ĐẶT VẤN ĐỀ Cây họ đậu (Fabaceae) là loài cây mang lại giá trị dinh dưỡng vô cùng phong phú, đứng hàng đầu cả về hàm lượng và chất lượng protein- thành phần dinh dưỡng ước tính chiếm tới 80% trong bữa ăn hàng ngày của người dân Châu Á có nguồn cung cấp từ thực vật. Bên cạnh đó với một khả năng đặc biệt, là cố định nitơ trong không khí thông qua việc cộng sinh với vi khuẩn nốt rễ - một loại vi khuẩn sống trong đất. Đặc điểm này mang lại lợi ích lớn trong lĩnh vực nông nghiệp và môi trường. Cây họ đậu không đòi hỏi các loại phân bón chứa nitơ, vì thế đã giúp làm giảm chi phí và ô nhiễm môi trường.
Tuy nhiên, các loại cây họ đậu thường chịu ảnh hưởng lớn bởi sâu hại, bệnh hại, trong đó có các bệnh về virus. Ít nhất 150 virus đã được công bố nhiễm tự nhiên trên cây trồng họ đậu khắp thế giới, đặc biệt ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới (Edwardson and Christie, 1991; ICTV, 2012, Hema et al. Năm 2010, ở Việt Nam có 52 virus gây hại thuộc 2 chi chủ yếu là Begomovirus, một số Potyvirus (Hà Viết Cường, 2011). Trong đó gần đây nhất có 2 virus mới được xác định trên cây họ đậu bao gồm 1 Begomovirus là Kudzu mosaic virus (KuMV) gây bệnh khảm lá đậu tương ở Miền Bắc (Hà Viết Cường, 2010).
Một virus thứ 2 là French bean severe leaf curl virus (FbSLCV) được phát hiện đầu tiên năm 2012 tại Ấn Độ, gây bệnh cuốn lá dữ dội trên cây đậu cove, và vẫn chưa công bố trên thế giới. Năm 2013, virus này đã được xếp vào một chi mới của họ Geminiviridae là chi Capulavirus. Do tính chất gây bệnh đặc trưng của virus là lây lan rất nhanh và khó kiểm soát bằng hóa chất. Thêm vào đó, bệnh lại rất khó nhận biết ở giai đoạn sớm, đến khi quan sát được triệu chứng một cách rõ ràng thì bệnh đã phát triển mạnh.
Việc chẩn đoán chính xác tác nhân gây bệnh là yếu tố quan trọng giúp cho sự thành công của biện pháp phòng trừ. Hơn nữa cả KuMV và FbSLCV đều là những virus mới nên đặc tính gây bệnh vẫn đang cần được tiếp tục nghiên cứu. Xuất phát từ thực tiễn trên, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Hà Viết Cường, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Xác định bệnh virus hại đậu đỗ tại Hải Phòng”. 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.
MỤC ĐÍCH Xác định được thành phần loài virus hại trên cây đậu đỗ tại Hải Phòng. YÊU CẦU - Điều tra thu thập mẫu bệnh có triệu chứng điển hình tại các vùng trồng đậu đỗ tại Hải Phòng; - Phát hiện virus bằng ELISA; - Lây nhiễm nhân tạo đánh giá tính gây bệnh của KuMV và FbSLCV trên các cây đậu đỗ; - Phát hiện virus bằng PCR và RT-PCR. 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.
TẦM QUAN TRỌNG CỦA MỘT SỐ CÂY HỌ ĐẬU Nhóm cây đậu đỗ được khai thác để đáp ứng nhu cầu sử dụng dầu thực vật, protein cho người và nguyên liệu thức ăn gia súc đặc biệt là ở các nước phát triển trên thế giới. Đây cũng là loại cây trồng có tác dụng tốt trong việc luân xen canh và cải tạo đất. Đậu tương (Glycine max (L.) Merrill là một trong những cây trồng quan trọng và phổ biến nhất để cung cấp và dầu thực vật trên thế giới. Cây đậu tương ó nguồn gốc ở Đông Nam hâu Á.
Hiện nay đậu tương có diện tích, năng suất và sản lượng lớn nhất trong tất cả các cây đậu đỗ (Duke, 2012). Đây là cây trồng có giá trị dưỡng cao được các nhà khoa học xếp vào một trong những “thực phẩm chức năng và đóng vai trò thiết yếu để nâng cao tiêu chuẩn thực phẩm cho con người ở những nước đang phát triển trong tình trạng thiếu hụt protêin. Lượng dầu của cây đậu tương đứng ở vị trí thứ nhất trong tổng số dầu thực vật được tiêu thụ ở thế giới. Diện tích đậu tương tập trung chủ yếu ở Mỹ, Brazil, Trung Quốc, Argentina và Ấn Độ, trong đó riêng nước Mỹ thường chiếm 1/3 diện tích đậu tương của toàn cầu (31 triệu ha hằng năm).
Xu thế diện tích trồng đậu tương trên thế giới thường gia tăng do nhu cầu sử dụng chính sách quản lý và thương mại của các quốc gia, đặc biệt trong hoàn cảnh ngày càng có nhiều quốc gia sử dụng các giống biến đổi gen (GMO) (Masuda and Goldsmith, 2009). Đậu xanh (Vigna radiata (L) Wilezek) trên thế giới được phân bố ở vùng Nhiệt đới và Á nhiệt đới, chủ yếu tập trung ở châu Á trong đó Bangladesh, Ấn Độ, Pakistan, Philippine, Srilanca, Trung Quốc, Đài Loan và Thái Lan được coi là các nước sản xuất chủ yếu. Trong những năm trước đây, tại Thái Lan và Philippine đậu xanh là cây đậu đỗ quan trọng hàng đầu (Trần Đình Long và Lê Khả Tường, 1998). Trên thị trường, cây đậu xanh được sản xuất để khai thác protein, dạng bột trong nguyên liệu thực phẩm, nước giải khát và làm giá sống cung cấp vitamin cho con người.
Bột cũng như protein của đậu xanh là dạng rất dễ tiêu, có thể phối trộn với nhiều dạng nguyên liệu khác để tạo sản phẩm do đó có nhu cầu tiêu thụ rất lớn trên thị trường, chủ yếu là các nước châu Á. Trung bình trong 100g bột đậu xanh cho ta 24,2g protein; 1,3g dầu; 3,5g khoáng; 59,9g hyđratcacbon; 75mg Ca; 405mg P; 8,5mg Fe; 49,0mg Caroten; 0,72 mg B1; 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 0,25mg B2 và 348 Kcalo. Với những giá trị về dinh dư ng như trên, từ lâu đậu xanh đã được coi là cây thực phẩm, sử dụng rộng rãi và chế biến thành nhiều sản phẩm rất phong phú phục vụ cho cuộc sống con người. Tại Việt Nam, hàng năm phải nhập nguồn nguyên liệu để chế biến dầu thực vật và thức ăn gia súc với tổng giá trị lên đến 3,7 tỷ USD, trong đó riêng khô dầu đậu tương đã có 2,7 triệu tấn (tương đương 5,4 triệu tấn hạt, cao gấp 15 lần so với sản lượng sản xuất được tại Việt Nam) chủ yếu từ Mỹ và Argentina, trong khi 60% diện tích của cây trồng này trên thế giới đang sử dụng giống GMO (Bùi Chí Bửu, 2012).
Hiện nay, chính phủ đang có nhưng ưu tiên để nghiên cứu phát triển cây trồng này thông qua Quyết định 899/QĐ-TTg ngày 10/6/2013 phê duyệt đề án tái cơ cấu ngành nông nghiệp theo hướng nâng cao giá trị gia tăng và phát triển bền vững. Cùng với chính sách chuyển dịch cơ cấu cây trồng ở một số địa phương, cây đậu xanh đang được sự quan tâm của nhiều công ty phân phối và được trồng rất phổ biến khắp cả nước (Phan Xuân Thiệu và cs. Đậu cove (Phaseolus vulgaris L.) có nguồn gốc từ miền Nam Mexico, Trung Mỹ. Ngày nay, đậu côve vàng được trồng phổ biến ở nhiều vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới và ôn đới.
Sản lượng đậu côve vàng của thế giới (1979) ước tính khoảng 8.3 triệu tấn và Brazil là nước sản xuất nhiều đậu cove nhất thế giới với sản lượng đậu giai đoạn 1973- 1975 là 2,3 triệu tấn (Lewis, 2005). Cây đậu đũa (Vigna sesquipedalis Wight) có nguồn gốc từ Đài Loan hay miền Nam Trung Quốc hay từ Bangladesh. Đậu đũa là một trong 10 loại rau quan trọng ở vùng Đông Nam Á, hiện nay được trồng rộng rãi ở vùng nhiệt đới như một vụ rau nhỏ, sản lượng đậu đũa ở Đông Nam Á thường cao hơn ở Châu Phi (Lewis, 2005). Cây đậu đen (Vigna cylindrica Skeels), thuộc họ cánh bướm Fabaceae (Papilionaceae).Tên khoa học của đậu đen hiện nay chưa được xác định chính xác, nó còn có tên gọi là Vigna catiang Endl.
Hiện nay cây đậu đen cũng được trồng ở khắp các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới ở Châu Á, Châu Phi, Nam Mỹ và kể cả Hoa Kỳ (ở Hoa kỳ cây đậu đen được trồng làm nguồn thức ăn gia súc) ( Lewis, 2005). Hạt đậu đen có giá trị dinh dưỡng cao. Ngoài việc dùng làm thực phẩm, đậu đen còn được dùng để bào chế thuốc và làm thuốc, ngâm tẩm các vị thuốc để giảm bớt độc tính của thuốc như Ban miêu, Bã đậu… giảm vị chát của Hà thủ ô. 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.
ĐẶC ĐIỂM CHUNG CHI BEGOMOVIRUS 2. Đặc điểm hình thái Đặc điểm hình thái chung của các Begomovirus đều có cấu trúc phân tử (virion) tương tự nhau bao gồm 2 hình cầu 20 mặt (icosahedron), mỗi mặt là 1 tam giác đều với số đơn vị tam giác (T) trên mỗi mặt bằng 1, nối với nhau để tạo ra phân tử hình cầu đa diện kép (gemini). Do nối với nhau nên 2 hình cầu này không hoàn thiện dẫn tới trên mỗi hình cầu chỉ có 55 tiểu phần protein (protein vỏ) được xắp xếp thành 11 đơn vị hình thái, mỗi đơn vị gồm 5 tiểu phần protein (pentameric capsomer). Kết quả là toàn bộ phân tử có 110 tiểu phần và 22 đơn vị hình thái (Gafni et al., 2003; Zhang et al.
Hình thái của Begomovirus Nguồn: www. Cấu trúc genome của Begomovirus Begomovirus là virus thực vật có bộ gen DNA sợi vòng đơn có kích thước khoảng 2. Chúng hoặc có bộ gen kép (bipartite) gồm 2 phân tử DNA gọi là DNA-A và DNA-B hoặc có bộ gen đơn (monopartite) tương đương DNA-A (Hà Viết Cường, 2011). 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.
Cấu trúc phân tử DNA-A, DNA-B của Begomovirus Nguồn: http://education.org/images/Begomovirus_genome. Cấu trúc của phân tử DNA-A Cấu trúc của một DNA-A điển hình gồm 6 ORF (Open Reading Frame) được sắp xếp theo hai chiều ngược nhau. Trên chiều kim đồng hồ (chiều virus) có hai gen AV1 và AV2. Gen AV1(CP) mã hóa vỏ protein có chức năng chính là tạo vỏ phân tử virus, lan truyền Begomovirus qua vector, vận chuyển bộ gen virus vào và ra khỏi nhân tế bào ký chủ và vận chuyển bộ gen giữa các tế bào.
Gen AV2 mã hóa Protein có chức năng cảm ứng triệu chứng, di chuyển hệ thống và tích lũy DNA của virus. Trên chiều ngược kim đồng hồ (chiều sợi tương đồng virus) gồm có 4 ORF: AC1, AC2, AC3, AC4. Trong đó, gen AC1 mã hóa protein tái sinh (Rep protein) có chức năng chính là cắt- nối bộ gen virus trong quá trình tái sinh và tương tác với protein của ký chủ điều khiển chu kỳ tế bào. Gen AC2 (TrAP- Transcriptional Activator Protein) mã hóa Protein hoạt hóa phiên mã có chức năng ức chế phản ứng phòng thủ của cây.
Gen AC3 mã hóa protein tăng cường tái sinh (REn- Replication Enhancer) có chức năng tương tác với protein ký chủ điều khiển chu kỳ tế bào. Gen AC4 mã hóa protein có chức năng liên quan tới phổ ký chủ, phát triển triệu chứng, ức chế hoạt động câm gen của tế bào ký chủ (Hà Viết Cường, 2011).