I. Phân lập và tuyển chọn thực khuẩn thể và vi khuẩn gây bệnh thối hạt lúa
Nghiên cứu tập trung vào việc phân lập và tuyển chọn các dòng thực khuẩn thể và vi khuẩn gây bệnh thối hạt lúa từ các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long. Kết quả phân lập được 112 dòng thực khuẩn thể và 60 dòng vi khuẩn gây bệnh. Trong đó, 8 dòng thực khuẩn thể (ФBurTV25a, ФBurDT46, ФBurDT47a, ФBurDT47b, ФBurDT48a, ФBurVL34, ФBurVL39, ФBurAG58) có phổ ký sinh rộng trên nhiều dòng vi khuẩn gây bệnh, chiếm khoảng 75% tổng số vi khuẩn gây bệnh. Đồng thời, 6 dòng vi khuẩn (BurVL21, BurDT46, BurDT50, BurDT51, BurKG52, BurKG57) bị nhiều dòng thực khuẩn thể ký sinh, chiếm 55% tổng số thực khuẩn thể. Kỹ thuật sinh học phân tử xác định các dòng vi khuẩn này thuộc loài Burkholderia glumae.
1.1. Đánh giá khả năng gây hại của vi khuẩn Burkholderia glumae
Nghiên cứu đánh giá khả năng gây hại của 6 dòng vi khuẩn Burkholderia glumae (BurVL21, BurDT46, BurDT50, BurDT51, BurKG52, BurKG57) trên lúa. Kết quả cho thấy dòng BurDT46 phân lập tại Đồng Tháp có khả năng gây bệnh thối hạt lúa cao nhất so với các dòng còn lại. Điều này khẳng định sự nguy hiểm của Burkholderia glumae đối với cây lúa và sự cần thiết của các biện pháp phòng trị bệnh hiệu quả.
1.2. Đánh giá khả năng tiêu diệt vi khuẩn của thực khuẩn thể
Nghiên cứu so sánh khả năng tiêu diệt vi khuẩn BurDT46 của 8 dòng thực khuẩn thể. Kết quả xác định 4 dòng thực khuẩn thể (ФBurVL34, ФBurAG58, ФBurDT47a, ФBurDT48a) có khả năng phân giải cao hơn các dòng còn lại. Điều này mở ra tiềm năng sử dụng thực khuẩn thể như một biện pháp phòng ngừa hiệu quả trong nông nghiệp.
II. Đánh giá khả năng phòng trị bệnh thối hạt lúa của thực khuẩn thể trong điều kiện nhà lưới
Nghiên cứu đánh giá hiệu quả của 4 dòng thực khuẩn thể triển vọng (ФBurVL34, ФBurAG58, ФBurDT47a, ФBurDT48a) trong phòng trị bệnh thối hạt lúa do Burkholderia glumae gây ra. Kết quả cho thấy cả 4 dòng thực khuẩn thể đều có hiệu quả giảm bệnh so với đối chứng, trong đó dòng ФBurAG58 đạt hiệu quả giảm bệnh trên 70%. Nghiên cứu cũng xác định mật số thực khuẩn thể 108 pfu/ml và thời điểm phun trước khi lây bệnh 2 giờ là tối ưu nhất.
2.1. Hiệu quả của các mật số thực khuẩn thể khác nhau
Nghiên cứu so sánh hiệu quả của dòng thực khuẩn thể ФBurAG58 ở 4 mật số khác nhau (105, 106, 107, 108 pfu/ml). Kết quả cho thấy mật số 108 pfu/ml có hiệu quả phòng trị bệnh tốt nhất, giảm tỷ lệ hạt nhiễm bệnh đáng kể so với các mật số khác. Điều này khẳng định tầm quan trọng của việc điều chỉnh mật số thực khuẩn thể trong ứng dụng thực tế.
2.2. Thời điểm áp dụng thực khuẩn thể
Nghiên cứu xác định thời điểm áp dụng thực khuẩn thể tối ưu. Kết quả cho thấy phun thực khuẩn thể 2 giờ trước khi lây bệnh hoặc kết hợp phun trước và sau 5 ngày lây bệnh đều mang lại hiệu quả phòng trị bệnh cao hơn so với phun sau 5 ngày lây bệnh. Điều này cung cấp hướng dẫn quan trọng cho việc áp dụng thực khuẩn thể trong thực tế.
III. Nghiên cứu định danh và tính an toàn của thực khuẩn thể
Nghiên cứu định danh 3 dòng thực khuẩn thể triển vọng (ФBurVL34, ФBurAG58, ФBurDT47a) bằng kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) và giải trình tự bộ gen. Kết quả cho thấy cả 3 dòng đều thuộc họ Podoviridae với đầu đa diện và đuôi ngắn. Bộ gen của chúng có kích thước từ 44.466 bp đến 45.466 bp, với tỷ lệ G+C là 58%. Đặc biệt, cả 3 dòng đều thuộc nhóm thực khuẩn thể độc (virulent phage), không có gen mã hóa enzyme integrase, đảm bảo tính an toàn khi sử dụng trong nông nghiệp.
3.1. Hình thái và phân loại thực khuẩn thể
Nghiên cứu sử dụng kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) để xác định hình thái của 3 dòng thực khuẩn thể (ФBurVL34, ФBurAG58, ФBurDT47a). Kết quả cho thấy chúng đều thuộc họ Podoviridae với đầu đa diện và đuôi ngắn. Điều này khẳng định sự phù hợp của các dòng thực khuẩn thể này trong việc tiêu diệt vi khuẩn Burkholderia glumae.
3.2. Giải trình tự bộ gen và tính an toàn
Nghiên cứu giải trình tự bộ gen của 3 dòng thực khuẩn thể (ФBurVL34, ФBurAG58, ФBurDT47a). Kết quả cho thấy chúng đều thuộc nhóm thực khuẩn thể độc (virulent phage), không có gen mã hóa enzyme integrase. Điều này đảm bảo tính an toàn của thực khuẩn thể khi sử dụng trong phòng trị bệnh thực vật, không gây ra các rủi ro tiềm ẩn.
IV. Đánh giá hiệu quả của thực khuẩn thể trong điều kiện ngoài đồng
Nghiên cứu đánh giá hiệu quả của dòng thực khuẩn thể ФBurAG58 và hỗn hợp 3 dòng thực khuẩn thể (ФBurVL34, ФBurAG58, ФBurDT47a) trong phòng trị bệnh thối hạt lúa ở điều kiện ngoài đồng. Kết quả cho thấy cả hai nghiệm thức đều có hiệu quả giảm bệnh tương đương với oxolinic acid, giảm tỷ lệ hạt nhiễm bệnh khoảng 50%. Điều này khẳng định tiềm năng ứng dụng thực khuẩn thể như một biện pháp phòng ngừa hiệu quả trong nông nghiệp.
4.1. Hiệu quả của thực khuẩn thể đơn và hỗn hợp
Nghiên cứu so sánh hiệu quả của dòng thực khuẩn thể ФBurAG58 đơn và hỗn hợp 3 dòng thực khuẩn thể (ФBurVL34, ФBurAG58, ФBurDT47a) trong phòng trị bệnh thối hạt lúa. Kết quả cho thấy cả hai nghiệm thức đều có hiệu quả giảm bệnh tương đương với oxolinic acid, giảm tỷ lệ hạt nhiễm bệnh khoảng 50%. Điều này khẳng định tính linh hoạt trong việc sử dụng thực khuẩn thể đơn hoặc hỗn hợp.
4.2. Ảnh hưởng đến năng suất lúa
Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của thực khuẩn thể đến năng suất lúa. Kết quả cho thấy việc sử dụng thực khuẩn thể giúp bảo vệ tỷ lệ hạt chắc và năng suất lúa, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế trong nông nghiệp. Điều này khẳng định giá trị thực tiễn của thực khuẩn thể trong việc quản lý bệnh thối hạt lúa.
V. Khảo sát điều kiện nhân nuôi thực khuẩn thể
Nghiên cứu khảo sát các điều kiện nhân nuôi dòng thực khuẩn thể ФBurAG58 trong phòng thí nghiệm. Kết quả cho thấy môi trường King’s B lỏng, Nutrient lỏng và PDA + Peptone lỏng cho mật số thực khuẩn thể cao hơn so với PDA lỏng. Ngoài ra, thời gian cấy vi khuẩn ký chủ trước 16 giờ và chỉ số MOI 1.0 là tối ưu nhất cho việc nhân nuôi thực khuẩn thể. Nhiệt độ 30°C cũng được xác định là phù hợp nhất cho quá trình nhân nuôi.
5.1. Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy
Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng của các loại môi trường nuôi cấy lên khả năng nhân mật số thực khuẩn thể ФBurAG58. Kết quả cho thấy môi trường King’s B lỏng, Nutrient lỏng và PDA + Peptone lỏng cho mật số thực khuẩn thể cao hơn so với PDA lỏng. Điều này cung cấp thông tin quan trọng cho việc tối ưu hóa quy trình nhân nuôi thực khuẩn thể.
5.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ và chỉ số MOI
Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và chỉ số MOI lên khả năng nhân mật số thực khuẩn thể ФBurAG58. Kết quả cho thấy nhiệt độ 30°C và chỉ số MOI 1.0 là tối ưu nhất cho quá trình nhân nuôi. Điều này khẳng định tầm quan trọng của việc điều chỉnh các yếu tố môi trường trong quá trình sản xuất thực khuẩn thể.
