Chương 1 GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết của luận án Bệnh lùn lúa cỏ hại lúa do virus Rice Grassy Stunt Virus (RGSV), thuộc chi Tenuivirus (Hibino, 1986; Murphy et al., 1995) được rầy nâu là môi giới truyền bệnh chiếm tỷ lệ rất cao trong quần thể trên 95% (Phạm Văn Dư, 2006) và đã xuất hiện ở miền Nam và Đông Nam Châu Á, Trung Quốc, Nhật Bản và Đài Loan (Hibino, 1996). Trong năm 1974 – 1977, có tổng cộng 1,2 triệu ha lúa ở Indonesia bị nhiễm rầy nâu và virus lùn lúa cỏ gây thất thu năng suất lên đến 3 triệu tấn lúa (Palmer et al. Tại Philippines, theo Hibino và Cabauatan (1985) thì một dòng virus mới (dòng 2) xuất hiện đầu tiên trong năm 1982 – 1983 gây vàng lá lúa và chết cây bên cạnh các triệu chứng của dòng virus thông thường (dòng 1). Đến năm 1984 virus Lùn lúa cỏ RGSV thường ít xuất hiện và gây thiệt hại tại Châu Á, dù chưa được chứng minh nhiều, nhưng có lẽ RGSV ít là do sự thay đổi trong khả năng truyền bệnh của quần thể rầy nâu.
Tại Philippines, tỉ lệ rầy nâu có thể lấy và truyền RGSV thay đổi từ 3 – 50% trước năm 1977 (Ling, 1977), sang 0 – 15% trong năm 1984 (Hibino, 1996). Tùy vào các giống khác nhau, thất thu năng suất trong điều kiện thí nghiệm nhà lưới có thể đến 70 – 100% nếu lúa bị nhiễm virus ở 1 – 1,5 tháng tuổi, hoặc 0 – 80% khi bị nhiễm ở 2 tháng tuổi (Iwasaki and Shinkai, 1979). Tỷ lệ nhiễm RGSV cao kết hợp với bệnh Lùn Xoắn Lá (LXL) do virus Rice Ragged Stunt Virus (RRSV) cũng được ghi nhận tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) trong suốt từ năm 2000 đến 2007 (Du et al., 2005; Huan and Heong, 2000). Tuy nhiên, các mẫu lá bệnh được kiểm tra và xác định dương tính đối với virus RGSV và RRSV được ghi nhận chính thức vào năm 2006 bởi Viện Lúa ĐBSCL, Trung tâm BVTV phía Nam và Viện Nghiên Cứu Lúa Quốc Tế, bệnh ngày càng trở nên phổ biến và gây hại nghiêm trọng trên tất cả các trà lúa trong vùng (Phạm Văn Dư, 2007).
Theo Cục Bảo vệ thực vật (2012) cho rằng đến ngày 20/4/2012, có 1.931 ha lúa bị nhiễm bệnh vàng lùn, lùn xoắn lá (VL, LXL). Đến năm 2014, tổng diện tích lúa bị nhiễm bệnh vàng lùn và lùn xoắn lá là 3.000 ha so với năm 2013, trong đó diện tích nhiễm nhẹ 2. Bệnh xuất hiện chủ yếu ở các tỉnh Đồng Tháp, Vĩnh Long, Cần Thơ, Bến Tre, Vũng Tàu và Long An (Cục Bảo vệ thực vật, 2017). Theo Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn (2018) sau hơn 10 năm được khống chế, năm 2017 bệnh VL, 1 LXL hại lúa đã bùng phát gây hại trở lại ở các tỉnh phía Nam với diện tích nhiễm bệnh 16.
Năm 2018, bệnh phát sinh gây hại từ vụ lúa Đông Xuân và tiếp tục gây hại trên lúa Hè Thu với diện tích nhiễm hơn 6.200 ha tập trung tại các tỉnh Kiên Giang, Hậu Giang, Đồng Tháp, An Giang, Sóc Trăng và Bạc Liêu. Theo Phạm Văn Dư (2006) công tác nghiên cứu, chọn lọc các giống lúa có triển vọng, có tính kháng hoặc chống chịu tốt với rầy nâu được ban chỉ đạo phòng trừ rầy nâu, virus RGSV và RRSV của Viện lúa ĐBSCL xác định rất quan trọng, cần thực hiện nhanh chóng. Vì hiện nay, hầu hết các giống lúa triển vọng, ngắn ngày, năng suất cao trong sản xuất đều bị nhiễm rầy nâu, virus RGSV và RRSV. Do vậy, ngoài việc nghiên cứu nguồn gen kháng để sử dụng trong công tác lai tạo, cần phải thanh lọc các giống có triển vọng để phục vụ kịp thời cho sản xuất ở ĐBSCL.
Các nghiên cứu về mối tương quan sinh học giữa virus RGSV, RRSV và côn trùng vectơ truyền bệnh trong nước đã thực hiện vài nơi ở bước đầu mang tính chất tương đối và chưa có kết quả thống nhất chung. Cụ thể, theo Hồ Văn Chiến và ctv. (2012), thời gian ủ bệnh RGSV trong cơ thể rầy nâu và cây lúa lần lượt là 9,29 ngày và 19,78 ngày. Thời gian tối thiểu để rầy nâu chích hút và truyền virus RGSV thành công 90 phút, thời gian ủ virus là 7 đến 14 ngày và thời gian truyền được virus RGSV tối thiểu là 30 phút (Lê CNm Loan và ctv.
Theo kết quả nghiên cứu của Hibino (1996), Cabunagan và Cabauatan (2006) cho rằng rầy nâu cần một thời gian ủ virus trong cơ thể từ 5 – 25 ngày (trung bình 10 – 11 ngày) kể từ sau khi bắt đầu được cho chích hút cây lúa bệnh 4 ngày. Mặt khác, hiện nay các nguồn giống gieo sạ không kháng đối với dịch bệnh này, tùy theo loại giống nhiễm nặng, nhẹ khác nhau cùng với các biện pháp canh tác, ảnh hưởng của lịch thời vụ của các địa phương, nên dịch bệnh VL, LXL có nguy cơ tiềm Nn và đe dọa nghiêm trọng cho sản xuất lúa đến các vụ sau về lâu dài. Vì vậy đề tài "Nghiên cứu đặc tính sinh học của virus Lùn lúa cỏ (Rice Grassy Stunt Virus) và khả năng truyền bệnh qua rầy nâu (Nilaparvata lugens Stal)” cần được tiến hành để góp phần làm cơ sở khoa học cho công tác chNn đoán, phát hiện và quản lý bệnh hại được tốt hơn.2 Mục tiêu của luận án - Xác định đặc tính sinh học của virus RGSV gây bệnh Lùn lúa cỏ trên lúa ở ĐBSCL. - Xác định mối quan hệ sinh học giữa RGSV và rầy nâu (Nilaparvata lugens Stal).
2 - Khả năng chống chịu của một số dòng/giống lúa ở ĐBSCL đối với RGSV.3 Nội dung nghiên cứu Để luận án đạt được 3 mục tiêu trên, nghiên cứu đã được thực hiện gồm các nội dung như sau: - Đặc điểm virus RGSV ở ĐBSCL: o Xác định một số nguồn (lúa chét và cỏ dại) mang virus lây lan bệnh o Phân tích di truyền mẫu phân lập RGSV ở ĐBSCL - Xác định mối quan hệ sinh học giữa virus RGSV và rầy nâu (Nilaparvata lugens Stal) o Thí nghiệm 1: Xác định thời gian ủ virus RGSV trong cơ thể rầy nâu và cây lúa o Thí nghiệm 2: Xác định khoảng thời gian cần thiết để rầy nâu hút được RGSV từ cây lúa bệnh o Thí nghiệm 3: Xác định các khoảng thời gian cần thiết cho rầy nâu truyền virus RGSV o Thí nghiệm 4: Xác định mật số tối hảo của rầy nâu/cây lúa truyền được RGSV ở điều kiện nhà lưới Đại học An Giang (ĐHAG) o Thí nghiệm 5: Xác định khả năng truyền được RGSV của rầy nâu khi lấy virus ở giai đoạn ấu trùng tuổi 1, 2, 3, 4 và trưởng thành trong nhà lưới ĐHAG o Thí nghiệm 6: Ảnh hưởng của virus RGSV đến các giai đoạn sinh trưởng lúa ở điều kiện nhà lưới ĐHAG o Thí nghiệm 7: Xác định ảnh hưởng bởi màu sắc của rầy nâu truyền được virus RGSV trên lúa o Thí nghiệm 8: Xác định ảnh hưởng bởi giới tính của rầy nâu truyền được virus RGSV trên lúa o Thí nghiệm 9: Xác định ảnh hưởng bởi dạng hình của rầy nâu truyền được virus RGSV trên lúa o Thí nghiệm 10: Khả năng truyền được virus RGSV trên cây lúa của mật số rầy nâu 3 - Thanh lọc một số dòng/giống chống chịu RGSV ở điều kiện nhà lưới dùng cho lai tạo và sản xuất.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu chính của đề tài là virus RGSVgây bệnh Lùn lúa cỏ và rầy nâu (Nilaparvata lugens Stal) gây hại trên lúa tại ĐBSCL.2 Phạm vi nghiên cứu Các nghiên cứu tập trung trên virus gây bệnh Lùn lúa cỏ và rầy nâu (Nilaparvata lugens Stal) gây hại trên lúa tại ĐBSCL; nghiên cứu đánh giá về tương quan sinh học virus RGSV và rầy nâu (Nilaparvata lugens Stal) trong điều kiện phòng thí nghiệm và nhà lưới; đồng thời nghiên cứu khả năng chống chịu của một số dòng/giống lúa ở ĐBSCL đối với RGSV.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 1.1 Ý nghĩa khoa học Đề tài có ý nghĩa khoa học cao vì nghiên cứu về đặc tính sinh học của virus RGSV gây bệnh trên lúa ở ĐBSCL, cũng như xác định mối quan hệ sinh học giữa RGSV và rầy nâu (Nilaparvata lugens Stal) trên lúa góp phần làm cơ sở khoa học cho công tác chNn đoán, phát hiện và quản lý bệnh hại được tốt hơn tại ĐBSCL. Ngoài ra, đề tài còn hướng đến xác định khả năng chống chịu của một số dòng/giống lúa ở ĐBSCL đối với RGSV trong việc sản xuất.2 Ý nghĩa thực tiễn Kết quả của đề tài sẽ định hướng công tác chNn đoán, phát hiện và quản lý bệnh hại được tốt hơn tại ĐBSCL, cũng như kết quả sẽ là cơ sở dữ liệu cho các hướng nghiên cứu tiếp theo nhằm bảo vệ cây lúa hạn chế được bệnh do virus được lan truyền bởi rầy nâu.3 Những đóng góp mới của luận án Luận án đã cung cấp các thông tin quan trọng như phương pháp thu thập, xác định đặc tính sinh học virus RGSV gây bệnh trên lúa, mối quan hệ sinh học giữa RGSV và rầy nâu trên lúa, đồng thời xác định khả năng chống chịu của một số dòng/giống lúa ở ĐBSCL đối với RGSV trong việc sản xuất. Về mặt lý luận, luận án cũng đã khái quát được một số đặc tính của virus RGSV bản địa góp phần bổ sung vào cơ sở dữ liệu về lĩnh vực chNn đoán, phát hiện và quản lý bệnh hại được tốt hơn tại ĐBSCL. 4 Về mặt thực tế, luận án đã xác định được một số nguồn mang virus lây lan bệnh, phân tích di truyền mẫu phân lập RGSV ở ĐBSCL, mối quan hệ sinh học giữa virus RGSV và rầy nâu như: Xác định thời gian ủ virus RGSV trong cơ thể rầy nâu và cây lúa; xác định khoảng thời gian cần thiết để rầy nâu hút được RGSV từ cây lúa bệnh; xác định các khoảng thời gian cần thiết cho rầy nâu truyền virus RGSV; xác định mật số tối hảo của rầy nâu/cây lúa truyền được RGSV ở điều kiện nhà lưới ĐHAG; xác định khả năng truyền được RGSV của rầy nâu khi lấy virus ở giai đoạn ấu trùng tuổi 1, 2, 3, 4 và trưởng thành trong nhà lưới ĐHAG; ảnh hưởng của virus RGSV đến các giai đoạn sinh trưởng lúa ở điều kiện nhà lưới ĐHAG; xác định ảnh hưởng bởi màu sắc của rầy nâu truyền được bệnh Lùn lúa cỏ trên lúa; xác định ảnh hưởng bởi giới tính của rầy nâu truyền được bệnh Lùn lúa cỏ trên lúa; xác định ảnh hưởng bởi dạng hình của rầy nâu truyền được bệnh Lùn lúa cỏ trên lúa và khả năng truyền được bệnh RGSV trên cây lúa của hình thức chủng bệnh cá thể và tập thể rầy nâu ở khác nhau để từ đó có cơ sở hướng dẫn nông dân ứng dụng và quản lý được bệnh do virus RGSV trên đồng ruộng.
