Nghiên Cứu Bệnh Nứt Thân Chảy Nhựa Cây Dưa Hấu (Citrullus lanatus) Do Nấm Didymella bryoniae

Bệnh nứt thân chảy nhựa trên cây dưa hấu (Citrullus lanatus) do nấm Didymella bryoniae gây ra là một trong những vấn đề… 190 trang · Đại học Huế · 2024.

• Tác giả: Ngô Thạch Quỳnh Huyên
• Người hướng dẫn: GS. Trần Đăng Hòa
• Trường học: Đại học Huế
• Chuyên ngành: Bảo vệ thực vật
• Đề tài: Nghiên Cứu Bệnh Nứt Thân Chảy Nhựa Cây Dưa Hấu Do Nấm Didymella bryoniae
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Huế

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY DƯA HẤU
• 1.1.1. Nguồn gốc và sự phân bố cây dưa hấu
• 1.1.2. Đặc điểm hình thái và sinh lý cây dưa hấu
• 1.1.3. Giá trị dinh dưỡng và kinh tế của cây dưa hấu
• 1.2. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT DƯA HẤU TRÊN THẾ GIỚI, TẠI VIỆT NAM VÀ PHÚ YÊN
• 1.3. NGHIÊN CỨU VỀ BỆNH NỨT THÂN CHẢY NHỰA TRÊN CÂY DƯA HẤU DO NẤM Didymella bryoniae GÂY RA
• 1.3.1. Vị trí phân loại nấm Didymella bryoniae
• 1.3.2. Đặc điểm hình thái và di truyền nấm Didymella bryoniae
• 1.3.3. Bệnh nứt thân chảy nhựa trên cây dưa hấu do nấm Didymella bryoniae gây ra
• 1.3.4. Các nghiên cứu về nấm Didymella bryoniae trên Thế giới và Việt Nam
• 1.4. BIỆN PHÁP SINH HỌC TRONG PHÒNG TRỪ TÁC NHÂN GÂY BỆNH
• 1.4.1. Vi khuẩn Bacillus và khả năng kiểm soát tác nhân gây bệnh cây trồng
• 1.4.2. Vi khuẩn Bacillus và khả năng kích thích sinh trưởng thực vật
• 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU
• 2.2. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
• 2.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 2.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.4.1. Điều tra, đánh giá tình hình sản xuất và sâu bệnh gây hại trên dưa hấu tại Phú Yên
• 2.4.2. Thu thập, phân lập và định danh tác nhân gây bệnh nứt thân chảy nhựa trên cây dưa hấu
• 2.4.3. Đánh giá khả năng xâm nhiễm, gây bệnh và gây hại cây dưa hấu của các dòng nấm Didymella bryoniae thu thập tại Phú Yên
• 2.4.4. Đánh giá khả năng kiểm soát sự phát triển nấm Didymella bryoniae của một số chủng vi khuẩn Bacillus spp. trong điều kiện in vitro
• 2.4.5. Đánh giá khả năng hạn chế bệnh nứt thân chảy nhựa do nấm Didymella bryoniae của một số chủng vi khuẩn Bacillus spp. trong điều kiện nhà lưới có lây nhiễm bệnh nhân tạo
• 2.4.6. Hiệu quả hạn chế bệnh nứt thân chảy nhựa do nấm Didymella bryoniae gây ra và kích thích sinh trưởng cây dưa hấu của một số chủng vi khuẩn Bacillus spp. chọn lọc điều kiện ngoài đồng ruộng
• 2.4.7. Đánh giá khả năng kích thích sự sinh trưởng và phát triển cây dưa hấu của một số chủng vi khuẩn Bacillus spp. trong điều kiện in vitro
• 2.4.8. Đánh giá khả năng kích thích sự tăng trưởng và phát triển của cây dưa hấu của một số chủng vi khuẩn Bacillus spp. chọn lọc trong điều kiện nhà lưới
• 2.4.9. Đánh giá khả năng kích thích sự tăng trưởng và phát triển của cây dưa hấu của một số chủng vi khuẩn Bacillus spp. chọn lọc trong điều kiện ngoài đồng ruộng
• 2.4.10. Phân lập hoạt chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh từ chủng vi khuẩn Bacillus spp.
• 2.4.11. Xử lý số liệu
• 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ CÁC ĐỐI TƯỢNG SINH VẬT GÂY HẠI TRÊN CÂY DƯA HẤU TẠI PHÚ YÊN
• 3.1.1. Thời vụ gieo trồng và cơ cấu giống dưa hấu tại Phú Yên
• 3.1.2. Công thức luân canh dưa hấu ở Phú Yên
• 3.1.3. Tình hình sâu, bệnh hại cây dưa hấu ở Phú Yên
• 3.2. KẾT QUẢ THU THẬP, PHÂN LẬP VÀ ĐỊNH DANH TÁC NHÂN GÂY BỆNH NỨT THÂN CHẢY NHỰA CÂY DƯA HẤU
• 3.2.1. Kết quả đánh giá các triệu chứng bệnh nứt thân chảy nhựa do nấm Didymella bryoniae gây ra trên cây dưa hấu ngoài đồng ruộng
• 3.2.2. Kết quả khảo sát đặc điểm hình thái của tác nhân gây bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu bằng hình thái
• 3.2.3. Kết quả định danh tác nhân gây bệnh nứt thân chảy nhựa trên cây dưa hấu bằng kỹ thuật sinh học phân tử
• 3.3. KHẢ NĂNG XÂM NHIỄM, GÂY BỆNH VÀ GÂY HẠI CÂY DƯA HẤU CỦA NẤM Didymella bryoniae THU THẬP VÀ PHÂN LẬP TẠI PHÚ YÊN TRONG ĐIỀU KIỆN NHÀ LƯỚI
• 3.3.1. Khả năng xâm nhiễm tự nhiên hay có tác động cơ học của nấm Didymella bryoniae thu thập và phân lập tại Phú Yên trong điều kiện nhà lưới
• 3.3.2. Khả năng gây bệnh và gây hại cây dưa hấu của nấm Didymella bryoniae thu thập và phân lập tại Phú Yên trong điều kiện nhà lưới
• 3.4. KHẢ NĂNG KIỂM SOÁT SỰ PHÁT TRIỂN NẤM Didymella bryoniae CỦA MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨN Bacillus spp. TRONG ĐIỀU KIỆN IN VITRO
• 3.5. KHẢ NĂNG HẠN CHẾ BỆNH NỨT THÂN CHẢY NHỰA DO NẤM DIDYMELLA BRYONIAE CỦA MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨN Bacillus spp. TRONG ĐIỀU KIỆN NHÀ LƯỚI CÓ LÂY NHIỄM BỆNH NHÂN TẠO
• 3.6. HIỆU QUẢ HẠN CHẾ BỆNH NỨT THÂN CHẢY NHỰA DO NẤM Didymella bryoniae CỦA MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨN Bacillus spp. ĐIỀU KIỆN NGOÀI ĐỒNG RUỘNG
• 3.7. KHẢ NĂNG KÍCH THÍCH TĂNG TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CÂY DƯA HẤU CỦA MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨN Bacillus spp. TRONG ĐIỀU KIỆN IN VITRO
• 3.7.1. Ảnh hưởng của vi khuẩn Bacillus spp. đến tỷ lệ nẩy mầm của hạt dưa hấu
• 3.7.2. Ảnh hưởng của vi khuẩn Bacillus spp. đến chiều dài rễ mầm, chiều dài thân mầm
• 3.8. KHẢ NĂNG KÍCH THÍCH TĂNG TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÂY DƯA HẤU CỦA MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨN Bacillus spp. TRONG ĐIỀU KIỆN NHÀ LƯỚI
• 3.9. HIỆU QUẢ KÍCH THÍCH SỰ SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CÂY DƯA HẤU CỦA MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨN Bacillus spp. Ở ĐIỀU KIỆN ĐỒNG RUỘNG
• 3.9.1. Ảnh hưởng của một số chủng vi khuẩn Bacillus spp. đến chiều dài cây dưa hấu
• 3.9.2. Ảnh hưởng của một số chủng vi khuẩn Bacillus spp. đến số lá trên cây dưa hấu
• 3.9.3. Ảnh hưởng của một số chủng vi khuẩn Bacillus spp. đến đến sự ra hoa của cây dưa hấu
• 3.10. HOẠT CHẤT LIÊN QUAN ĐẾN KHẢ NĂNG KÍCH THÍCH SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CÂY DƯA HẤU CỦA CHỦNG VI KHUẨN Bacillus spp.
• 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu do nấm Didymella bryoniae

Bệnh nứt thân chảy nhựa trên cây dưa hấu (Citrullus lanatus) do nấm Didymella bryoniae gây ra là một trong những vấn đề nghiêm trọng trong sản xuất nông nghiệp. Bệnh này không chỉ ảnh hưởng đến năng suất mà còn làm giảm chất lượng quả. Nấm Didymella bryoniae có thể gây ra thiệt hại lên đến 30% sản lượng trong điều kiện thời tiết thuận lợi. Việc nhận diện sớm và áp dụng biện pháp phòng trừ hiệu quả là rất cần thiết để bảo vệ cây trồng.

1.1. Biểu hiện triệu chứng bệnh nứt thân chảy nhựa

Triệu chứng bệnh nứt thân chảy nhựa trên cây dưa hấu thường bắt đầu bằng các đốm tròn nhỏ màu nâu hoặc đen trên lá. Những đốm này có thể lan rộng và gây héo lá, sau đó phát triển đến thân cây, tạo ra vết nứt và chảy dịch màu nâu. Việc quan sát các triệu chứng này giúp nông dân nhận diện bệnh kịp thời.

1.2. Nguyên nhân gây ra bệnh nứt thân chảy nhựa

Nguyên nhân chính gây ra bệnh nứt thân chảy nhựa là nấm Didymella bryoniae. Nấm này phát triển mạnh trong điều kiện ẩm ướt và nhiệt độ cao, thường xuất hiện trong các vụ mùa ẩm ướt. Việc gieo trồng liên tục cây dưa hấu cũng tạo điều kiện thuận lợi cho nấm phát triển và lây lan.

II. Thách thức trong việc phòng ngừa bệnh nứt thân chảy nhựa

Việc phòng ngừa bệnh nứt thân chảy nhựa do nấm Didymella bryoniae gặp nhiều thách thức. Sử dụng thuốc hóa học là phương pháp phổ biến nhưng có thể gây ra dư lượng thuốc trên sản phẩm và ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Ngoài ra, việc quản lý đất và cây trồng cũng cần được cải thiện để giảm thiểu sự phát sinh của bệnh.

2.1. Hạn chế của thuốc hóa học trong phòng trừ bệnh

Mặc dù thuốc hóa học có hiệu quả trong việc kiểm soát nấm Didymella bryoniae, nhưng việc sử dụng quá mức có thể dẫn đến ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Nông dân cần cân nhắc giữa hiệu quả và an toàn khi sử dụng thuốc.

2.2. Khó khăn trong việc quản lý cây trồng

Quản lý cây trồng không hiệu quả có thể dẫn đến sự tích lũy của nấm gây bệnh trong đất. Việc luân canh cây trồng và cải thiện sức khỏe đất là cần thiết nhưng thường bị bỏ qua trong thực tiễn sản xuất.

III. Phương pháp điều trị bệnh nứt thân chảy nhựa hiệu quả

Để điều trị bệnh nứt thân chảy nhựa do nấm Didymella bryoniae, các phương pháp sinh học đang được nghiên cứu và áp dụng. Sử dụng vi khuẩn có ích như Bacillus spp. có khả năng kiểm soát nấm gây bệnh và kích thích sự phát triển của cây dưa hấu. Đây là một giải pháp bền vững và an toàn cho môi trường.

3.1. Sử dụng vi khuẩn Bacillus trong phòng trừ bệnh

Vi khuẩn Bacillus spp. đã được chứng minh có khả năng ức chế sự phát triển của nấm Didymella bryoniae. Việc áp dụng các chủng vi khuẩn này trong điều kiện nhà lưới cho thấy hiệu quả rõ rệt trong việc hạn chế bệnh nứt thân chảy nhựa.

3.2. Kết hợp biện pháp sinh học và hóa học

Kết hợp giữa biện pháp sinh học và hóa học có thể mang lại hiệu quả cao trong việc kiểm soát bệnh. Việc sử dụng vi khuẩn Bacillus kết hợp với thuốc hóa học có thể giảm thiểu lượng thuốc cần thiết và tăng cường hiệu quả phòng trừ.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu

Nghiên cứu về bệnh nứt thân chảy nhựa do nấm Didymella bryoniae đã chỉ ra rằng việc áp dụng các biện pháp sinh học có thể giảm thiểu thiệt hại do bệnh gây ra. Các thử nghiệm thực địa cho thấy vi khuẩn Bacillus spp. không chỉ kiểm soát bệnh mà còn thúc đẩy sự phát triển của cây dưa hấu.

4.1. Kết quả thử nghiệm vi khuẩn Bacillus

Các thử nghiệm cho thấy vi khuẩn Bacillus spp. có khả năng giảm tỷ lệ bệnh nứt thân chảy nhựa từ 30% xuống còn 10%. Điều này cho thấy tiềm năng lớn của phương pháp sinh học trong quản lý bệnh.

4.2. Ảnh hưởng đến năng suất cây dưa hấu

Việc áp dụng vi khuẩn Bacillus không chỉ giúp kiểm soát bệnh mà còn làm tăng năng suất cây dưa hấu. Năng suất trung bình tăng từ 23,33 tấn/ha lên 28 tấn/ha sau khi áp dụng biện pháp sinh học.

V. Kết luận và triển vọng tương lai trong nghiên cứu

Nghiên cứu về bệnh nứt thân chảy nhựa do nấm Didymella bryoniae đã mở ra hướng đi mới trong việc quản lý bệnh hại cây trồng. Việc áp dụng các biện pháp sinh học không chỉ hiệu quả mà còn bền vững, góp phần bảo vệ môi trường và sức khỏe con người.

5.1. Tương lai của nghiên cứu bệnh nứt thân chảy nhựa

Nghiên cứu cần tiếp tục mở rộng để tìm ra các chủng vi khuẩn mới có khả năng kiểm soát nấm Didymella bryoniae hiệu quả hơn. Việc phát triển các sản phẩm sinh học từ vi khuẩn sẽ là xu hướng trong tương lai.

5.2. Đề xuất các biện pháp quản lý bền vững

Cần xây dựng một hệ thống quản lý tổng hợp, kết hợp giữa biện pháp sinh học và hóa học, nhằm đảm bảo an toàn cho môi trường và nâng cao hiệu quả sản xuất cây dưa hấu.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Cây dưa hấu (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) là cây trồng có giá trị kinh tế quan trọng thuộc họ Bầu bí (Cucurbitaceae). Theo số liệu từ FAOSTAT (2023), năm 2021 Việt Nam nằm trong nhóm 10 đến 12 quốc gia sản xuất dưa hấu lớn trên thế giới với diện tích canh tác khoảng 49.543 ha đến 63.948 ha, năng suất trung bình đạt khoảng 23,99 đến 24,49 tấn/ha. Tại tỉnh Phú Yên, dưa hấu đã trở thành cây trồng phổ biến với diện tích canh tác năm 2021 đạt 1.538,73 ha, sản lượng 35.903,37 tấn và năng suất bình quân đạt 23,33 tấn/ha.

Tuy nhiên, do đặc tính thân thảo mềm, nhiều nước và dinh dưỡng, cây dưa hấu rất mẫn cảm với các đối tượng dịch hại. Trong đó, bệnh nứt thân chảy nhựa do nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm gây ra là bệnh hại nguy hiểm, có thể làm giảm năng suất tới 30% khi gặp điều kiện thời tiết nóng ẩm thuận lợi. Tập quán thâm canh liên tục tại địa phương đã khiến mầm bệnh tích lũy trong đất và tàn dư cây trồng. Hiện nay, việc quản lý bệnh hại phụ thuộc chủ yếu vào thuốc bảo vệ thực vật hóa học, dẫn đến nguy cơ tồn dư hóa chất trên nông sản, gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng xấu đến sức khỏe cộng đồng.

Khoảng trống nghiên cứu được tác giả xác định là: tại khu vực miền Trung nói chung và tỉnh Phú Yên nói riêng, các nghiên cứu chuyên sâu về sự đa dạng di truyền, đặc điểm sinh học của quần thể nấm D. bryoniae còn rất hạn chế; đồng thời việc nghiên cứu ứng dụng các chủng vi khuẩn đối kháng bản địa thuộc chi Bacillus nhằm kiểm soát sinh học bệnh nứt thân chảy nhựa kết hợp kích thích sinh trưởng cây dưa hấu trên quy mô đồng ruộng chưa được thực hiện một cách có hệ thống.

Mục tiêu nghiên cứu

1. Mục tiêu chung: Đánh giá tình hình sản xuất dưa hấu, mức độ gây hại và diễn biến của bệnh nứt thân chảy nhựa do nấm D. bryoniae gây ra trên cây dưa hấu tại Phú Yên; nghiên cứu ứng dụng một số chủng vi khuẩn Bacillus spp. để kiểm soát nấm D. bryoniae nhằm phòng chống bệnh hại đạt hiệu quả.
2. Mục tiêu cụ thể:
   • Đánh giá thực trạng sản xuất dưa hấu tại Phú Yên và mức độ gây hại, diễn biến bệnh nứt thân chảy nhựa do nấm D. bryoniae gây ra.
   • Thu thập, phân lập, định danh tác nhân gây bệnh; đánh giá đặc điểm hình thái, mối quan hệ di truyền và độc tính gây bệnh của các dòng nấm D. bryoniae tại Phú Yên.
   • Tuyển chọn một số chủng vi khuẩn có ích Bacillus spp. có khả năng kiểm soát nấm bệnh, hạn chế bệnh nứt thân chảy nhựa và thúc đẩy sinh trưởng, phát triển cây dưa hấu trong điều kiện phòng thí nghiệm (in vitro), nhà lưới và đồng ruộng.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu:
  • Cây dưa hấu (Citrullus lanatus), giống khảo nghiệm chính là Trang Nông 386.
  • Tác nhân gây bệnh: Nấm Didymella bryoniae thu thập từ các mẫu thân, lá dưa hấu bị bệnh tại đồng ruộng Phú Yên.
  • Tác nhân sinh học: 6 chủng vi khuẩn Bacillus spp. có nguồn gốc từ vùng đất ven sông và ven biển miền Trung Việt Nam (gồm các chủng S1A1, S1F3, S13E2, S13E3, S18F11, S20D12).
• Phạm vi không gian: Nghiên cứu được thực hiện tại 3 vùng sinh thái nông nghiệp trọng điểm của tỉnh Phú Yên:
  1. Vùng đồng bằng (đất phù sa bồi ven sông Ba): Xã Hòa Thành (Thị xã Đông Hòa) và Xã Hòa An (Huyện Phú Hòa).
  2. Vùng bán sơn địa thuộc huyện đồng bằng (đất cát pha, thịt nhẹ): Xã Hòa Hội (Huyện Phú Hòa).
  3. Vùng bán sơn địa thuộc huyện miền núi (đất thịt nhẹ): Xã EaTrol (Huyện Sông Hinh).
• Phạm vi thời gian: Thu thập số liệu thứ cấp từ giai đoạn 2014 - 2021; điều tra thực địa sơ cấp và tiến hành các nội dung nghiên cứu thực nghiệm từ năm 2018 đến năm 2023.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trước đây

• Phân loại và đặc tính nấm Didymella bryoniae: Vị trí phân loại của họ Didymellaceae và chi Didymella đã được làm rõ qua các công trình của Aveskamp và cộng sự (2010), Chen và cộng sự (2015a, 2015b, 2017). Tác nhân gây bệnh nứt thân chảy nhựa có hai giai đoạn sinh sản: sinh sản vô tính (Phoma cucurbitacearum, tạo pycnidia kích thước 120 - 180 µm chứa conidia 6 - 13 µm) và sinh sản hữu tính (Didymella bryoniae, tạo perithecia/pseudothecia 125 - 213 µm chứa bào tử túi ascospore kích thước 15 - 21 × 5 - 8 µm) theo mô tả của Punithalingam & Holiday (1972), Keinath (2002), Newark và cộng sự (2014). Chiu & Walker (1949) là những người đầu tiên nghiên cứu về độc tính và cơ chế xâm nhiễm của nấm qua các enzyme phân giải thành tế bào thực vật như polygalacturonase (PG), pectin lyase (PNL) và cellulase. Việc định danh và phân tích di truyền phân tử được phát triển qua các nghiên cứu sử dụng RAPD, AFLP và giải trình tự vùng ITS rDNA của Somai và cộng sự (2002), Babu (2015), Basim và cộng sự (2016).
• Nghiên cứu về bệnh tại Việt Nam: Vũ Huy Trung và cộng sự (2005) đã bước đầu xác nhận nấm D. bryoniae gây hại trên dưa hấu tại miền Trung và thử nghiệm các loại thuốc hóa học như Topsin M, Viben-C, Ridomil. Nguyễn Thị Thu Nga và cộng sự (2009, 2010) khảo sát cơ chế xâm nhiễm của nấm và đánh giá khả năng đối kháng của vi khuẩn nội sinh Pseudomonas aeruginosa (chủng 231-1) và Bacillus sp. trong nhà lưới. Nguyễn Thanh Giàu và Nguyễn Trung Long (2010) khảo sát hiệu quả xử lý vi khuẩn Pseudomonas fluorescens ngoài đồng ruộng.
• Ứng dụng vi khuẩn Bacillus spp. trong phòng trừ sinh học và kích thích sinh trưởng (PGPR): Nhiều loài Bacillus (như B. subtilis, B. amyloliquefaciens, B. cereus, B. pumilus) có khả năng tiết kháng sinh lipopeptide (surfactin, fengycin, iturin), enzyme phân hủy vách tế bào (chitinase, glucanase) và các hợp chất bay hơi (2,3-butanediol) kích thích tính kháng hệ thống (ISR) (Baker và cs, 1983; Silo-Suh và cs, 1994; Ongena và cs, 2007; Haggag, 2008). Đồng thời, nhóm PGPR này có khả năng hòa tan phosphate khó tiêu, cố định đạm và tổng hợp phytohormone nội sinh như indole-3-acetic acid (IAA) (Lynch, 1990; Glick, 2012; Pérez-Montaño và cs, 2014; Lê Như Cương và cs, 2014, 2019; Hoàng Kim Chi và cs, 2020).

Vị trí và khoảng trống luận án giải quyết

Mặc dù đã có các nghiên cứu lẻ tẻ về bệnh nứt thân chảy nhựa, nhưng chưa có công trình nào đánh giá toàn diện đặc điểm hình thái kết hợp chỉ thị phân tử ITS1/ITS4 của các chủng D. bryoniae tại tỉnh Phú Yên. Luận án giải quyết khoảng trống này bằng cách: xác lập cơ sở dữ liệu giải trình tự gen của nấm bệnh tại địa phương; sàng lọc 6 chủng vi khuẩn Bacillus spp. bản địa qua chuỗi thí nghiệm từ in vitro, nhà lưới có lây bệnh nhân tạo đến đồng ruộng; đồng thời xác định hoạt chất auxin (IAA) sinh học do chủng vi khuẩn tiềm năng nhất tiết ra bằng kỹ thuật cộng hưởng từ hạt nhân (NMR).

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

• Khung dịch tễ học và tương tác ký chủ - mầm bệnh: Đánh giá chu kỳ phát sinh của nấm D. bryoniae, từ nguồn bệnh sơ cấp (hạt giống, đất, tàn dư thực vật) và nguồn bệnh thứ cấp (bào tử phân sinh lây lan qua nước tưới, mưa) xâm nhập qua vết thương cơ học hoặc đĩa áp qua biểu bì.
• Cơ sở sinh học phân tử: Sử dụng vùng phiên mã nội bộ ITS (Internal Transcribed Spacer) của rDNA làm chỉ thị phân tử chuẩn để định danh loài và thiết lập cây phát sinh loài nấm bệnh.
• Cơ chế kiểm soát sinh học và PGPR: Dựa trên lý thuyết về tính đối kháng vi sinh vật (ức chế sợi nấm, cạnh tranh dinh dưỡng) và cơ chế kích thích sinh trưởng thực vật (tổng hợp chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh dạng auxin/IAA).

Phương pháp nghiên cứu thực tế

1. Phương pháp điều tra nông học và dịch hại:
   • Điều tra nông hộ theo phương pháp đánh giá nhanh nông thôn có sự tham gia (PRA) với 90 phiếu điều tra tại 3 vùng sinh thái (30 phiếu/xã).
   • Điều tra thành phần sâu, bệnh hại theo quy chuẩn của Viện Bảo vệ thực vật (1997): định kỳ 7 ngày/lần trong các vụ Đông Xuân, Xuân Hè, Hè Thu 2018 - 2019; mỗi vùng chọn 3 ruộng ($\ge 1000\text{ m}^2$), điều tra 10 điểm ngẫu nhiên theo đường chéo góc, 10 cây/điểm. Tính tần suất bắt gặp $T (%)$ để phân loại mức độ phổ biến.
2. Phương pháp phân lập và nuôi cấy vi sinh vật:
   • Phân lập nấm bệnh từ mô thân bị nứt chảy nhựa theo phương pháp Roger & Dean (2005) trên môi trường thạch nước (WA) và làm thuần trên môi trường PGA có bổ sung kháng sinh rifampicin ($100\text{ mg/ml}$), cấy chuyền trên môi trường 1/4 PDA ở $24^\circ\text{C}$, chiếu sáng 12 giờ/ngày.
   • Nhân nuôi 6 chủng vi khuẩn Bacillus spp. trên môi trường King’s B, ủ ấm $28^\circ\text{C}$ trong 48 giờ, thu dịch huyền phù bào tử và hiệu chỉnh mật độ về $10^6\text{ CFU/mL}$.
3. Phương pháp sinh học phân tử và phân tích di truyền:
   • Ly trích DNA tổng số của tản nấm bằng đệm CTAB theo phương pháp Doyle & Doyle (1987), tinh sạch bằng hỗn hợp Chloroform : Isoamyl alcohol (tỷ lệ 24:1).
   • Khuếch đại đoạn gen ITS bằng phản ứng PCR với cặp mồi ITS1 (5'-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3') và ITS4 (5'-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3'). Chu trình nhiệt: $94^\circ\text{C}$ (1 phút); 30 chu kỳ ($94^\circ\text{C}$ trong 1 phút, $58^\circ\text{C}$ trong 2 phút, $72^\circ\text{C}$ trong 1 phút); kết thúc kéo dài ở $72^\circ\text{C}$ trong 5 phút.
   • Điện di kiểm tra trên gel agarose (Benchmark LE), tinh sạch sản phẩm bằng kit AccuRive Plant/Food sDNA Prep Kit (EX-DNA06) và giải trình tự tại Công ty Apical Scientific Sdn. (Malaysia).
   • Xử lý trình tự bằng phần mềm BioEdit (thuật toán Clustal W), tra cứu BLAST trên cơ sở dữ liệu NCBI GenBank, thiết lập cây quan hệ phát sinh loài bằng phần mềm MEGA Version 11.13 theo mô hình Kimura.
4. Phương pháp bố trí thí nghiệm sinh học:
   • Thí nghiệm lây bệnh nhân tạo: Lây nhiễm dịch nấm hoặc cấy đĩa nấm lên cây dưa hấu Trang Nông 386 giai đoạn 6 lá thật (25 ngày sau gieo) trong nhà lưới để đánh giá thời gian ủ bệnh, tỷ lệ bệnh (TLB), chỉ số bệnh (CSB) và tỷ lệ chết (TLC).
   • Thí nghiệm đối kháng in vitro: Đánh giá khả năng ức chế sợi nấm của dịch vi khuẩn trên đĩa petri ở hai điều kiện nhiệt độ: $25^\circ\text{C}$ (chiếu sáng) và $4^\circ\text{C}$ (che tối).
   • Thí nghiệm nhà lưới và đồng ruộng: Bố trí khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) với các nghiệm thức xử lý vi khuẩn Bacillus spp. (xử lý hạt, tưới gốc và phun lá ở mật độ $10^6\text{ CFU/mL}$) để đánh giá hiệu lực giảm bệnh, tính diện tích dưới đường cong tiến triển bệnh (AUDPC), các chỉ tiêu sinh trưởng (tỷ lệ nảy mầm, chiều dài thân mầm, rễ mầm, chiều dài thân chính, số lá, khả năng ra hoa).
5. Phương pháp xác định hoạt chất sinh học:
   • Chiết xuất chất điều hòa tăng trưởng từ dịch nuôi cấy vi khuẩn Bacillus spp. S20D12; phân tích cấu trúc hoạt chất indole-3-acetic acid (IAA) bằng phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon ($^{13}\text{C-NMR}$) và proton ($^1\text{H-NMR}$).

Nguồn tư liệu và dữ liệu

• Dữ liệu thứ cấp: Niên giám thống kê Cục Thống kê tỉnh Phú Yên (2014 - 2021), số liệu FAOSTAT (2023).
• Dữ liệu sơ cấp: 90 phiếu phỏng vấn PRA tại 3 huyện, dữ liệu giải trình tự gen nấm bệnh đăng ký đối chiếu trên GenBank NCBI, kết quả phổ NMR và hệ thống số liệu thực nghiệm đo đếm sinh học giai đoạn 2018 - 2023.

---

Nội dung chính theo từng chương

Mở đầu

Trình bày bối cảnh kinh tế - kỹ thuật của ngành hàng dưa hấu, tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ thiệt hại nghiêm trọng do nấm D. bryoniae tại Phú Yên và áp lực chuyển đổi phương thức phòng trừ sinh học thay thế thuốc hóa học. Xác lập rõ ràng mục tiêu chung, mục tiêu cụ thể, đối tượng, phạm vi không gian - thời gian và 3 điểm đóng góp mới của luận án.

Chương 1: Tổng quan các vấn đề nghiên cứu

Tổng hợp toàn diện các cơ sở lý luận và thực tiễn liên quan đến đề tài qua 4 phân mục chính:

1. Tổng quan về cây dưa hấu: Phân loại học (Citrullus lanatus), nguồn gốc nhiệt đới châu Phi, đặc điểm sinh lý thực vật (ưa nhiệt từ $21,1 - 35^\circ\text{C}$, thích hợp đất cát pha thoát nước tốt, pH 6,0 - 6,8), giá trị dinh dưỡng cao (chứa 5 - 10% đường, giàu lycopene đạt $48,6\text{ µg/g}$, citrulline, arginine, acid béo không no trong hạt) và giá trị phụ phẩm vỏ dưa hấu.
2. Tình hình sản xuất dưa hấu: Thống kê sản xuất dưa hấu toàn cầu (Trung Quốc dẫn đầu với hơn 60,5 triệu tấn/năm), Việt Nam và tỉnh Phú Yên. Tại Phú Yên, dưa hấu phân bố chính ở các huyện miền núi và đồi gò (Sông Hinh, Sơn Hòa, Đồng Xuân, Tây Hòa, Phú Hòa).

Giai đoạn / Chỉ tiêu	Diện tích (ha)	Năng suất bình quân (tấn/ha)	Sản lượng (tấn)
Phú Yên năm 2014	1.159,00	16,92	19.610,28
Phú Yên năm 2020	1.977,81	23,01	45.509,41
Phú Yên năm 2021	1.538,73	23,33	35.903,37

3. Nghiên cứu về nấm Didymella bryoniae và bệnh nứt thân chảy nhựa: Tổng kết vị trí phân loại, chu kỳ vòng đời vô tính - hữu tính, cấu trúc quả cành, túi bào tử, các nguồn lây nhiễm (bào tử tồn tại trong hạt tới 21 - 24 tháng, tàn dư đất trên 2 năm). Nhiệt độ tối ưu gây bệnh ngoài đồng là $24^\circ\text{C}$, trong phòng thí nghiệm là $23,8 - 27,2^\circ\text{C}$. Độc tính gắn liền với enzyme pectinase và cellulase.
4. Biện pháp sinh học phòng trừ mầm bệnh: Phân tích cơ chế hoạt động của các chủng vi khuẩn vùng rễ (PGPR), tập trung vào chi Bacillus qua cơ chế tiết kháng sinh peptide/lipopeptide, enzyme ly giải tế bào, kích kháng hệ thống (ISR) và sinh tổng hợp phytohormone auxin (IAA) kích thích phát triển rễ và thân.

Chương 2: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chi tiết hóa quy trình triển khai thực nghiệm:

• Địa điểm thu thập 6 chủng vi khuẩn Bacillus spp. khảo nghiệm:
  • Chủng S1A1 và S1F3: Đất ven sông, Duy Xuyên, Quảng Nam.
  • Chủng S13E2 và S13E3: Đất ven biển, Quảng Điền, Thừa Thiên Huế.
  • Chủng S18F11: Đất ven biển, Phong Điền, Thừa Thiên Huế.
  • Chủng S20D12: Đất ven biển, Thăng Bình, Quảng Nam (lưu trữ tại Thừa Thiên Huế).
• Quy trình phân lập và định danh phân tử nấm: Chi tiết hóa từ bước xử lý mẫu bệnh ngoài đồng, khử trùng bề mặt bằng cồn 70%, ủ ẩm, cấy đỉnh sợi nấm trên PGA + rifampicin ($100\text{ mg/ml}$), đến chiết tách DNA bằng CTAB, phản ứng PCR cặp mồi ITS1/ITS4, giải trình tự và phân tích tiến hóa bằng BioEdit và MEGA 11.13.
• Phương pháp khảo nghiệm sinh học: Thiết lập hệ thống đánh giá khả năng ức chế nấm in vitro, thử nghiệm khả năng giảm chỉ số bệnh (CSB), tỷ lệ bệnh (TLB), diện tích AUDPC trong điều kiện nhà lưới lây bệnh nhân tạo và đồng ruộng thực tế; đồng thời bố trí các thí nghiệm theo dõi sự nảy mầm, độ dài rễ mầm, thân mầm, chiều cao thân chính, số lá và tỷ lệ ra hoa đực/cái.

Chương 3: Kết quả và thảo luận

Chương này trình bày toàn bộ kết quả phân tích số liệu thực nghiệm thu được:

1. Thực trạng sản xuất và sâu bệnh hại dưa hấu tại Phú Yên:
   • Vụ Đông Xuân là vụ sản xuất chính (chiếm trên 85% diện tích cả năm), cơ cấu giống chủ yếu là các giống lai F1 thương phẩm như Trang Nông 386, Phù Đổng, Hắc Mỹ Nhân.
   • Công thức luân canh phổ biến nhất tại vùng đồng bằng là Lúa - Dưa hấu - Lúa hoặc Dưa hấu - Lúa - Hoa màu; vùng bán sơn địa là Dưa hấu - Sắn (Mì) hoặc Dưa hấu - Mía.
   • Thành phần sâu hại phổ biến gồm bọ trĩ (Thrips palmi), sâu xanh ăn lá, sâu khoang. Bệnh hại phổ biến và nghiêm trọng nhất là bệnh nứt thân chảy nhựa do D. bryoniae (tần suất bắt gặp $T > 50%$, mức độ rất phổ biến +++ ở cả 3 vùng sinh thái), tiếp theo là bệnh thán thư và sương mai.
2. Thu thập, phân lập và định danh nấm Didymella bryoniae:
   • Đã thu thập và phân lập thành công các dòng nấm bệnh từ 20 điểm thu mẫu đại diện cho 3 vùng sinh thái.
   • Đặc điểm hình thái: Tản nấm trên môi trường PDA ban đầu có màu trắng xám, sau chuyển xám sẫm đến đen ngả xanh; hình thành nhiều quả cành pycnidia màu đen hình cầu ($120 - 180\text{ µm}$); bào tử phân sinh conidia không màu, đơn bào hoặc có 1 vách ngăn, hình trụ elip ($6 - 13\text{ µm}$).
   • Kỹ thuật PCR với cặp mồi ITS1/ITS4 cho sản phẩm khuếch đại kích thước đặc hiệu khoảng $560\text{ bp}$. Kết quả giải trình tự và BLAST trên GenBank cho thấy các mẫu phân lập tại Phú Yên (tiêu biểu như mẫu DB-03) có độ tương đồng trình tự nucleotide từ $99% - 100%$ so với các chủng Didymella bryoniae chuẩn quốc tế trên thế giới.
3. Khả năng gây bệnh và độc tính của nấm D. bryoniae:
   • Kết quả lây bệnh nhân tạo trên dưa hấu Trang Nông 386 trong nhà lưới khẳng định nấm có khả năng xâm nhiễm trực tiếp và qua vết thương cơ học. Triệu chứng đốm lá xuất hiện rõ sau 48 - 72 giờ; sau 7 - 14 ngày xuất hiện vết nứt thân chảy dịch nhờn màu nâu đặc trưng. Dòng nấm DB-03 thể hiện độc tính gây bệnh cao nhất với tỷ lệ bệnh và chỉ số bệnh tăng nhanh sau 14 ngày lây nhiễm.
4. Hiệu lực kiểm soát nấm D. bryoniae của các chủng Bacillus spp.:
   • Trong điều kiện in vitro: Ở $25^\circ\text{C}$ và $4^\circ\text{C}$, cả 6 chủng Bacillus đều thể hiện khả năng ức chế sự phát triển sợi nấm D. bryoniae (dòng DB-03). Chủng Bacillus spp. S20D12 và S18F11 thể hiện đường kính vòng vô khuẩn và hiệu lực ức chế sợi nấm cao nhất kéo dài sau 10 ngày theo dõi.
   • Trong điều kiện nhà lưới (lây nhiễm nhân tạo): Xử lý dịch huyền phù vi khuẩn Bacillus nồng độ $10^6\text{ CFU/mL}$ giúp giảm đáng kể tỷ lệ bệnh, chỉ số bệnh (CSB) và tỷ lệ cây chết so với đối chứng không xử lý; diện tích dưới đường cong tiến triển bệnh (AUDPC) ở nghiệm thức chủng S20D12 đạt mức thấp nhất.
   • Trong điều kiện đồng ruộng: Chủng Bacillus spp. S20D12 duy trì hiệu quả hạn chế bệnh nứt thân chảy nhựa ổn định qua các giai đoạn sinh trưởng của dưa hấu.

Nghiệm thức khảo nghiệm	Hiệu lực ức chế sợi nấm in vitro (sau 10 ngày)	Hiệu lực giảm CSB nhà lưới (%)	Hiệu lực giảm bệnh ngoài đồng ruộng (%)
Đối chứng (Nước cất)	0,00	0,00	0,00
Bacillus spp. S1A1	Trung bình	42,15 - 46,30	40,20 - 45,50
Bacillus spp. S1F3	Trung bình	44,50 - 48,20	42,10 - 47,80
Bacillus spp. S13E2	Trung bình - Khá	50,10 - 53,40	48,60 - 52,10
Bacillus spp. S13E3	Trung bình - Khá	49,80 - 52,70	47,90 - 51,30
Bacillus spp. S18F11	Khá - Cao	58,30 - 62,50	56,40 - 60,20
Bacillus spp. S20D12	Cao nhất	65,40 - 70,80	63,50 - 68,90

5. Khả năng kích thích sinh trưởng và phát triển cây dưa hấu:
   • Xử lý dịch bào tử Bacillus spp. ($10^6\text{ CFU/mL}$) làm tăng tỷ lệ nảy mầm của hạt giống dưa hấu, tăng chiều dài thân mầm và kích thước rễ mầm in vitro rõ rệt so với đối chứng.
   • Trên đồng ruộng, các nghiệm thức xử lý Bacillus spp. S20D12 làm tăng chiều dài thân chính, tăng số lá trên thân, rút ngắn thời gian sinh trưởng và thúc đẩy quá trình phân hóa mầm hoa, gia tăng số lượng hoa cái trên cây sau 30 ngày sau trồng (NST).
6. Xác định hoạt chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh:
   • Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân $^{13}\text{C-NMR}$ và $^1\text{H-NMR}$ từ dịch chiết vi khuẩn Bacillus spp. S20D12 đã ghi nhận các tín hiệu cộng hưởng đặc trưng cho cấu trúc phân tử của Indole-3-acetic acid (auxin/IAA). Đây là bằng chứng hóa sinh chứng minh cơ chế kích thích sinh trưởng rễ và thân mầm của chủng vi khuẩn này.

---

Kết quả và những đóng góp mới

Những đóng góp mới của luận án

1. Về khoa học và phân loại di truyền: Xác định đầy đủ đặc điểm hình thái học, đặc điểm bệnh học và giải trình tự thành công vùng gen ITS của loài nấm Didymella bryoniae gây bệnh nứt thân chảy nhựa trên cây dưa hấu tại 3 vùng sinh thái tỉnh Phú Yên, bổ sung dữ liệu phân tử vào hệ thống GenBank.
2. Về phòng trừ sinh học: Tuyển chọn được tập đoàn vi khuẩn vùng rễ bản địa có ích, xác định được chủng vi khuẩn Bacillus spp. S20D12 có khả năng kiểm soát sự phát triển của nấm D. bryoniae và hạn chế hiệu quả bệnh nứt thân chảy nhựa trên dưa hấu ở cả ba cấp độ nghiên cứu: in vitro, nhà lưới và đồng ruộng.
3. Về cơ chế kích thích sinh trưởng: Bước đầu chứng minh bằng phương pháp phổ học hiện đại ($^{13}\text{C-NMR}$ và $^1\text{H-NMR}$) sự hiện diện của chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh Indole-3-acetic acid (IAA) do chủng vi khuẩn Bacillus spp. S20D12 sinh ra, làm rõ cơ chế gia tăng tỷ lệ nảy mầm, phát triển bộ rễ và chiều dài thân cây dưa hấu.

Kiến nghị và giải pháp đề xuất

• Xây dựng quy trình ứng dụng chế phẩm sinh học từ chủng vi khuẩn Bacillus spp. S20D12 (với mật độ $10^6\text{ CFU/mL}$) kết hợp xử lý hạt giống, tưới gốc định kỳ và phun qua lá nhằm thay thế từng phần hoặc toàn bộ thuốc trừ nấm hóa học trong các vùng chuyên canh dưa hấu.
• Khuyến cáo áp dụng luân canh cây trồng triệt để (tối thiểu 2 năm không trồng cây họ Bầu bí) kết hợp vệ sinh đồng ruộng và thu gom tiêu hủy tàn dư cây bệnh sau thu hoạch.
• Hoàn thiện công nghệ lên men và sản xuất chế phẩm sinh học Bacillus spp. S20D12 dưới dạng bột hoặc dạng lỏng thương phẩm để chuyển giao ứng dụng rộng rãi cho người sản xuất.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu

• Nghiên cứu tập trung thu mẫu nấm bệnh và khảo nghiệm thực tế chủ yếu tại địa bàn tỉnh Phú Yên, chưa mở rộng thu thập toàn diện trên các vùng sinh thái trồng dưa hấu khác ở miền Trung và Tây Nguyên.
• Việc phân tích di truyền nấm mới dừng lại ở chỉ thị vùng phiên mã ITS rDNA, chưa mở rộng phân tích đa locus gen (như LSU, SSU, rpb2, tub2).
• Mới chỉ xác định được hoạt chất IAA qua phổ NMR trên chủng vi khuẩn S20D12, chưa định lượng chi tiết nồng độ IAA và phân lập toàn bộ các nhóm hoạt chất kháng sinh lipopeptide khác (surfactin, fengycin, iturin).

Hướng nghiên cứu tiếp theo

• Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm sinh học từ chủng Bacillus spp. S20D12 ở quy mô pilot và thử nghiệm mở rộng trên các cây trồng khác thuộc họ Bầu bí (dưa lưới, dưa leo, bí đỏ).
• Phân tích sâu cơ chế phân tử kích kháng hệ thống (ISR) trên cây dưa hấu sau khi xử lý vi khuẩn Bacillus khi bị nấm bệnh tấn công.

---

Giá trị tham khảo

Đối tượng thụ hưởng và giá trị học thuật

• Nghiên cứu sinh và học viên chuyên ngành Bảo vệ thực vật, Vi sinh vật học, Nông học: Tài liệu tham khảo có giá trị về phương pháp định danh phân tử nấm bệnh bằng cặp mồi ITS1/ITS4, quy trình sàng lọc PGPR và phương pháp ứng dụng NMR phân tích phytohormone vi sinh vật.
• Giảng viên và nhà khoa học: Cung cấp dẫn liệu khoa học chuẩn xác về bệnh học nứt thân chảy nhựa do D. bryoniae và tiềm năng ứng dụng của chi vi khuẩn Bacillus bản địa tại vùng Duyên hải Nam Trung Bộ.
• Cán bộ khuyến nông và nhà quản lý nông nghiệp: Cơ sở khoa học vững chắc để xây dựng các mô hình quản lý dịch hại tổng hợp (IPM), chỉ đạo chuyển đổi cơ cấu luân canh và giảm thiểu dư lượng thuốc bảo vệ thực vật theo định hướng nông nghiệp an toàn.
• Phần đáng tham khảo nhất: Chương 2 (Quy trình phân lập và kỹ thuật PCR/giải trình tự ITS) và Chương 3 (Bảng số liệu đối kháng nấm của Bacillus spp. và phổ cộng hưởng từ hạt nhân NMR xác định IAA).

---

Câu hỏi thường gặp

1. Tác nhân chính gây bệnh nứt thân chảy nhựa trên cây dưa hấu tại Phú Yên được xác định là loài nấm nào?

Tác nhân gây bệnh được xác định là nấm Didymella bryoniae (Auersw.) Rehm (giai đoạn sinh sản vô tính là Phoma cucurbitacearum), thuộc họ Didymellaceae, bộ Dothideomycetes/Pleosporales, ngành Ascomycota. Sản phẩm PCR khuếch đại vùng ITS rDNA đạt kích thước khoảng $560\text{ bp}$ và có độ tương đồng nucleotide $99% - 100%$ so với các chủng D. bryoniae trên GenBank.

2. Triệu chứng điển hình của bệnh nứt thân chảy nhựa ngoài đồng ruộng biểu hiện như thế nào?

Ban đầu bệnh xuất hiện dưới dạng các đốm nhỏ màu nâu hoặc đen ở mép lá, sau đó lan rộng theo gân lá làm lá bị khô héo. Khi mầm bệnh lan tới cuống lá và thân chính, trên vỏ thân xuất hiện các vết nứt dọc, rỉ dịch nhờn màu nâu vàng hoặc bã trầu; trên bề mặt vết bệnh hình thành nhiều chấm đen li ti là các quả cành (pycnidia).

3. Trong số các chủng vi khuẩn được khảo nghiệm, chủng nào đạt hiệu lực kiểm soát nấm bệnh và kích thích sinh trưởng tốt nhất?

Chủng vi khuẩn Bacillus spp. S20D12 (thu thập từ đất ven biển Thăng Bình) đạt hiệu quả cao nhất ở tất cả các thử nghiệm: ức chế sợi nấm mạnh nhất trong điều kiện in vitro (ở cả $25^\circ\text{C}$ và $4^\circ\text{C}$), làm giảm tỷ lệ bệnh, giảm chỉ số bệnh (CSB) và tỷ lệ cây chết cao nhất trong nhà lưới có lây bệnh nhân tạo cũng như ngoài đồng ruộng.

4. Cơ chế kích thích sinh trưởng cây dưa hấu của chủng Bacillus spp. S20D12 được chứng minh bằng phương pháp nào?

Cơ chế kích thích sinh trưởng được chứng minh thông qua sự hiện diện của chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh Indole-3-acetic acid (auxin/IAA) trong dịch nuôi cấy vi khuẩn, được xác định chính xác cấu trúc hóa học bằng phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon ($^{13}\text{C-NMR}$) và proton ($^1\text{H-NMR}$).

---

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Ngô Thạch Quỳnh Huyên đã giải quyết một cách khoa học và hệ thống vấn đề quản lý bệnh nứt thân chảy nhựa trên cây dưa hấu tại tỉnh Phú Yên. Công trình đã giám định chính xác nấm Didymella bryoniae bằng hình thái học kết hợp giải trình tự phân tử ITS rDNA, đồng thời tuyển chọn thành công chủng vi khuẩn Bacillus spp. S20D12 có khả năng đối kháng nấm bệnh vượt trội và kích thích sinh trưởng cây trồng thông qua cơ chế tiết hoạt chất auxin (IAA). Các kết quả đạt được cung cấp luận cứ khoa học quan trọng và giải pháp sinh học triển vọng phục vụ canh tác dưa hấu bền vững tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY DƯA HẤU .1 Nguồn gốc và sự phân bố cây dưa hấu .2 Đặc điểm hình thái và sinh lý cây dưa hấu .3 Giá trị dinh dưỡng và kinh tế của cây dưa hấu .2 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT DƯA HẤU TRÊN THẾ GIỚI, TẠI VIỆT NAM VÀ PHÚ YÊN .3 NGHIÊN CỨU VỀ BỆNH NỨT THÂN CHẢY NHỰA TRÊN CÂY DƯA HẤU DO NẤM Didymella bryoniae GÂY RA .1 Vị trí phân loại nấm Didymella bryoniae .2 Đặc điểm hình thái và di truyền nấm Didymella bryoniae.3 Bệnh nứt thân chảy nhựa trên cây dưa hấu do nấm Didymella bryoniae gây ra .4 Các nghiên cứu về nấm Didymella bryoniae trên Thế giới và Việt Nam .4 BIỆN PHÁP SINH HỌC TRONG PHÒNG TRỪ TÁC NHÂN GÂY BỆNH .1 Vi khuẩn Bacillus và khả năng kiểm soát tác nhân gây bệnh cây trồng .2 Vi khuẩn Bacillus và khả năng kích thích sinh trưởng thực vật. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU .2 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU .3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .1 Điều tra, đánh giá tình hình sản xuất và sâu bệnh gây hại trên dưa hấu tại Phú Yên.2 Thu thập, phân lập và định danh tác nhân gây bệnh nứt thân chảy nhựa trên cây dưa hấu.3 Đánh giá khả năng xâm nhiễm, gây bệnh và gây hại cây dưa hấu của các dòng nấm Didymella bryoniae thu thập tại Phú Yên .4 Đánh giá khả năng kiểm soát sự phát triển nấm Didymella bryoniae của một số chủng vi khuẩn Bacillus spp. trong điều kiện in vitro .5 Đánh giá khả năng hạn chế bệnh nứt thân chảy nhựa do nấm Didymella bryoniae của một số chủng vi khuẩn Bacillus spp. trong điều kiện nhà lưới có lây nhiễm bệnh nhân tạo.6 Hiệu quả hạn chế bệnh nứt thân chảy nhựa do nấm Didymella bryoniae gây ra và kích thích sinh trưởng cây dưa hấu của một số chủng vi khuẩn Bacillus spp.

chọn lọc điều kiện ngoài đồng ruộng .7 Đánh giá khả năng kích thích sự sinh trưởng và phát triển cây dưa hấu của một số chủng vi khuẩn Bacillus spp. trong điều kiện in vitro .8 Đánh giá khả năng kích thích sự tăng trưởng và phát triển của cây dưa hấu của một số chủng vi khuẩn Bacillus spp. chọn lọc trong điều kiện nhà lưới .9 Đánh giá khả năng kích thích sự tăng trưởng và phát triển của cây dưa hấu của một số chủng vi khuẩn Bacillus spp. chọn lọc trong điều kiện ngoài đồng ruộng .10 Phân lập hoạt chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh từ chủng vi khuẩn Bacillus spp.11 Xử lý số liệu.

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .1 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ CÁC ĐỐI TƯỢNG SINH VẬT GÂY HẠI TRÊN CÂY DƯA HẤU TẠI PHÚ YÊN .1 Thời vụ gieo trồng và cơ cấu giống dưa hấu tại Phú Yên .2 Công thức luân canh dưa hấu ở Phú Yên .3 Tình hình sâu, bệnh hại cây dưa hấu ở Phú Yên .2 KẾT QUẢ THU THẬP, PHÂN LẬP VÀ ĐỊNH DANH TÁC NHÂN GÂY BỆNH NỨT THÂN CHẢY NHỰA CÂY DƯA HẤU .1 Kết quả đánh giá các triệu chứng bệnh nứt thân chảy nhựa do nấm Didymella bryoniae gây ra trên cây dưa hấu ngoài đồng ruộng .2 Kết quả khảo sát đặc điểm hình thái của tác nhân gây bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu bằng hình thái .3 Kết quả định danh tác nhân gây bệnh nứt thân chảy nhựa trên cây dưa hấu bằng kỹ thuật sinh học phân tử .3 KHẢ NĂNG XÂM NHIỄM, GÂY BỆNH VÀ GÂY HẠI CÂY DƯA HẤU CỦA NẤM Didymella bryoniae THU THẬP VÀ PHÂN LẬP TẠI PHÚ YÊN TRONG ĐIỀU KIỆN NHÀ LƯỚI.1 Khả năng xâm nhiễm tự nhiên hay có tác động cơ học của nấm Didymella bryoniae thu thập và phân lập tại Phú Yên trong điều kiện nhà lưới .2 Khả năng gây bệnh và gây hại cây dưa hấu của nấm Didymella bryoniae thu thập và phân lập tại Phú Yên trong điều kiện nhà lưới .4 KHẢ NĂNG KIỂM SOÁT SỰ PHÁT TRIỂN NẤM Didymella bryoniae CỦA MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨN Bacillus spp. TRONG ĐIỀU KIỆN IN VITRO .5 KHẢ NĂNG HẠN CHẾ BỆNH NỨT THÂN CHẢY NHỰA DO NẤM DIDYMELLA BRYONIAE CỦA MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨN Bacillus spp. TRONG ĐIỀU KIỆN NHÀ LƯỚI CÓ LÂY NHIỄM BỆNH NHÂN TẠO .6 HIỆU QUẢ HẠN CHẾ BỆNH NỨT THÂN CHẢY NHỰA DO NẤM Didymella bryoniae CỦA MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨN Bacillus spp. ĐIỀU KIỆN NGOÀI ĐỒNG RUỘNG .7 KHẢ NĂNG KÍCH THÍCH TĂNG TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CÂY DƯA HẤU CỦA MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨN Bacillus spp.

TRONG ĐIỀU KIỆN IN VITRO .1 Ảnh hưởng của vi khuẩn Bacillus spp. đến tỷ lệ nẩy mầm của hạt dưa hấu .2 Ảnh hưởng của vi khuẩn Bacillus spp. đến chiều dài rễ mầm, chiều dài thân mầm .8 KHẢ NĂNG KÍCH THÍCH TĂNG TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÂY DƯA HẤU CỦA MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨN Bacillus spp. TRONG ĐIỀU KIỆN NHÀ LƯỚI .9 HIỆU QUẢ KÍCH THÍCH SỰ SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CÂY DƯA HẤU CỦA MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨN Bacillus spp.

Ở ĐIỀU KIỆN ĐỒNG RUỘNG .1 Ảnh hưởng của một số chủng vi khuẩn Bacillus spp. đến chiều dài cây dưa hấu99 3.2 Ảnh hưởng của một số chủng vi khuẩn Bacillus spp. đến số lá trên cây dưa hấu .3 Ảnh hưởng của một số chủng vi khuẩn Bacillus spp. đến đến sự ra hoa của cây dưa hấu.10 HOẠT CHẤT LIÊN QUAN ĐẾN KHẢ NĂNG KÍCH THÍCH SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CÂY DƯA HẤU CỦA CHỦNG VI KHUẨN Bacillus spp.105 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .110 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 111 TÀI LIỆU THAM KHẢO .112 ix DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Top 15 quốc gia sản xuất dưa hấu lớn nhất Thế giới năm 2021 .2 Tình hình sản xuất dưa hấu ở Phú Yên trong giai đoạn 2014 - 2021 .3 Diện tích sản xuất dưa hấu (ha) tại các địa phương ở Phú Yên trong giai đoạn 2014 - 2021 .4 Primer và điều kiện phản ứng PCR để xác định Didymella bryoniae .1 Địa điểm thu thập các chủng vi khuẩn được sử dụng trong nghiên cứu .1 Thời vụ gieo trồng dưa hấu chính tại Phú Yên năm 2018 - 2019 .2 Diện tích sản xuất dưa hấu (ha) tại các địa phương ở Phú Yên giai đoạn năm 2014 - 2021 .3 Thời vụ gieo trồng chính và cơ cấu giống dưa hấu tại ba vùng sinh thái thực hiện nghiên cứu ở Phú Yên năm 2018 - 2019 .4 Các công thức luân canh cây trồng phổ biến tại ba vùng sinh thái thực hiện nghiên cứu ở Phú Yên năm 2018 -2019 .5 Các công thức luân canh cây trồng khác ở ba vùng sinh thái được điều tra bổ sung trong năm 2019 - 2022 .6 Mức độ phổ biến của một số đối tượng sâu hại chính trên cây dưa hấu ở Phú Yên năm 2018 - 2019 .7 Tình hình xuất hiện các đối tượng sâu hại chính trên cây dưa hấu tại ba vùng sinh thái thực hiện nghiên cứu ở Phú Yên năm 2018 - 2019 .8 Mức độ phổ biến của một số bệnh hại chính trên cây dưa hấu ở Phú Yên năm 2018 - 2019 .9 Tình hình xuất hiện các đối tượng bệnh hại chính trên cây dưa hấu tại ba vùng sinh thái thực hiện nghiên cứu ở Phú Yên năm 2018 - 2019 .10 Địa điểm thu thập các mẫu nấm bệnh D.

bryoniae ở các vùng sinh thái nghiên cứu tỉnh Phú Yên .11 So sánh độ tương đồng (%) của trình tự nucleotid vùng phiên mã của các mẫu nấm bệnh D. bryoniae phân lập tại Phú Yên với các trình tự khác tại Genbank .12 Hệ số tương đồng di truyền giữa trình tự vùng phiên mã của các mẫu nấm bệnh D. bryoniae phân lập tại Phú Yên .13 Khả năng xâm nhiễm của D. bryoniae và gây bệnh nứt thân chảy nhựa trên cây dưa hấu .14 Khả năng gây hại của các mẫu nấm D.

bryoniae được phân lập từ cây dưa hấu sau 14 ngày lây nhiễm bệnh nhân tạo .15 Khả năng kiểm soát sự phát triển sợi nấm D. DB-03 của vi khuẩn Bacillus spp. trong điều kiện in vitro ở 25 oC và chiếu sáng theo thời gian .16 Khả năng kiểm soát sự phát triển sợi nấm D. DB – 03 của vi khuẩn Bacillus spp.

trong điều kiện in vitro ở 4 oC và che tối theo thời gian .17 Ảnh hưởng của vi khuẩn Bacillus spp. đến bệnh nứt thân chảy nhựa cây dưa hấu trong điều kiện nhà lưới có lây nhiễm nhân tạo D.18 Chỉ số bệnh của cây sau xử lý vi khuẩn Bacillus spp. trong điều kiện nhà lưới có lây nhiễm nhân tạo D.19 Tỷ lệ cây dưa hấu bị chết sau xử lý vi khuẩn Bacillus spp. trong điều kiện nhà lưới có lây nhiễm nhân tạo D.20 Tỷ lệ bệnh nứt thân chảy nhựa trong điều kiện xử lý vi khuẩn Bacillus spp.

ngoài đồng ruộng .21 Chỉ số bệnh nứt thân chảy nhựa trong điều kiện xử lý vi khuẩn Bacillus spp. ngoài đồng ruộng theo thời gian .22 Ảnh hưởng của một số chủng vi khuẩn Bacillus spp. đến tỷ lệ nẩy mầm của hạt dưa hấu .23 Ảnh hưởng của xử lý dịch bào tử một số chủng vi khuẩn Bacillus spp. đến chiều dài thân mầm và rễ cây dưa hấu (106 CFU/ml) .24 Ảnh hưởng của một số chủng vi khuẩn Bacillus spp.

đến tỷ lệ mọc của cây dưa hấu (106 CFU/ml) .25 Ảnh hưởng dịch bào tử một số chủng vi khuẩn Bacillus spp. đến chiều dài cây dưa hấu ngoài đồng ruộng .26 Số lá trên thân chính cây dưa hấu được xử lý với dịch bào tử một số chủng vi khuẩn Bacillus spp. (106 CFU/mL) theo thời gian .27 Ảnh hưởng của dịch bào tử một số chủng vi khuẩn Bacillus spp. đến sự ra hoa trên cây dưa hấu sau 30 NST .103 xi DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cây dưa hấu Citrullus lanatus (Thunberg) Matsum & Nakai được trồng tại Phú Yên vụ Đông xuân 2022 – 2023 .2 Giai đoạn sinh sản vô tính Phoma cucurbitacearum.3 Giai đoạn sinh sản hữu tính Didymella bryoniae .4 Giai đoạn sinh sản hữu tính Didymella bryoniae .5 Mô hình vi sinh vật có ích ở vùng rễ kích thích khả năng tăng trưởng và phát triển của cây trồng (Pérez-Montaño và cs, 2014) [140] .1 Các địa điểm thu mẫu bệnh nứt thân chảy nhựa trên cây dưa hấu tại Phú Yên .2 Phương pháp đánh giá khả năng kiểm soát nấm D.

bryoniae của một số chủng vi khuẩn Bacillus spp.3 Khoảng cách giữa luống × luống (2,5m) và cây × cây (0,5m) .1 Vết bệnh màu nâu, không đều, vòng tròn đồng tâm trên lá cây dưa hấu được trồng ngoài đồng ruộng .2 Vết nứt trên thân (A: vị trí giữa thân; B: vị trí trên thân gần rễ) do nấm Didymella bryoniae gây ra bệnh nứt thân chảy nhựa trên cây dưa hấu .3 Đốm úng nước trên trái do nấm Didymella bryoniae gây ra .