Chương 1 TỎNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu tổng quan về cây họ cà Cây họ ca có tên khoa học là Solanaceae, là một loại thực vật có hoa. Tên khoa học của họ này có nguồn gôc từ tiêng Latinh Solanum, nghĩa là “cây cà được”. Ở Việt Nam, họ cà gồm các cây thân thảo hoặc cây nhỏ, phân bố rộng khắp cả nước. Một số loài được trồng dùng làm thực phẩm (ca tim, cà pháo, ca chua, khoai tây), gia vi (ớt), cây công nghiệp (thuốc lá) hoặc cây dược liệu.1 Cây cà chua Cây cà chua có tên khoa học là Solanum lycopersicum L., thuộc ho cà (Solanaceae) là một loại rau ăn quả có nguồn gốc từ Nam Mỹ.
Theo Somraj và ctv (2017); Nalla và ctv (2016) thì cà chua là một loại cây rau quan trọng, phổ biến và được trồng rộng rãi khắp nơi trên thế giới, đặc biệt là ở các vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới và ôn đói. Theo tổ chức nông lương thế giới (FAO, 2020), diện tích trồng cà chua trên thế giới vào khoảng 5.983 ha với sản lượng 186. Là cây rau có giá trị, có sản lượng chiếm 1/6 tổng sản lượng rau hàng năm trên thé giới và luôn đứng ở vị trí số 1 về sản lượng. Cà chua có tầm quan trọng chỉ sau khoai tây ở nhiều quốc gia và đứng thứ nhất về rau được bảo quản, chế biến và cả mục đích sử dụng tươi.2 Cây khoai tây Khoai tây có tên khoa học là Solanum tuberosum L., thuộc họ cà (Solanacea) có nguồn gốc xuất xứ ở dãy Andes.
Khoai tây được trồng lâu đời ở Nam Mỹ và được đưa vào châu Âu từ thé ki 16. Sau đó, khoai tây được trồng ở nhiều nơi và dần trở thành cây lương thực chủ đạo. Ở nước ta, khoai tây được du nhập vào từ người Pháp đầu thế kỉ 19. Theo tổ chức nông lương thế giới (FAO, 2020), điện tích trồng khoai tây trên thế giới vào khoảng 16.810 ha với sản lượng 359.3 Cây ớt Cây ớt (Capsicum annuum L.) có nguồn gốc nhiệt đới và cận nhiệt đới Châu Mỹ.
Cây ớt có mặt ở nước ta được du nhập từ Trung Quốc, Án Độ. Diện tích phân bố khá rộng rãi, tập trung ở miền Bắc và miền Trung, ở miền Nam diện tích trồng ớt còn phân tán. Theo tổ chức nông lương thế giới (FAO, 2020) cây ớt được xem là một trong những cây trồng quan trong của vùng nhiệt đới. Diện tích trồng ớt trên thế giới vào khoảng 2.990 ha cho mục đích lay quả tuoi với sản lượng 36.2 Tổng quan về bệnh héo xanh do vi khuẩn Ralstonia solanacearum 1.1 Triệu chứng gây hại của vi khuẩn Ralstonia solanacearum Bệnh phát sinh từ cây non đến khi thu hoạch.
Triệu chứng thường biểu hiện ngay sau khi vi khuân xâm nhập vào cây. Ở cây bị bệnh, ban ngày lá mat màu nhẫn bóng, tái xanh, héo cup xuống. Ở giai đoạn cây con thường biểu hiện trên toàn cây, còn ở giai đoạn trưởng thành triệu chứng thường biểu hiện ở lá ngọn trước. Ở 1 — 2 ngày đầu cây có thể phục hồi lại được vào lúc trời mát hoặc về đêm, nhưng sau 2 — 3 ngày lá héo không thể hồi phục lại được nữa và toàn cây bi héo rũ rồi chết.
Vỏ thân gần gốc của cây bị bệnh san sùi, khi cắt ngang thấy bó mach bị hóa nâu. Trong điều kiện âm độ cao, thân cây bị bệnh dần dần thối mềm, ấn mạnh gần miệng cat có thé thay dich nhay vi khuẩn tiết ra mau trang sữa. Rễ có màu nâu den và thối (Kucharek, 1998).2 Đặc điểm phát sinh phát triển bệnh Thời gian vi khuẩn tồn lưu trong đất phụ thuộc vào nhiều yếu tố như âm độ, nhiệt độ, hóa lý đất. Vi khuẩn có thê tồn lưu trong đất từ 5 — 6 năm, trong cơ thê ký chủ thực vật hoặc trong hạt giống có thé sống tới 7 tháng, còn nêu bám dính trên bề mặt hat chi tồn tại 2 — 7 ngày (Vũ Triệu Man và Lê Lương Té, 1998).
Bệnh héo xanh phát sinh phát triển phụ thuộc vào điều kiện đất đai như trên các chân đất cao bệnh thường nặng hơn các chân đất thấp, đất được luân canh với lúa nước làm giảm tỷ lệ bệnh đáng kê (Đỗ Tan Dũng, 2001). Thời vụ trồng cũng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự phát triển bệnh, thời vụ trồng có mưa nhiều, ẩm độ cao làm gia tăng sự phát sinh phát triển bệnh. Mật độ trồng cao tỷ lệ bệnh thường cao do chúng tạo một vùng khí hậu thuận lợi cho sự phát sinh phát triển bệnh.3 Biện pháp phòng trừ Việc phòng trị bệnh héo xanh thường rất khó khăn do chúng có phạm vi ký chủ rộng, có kha năng lưu tồn rất hữu hiệu trong dat (Đỗ Tan Dũng, 2001). Luân canh cây trồng không phải ký chủ của vi khuân R.
solanacearum là một trong những giải pháp quan trọng giúp giảm mật độ vi khuẩn trong đất và hạn chế tối đa nguồn bệnh từ các tàn dư thực vật ở vụ trước. Xử lý và cải tạo đất bằng việc bón tăng cường phân chuồng, lưu huỳnh, canxi cũng đem lại những kết quả khác biệt (Kelman và ctv, 1994). Sử dụng vi sinh vật đối kháng như Bacillus sp. dé xử li hạt trước khi gieo, nhúng rễ cây con trước khi trồng hoặc đưa vi sinh vật đối kháng vào vùng rễ sau trồng làm ức chế, canh tranh và tiêu diệt vi khuân R.
solanacearum bước đầu mang lại hiệu qua đáng ké (Trương Thị Hồng Hai và Trần Viết Thắng, 2014). Biện pháp dùng thuốc bảo vệ thực vật được cho là ít có hiệu quả trong phòng chống vi khuẩn R. solanacearum do vi khuẩn này có nguồn gốc từ đất xâm nhiễm gây bệnh và sinh sản trong hệ thống mạch dẫn của cây (Đỗ Tấn Dũng, 2006).3 Sơ lược về vi khuẩn Ralstonia solanacearum 1.1 Lịch sử nghiên cứu Vi khuẩn Ralstonia solanacearum gay hai hơn 200 loai thực vat. Đây là loài vi khuẩn gây bệnh mạch dẫn được nghiên cứu bởi Halted vào năm 1892.
Đến năm 1896, tiếp tục được Erwin Frink Smith nghiên cứu, mô tả và định tên Ralstonia solanacearum. Thời gian sau đó, nhiều nhà khoa học trên thế giới đi sâu vào nghiên cứu bệnh do vi khuẩn R. solanacearum gây ra một cách toàn diện hơn, phải kề đến như là Kelman (1952; 1954), Hayward (1960; 1964; 1976), Yabuuchi (1992), (Vũ Triệu Man và Lê Lương Té, 1998).2 Đặc điểm cấu tạo và điều kiện phát triển Vi khuẩn Ralstonia solanacearum là vi khuân gram am, hinh que, hai dau hoi tròn, có lông roi ở một đầu, kích thước tế bào 0,5 —1,5 um. Vi khuẩn thích hợp ở nhiệt 5 độ 25 — 35°C, nhiệt độ tối đa là 41°C, nhiệt độ tối thấp 10°C, nhiệt độ gây chết là 55°C.
Vi khuẩn phát triển trên phạm vi rộng pH = 6,8 — 7,2 (Vũ Triệu Man, 2007).3 Hình thức xâm nhập vào cây ký chủ Vi khuẩn Ralstonia solanacearum lan truyền theo nước tưới, xâm nhập vao cây qua vết thương hoặc qua lỗ thở tự nhiên, vết nứt đầu rễ và di chuyển vào trong bó mạch, sau đó phá bó mạch làm tắc nghẽn sự vận chuyền nước và chất đinh dưỡng gây ra bệnh héo xanh trên các cây họ cà, mạnh nhất khi cây đang trong giai đoạn phát triển (Vũ Triệu Mân, 2007).4 Tổng quan về vi khuẩn đối kháng và cơ chế đối kháng 1.1 Vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens 1.1 Phân loại Theo khóa phân loại của Bergey (Vos và ctv, 2009), Bacillus amyloliquefaciens được phân loại như sau: Giới Bacteria, ngành Firmicutes, lớp Bacilli, bộ Bacillales, họ Bacillaceae, chi Bacillus, nhóm Bacillus subtilis, loài Bacillus amyloliquefaciens.2 Lich sir phat trién Bacillus amyloliquefaciens được Fukomoto phát hiện đầu tiên vào năm 1943 nhờ khả năng sinh œ-amylase va protease. Tại thời điểm đó B. amyloliquefaciens được xem như một dòng khác của loài Ö. subtilis hay loài phụ B.
Welker và Campbell (1967), đã chứng tỏ vi khuẩn Ö. amyloliquefaciens có những đặc điểm hình thái và sinh học khác với B. subtilis có kha năng phát triển trong khi nồng độ muối NaCl đến 10%, kha năng lên men lactose tạo acid và kết quả khi lai DNA giữa B. amyloliquefaciens F cho thay sự tương đồng DNA giữ hai loài này chỉ 14,7 — 15,4%.
amyloliquefaciens mới được tách ra thành một loài riêng dựa trên kết quả lai DNA của B. amyloliquefaciens so với các loài có quan hệ gần với chúng như Ö. pumilus lần lượt đạt và tỉ lệ tương đồng là 23%, 15% và 5% (Priest và ctv, 1987). Borriss va ctv (2010), đã chứng minh sự khác biệt về chỉ số lai DNA, chỉ số so sánh hệ gen bang kỹ thuật microarray.
Borriss đã đề xuất tách loài B. amyloliquefaciens này thành 2 nhóm loài phụ là B.3 Đặc điểm hình thái Những mô tả về hình thái của Bacillus amyloliqueafaciens được cung cấp dưới đây dựa theo Welker va Campbell ,1967 va Gordon và ctv, 1973. Bacillus amyloliqueafaciens là vi khuân hiéu khí, gram dương, hình que, có kích thước tế bao 0,7 — 0,9 um x 1,8 — 3,0 um, có khả năng di động. Các tế bao có thể đứng riêng lẻ hoặc xếp đôi với nhau, có nhiều roi và có khả năng sinh nội bao tử.
Nhiệt độ tối ưu cho quá trình sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn B. amyloliqueafaciens từ 30°C đến 40°C. Chúng không thé sinh trưởng và phát triển khi nhiệt độ môi trường xuống thấp dưới 15°C hoặc trên 50°C (Priest va ctv, 1987). amyloliquefaciens chủ yếu định vị ở vùng rễ của nhiều loài cây, tạo thành lớp màng sinh học (biofilm), hoặc nội sinh trong mô và nhiều dòng có khả năng kích thích tăng trưởng và bảo vệ cây đối với nhiều mầm bệnh.
Vi sinh vật cũng hiện diện biểu sinh. Các dòng nội sinh và biểu sinh là nguồn tác nhân tiềm năng trong phòng trừ sinh học bệnh cây và khả năng tạo bao tử là ưu thé trong việc sản xuất chế phẩm Trên môi trường LB thạch: khuẩn lạc dang tròn, có màu trắng sữa, bề mặt khuẩn lạc khô, lồi va san sùi. Mép khuẩn lạc có dang hình răng cưa không đều. Khuan lạc bám chắc vào bề mặt thạch sau 2 ngày nuôi cấy, kích thước khuẩn lạc khá lớn và không đồng đều (Hình 2.
Trên môi trường LB lỏng: B. amyloliqueafaciens phát triển làm đục môi trường, tạo màng nhăn, lắng cặn và kết lại như vấn mây ở đáy, khó tan đều khi lắc.4 Đặc điểm sinh học B. amyloliqueafaciens có khả năng tăng trưởng ở nồng độ 7% NaCl và nhiều chủng chịu được nồng độ lên đến 10% NaCl (Welker và Campbell ,1967). Tương tự như loài Bacillus khác, nội bao tử có thé tồn tại trong một gian dai cho đến khi điều kiện môi trường thuận lợi cho sự tăng trưởng.