Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường ứng dụng nguồn gen xạ khuẩn của việt nam trong phòng trừ bệnh hại do vi sinh vật gây ra trên giống sâm bản địa panax l có giá trị cao

Nghiên cứu ứng dụng nguồn gen xạ khuẩn Việt Nam trong phòng trừ bệnh hại trên giống sâm Panax L, nâng cao giá trị nông sản bản địa.

• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Vi sinh vật và Công nghệ sinh học
• Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng xạ khuẩn Việt Nam phòng trừ bệnh hại trên sâm Panax L
• Loại tài liệu: nhiệm vụ nghiên cứu
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• 1. PHẦN I: THÔNG TIN CHUNG
• 2. PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 2.1. Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn về đối tượng nghiên cứu
• 2.1.1. Nghiên cứu về sâm Panax vietnamensis ở Việt Nam
• 2.1.2. Bệnh hại trên sâm do vi sinh vật và phương thức kiểm soát
• 2.2. Chương 2: Phương pháp nghiên cứu và số liệu điều tra, phân tích
• 2.2.1. Vật liệu
• 2.2.2. Các phương pháp nghiên cứu
• 2.3. Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
• 2.3.1. Điều tra bệnh hại chính do vi sinh vật gây ra trên hai giống sâm bản địa Ngọc Linh và Lai Châu trong quá trình canh tác
• 2.3.2. Xác định một số tác nhân vi sinh vật gây bệnh chính trên cây sâm Ngọc Linh và sâm Lai Châu
• 2.3.3. Tìm kiếm các chủng xạ khuẩn/vi khuẩn đối kháng nấm bệnh
• 2.6. Tài liệu tham khảo
• 3. PHẦN III: TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ ĐÀO TẠO
• 4. PHẦN IV: TÌNH HÌNH SỬ DỤNG KINH PHÍ
• PHỤ LỤC
• Phụ lục 1: Bảng tổng hợp kết quả điều tra bệnh trên cây sâm Ngọc Linh và sâm Lai Châu
• Phụ lục 2: Hồ sơ các chủng gây bệnh đã báo cáo
• Phụ lục 3: Kết quả sàng lọc 100 chủng xạ khuẩn về hoạt tính kháng nấm và vi khuẩn gây bệnh trên cây sâm
• Phụ lục 4: Sản phẩm công bố khoa học
• Phụ lục 5: Sản phẩm đào tạo

Tóm tắt

I. Giới thiệu

Nghiên cứu ứng dụng xạ khuẩn tại Việt Nam trong việc phòng trừ bệnh hại trên cây sâm Panax L là một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực nông nghiệp. Sâm Panax được biết đến với nhiều lợi ích cho sức khỏe, nhưng cũng phải đối mặt với nhiều loại bệnh hại. Việc sử dụng xạ khuẩn như một biện pháp kiểm soát sinh học đang ngày càng được quan tâm. Nghiên cứu này nhằm điều tra tiềm năng hoạt tính sinh học của nguồn gen xạ khuẩn tại Việt Nam để phát triển các chế phẩm sinh học kiểm soát bệnh cho cây sâm. Theo các nghiên cứu trước đây, bệnh hại trên cây sâm chủ yếu được kiểm soát bằng thuốc bảo vệ thực vật hóa học, nhưng việc này có thể gây hại cho môi trường. Do đó, việc tìm kiếm các biện pháp sinh học như xạ khuẩn là cần thiết.

II. Tình hình bệnh hại trên cây sâm

Các bệnh hại trên cây sâm Panax chủ yếu được ghi nhận là bệnh thán thư, thối nhũn lá và thối củ. Những bệnh này không chỉ ảnh hưởng đến năng suất mà còn làm giảm chất lượng của sản phẩm. Theo nghiên cứu, bệnh thán thư do nấm Colletotrichum gây ra có tỷ lệ mắc bệnh cao, đặc biệt trong điều kiện canh tác không thuận lợi. Việc phát hiện sớm và xử lý kịp thời là rất quan trọng. Tuy nhiên, bệnh ở rễ và củ thường khó phát hiện cho đến khi bệnh đã tiến triển nặng. Do đó, việc nghiên cứu và ứng dụng xạ khuẩn trong phòng trừ bệnh hại là một hướng đi mới, giúp bảo vệ cây sâm một cách hiệu quả và bền vững.

III. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện thông qua việc thu thập mẫu cây sâm từ các vùng trồng khác nhau tại Việt Nam. Các mẫu bệnh được phân lập để xác định các chủng nấm và xạ khuẩn có khả năng đối kháng. Các thí nghiệm lây nhiễm nhân tạo được thực hiện để đánh giá khả năng gây bệnh của các chủng nấm. Đồng thời, các chủng xạ khuẩn cũng được thử nghiệm để xác định khả năng ức chế sự phát triển của nấm gây bệnh. Kết quả cho thấy một số chủng xạ khuẩn có khả năng ức chế cao đối với các chủng nấm gây bệnh, mở ra hướng đi mới trong việc phát triển các chế phẩm sinh học cho cây sâm.

IV. Kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu cho thấy đã phân lập được 4 chủng nấm gây bệnh trên cây sâm, bao gồm Neocosmospora ipomoeae và Fusarium miscanthi. Đồng thời, 13 chủng xạ khuẩn và vi khuẩn có khả năng đối kháng với ít nhất một trong số các chủng nấm bệnh đã được sàng lọc. Các chủng Bacillus velezensis, Streptomyces deccanensis, và Streptomyces malayensis được xác định có hoạt tính kháng nấm cao. Điều này cho thấy tiềm năng lớn của xạ khuẩn trong việc phát triển các chế phẩm sinh học kiểm soát bệnh cho cây sâm, góp phần bảo vệ môi trường và nâng cao chất lượng sản phẩm.

V. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc ứng dụng xạ khuẩn trong phòng trừ bệnh hại trên cây sâm Panax L là một hướng đi khả thi và hiệu quả. Các chủng xạ khuẩn có khả năng ức chế nấm bệnh cao cần được nghiên cứu sâu hơn để phát triển thành các chế phẩm sinh học. Kiến nghị cần có các nghiên cứu tiếp theo để tối ưu hóa quy trình sản xuất và ứng dụng các chế phẩm này trong thực tiễn. Việc phát triển các sản phẩm sinh học không chỉ giúp bảo vệ cây sâm mà còn góp phần bảo vệ môi trường, hướng tới nền nông nghiệp bền vững tại Việt Nam.

Nội dung chính

Nghiên cứu Ứng dụng Xạ khuẩn Bản địa Việt Nam trong Phòng trừ Bệnh hại trên Giống Sâm Quý Panax vietnamensis

---

Tóm tắt nghiên cứu (Research Summary)

• Câu hỏi nghiên cứu chính (Primary Research Question): Những tác nhân vi sinh vật nào là nguyên nhân chủ yếu gây ra các bệnh hại nguy hiểm (thối lá, thán thư, thối củ) trên hai giống sâm bản địa quý hiếm của Việt Nam là sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis var. vietnamensis) và sâm Lai Châu (Panax vietnamensis var. fuscidiscus), và liệu nguồn gen xạ khuẩn cùng vi khuẩn đối kháng nội sinh đặc hữu của Việt Nam có thể kiểm soát sinh học hiệu quả các mầm bệnh này hay không?
• Tổng quan phương pháp tiếp cận (Methodology Snapshot): Nghiên cứu tiến hành điều tra thực địa tại 3 vùng sinh thái trọng điểm (Quảng Nam – Kon Tum, Lai Châu – Lào Cai), thu thập mẫu bệnh, phân lập vi sinh vật và chứng minh khả năng gây bệnh thông qua định đề Koch (Koch's postulates) trên lá, củ và cây sâm 2 năm tuổi. Định danh phân tử đa gen (ITS, TEF1, BT2) kết hợp giải trình tự DNA được áp dụng để xác định chính xác danh tính mầm bệnh. Tiếp đó, sàng lọc in vitro 120 chủng vi sinh vật (100 chủng xạ khuẩn và 20 chủng vi khuẩn) từ Trung tâm nguồn gen Vi sinh vật Quốc gia (VTCC), tối ưu hóa điều kiện nuôi cấy và xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) của dịch chiết thô.
• Kết quả then chốt (Key Findings): Báo cáo lần đầu tiên phát hiện bệnh thối nhũn lá trên sâm Panax do hai loài nấm Neocosmospora ipomoeae LN5 và Fusarium miscanthi KT2.2 gây ra; đồng thời xác định Colletotrichum fioriniae N2.1 gây bệnh thán thư và Neocosmospora solani KT1.2 gây bệnh thối củ. Sàng lọc đã phân lập được 13 chủng có hoạt tính đối kháng >70%, nổi bật với 3 chủng tiềm năng cao: Bacillus velezensis C15 (kháng 4 loại nấm, MIC 62,5–100 µg/mL), Streptomyces deccanensis 41912 và Streptomyces malayensis 43825 (MIC 80–120 µg/mL).
• Ý nghĩa thực tiễn (Implications): Cung cấp cơ sở khoa học vững chắc và nguồn vật liệu sinh học giá trị để phát triển các chế phẩm sinh học (biopesticides) thế hệ mới, thay thế hóa chất độc hại, hướng tới xây dựng nền nông nghiệp dược liệu hữu cơ bền vững và bảo tồn nguồn gen sâm đặc hữu quốc gia.

---

Bối cảnh và tầm quan trọng (Context & Significance)

Hiện trạng tri thức và giá trị dược liệu

Sâm Việt Nam (Panax vietnamensis Ha et Grushv.), đặc biệt là hai giống sâm Ngọc Linh và sâm Lai Châu, là những báu vật dược liệu đặc hữu của Việt Nam, được xếp vào danh mục sản phẩm Quốc gia. Sâm Ngọc Linh sở hữu hàm lượng saponin tổng số vượt trội (~10,82%), cao gấp 2–3 lần nhiều loài nhân sâm trên thế giới, bao gồm 52 hợp chất saponin đa dạng và các hoạt chất majonosid (MR1, MR2) quý hiếm. Sâm Lai Châu cũng sở hữu giá trị dược lý tương đương nhưng đang đối mặt với nguy cơ tuyệt chủng nghiêm trọng (CR) trong tự nhiên do khai thác quá mức.

Khoảng trống nghiên cứu (Research Gap)

Sâm Panax là cây dược liệu lâu năm (chu kỳ sinh trưởng tối thiểu 5–6 năm) sinh trưởng dưới tán rừng nhiệt đới ẩm thấp – môi trường lý tưởng cho nấm bệnh bùng phát. Trong khi các nghiên cứu quốc tế tập trung sâu vào bệnh hại trên sâm Hàn Quốc (P. ginseng) hay sâm Mỹ (P. quinquefolius), dữ liệu bệnh học và mầm bệnh trên sâm Ngọc Linh còn phân mảnh, và hầu như chưa có công bố toàn diện nào trên sâm Lai Châu. Đặc biệt, việc lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật hóa học tổng hợp (như azoxystrobin, polyxins) đang làm thoái hóa hệ vi sinh vật đất vùng rễ, phát sinh tính kháng thuốc và để lại dư lượng độc hại trong dược liệu.

Tính cấp thiết và tác động tiềm năng

Xạ khuẩn (Actinobacteria, đặc biệt là chi Streptomyces) và vi khuẩn vùng rễ (Bacillus) là những nhà máy sinh học sản sinh các chất trao đổi thứ cấp kháng nấm mạnh mẽ và an toàn sinh thái. Việc giải mã căn nguyên bệnh học, thiết lập bộ chủng chuẩn kiểm định và tuyển chọn nguồn gen vi sinh vật đối kháng bản địa từ kho lưu trữ VTCC là chìa khóa then chốt để bảo vệ vùng trồng sâm bền vững, nâng cao giá trị chuỗi dược liệu hữu cơ Việt Nam.

---

Phương pháp tiếp cận và quy trình nghiên cứu (Methodology & Approach)

Nghiên cứu được thiết kế theo quy chuẩn khoa học thực nghiệm nghiêm ngặt, kết hợp điều tra dịch tễ học thực địa với phân tích sinh học phân tử hiện đại.

1. Thiết kế nghiên cứu và thu thập dữ liệu thực địa

• Địa bàn khảo sát: Vườn sâm chuyên canh tự nhiên và nhà lưới tại Nam Trà My (Quảng Nam), Tu Mơ Rông (Kon Tum), Sa Pa (Lào Cai), Mường Tè và Sìn Hồ (Lai Châu).
• Quy mô lấy mẫu: Mỗi điểm khảo sát 2–3 ha, áp dụng kỹ thuật lấy mẫu 10 điểm ngẫu nhiên trên đường chéo, đánh giá 100 cây sâm ở các độ tuổi từ 1 đến 6 năm. Mẫu bệnh lá và củ được thu thập, định vị tọa độ GPS và bảo quản tiêu chuẩn theo cẩm nang chẩn đoán bệnh cây ACIAR.

2. Kỹ thuật phân lập và đánh giá bệnh học (Định đề Koch)

• Phân lập nấm trên môi trường PDA và LCA ở 25°C; phân lập vi khuẩn trên môi trường TSA 1/5 ở 28°C.
• Xác nhận tác nhân gây bệnh:
  • Thử nghiệm in vitro: Lây nhiễm thỏi thạch nấm (đường kính 5 mm) hoặc nhỏ giọt dịch vi khuẩn ($OD_{600} = 0,1$) lên lá/củ sâm vô trùng trong tủ vi khí hậu ($25^\circ\text{C}$, độ ẩm 90%, chu kỳ sáng/tối 8h/16h).
  • Thử nghiệm in vivo: Tái lây nhiễm trên cây sâm 2 năm tuổi trong điều kiện nhà lưới tại Sa Pa trong 30 ngày liên tục, đánh giá theo TCVN 13268-5:2022. Tái phân lập mầm bệnh để kiểm chứng định đề Koch.

3. Định danh sinh học phân tử đa gen

DNA hệ gen của nấm được tách chiết bằng kit EZ-10 Spin Column. Thực hiện khuếch đại PCR các vùng gen chỉ thị phân loại:

• Vùng đệm phiên mã nội sinh (ITS - Internal Transcribed Spacer) với cặp mồi ITS1/ITS4.
• Yếu tố kéo dài phiên mã (TEF1 - Translation Elongation Factor 1-alpha) với cặp mồi EF-1/EF-2.
• Gen $\beta$-tubulin (BT2) với cặp mồi Bt2a/Bt2b.
• Xây dựng cây phát sinh chủng loại bằng thuật toán Neighbour-Joining với 1000 lần lặp bootstrap trên phần mềm MEGA11.

4. Sàng lọc đối kháng và định lượng hoạt tính sinh học

• Thử nghiệm đối kháng in vitro bằng phương pháp đặt thỏi thạch kép đối đầu trên môi trường PDA, tính toán tỷ lệ ức chế sinh trưởng sợi nấm ($S% = \frac{R - r}{R} \times 100$).
• Chiết xuất hoạt chất trao đổi thứ cấp thô từ dịch lên men bằng dung môi ethyl acetate (tỷ lệ 1:1 v/v), cô quay chân không ở 30°C.
• Xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) qua dải nồng độ từ 31,25 µg/mL đến 500 µg/mL hòa tan trong dung môi DMSO:nước (1:9 v/v).

---

Các phát hiện nghiên cứu chính (Major Findings)

1. Dịch tễ học bệnh hại trên sâm Ngọc Linh và sâm Lai Châu

Khảo sát thực địa ghi nhận 3 nhóm bệnh hại chủ đạo:

• Bệnh thối nhũn lá: Tỷ lệ nhiễm trung bình 12% tại vùng Tây Bắc (Lai Châu – Lào Cai) và 19% tại vùng Tây Nguyên (Quảng Nam – Kon Tum), dao động từ 2% đến 26%. Bệnh xuất hiện nhiều nhất ở cây 2–3 tuổi (>20%). Sâm Lai Châu có tỷ lệ nhiễm cao hơn sâm Ngọc Linh.
• Bệnh thán thư: Tỷ lệ nhiễm trung bình 5,5% tại Tây Bắc và 10,75% tại Tây Nguyên. Vườn sâm dưới tán rừng tự nhiên ghi nhận tỷ lệ mắc bệnh cao hơn rõ rệt so với trồng trong nhà lưới.
• Bệnh thối củ: Phát hiện rải rác nhưng có tính chất hủy diệt nghiêm trọng, tỷ lệ nhiễm cao nhất lên tới 18% tại Sa Pa.

2. Phát hiện đột phá về 4 loài nấm gây bệnh chuyên khoa

Từ 171 chủng nấm và 126 chủng vi khuẩn phân lập ban đầu, nghiên cứu đã chứng minh 126 chủng vi khuẩn không gây bệnh nhân tạo, và xác định 4 chủng nấm bệnh độc lực cao:

Ký hiệu chủng	Danh tính khoa học	Mã số VTCC	Mã GenBank (ITS / TEF1 / BT2)	Bệnh học và triệu chứng đặc trưng
LN5	Neocosmospora ipomoeae	VTCC 60050	PP422928 / PP458365 / —	Gây thối nhũn lá (vết thối 5–10 mm có tâm xám đen, héo rụng lá nhanh). Lần đầu công bố trên sâm Panax.
KT2.2	Fusarium miscanthi	VTCC 60051	PP422929 / PP458366 / PP874464	Gây thối nhũn lá sâm sau 3–5 ngày lây nhiễm. Lần đầu công bố gây bệnh thối nhũn lá trên sâm Panax.
N2.1	Colletotrichum fioriniae	VTCC 60052	PP716536 / — / PP735918	Gây bệnh thán thư sâm Lai Châu (vết đốm vàng sần sùi sau hoại tử nâu có quầng vàng). Lần đầu phát hiện trên sâm.
KT1.2	Neocosmospora solani	VTCC 60053	PP935352 / PP942996 / —	Gây thối củ sâm Ngọc Linh (vết bệnh nâu đen, củ nhũn rỗng, thịt tách rời vỏ sau 40 ngày).

3. Tuyển chọn nguồn gen xạ khuẩn và vi khuẩn đối kháng mạnh

• Trong 120 chủng vi sinh vật thử nghiệm, có 42 chủng (35%) thể hiện hoạt tính kháng ít nhất 1 chủng nấm kiểm định.
• Xác định 13 chủng ưu việt có tỷ lệ ức chế nấm bệnh vượt mốc 70%.
• Đánh giá chi tiết 3 chủng đối kháng tiềm năng nhất:

---

Đóng góp khoa học và giá trị gia tăng (Scientific Contributions)

Đóng góp về mặt lý thuyết học thuật (Theoretical Value)

• Mở rộng cơ sở dữ liệu bệnh học thực vật toàn cầu đối với chi Panax: Nghiên cứu là công trình khoa học đầu tiên trên thế giới định danh Neocosmospora ipomoeae và Fusarium miscanthi là tác nhân gây bệnh thối nhũn lá trên cây sâm, phá vỡ quan niệm trước đây cho rằng F. miscanthi là loài không gây bệnh.
• Khẳng định Colletotrichum fioriniae là nguyên nhân gây thán thư trên sâm Lai Châu, bổ sung mắt xích quan trọng trong mối tương quan 3 bên: Giống cây chủ – Điều kiện tiểu khí hậu – Chủng nấm đặc hiệu.

Đổi mới về phương pháp luận và dữ liệu chuẩn (Methodological Innovations)

• Xây dựng thành công bộ hồ sơ bệnh học chuẩn hóa theo tiêu chuẩn quốc tế (WFCC và VTCC) cho 4 chủng nấm bệnh, bao gồm mã gen GenBank, hình thái hiển vi, đặc tính sinh học và lưu trữ đông khô/lạnh sâu ($-70^\circ\text{C}$). Bộ chủng đã được tích hợp vào catalogue online của VTCC để làm chủng chuẩn kiểm định chất lượng phòng trừ sinh học.

Ứng dụng thực tiễn và định hướng chính sách (Practical & Policy Impact)

• Cung cấp các chủng xạ khuẩn và vi khuẩn ưu tú (B. velezensis C15, S. deccanensis 41912, S. malayensis 43825) phục vụ sản xuất chế phẩm sinh học bản địa với giá thành hợp lý.
• Đóng góp căn cứ khoa học trực tiếp cho các cơ quan quản lý nông nghiệp (Bộ Nông nghiệp & PTNT, Sở KH&CN các tỉnh Quảng Nam, Kon Tum, Lai Châu, Lào Cai) trong việc ban hành quy trình canh tác và phòng trừ dịch hại an toàn sinh học theo chuỗi giá trị sâm Quốc gia.

---

Đối tượng thụ hưởng và quan tâm (Target Audience)

• Nhà khoa học & Viện nghiên cứu: Các chuyên gia công nghệ sinh học, vi sinh vật học nông nghiệp, bảo vệ thực vật có thể sử dụng dữ liệu gen (GenBank) và bộ chủng chuẩn VTCC để tiếp tục nghiên cứu cấu trúc hoạt chất kháng sinh mới (strepphenazine, rabelomycin, cyclic peptides).
• Doanh nghiệp & Hợp tác xã trồng sâm: Các đơn vị phát triển dược liệu tại Nam Trà My, Tu Mơ Rông, Sìn Hồ, Sa Pa có được giải pháp chẩn đoán đúng bệnh và định hướng sử dụng chế phẩm vi sinh để bảo vệ vùng trồng đạt chuẩn GACP-WHO, VietGAP, Organic.
• Doanh nghiệp sản xuất chế phẩm vi sinh (Biotech Companies): Tiếp nhận bản quyền công nghệ và nguồn gen vi sinh vật đối kháng để nhân sinh khối quy mô công nghiệp, sản xuất thuốc BVTV sinh học thay thế hàng nhập khẩu.
• Cơ quan quản lý và hoạch định chính sách: Căn cứ hoàn thiện tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia về bảo tồn nguồn gen và phát triển sâm Việt Nam thành ngành kinh tế mũi nhọn.

---

Câu hỏi thường gặp (Frequently Asked Questions - FAQ)

1. Phát hiện quan trọng và có tính đột phá nhất của nghiên cứu này là gì?

Đó là việc phát hiện, giải mã và công bố lần đầu tiên trên thế giới bệnh thối nhũn lá trên cây sâm Panax do hai loài nấm Neocosmospora ipomoeae và Fusarium miscanthi gây ra; đồng thời tuyển chọn thành công 3 chủng vi sinh vật đối kháng bản địa (B. velezensis C15, S. deccanensis 41912, S. malayensis 43825) có hoạt tính ức chế nấm bệnh vượt trội (>70%) với nồng độ MIC rất thấp (62,5–120 µg/mL).

2. Phương pháp định danh tác nhân gây bệnh trong nghiên cứu có điểm gì đặc biệt?

Nghiên cứu không chỉ dừng lại ở đặc điểm hình thái mà kết hợp nghiêm ngặt định đề Koch (lây nhiễm tái tạo bệnh chuẩn xác trên cây sâm 2 năm tuổi trong nhà lưới) với phân tích sinh học phân tử đa gen (kết hợp đồng thời các chỉ thị ITS, TEF1 và $\beta$-tubulin/BT2). Điều này giúp phân loại tuyệt đối chính xác các phức loài nấm phức tạp như Fusarium và Colletotrichum.

3. Hoạt tính đối kháng của các chủng xạ khuẩn và vi khuẩn có thể khái quát hóa (generalize) trên diện rộng không?

Hoàn toàn khả thi. Dù nghiên cứu lấy mẫu đại diện tại Tây Bắc và Tây Nguyên, các chủng vi sinh vật đối kháng phân lập từ VTCC đều sinh trưởng mạnh trên các môi trường dinh dưỡng phổ thông (TSB, ISP2, ISP4) và thích nghi tốt ở dải nhiệt độ $28^\circ\text{C} - 37^\circ\text{C}$, rất thuận lợi để triển khai ứng dụng thực địa tại nhiều vùng tiểu khí hậu khác nhau.

4. Bước tiếp theo (Next Steps) của chương trình nghiên cứu này là gì?

Nghiên cứu sâu về hóa học các hợp chất thiên nhiên để tinh sạch và xác định cấu trúc phân tử của hoạt chất kháng nấm từ dịch chiết Streptomyces và Bacillus; tối ưu hóa công nghệ lên men xốp/lên men chìm quy mô pilot; thử nghiệm chế phẩm sinh học diện rộng ngoài đồng ruộng (field trials) và đánh giá thời gian cách ly, độ an toàn sinh thái.

5. Khác biệt lớn nhất giữa việc dùng thuốc hóa học và chế phẩm xạ khuẩn trên cây sâm là gì?

Thuốc hóa học tuy tác dụng nhanh nhưng gây chai đất, diệt vi sinh vật có ích, dễ tồn dư chất độc trong củ sâm thu hoạch và gây kháng thuốc. Ngược lại, xạ khuẩn và vi khuẩn đối kháng (Bacillus) vừa tiết kháng sinh sinh học tiêu diệt nấm bệnh tận gốc trong đất, vừa kích thích rễ sinh trưởng, an toàn tuyệt đối cho người sử dụng và giữ nguyên giá trị dược liệu cao cấp của sâm.

---

Kết luận (Conclusion)

Nhiệm vụ nghiên cứu khoa học cấp ĐHQGHN do TS. Nguyễn Thị Hải chủ nhiệm đã hoàn thành xuất sắc các mục tiêu đề ra, giải quyết trọn vẹn bài toán từ điều tra căn nguyên dịch tễ đến đề xuất giải pháp công nghệ sinh học kiểm soát bệnh hại trên hai giống sâm quý sâm Ngọc Linh và sâm Lai Châu. Kết quả công trình không chỉ mang lại giá trị học thuật quốc tế cao (với các bài báo trên tạp chí chuyên ngành uy tín Web of Science/Scopus) mà còn đặt nền móng vững chắc cho công nghệ sản xuất chế phẩm sinh học "Made in Vietnam".

Các cơ quan quản lý, viện nghiên cứu và cộng đồng doanh nghiệp cần đẩy mạnh liên kết bốn nhà (Nhà nước – Nhà khoa học – Doanh nghiệp – Nhà nông) để nhanh chóng thương mại hóa nguồn gen quý này, góp phần bảo tồn đa dạng sinh học và nâng tầm vị thế thương hiệu sâm Quốc gia trên trường quốc tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn về đối tượng nghiên cứu của nhiệm vụ 2. Nghiên cứu về sâm Panax vietnamensis ở Việt Nam Sâm Việt Nam (Panax vietnamensis) được ghi nhận gồm 03 giống là (i) sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis var. vietnamensis Ha et Grushv.), (ii) sâm Lai Châu (Panax vietnamensis var. Zhu et SQ Cai), va (iii ) sâm Langbian (Panax vietnamensis var.

langbianensis NV Duy, VT Tran et LN Trieu) (Nguyễn Tập, 2005; Phan Kế Long Và cs. Sâm Ngọc Linh và sâm Lai Châu được đán h giá là hai loại có giá trị kinh tế cao và được xếp vào danh mục sản phẩm Quốc gia. Theo cơ sở dữ liệu trên cổng thông tin khoa học và công nghệ Quốc gia, : NUNG 15 năm (1997-2022) có tổng số 35 đề tài nghiên cứu về cây sâm Việt Nam (chủ yếu là sâm Ngọc Linh) do Bộ KH&CN, Bộ Y tế và Sở KH&CN các tỉnh tài trợ. Các nghiên cứu tập trung trên một số nội dung chính gồm (0 kỹ thuật gây trồng, phương pháp nhân giống, di thực, (ii) ảnh hưởng của các nhân tố khác nhau đến sinh trưởng và phát triển của cây sâm, (iii) công nghệ sinh học trong giám định loài, giải trình tự gen, (iv) nhân sinh khối rễ, bào chế, phân tích thành phần được tính, và (v) canh tác và quản lý dich hại, khai thác và phát triển nguồn gen.

Sâm Ngọc Linh là loài đặc hữu của vùng núi Ngọc Linh (thuộc hai tỉnh Quảng Nam và Kon Tum), trong vùng khí hậu nhiệt đới và cũng là loài đặc hữu của Việt Nam (Nguyễn Tập, 2005; Nguyễn Thượng Dong, 2007). Sâm Ngọc Linh mọc chủ yếu ở dướ i tán rừng còn tương đối nguyên sinh nơi có lớp mùn dày và khí hậu âm (Lê Thanh Sơn , 2006). Sâm Lai Châu có mức phân bố hẹp trên dãy núi Pu Si Lung và lân cận (Mường Tè và Tây Sin Hồ, giáp biên giới với Trung Quốc) và day núi Pu Sam Cá p nằm giữa các huyện Sìn Hồ và Tam Đường với thành phố Lai Châu, tỉnh Lai Châu. Bị người dân bản địa khai thác quá mức (sử dụng làm thuốc và bán sang Trun g Quốc), sâm Lai Châu đang bị đe doa tuyệt chủng ở mức độ tram trọng (CR) (Phan Kế Long và cs.

Hiện nay, diện tích phân bố tự nhiên của sâm Lai Châu giảm đáng ké chỉ cò n lại rat ít trong rừng rậm nguyên sinh mưa mùa nhiệt đới ít bị tác động thuộc vùng núi cao huyện Mường Tè, cây phân bồ rải rác. Sâm Ngọc Linh có tổng hàm lượng saponin ~10.82 %, cao gấp 2-3 lần so với nhiều loài nhân sâm khác trên thế giới, thanh ph ần đa dạng với 52 loại khác nhau (so với sâm Hàn Quốc có 26 loại saponin), trong đó nhiều loại là các hoạt chất mới. Các thành phần dược liệu chính ở sâm Ngọc Linh gồm ginsen oside (GRb1, GRB2, GRd, GRe, GRgl), majonosid (MR1, MR2), notoginsenosid (N1), vinaginsenosid (VRI, VR2, VR11), và các thành phần acid amin, các nguyên tố vi lượng, hợ p chất sterol, glucid (Nguyễn Thượng Dong, 2007). Sâm Lai Châu có giá trị dược liệu được đánh giá là tương đương với sâm Ngọc Linh, có nhiều tiềm năng dé phát triển tr ồng và chế biến thành hàng hóa phục vụ nhu cầu trong nước và xuất khẩu, tuy nhiên cho đến nay các nghiên cứu về giống sâm này còn chưa nhiều (Đỗ Thị Hà và cs.

Với mục tiêu tăng diện tích canh tác sâm, cá c nghiên cứu về di thực đã nhận được quan tâm đặc biệt từ các nhà khoa học và các cơ quan quản lý. Đến nay, các nghiên cứu về di thực sâm chủ yếu liên quan đến đối tượng sâ m Ngọc Linh với hai hình thức di thực là (i) mở rộng canh tác trong vùng phân bố tự nh iên, và (ii) canh tác sang những vùng có điều kiện sinh thái tương tự (Lương Thị Hoan, 2017; Nguyễn Minh Khởi và cs. Về sâm Lai Châu, số lượng các nghiên cứu được công bố còn rất ít, đại điện có thể kể đến như phân tích thành phần dược liệu trong củ sâm (Đỗ Thị Hà và cs., 201 8) và đánh giá ảnh hưởng của kỹ thuật canh tác (như thời vụ, cây gi ống, độ cao của vị trí canh tác so với mực nước biên, độ che sáng) đến sinh trưởng và năng suất (Tra n Thi Kim Huong va cs. La cây lâu năm, được thu hoạch sau tối thiểu 5 năm canh tác, cây sâm Panax phải đối mặt với nhiều loại bệnh hại.

Ở Việt Nam, các bệnh hại trên lá cây sâm được công bố gồm có bệnh gi sắt (do nấm Puccinia sp.), bệnh đốm vòng (do nắm Alternaria alternata), bệnh than thư (do nắm Colletotrichum sp.) và bệnh chết rạ p cây con (do nam Rhizoctonia solani) (Phan Thúy Hiền va cs., 2016; Mai Văn Quân và cs. Liên quan đến rễ/củ ở cây sâm, một số bệnh được báo cáo như bệnh thối củ và bệnh lở cổ rễ, vàng lá thối rễ do nắm Phytophthora sp, Pythium sp., và Fusarium sp. tấn công qu a các vết thương hở trên củ hay phần thân gốc của cây sâm (Lee et al., 2004; Narayanasa my et al, 2011; Jin et al. Bệnh trên lá thường có thể phát hiện sớm và xử lý bằng cách ly cây bệnh hoặc phun thuốc diệt mầm bệnh, trong khi đó bệnh ở rễ/củ thường khó phát hiện cho đến khi bệnh tiến triển và ảnh hưởng tới phần phía trên mặt đất với biểu hiện héo úa thân lá, thậm chí là chết cây.

Các nghiên cứu trong nước đã cung cấp thông tin về các bệnh hại chính do VSV gây ra trên cây sâm Ngọc Linh, tuy nhiên thông tin đối với cây sâm Lai Châu còn rất hạn chê. Bệnh hại trên sâm do vi sinh vật và phương thức kiểm soát Sâm Panax là loài thảo mộc lâu năm phát triển chậm, cần nhiều thời gian để tăng trưởng và tích lũy ginsenoside. Rễ nhân sâm từ 4 đến 6 năm tuổi có sự phát triển và hàm lượng ginsenoside tốt nhất (Farh et al, 2018). Tuy nhiên, thời gian canh tác dài có thé gây ra sự thay đổi về các tính chất vật lý và hóa học của đất cũng như làm mat cân bằng hệ vi sinh vật đất vùng rễ dẫn tới sự gia tăng nguy cơ mắc bệnh của cây sâm (Xiao et al.

Tới năm 2015 có hơn 20 loài nam gây hại trên cây sâm đã được công bố, chủ yếu từ các nghiên cứu trên cây sâm Hàn Quốc Pznax ginseng. Các loài gây bệnh chí nh gồm có Alternaria panax, Botrytis cinerea, Colletotrichum gloeosporioides, Colletotrichum panacicola, Cylindrocarpon destructans va Rhizoctonia solani, được danh giá có tac động tiêu cực đến ngành trồng sâm tại Hàn Quốc (Cho et al, 2016). Một số bệnh hai thường gặp do VSV gây ra ở cây sâm gồm có: - Bệnh thối rễ/thối thân: có biểu hiện lá vàng úa không đồng đều, rễ bị úng nướ c, màu vàng nâu, bên trong mềm. Tác nhân gây bệnh chính là một số loài nấm khác nhau, tùy thuộc giống sâm, như Phytophthora cactorum, Pi thium ultimum và Cylindrocarpon destructans gây bệnh thối rễ trên cây sâm Hà n Quốc Panax ginseng (Lee, 2004), Fusarium oxysporum gây bệnh thối rễ trên cây tam thất hoang Panax notoginseng (Jin et al., 2018), Sclerotinia nivalis gay bệnh trên cây sâm Mỹ Panax quinquefolius (Wang et al.

Ngoài các loài nam gây bệnh kể trên, vi khu ẩn Ralstonia sp. va tuyén tring Meloidogyne hapla cũng được báo các là các tác nhân gây bệnh thối thân/rễ ở nhiều loài nhân sâm (Ma et al. - Bệnh phấn trắng: có nắm màu trắng hình tròn phát triển sợi nắm trên cả hai bề mặt lá. Tác nhân gây bệnh trên các giống sâm khác nhau được xác định là Oidium sp.

trên tam thất Panax pseudoginseng trồng ở Trung Quốc, Erysiphe sp. trê n sâm Mỹ P. quinquefolius trồng ở Canada, và Erysiphe panacis trên sim Hàn Quốc P. ginseng và sâm Mỹ P.

quinquefolius trồng ở Trung Quốc (Farr, Rossman, 2015; Cho et al. - Bệnh than thư: là bệnh chủ yếu gây hại trên cây nhân sâm thuộc các giống khác nhau, được báo cáo ở nhiều quốc gia. Biểu hiện bệnh là các vết hoại tử trên thân lá, có màu nâu, hình tròn đồng tâm làm héo lá và rụng. Wei (1989) đã báo cáo nấm Colletotrichum dematium va Glomerella cingulata gây bệnh thán thư ở tam that hoang P.

notoginseng (Wei et al. Putnam & Du Toit (2003) cũng đã mô tả bệnh than thư trên cây nhân sâm Mỹ P. quinquefolius, tác nhân gây bệnh được xác định là nắm Alternaria panax. - Bệnh đốm vòng do nắm Alternaria panax gây ra, được đặc trưng bởi các đốm tròn, ngậm nước ở giai đoạn đầu và các đốm tròn khô, màu nâu ở các giai đoạn sau.

Bệnh được báo cáo trên giống sâm Panax ginseng C. Meyer ở Hàn Quốc và sâm Panax quinquefolius L. ở Mỹ (Kim et al., 2010; Putnam ef al. - Bệnh mốc xám có triệu chứng xuất hiện chủ yếu ở đầu lá và mở rộng ra phía sau qua gân giữa, dẫn đến nhiễm trùng hình chữ V đặc trưng.

Các tôn thương ban đầu giống với bệnh đốm vòng, tuy nhiên ở giai đoạn sau, vết bệnh bao phủ toàn bộ bề mặt lá, màu lá chuyển sang màu nâu đỏ, vết bệnh phát triển dày đặc và sinh bào tử làm cho lá nhiễm bệnh có màu xám đặc trưng. Tác nhân gây ra bệnh mốc xám trên cây sâm Hàn Quốc và sâm Mỹ được xác định là nam Botrytis cinerea (Farh et ai, 2018; Kim et al. Có thé thay rang nắm là tác nhân chính gây bệnh hại trên cây sâm. Cùng một biểu hiện bệnh có thể do nhiều loài nắm gay ra.

Ngoai ra, tính đặc hiệu giữ a tác nhân gây bệnh và đối tượng cây chủ, được thé hiện qua mối tương quan ba bên giữa giống sâm - vị trí canh tác — tác nhân gây bệnh, là yếu tố quan trọng được các nhà khoa học dé cập trong các nghiên cứu về bệnh hại trên cây sâm. Hiện nay, biện pháp chính để phòng trị bệnh do vi sinh Vật gây ra trên sâm là sử dụng các loại thuốc diệt nắm và vi khuẩn tổng hợp như azoxystrobin, polyxins, dazomet, dimethyl disulfide, canxi cyanamide carbendazim,. Tuy có hiệu quả trong việc kiểm soát bệnh, nhưng việc sử dụng lâu dài các loại thuốc bảo vệ thực vật hóa học có thể dẫn đến sự gia tăng khả năng kháng thuốc của tác nhân gâ y bệnh, dư lượng thuốc hóa học trong đất làm mắt cân bằng hệ vi sinh vật đất, đồng thời ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm sâm thu hoạch (Sun et al. Do đó, việc tìm kiếm các hoạt chất kháng tác nhân gây bệnh có tính thân thiện với môi trường và an toàn ngay càng được quan tâm, từng bước giúp giảm sự phụ thuộc vào thuốc bảo vệ thực vật hóa học.

Vi sinh vật được biết đến có khả năng sản sinh các chất trao đổi thứ cấp ma ng hoạt tính kháng khuẩn.