,5 tuổi trước đó được trồng bằng hom thân. Sử dụng đoạn dây thân bánh tẻ, bỏ phần ngọn. Mỗi hom dây thân có từ 4 - 6 mắt, các mắt phải có rễ bám tốt. Trên mỗi hom dây thân thường có mang 1 - 2 cành quả.
Hom được cắt tỉa bớt các lá non rồi đem giâm trên luống đất tơi xốp trong vườn ươm sao cho 3 đốt phía dưới hom được vùi vào đất. Khi hom ra rễ, đem trồng. Cũng có thể trồng trực tiếp ra ngoài đồng không qua giai đoạn giâm ở vườn ươm. Do sử dụng hom 5 mắt khá dài nên khi dùng dây thân người ta thường trồng trực tiếp hoặc giâm thành luống trong vườn ươm cho đến khi ra rễ rồi đem trồng.
PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 6 Trồng bằng cách này thì khi trồng xong phải che chắn cẩn thận và che chắn ngay, nếu trời không mưa, sau đó 2 - 3 ngày tưới 1 lần. Người ta cũng có thể ươm dây thân trong bầu, nhưng những bầu tiêu phải to và phải đủ độ cao để có thể cắm 2 - 3 mắt xuống dưới mặt bầu. * Nhược điểm: Năng suất không ổn định, mau cỗi và chi phí khi nhân giống bằng dây thân cao hơn so với nhân giống bằng dây lươn. Cắt dây thân chính của trụ tiêu làm ảnh hưởng đến sản lượng và theo các thông tin điều tra sơ bộ thì các vườn nhân giống bằng dây thân thường có tỷ lệ cây bị xoăn lùn (do virus) nhiều hơn so với các vườn tiêu trồng bằng dây lươn [14].
* Ưu điểm: Cây mọc từ cành thân phát triển khỏe, mau ra hoa quả chỉ 2 năm sau khi trồng, năng suất cao, tỷ lệ cây sống cao khi uơm dây thân, đạt 90 %. Cây mọc có cành quả ngay nên không phải đôn dây tiêu [16]. Cơ sở thực tiễn 1. Cơ hội và thách thức của ngành sản xuất hồ tiêu nước ta * Cơ hội: Năm 2010, chỉ chiếm 2,5 % trong tổng số gần 2 triệu ha của năm loại cây công nghiệp lâu năm, nhưng hồ tiêu lại chiếm trên 8 % tổng giá trị kim ngạch của năm loại cây này.
Giá trị xuất khẩu đạt: 8.420 USD/ha, đạt mức cao nhất, gấp 4 lần cao su, gấp 3,8 lần điều, gấp 2,6 lần cà phê, gấp 6 lần chè. Sản phẩm hồ tiêu Việt Nam ngày càng được nhiều thị trường quốc tế biết đến, số lượng, giá trị, chất lượng và sức cạnh tranh của hồ tiêu Việt Nam ngày càng được nâng cao, góp phần thúc đẩy ngành hàng hồ tiêu Việt Nam phát triển. Năng lực tài chính, quản lý, khoa học công nghệ, mở rộng thị trường, xây dựng quảng bá thương hiệu, nâng cao chất lượng, chủng loại sản phẩm hồ tiêu Việt Nam ngày càng chú trọng và tăng cao … là những điều kiện tốt để ngành hồ tiêu Việt Nam phát triển theo hướng hiệu quả và bền vững. Tổng quan về những dự báo, những cơ hội và thách thức trong phạm vi toàn cầu về ngành hồ tiêu, có thể dự đoán trong giai đoạn hiện nay, định hướng đến năm PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 7 2020 và tầm nhìn nhiều năm tới, hồ tiêu Việt Nam vẫn có nhiều lợi thế cạnh tranh trên trường quốc tế về các mặt: “Thiên thời – Địa lợi - Nhân hòa” so với các nước [47].
* Thách thức: Giá tiêu liên tục đạt mức cao những năm gần đây (không như chu kỳ thông thường những năm trước đây) đã kích thích sản xuất phát triển nóng, chứa đựng nhiều rủi ro đó là mang tính tự phát tại những nơi có điều kiện không thuận lợi, khai thác quá mức, lạm dụng tài nguyên đất, lạm dụng phân hóa học làm ô nhiễm môi trường, nguy cơ dịch bệnh lây lan trên diện rộng. Do tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu, xu hướng các hiện tượng thời tiết cực đoan như hạn hán, lũ lụt xảy ra ngày càng thường xuyên hơn, do tình trạng dịch bệnh gây hại tiêu cũng ngày càng khó lường, do sự già cỗi của nhiều vườn tiêu sau thời gian dài khai thác và do suy kiệt của tài nguyên đất, nước, … tất cả đã gây khó khăn cho sản xuất hồ tiêu [47]. Thiệt hại do bệnh chết nhanh gây ra Bệnh chết nhanh hồ tiêu do nấm P. capsici là một loại bệnh hại nguy hiểm có thể gây nên sự hủy diệt cả vườn tiêu.
Bệnh phát triển nhanh, khó phát hiện và khi phát bệnh thì không còn khả năng phòng trị được nữa. Theo Chi cục Bảo vệ thực vật Gia Lai, tính đến tháng 1 năm 2015 trên địa bàn tỉnh đã có trên 227 ha hồ tiêu bị bệnh chết nhanh. Các địa phương có diện tích hồ tiêu chết nhiều như: ChưPrông 78 ha, IaGrai 30 ha, Đức Cơ 50 ha, Chư Pưh 21 ha, Chư Sê 26 ha. Nếu không có biện pháp phòng trừ kịp thời thì thiệt hại do bệnh chết nhanh gây ra sẽ ngày càng nghiêm trọng hơn trong thời gian tới [58].
Nguồn gốc và ưu điểm của chế phẩm sinh học Pseudomonas Pseudomonas là vi khuẩn xuất hiện ở mọi nơi trong môi trường. Sự biến dưỡng dễ thay đổi và linh động của chúng làm cho chúng có thể sống ở nhiều môi trường khác nhau như nước, đất, trên cây và trong các động vật. Trong số những loài Pseudomonas này, có những loài tiêu biểu có thể được sử dụng trong công nghệ sinh học. Đặc điểm hình thái học chung cho Pseudomonas là gram âm, tế bào hình que, di động bằng roi ở đầu và không có bào tử.
Đặc điểm sinh lý là dị dưỡng, không lên men, linh hoạt về dinh dưỡng, không quang hợp hoặc cố định nitroge. Nó phát triển tối ưu ở 25- 30 0C và có thể dễ dàng cô lập. Bề mặt các vùng rễ, gốc, cho phép vi khuẩn phát triển mạnh từ các chất dinh dưỡng gốc. Trong đó, Pseudomonas putida gây ra sự PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 8 phát triển của thực vật và bảo vệ thực vật từ tác nhân gây bệnh.
Bởi vì Pseudomonas putida hổ trợ trong việc thúc đẩy phát triển của cây, các nhà nghiên cứu sử dụng nó trong nghiên cứu công nghệ sinh học để phát triển thuốc trừ sâu sinh học và cải thiện sức khỏe của thực vật [36]. * Nguồn gốc chế phẩm Pseudomonas: Vi khuẩn Pseudomonas putida đã được Trần Thị Thu Hà và CS (2007) lấy mẫu từ vùng rễ hồ tiêu Quảng Trị đưa về phân lập, nghiên cứu về cơ chế ức chế nấm P. capsici và khả năng tiết indole acetic acid (IAA) kích thích sinh trưởng của cây hồ tiêu giâm hom và hồ tiêu giai đoạn kinh doanh. Hiện nay đang được tiến hành sản xuất chế phẩm để đưa ra thí nghiệm thực tế [27].