Nghiên Cứu Ứng Dụng Oligochitosan Trong Kiểm Soát Bệnh Nấm Alternaria Trên Cây Chanh Dây

Khóa luận khảo sát khả năng ức chế của oligochitosan đối với nấm Alternaria sp trên cây chanh dây Pasiflora edulis trong điều kiện in vitro.

• Tác giả: Nguyễn Lê Anh Kiệt
• Người hướng dẫn: TS. Trần Thị Tường Linh
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Sư Phạm Sinh Học
• Đề tài: Nghiên Cứu Ứng Dụng Oligochitosan Trong Kiểm Soát Bệnh Nấm Alternaria Trên Cây Chanh Dây
• Loại tài liệu: khoa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
• 1.2. MỤC TIỂU NGHIÊN CỨU
• 1.3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
• 1.4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 1.5. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 1.6. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
• 1.6.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.6.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 1.7. TỔNG QUAN VỀ CHANH DÂY (Passiflora edulis Sims)
• 1.7.1. Định loại
• 1.7.2. Đặc điểm sinh học của Chanh dây
• 1.8. TỔNG QUAN VỀ NẤM Alternaria sp.
• 1.8.1. Đặc điểm sinh học của các loài nấm thuộc chi Alternaria
• 1.9. TỔNG QUAN VỀ BỆNH ĐỐM NÂU DO NẤM Alternaria sp. GÂY RA TRÊN CÂY CHANH DÂY
• 1.10. TỔNG QUAN VỀ CHITIN VÀ CHITOSAN
• 1.11. CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
• 2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. Kết quả phân lập chủng nấm bệnh Alternaria sp. từ mẫu bệnh Chanh dây
• 3.2. Kết quả phân lập mẫu bệnh và định danh chủng nấm
• 3.3. Kết quả định danh phân tử mẫu nấm LV1
• 3.4. Kết quả chế tạo oligochitosan cắt mạch từ chitin bằng phương pháp H2O2
• 3.5. Kết quả khảo sát khả năng ức chế của oligochitosan được cắt bằng 2 phương pháp H2O2 và Co-60 với Alternaria macrospora trong điều kiện in vitro
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Ứng Dụng Oligochitosan

Nghiên cứu ứng dụng oligochitosan trong kiểm soát bệnh nấm Alternaria trên cây chanh dây đang thu hút sự quan tâm lớn từ cộng đồng khoa học. Oligochitosan là một dẫn xuất của chitin, có khả năng kháng nấm và vi khuẩn, được xem như một giải pháp tiềm năng trong nông nghiệp bền vững. Việc sử dụng oligochitosan không chỉ giúp bảo vệ cây trồng mà còn giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.

1.1. Đặc Điểm Sinh Học Của Cây Chanh Dây

Cây chanh dây (Passiflora edulis) là một loại cây leo, có giá trị kinh tế cao. Cây ưa sáng, phát triển tốt trong điều kiện khí hậu nhiệt đới. Quả chanh dây chứa nhiều vitamin và có thể được sử dụng trong chế biến thực phẩm.

1.2. Tình Hình Bệnh Nấm Alternaria Trên Cây Chanh Dây

Bệnh nấm Alternaria gây ra các triệu chứng nghiêm trọng trên lá và quả của cây chanh dây. Bệnh này đã được ghi nhận từ năm 2011 và có thể gây thiệt hại lớn cho năng suất và chất lượng quả.

II. Vấn Đề Kiểm Soát Bệnh Nấm Alternaria Trên Cây Chanh Dây

Kiểm soát bệnh nấm Alternaria là một thách thức lớn đối với người trồng chanh dây. Bệnh này không chỉ ảnh hưởng đến năng suất mà còn làm giảm chất lượng sản phẩm. Việc sử dụng các biện pháp hóa học truyền thống có thể gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Do đó, cần tìm kiếm các giải pháp an toàn và hiệu quả hơn.

2.1. Tác Động Của Bệnh Nấm Đến Năng Suất Cây Chanh Dây

Bệnh nấm Alternaria có thể làm giảm năng suất cây chanh dây từ 5-50%. Các triệu chứng bệnh xuất hiện trên lá và quả, gây thiệt hại nghiêm trọng cho sản xuất.

2.2. Các Phương Pháp Kiểm Soát Bệnh Hiện Tại

Hiện nay, các phương pháp kiểm soát bệnh nấm chủ yếu dựa vào hóa chất. Tuy nhiên, việc này không chỉ tốn kém mà còn có thể gây hại cho môi trường và sức khỏe con người.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Khả Năng Ức Chế Của Oligochitosan

Nghiên cứu này áp dụng các phương pháp in vitro để đánh giá khả năng ức chế của oligochitosan đối với nấm Alternaria. Hai phương pháp chính được sử dụng là H2O2 và Co-60. Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp thông tin quan trọng về hiệu quả của oligochitosan trong việc kiểm soát bệnh nấm.

3.1. Quy Trình Tạo Oligochitosan

Oligochitosan được tạo ra từ chitin thông qua quá trình deacetyl hóa. Quy trình này giúp tạo ra các phân đoạn oligochitosan có kích thước nhỏ, dễ dàng thẩm thấu vào tế bào thực vật.

3.2. Đánh Giá Khả Năng Ức Chế Của Oligochitosan

Khả năng ức chế của oligochitosan được đánh giá thông qua các thí nghiệm in vitro. Kết quả cho thấy oligochitosan có khả năng ức chế sự phát triển của nấm Alternaria một cách hiệu quả.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Về Oligochitosan Trong Kiểm Soát Bệnh Nấm

Kết quả nghiên cứu cho thấy oligochitosan có khả năng ức chế sự phát triển của nấm Alternaria. Các thí nghiệm cho thấy tỷ lệ ức chế đạt từ 15,6% đến 67,2% tùy thuộc vào nồng độ và phương pháp sử dụng. Điều này chứng tỏ oligochitosan là một giải pháp tiềm năng trong việc kiểm soát bệnh nấm trên cây chanh dây.

4.1. Hiệu Quả Ức Chế Của Oligochitosan

Kết quả cho thấy oligochitosan cắt bằng phương pháp H2O2 có hiệu quả ức chế cao hơn so với phương pháp Co-60. Điều này mở ra hướng đi mới trong việc sử dụng oligochitosan trong nông nghiệp.

4.2. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Oligochitosan

Việc ứng dụng oligochitosan trong kiểm soát bệnh nấm không chỉ giúp bảo vệ cây trồng mà còn góp phần vào việc phát triển nông nghiệp bền vững, giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

V. Kết Luận Về Nghiên Cứu Oligochitosan Trong Kiểm Soát Bệnh Nấm

Nghiên cứu về oligochitosan trong kiểm soát bệnh nấm Alternaria trên cây chanh dây đã chỉ ra rằng đây là một giải pháp hiệu quả và an toàn. Kết quả nghiên cứu mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các sản phẩm sinh học trong nông nghiệp. Cần tiếp tục nghiên cứu để hoàn thiện quy trình và ứng dụng rộng rãi hơn.

5.1. Tương Lai Của Oligochitosan Trong Nông Nghiệp

Với những kết quả khả quan, oligochitosan có thể trở thành một giải pháp quan trọng trong việc kiểm soát bệnh nấm và bảo vệ cây trồng. Nghiên cứu thêm về cơ chế hoạt động của nó sẽ giúp tối ưu hóa ứng dụng.

5.2. Đề Xuất Nghiên Cứu Tiếp Theo

Cần thực hiện các nghiên cứu tiếp theo để đánh giá hiệu quả của oligochitosan trong điều kiện thực địa. Điều này sẽ giúp xác định tính khả thi và hiệu quả của nó trong sản xuất nông nghiệp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DUC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HÒ CHÍ MINH 9 CD os NGUYEN LE ANH KIET TRONG DIEU KIEN in vitro KHOA LUAN TOT NGHIEP DAI HOC NGANH SƯ PHAM SINH HỌC TP. HO CHÍ MINH- 2022 BO GIAO DỤC VA DAO TẠO TRUONG ĐẠI HỌC SU PHAM TP. HO CHÍ MINH mò hig NGUYEN LE ANH KIET KHOA LUAN TOT NGHIEP DAI HOC NGANH SƯ PHAM SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DAN KHOA HỌC TS.

Trần Thị Tường Linh CN. Nguyễn Hồng Phúc TP. HO CHÍ MINH - 2022 LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Tran Thị Tường Linh vì đã luôn quan tâm, hỗ trợ và giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện khoá luận tốt nghiệp.

Những kiến thức và kinh nghiệm mà cô đã truyền dạy sẽ là hành trang quý báu đổi với em trên những chang đường sap tới. Xin chân thành cam ơn CN. Nguyễn Hong Phúc đã tận tình hướng dan, hỗ trợ em những lúc khó khăn trong quá trình thực hiện nghiên cứu. Chân thành cảm ơn TS.

Trương Minh Ngọc - Giám đốc Chỉ nhánh Viện Ứng dụng Công nghệ tại TP. Hồ Chí Minh đã tạo điêu kiện cho em được thực hiện nghiên cứu tại viện, ThS. Lê Thanh Bình - Trưởng phòng sản xuất đã giúp đỡ, cung cap các thiết bị và hoá chất cần thiết để em thực hiện khoá luận. Hồ Thị Nguyệt và ThS.

Nguyễn Bá Tho đã hướng dan em những thao tác trong phòng thí nghiệm và đưa ra nhiều lời khuyên, tư van quý báu giúp em hoàn thiện đề tài. Em xin bày tỏ lòng kính trọng, biết ơn tới các quý thay cô thuộc Khoa Sinh học — Trường Đại học Sư phạm Thanh phố Hỗ Chí Minh đã truyền đạt những kiến thức quý báu, tận tình diu dat em trong suối 4 năm học tập và nghiên cứu tại trường. Cuối cùng, con xin cảm ơn ba mẹ - người luôn bên cạnh động viên con trong những lúc khó khan nhất và hỗ trợ cho con mọi mặt cả về vật chất lan tinh than. Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 05 năm 2022 SINH VIÊN Nguyễn Lê Anh Kiệt il MUC LUC TSU AGO les sscesses sess anveareeassssesssarnsarruatsnnasasannsarsscrmmsanannserninnansanamiann i LOGl 6 Oe ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIET TAT sssssssssssvsisssissssssssssssissaisossssasssasssssines iv DANH MUG BANG sscciscessscosssossscossccasscossscosssecasscsisecasscasscasscavssecssacesseessis V DANH MUC HINH0 5a.

(acc na 000 na l 1. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI. MỤC TIỂU NGHIÊN CUG (uuangaiatinoiniainaiannannaiiiantaisniaigi 3 3. DOL TƯỢNG NGHIÊN CỬU.-22-22222S222scccsccsrecrrrrcee 3 SPH AM VINGBIEN Gia naunenaatintiitiiooinonnaanaatastratiortroinii 3 5.

NỘI DUNG NGHIÊN COU. ¥ NGHIA CUA DE TAL iiaẳađai. TONG QUAN VÉ CHANH DAY (Passiflora edulis Sims). TONG QUAN VE NAM Alternaria Sp.

ii St sec. TONG QUAN VỀ BỆNH DOM NÂU DO NAM Alternaria sp. GAY RA TREN CAV CHANA DAD sscsssssssssisesisscisssissesesssassstsssisosinostsvanisasivesienivsinsesive 8 1. TONG QUAN VE CHITIN VÀ CHITOSAN.

CAC NGHIÊN CỨU TRONG VA NGOÀI NƯỚC. PHƯƠNG PHAP NGHIÊN CỨU. THỜI GIAN, DIA DIEM VA TƯ LIỆU NGHIÊN CỨU. PHƯƠNG PHAP NGHIÊN CUU .sssssssssssssssssssessrernsssssssssensneensess 13 Chương 3.

KET QUA VA BAN LUAN. Kết quả phân lập chủng nam bệnh Alternaria sp. từ mau bệnh Chanh ili 3. Kết qua phân lập mẫu bệnh và định danh chủng nắm.

Kết qua định danh phân tứ mẫu nấm LV]. Kết quả chế tạo oligochitosan cắt mạch từ chitin bằng phương pháp F702 sisi MMMM 24 3. Kết qua khảo sát khả năng ức chế của oligochitosan được cat bang 2 phương pháp H202 và Co-60 với Alternaria macrospora trong điều kiện in vitro lẽ. acc ng 27 Chương 4.

KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ.- 2:22:22 222222 sszc2 35 TÀI LIEU THAM KHẢO.- 2 22252 2121112111 11211 21 2 1c ee 37 PH Ge sess csssasscssssasssssssassssasssasscsszsasscsstsesesscssecsssasssaszesstsasszsczseasssesncesveas: l IV DANH MỤC CÁC CHỮ VIET TAT cong sự Potato - Dexstrose - Agar Water - Agar Vv DANH MUC BANG Bang 2. Các nghiệm thức khảo sát kha năng ức chế nam Alternaria của oligochitosan cắt bang phương pháp Co-60 và HạO. Các nghiệm thức bỏ sung. Hiệu qua ức chế nam bệnh (%) của oligochitosan cắt bằng 2 phương pháp H202 và Co-60 lên Alternaria macrospora sau 7 ngày nuôi cay.

Sự gia tăng về đường kính của khuẩn lạc nam Alternaria macrospora nuôi cây trên môi trường PDA có bỏ sung oligochitosan cắt bằng 2 phương pháp H:O› và Co-60 sau 7 ngày .- cà cicsirrserireirrerrrrrrrrrer 30 Bang 3. Hiệu qua ức chế nam bệnh (%) của oligochitosan cắt bằng 2 phương pháp H:O: và Co-60 lên Alternaria macrospora sau 7 ngày nuôi cấy 353085 31 vi DANH MUC HINH Hình 1. Đặc điểm hình thái cây Chanh day (Passiflora edulis). Đặc điềm vi thé của chi Alternnariia.

S5 2s 2S St c2 SE 22512 11 cszEcce2 7 Hình 1. Bệnh đốm nâu trên qua, lá và thân cây Chanh đây. Triệu chứng bệnh tại vườn. Chitin duge su dung cho qua trinh CAC MACH n.

Triệu chứng bệnh đốm nâu trên các mẫu lá va qua Chanh day thu được 18 Hình 3. Hình thái khuẩn lạc của mẫu LV1 sau 7 ngày nuôi cấy. Đặc điểm vi thể của mẫu EˆVÌ. Sự phát triển của khuẩn lạc nam LV1 qua các ngày 1, 3, 5 và 7 ngày nuôi CAV i052i06611455016314548122315560955835584353851385518559855118813851953 5136814 /Bloitì en DV sss cassscssanocesasesocoaasssnsnaanssnesosusssnncasssssncoansnensesessiiessnne 20 Hình 3.

Kết qua so sánh sự tương đồng của trình tự vùng ITS của chủng LV1 và các kết quả blast trên NCBI. Cây phát sinh chúng loại của chúng LV1 và các kết qua blast trên NCBI Hình 3. Kết quả so sánh vùng trình tự ITS của chủng LV1 và Alernaria maerospora 578128ã853183587158188593378185515818551585818331885318531813851882819531885838531237858782581127855133187Z539557883118297853138 23 Hình 3. Kết quả so sánh vùng trình tự ITS của chủng LV1 và Alernaria zinniae 24 Hình 3.

Dung dịch chitin ban đầu. Dung dịch chitin sau 9 giờ cắt bằng HzO:. Chitin trước khi cắt. 222-222+222122212221222112 2111221121121 122cc 26 PE EU alt tee) <i: oe er 26 Hình 3.

Dung dich oligochitosan 10% (cắt bằng phương pháp Ha©›). Anh hưởng của các mức nông độ oligochitosan cắt bằng phương pháp Co-60 và H:O: đối với sự phát triển của khuẩn lac A. macrospora sau 7 ngày nuôi Nợ". D6 thị thé hiện tỉ lệ phần trăm hiệu quả ức chế nắm Alternaria macrospora của oligochitosan cat bằng phương pháp Co-60 .-5co: 555 2ccscscsc-escc.

Dò thị thé hiện tỉ lệ phần tram hiệu quả ức chế nắm Alternaria macrospora của oligochitosan cắt bang phương pháp H2O2. Dường kính khuân lạc của nắm Alternaria macrospora sau 7 ngay nudi cấy với các nồng độ oligochitosan 0,05%; 0,1%; 0,15%; 0,2%. LÍ DO CHON DE TÀI "Chanh day” là từ dân gian gọi hai loại qua Mác mác tia (Passiflora edulis) và trái Mác mác vàng (Passiflora edulis f. Do hai loài này đều cho quả hơi giống nhau và có vị chua chua như Chanh, có thé pha thành nước giải khát uống thay Chanh nên có tên như vậy.

Day là loại cây trồng quan trọng, được trông tại nhiêu nơi trên thế giới. Chanh dây (Passiflora edulis) đã được du nhập vào Việt Nam từ năm 1998 [I], việc trồng Chanh dây mang lại hiệu quả kinh tế cao. Tính đến năm 2019, Chanh day được trồng tại 36 tỉnh, thành phố trong nước. Diện tích trồng Chanh dây trên cả nước khoảng 10.500 ha, tông sản lượng quả tươi ước tính khoảng trên 222 nghìn tân, hiện tại Chanh dây đang giữ vị trí thứ 17 trong những loài cây ăn quả được trồng với tông diện tích trên 10.000 ha tại Việt Nam.

Trong những năm gần đây, người trồng Chanh dây phải đối mặt với một loạt những van dé vé dich hại trên loại cây trồng này. Theo nghiên cứu của Phan Thị Thu Hiền (2021). các loại dich hại phổ biến trên Chanh dây bao gồm than thư (Colletotrichum gloeosporioides), đốm nâu (Alternaria spp. phình than (Fusarium solani),.

Trong đó bệnh dém nâu trên quả và lá Chanh day đã được ghi nhận từ năm 2011 [1]. Số liệu của Chi cục Bảo vệ Thực vật tinh Nghệ An (2012) cho thấy tại Nghệ An, vào nam 2012 ti lệ cây Chanh dây bị bệnh do tập đoàn nam gây ra trung bình 5 - 10%, có vườn bị bệnh tới 40 - 50% diện tích trồng gây ảnh hưởng rõ rệt tới sinh trưởng và chất lượng quả; trong đó bệnh đốm nâu do loại nắm thuộc chi Alternaria gây ra khá phô biển và được xem là nguy hiểm đối với Chanh dây [2]. Bệnh gây hại ở tất cả các giai đoạn phát triển của cây do đối tượng bị gây hại chính là lá và quả. Tác hại của bệnh gây ra rất nghiêm trọng.

gây suy giảm chất lượng và năng suất quá thương phẩm, giảm tuôi thọ nhiều vườn Chanh day. Chitosan là một polymer sinh học. gồm các đơn vị của glucosamin và N- acetylglucosamin liên kết với nhau qua cau nói B-1,4-glucoside. Do các đặc tính quý như không độc, tính tương hợp sinh học cao nên chitosan được sử dụng nhiều trong bao quản thực phâm, trong lĩnh vực y tế để làm màng điều trị bỏng [3].

Chitosan và các phân đoạn oligochitosan cũng có kha năng kháng các loại vi khuân, virus, nam 2 bệnh trên thực vật mà không gây ô nhiễm môi trường, do vậy chitosan rất hữu ích trong việc sản xuất các loại nông sản và rau quả sạch [4], [5], [6]. Các nhà khoa học đã phát hiện rằng oligochitosan tác động lên hệ thông miễn dịch của thực vật theo các con đường sau: - Tác động lên thực vật như một hormone tín hiệu: Khi tín hiệu oligochitosan đi vào tế bào chất sẽ truyền nhanh chóng và phát triển một mạng lưới tín hiệu phức tạp. Ca**, nitric oxide (NO), Jasmonic acid (JA), salicylic acid (SA) va abscisic acid (ABA) đều tham gia vào con đường tin hiệu hoạt hóa oligochitosan. Kluesener và cộng sự (2002) báo cáo rằng oligochitosan lam tăng nông độ Ca** tự do trong tế bào của cây Arabidopsis [9].

Trong một nghiên cứu khác được thực hiện trên cây Bông vải, thuốc chen kênh Ca?* LaC13 hoặc trifluoroacetic acid đối kháng calmodulin được đồng xử lý với oligochitosan (DP = 3 - 7) làm giảm các hoạt động của enzyme liên quan đến phòng thủ do oligochitosan gây ra [10]. Những kết quả này cho thay Ca? là một yếu tổ quan trọng trong việc truyền tín hiệu oligochitosan. - Thông qua thy thể: oligochitin (sản phẩm acetyl hóa của oligochitosan) có thé tạo liên kết ái lực cao với một protem gọi là octa-N-acetylchitopentaose năm trên màng tế bào hoặc màng vi thể của một số loài thực vật như Lúa gạo. Lúa mạch, Đậu tương, Ca rốt [11], [12], [13], [14].

- Thông qua gene và protein đáp ứng oligochitosan: Cac gene dap ứng oligochitosan là một phát hiện mới về cơ chế miễn dịch thực vật gây ra bởi oligochitosan. Có nhiều protein liên quan đến phòng vé/tin hiệu như MAPK [15], SKPI [16], OPRI [17], WRKY [18] được xác định lam tăng điều tiết oligochitosan trong Lúa gạo. Thuốc lá, hạt Cải dầu. Các nghiên cứu cho thấy oligochitosan có thể tạo ra một số protein, enzyme liên quan khả năng phòng vệ của thực vật như glucanase, chitinase, PAL,.

- Thông qua các chất chuyển hóa thứ cap: Oligochitosan có kha năng kích hoạt hệ thông phòng vệ của thực vật thông qua sản xuất các chất chuyên hóa thứ cấp. Hadwiger và Beckman (1980) nhận thay oligochitosan tir thanh tế bào F.