Đặt vấn đề Chuối tên khoa học là Musa spp., chủ yếu thuộc họ Musaceae. Chuối có nguồn gốc từ khu vực Đông Nam Á và vùng ven Thái Bình Dương, được trồng tại khoảng 150 quốc gia ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới với diện tích trên 12 triệu ha, sản lượng xấp xỉ 163 triệu tấn/ năm (Theo FAO, 2020). Tại Việt Nam, chuối là một trong số ít cây ăn quả có khả năng phát triển thành những vùng sản xuất tập trung quy mô tại các tỉnh đồng bằng sông Hồng, Bắc Trung bộ và Đồng bằng sông Cửu Long. Năm 2021, Việt Nam có diện tích canh tác chuối đạt 155,3 nghìn ha (Theo số liệu báo cáo của Tổng cục thống kê Việt Nam, 2021).
Trong những năm gần đây, sản lượng chuối của Việt Nam không ngừng tăng lên. Tuy nhiên, năng suất chuối nước ta còn rất thấp so với nhiều nước trồng chuối xuất khẩu trên thế giới. Nguyên nhân là do điều kiện đất đai, kỹ thuật canh tác và sự phá hại của sâu bệnh. Trong số đó, bệnh hại do nấm bệnh gây ra trên chuối như bệnh héo vàng, thán thư, bạc lá, rụng lá đã và đang gây thiệt hại nghiêm trọng.
Đặc biệt, bệnh thán thư do nấm Colletotrichum musae gây ra được coi là bệnh gây hại nghiêm trọng nhất đối với chuối ở các nước nhiệt đới trên thế giới (Maqbool & cs. Để hạn chế bệnh hại, một số biện pháp canh tác, hoá học và sinh học được nghiên cứu và áp dụng. Tuy nhiên, ngày nay, các biện pháp sinh học được xem là giải pháp tối ưu, an toàn và bền vững. Trong đó, vi khuẩn là đối tượng được ưu tiên nghiên cứu và phát triển chế phẩm sinh học phòng trừ bệnh hại cây trồng vì khả năng kháng nấm gây bệnh tối ưu.
Vì vậy, việc phân lập, chọn lọc ra chủng vi khuẩn có khả năng đối kháng nấm phổ rộng từ đó tạo ra chế phẩm sinh học có hiệu quả rộng rãi là vấn đề cần thiết nghiên cứu. Chủng vi khuẩn VK5 được phân lập từ mẫu đất thu thập tại vườn chuối ở Hưng Yên, đã được chứng minh có hiệu lực đối kháng 77,41% với nấm C. musae sau 07 ngày đồng nuôi cấy. Chủng vi khuẩn VK5 còn có khả năng sinh các enzyme ngoại bào như cellulase, chitinase, amylase, và protease đồng thời có khả năng khử nitrate (NO3-) trong môi trường 1 thành nitrit (NO2-), khả năng sinh acetoin, khả năng tạo và duy trì acid trong quá trình lên men glucose.
Có thể thấy chủng vi khuẩn VK5 là đối tượng nghiên cứu tiềm năng trong phòng trừ các nấm bệnh khác gây ra trên cây chuối. Tuy nhiên, những nghiên cứu thực hiện trên chủng vi khuẩn VK5 nhằm cung cấp cơ sở cho sản xuất chế phẩm sinh học còn rất ít. Nhằm tiếp tục đóng góp vào hướng nghiên cứu tiềm năng này, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu định danh và đặc tính đối kháng của chủng vi khuẩn VK5 với một số chủng nấm gây bệnh trên chuối”. Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp kết quả định danh, khả năng kháng nấm phổ rộng trên các chủng nấm bệnh chuối khác nhau và ảnh hưởng đến sự phát triển, sinh trưởng của hệ sợi và bào tử nấm C.
musae của dịch nuôi cấy chủng vi khuẩn VK5. Từ đó tạo cơ sở cho việc tạo ra chế phẩm sinh học hiệu quả, nâng cao năng suất chuối, mang lại nguồn lợi kinh tế cho người dân trồng chuối. Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu đặc tính đối kháng của chủng vi khuẩn VK5 với một số chủng nấm gây bệnh trên chuối và ảnh hưởng của dịch nuôi cấy VK5 đến sự phát triển của nấm C. musae ở điều kiện in vitro 1.
Nội dung nghiên cứu - Xác định khả năng kháng nấm phổ rộng của chủng VK5 đối với 4 chủng nấm bệnh chuối bằng phương pháp đồng nuôi cấy - Xác định ảnh hưởng của dịch nuôi cấy VK5 đến sự phát triển hệ sợi nấm C. musae trên môi trường PDA - Xác định ảnh hưởng của dịch nuôi cấy VK5 đến sự nảy mầm bào tử nấm C. - Định danh chủng VK5. 2 PHẦN II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.
Tổng quan về một số bệnh hại do nấm bệnh gây ra trên chuối và một số cây trồng 2. Tổng quan về bệnh thán thư do nấm Colletotrichum gloeosporioides (Nguồn: https://congnghesinhhocwao.vn/bien-phap-dac-tri-benh-than-thu-tren-cay-chuoi/) Hình 2. Các bộ phận chuối bị nhiễm bệnh thán thư Lịch sử phát hiện bệnh và nghiên cứu Chuối dễ bị mắc một số bệnh dẫn đến những tổn thất lớn sau thu hoạch, nhất là trong quá trình vận chuyển và lưu trữ. Bệnh thán thư đã trở thành một vấn đề nghiêm trọng khi chuối được vận chuyển dưới dạng kín trong một thời gian dài và chín dưới nhiệt độ cao.
Colletotrichum gloeosporioides gây bệnh hại trên lá, thân và quả, bộ phận nhiễm bệnh có các vết bệnh màu nâu nhạt đến đậm, hình hơi tròn hoặc không định hình, bệnh làm rụng hoa, lá, quả. Bệnh nặng có thể gây chết ngọn cây. Lần đầu tiên tên C. gloeosporioides được đề xuất ở Penzig (1882) với tên gọi Vermicularia gloeosporioides được thu thập từ Citrus (cây họ Cam Quýt) ở Ý (Theo Penz.
Tiếp nối phát hiện này đã có rất nhiều công trình nghiên cứu phát hiện nấm C.gloeosporioides gây bệnh thán thư trên các cây trồng khác nhau, tại các vùng khác nhau trên thế giới được công bố. Theo Riera & cs. (2019) đã báo cáo lần đầu về bệnh thán thư trên chuối do nấm C. gloeosporioides 3 gây ra ở Ecuador.
Intan Sakinah & cs. (2013) đã công bố ở Malaysia, nấm C. gloeosporioides gây bệnh thán thư trên một số giống chuối như Mas, Berangan, Awak, Nangka, và Rastali ở các bang Perak và Penang của Malaysia trong khoảng thời gian từ tháng 8 đến tháng 10 năm 2011. Khoảng 80% quả bị nhiễm bệnh với các triệu chứng ban đầu đặc trưng là màu nâu đến đen, các đốm sau đó trở thành các vết lõm với các khối bào tử màu da cam hoặc màu cá hồi.
Ở Parkistan, năm 2018, khoảng 25% quả chuối thu được từ các đồn điền khác nhau đã bị nhiễm bệnh. Các triệu chứng được nêu ra tương tự như chuối ở Ecuador và Malaysia (Alam, Muhammad Waqar & cs. Các kiểu hình thái của C. gloeosporioides được nghiên cứu tại Parkistan cho biết đầu tiên khuẩn lạc xuất hiện với sợi nấm màu trắng và sau đó chuyển sang màu xám đen sau nuôi cấy ở 270C trong 5 ngày với chu kỳ 12 giờ sáng và 12 giờ tối.
Bào tử sinh ra trong acervuli (cuống sinh bào tử) có hình tròn, hyalin (dạng trong như thủy tinh), thẳng và vách nhẵn, với cả hai đầu tròn rộng. Bào tử được đo 14,0 ± 0,5 × 33,4 ± 0,6 µm, conidiomata có màu nâu sẫm và hình cầu. gloeosporioides chỉ được hình thành từ sợi nấm, khác với C. musae, appresoria có thể nảy mầm từ sợi nấm và cũng trực tiếp từ ống mầm (Theo Zakaria, Latiffah & cs.
gloeosporioides nằm trong số các endophytes (vi sinh vật nội sinh) trội được phân lập từ chuối ở Hồng Kông mặc dù C. gloeosporioides là nguyên nhân gây bệnh thán thư và đốm lá trên chuối. gloeosporioides nội sinh từ chuối dại không gây ra bệnh đốm lá trên lá chuối in vitro (Photita & cs. Mức độ lây lan và ảnh hưởng của bệnh tới kinh tế - xã hội.
Sự xâm nhiễm bệnh thán thư trên chuối thường bắt đầu trong quá trình phát triển nhưng chưa biểu hiện triệu chứng rõ rệt cho đến khi trái chín vì khi ở giai đoạn chín, appressoria (được hình thành ở giai đoạn chuối non) nảy mầm và hình thành sợi nấm gây nhiễm bệnh, dẫn đến sự phát triển của bệnh thán thư. Điều kiện ẩm ướt và ấm là điều kiện bệnh thán thư dễ bùng phát. Các triệu chứng thường biểu hiện trong quá trình bảo quản sau thu hoạch và tiếp thị. Bệnh thán thư trở 4 nên trầm trọng khi quả chuối bị thương do trầy xước trong quá trình xử lý và vận chuyển tiêu thụ, khiến chất lượng và giá trị dinh dưỡng của chuối suy giảm dẫn đến các sản phẩm không thích hợp cho tiếp thị và tiêu thụ.
Những thiệt hại nặng nề do bệnh thán thư gây ra không những làm thiếu hụt nguồn cung ứng chuối trên thị trường mà còn làm giảm nguồn thu nhập và ảnh hưởng tới cuộc sống của người nông dân trồng cây ăn quả và thương nhân kinh doanh trái cây trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng. Tổng quan về nấm Colletotrichum gloeosporioides Colletotrichum gloeosporioides thuộc Chi: Colletotrichum, Họ: Phyllachoraceae, Bộ: Phyllachorales, Lớp: Sordariomycetes, Ngành: Ascomycota, Giới: Nấm. Chu kỳ sống của mầm bệnh này bắt đầu từ sự nảy mầm của bào tử trên bề mặt thực vật để tạo thành các cấu trúc xâm nhiễm melanin hoá, được gọi là appressoria, sau đó là sự xâm nhập vào mô chủ. Tại các điểm xâm nhiễm, các sợi nấm dày được sinh ra từ các tế bào bị nhiễm trùng sơ cấp, giai đoạn này được gọi là giai đoạn sinh biotrophic.
Sau đó, nấm đột ngột chuyển sang giai đoạn hoại tử, được đặc trưng bởi sự hình thành của các sợi nấm thứ cấp mỏng, có nguồn gốc từ các sợi nấm sơ cấp. Sợi nấm thứ cấp bắt đầu xâm nhập vào các tế bào gần đó, dẫn đến sự phát triển của các tổn thương nhìn thấy được ở vị trí nhiễm trùng. Cuối cùng các bào tử được hình thành trên bề mặt của mô bị nhiễm bệnh và chúng được phát tán bởi côn trùng, không khí và dòng nước để bắt đầu một chu kỳ lây nhiễm. Nhiệt độ tối ưu cho sự tăng trưởng sợi nấm là 25 - 28oC.
Tuy nhiên, sự tăng trưởng của sợi nấm không bị ức chế nhiều ngay cả ở 35oC. Độ pH tối ưu cho sự tăng trưởng sợi nấm là pH 5,8 - 6,5. Các dòng phân lập của C. gloeosporioides đều phát triển tốt khi chúng tiếp xúc với chu kỳ bóng tối 12 giờ xen kẽ ánh sáng 12 giờ (M.
gloeosporioides được ghi nhận là nấm hoại sinh trong nhiều nghiên cứu: Nghiên cứu về sự lây nhiễm hoại sinh của nấm trên chanh, musambi và quả cam được nghiên cứu bởi Agrawal & cs.gloeosporioide được báo cáo là bệnh 5 hại sau thu hoạch ở xoài bởi K. Tương tự, các nghiên cứu về C. gloeosporioides là mầm bệnh sau thu hoạch của đu đủ đã được thực hiện bởi Rathod & Gulab (2010). gloeosporioides đồng thời cũng là nấm nội sinh: Các nghiên cứu đã cho thấy C.
gloeosporioides như một nấm nội sinh với thực vật. Những phát hiện này đã tạo ra một sự quan tâm đáng kể và sự tò mò của các nhà nghiên cứu trong cộng đồng khoa học toàn cầu để nghiên cứu sự liên kết của C. gloeosporioides với thực vật và khám phá ra các giả thuyết về các hợp chất có hoạt tính sinh học có tầm quan trọng về mặt kinh tế như: Piperine được sản xuất bởi nấm C.