Đặt vấn đề Hiện nay, ngành nông nghiệp Việt Nam đang được đánh giá là một trong những ngành kinh tế quan trọng, có nhiều những thành tựu và bước tiến mới trong các lĩnh vực nuôi trồng. Đặc biệt, năm 2018 Việt Nam đã đứng vị trí thứ 7 trên thế giới và đã trở thành một cường quốc về xuất khẩu rau quả. Ngoài ra còn là nước có tốc độ xuất khẩu tăng nhanh thứ 2 thế giới sau Mehico (danviet. Để đạt được những thành tựu trên không hề dễ dàng vì đó là cả quá trình mà Việt Nam đang từng bước xây dựng.
Việt Nam là nước có khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa nên rất thuận lợi cho sự phát triển của nhiều các loài thực vật nên hệ sinh thái của Việt Nam vô cùng phong phú. Nhưng đó cũng là lý do tạo điều kiện cho các tác nhân gây bệnh trên thực vật cũng rất phát triển. Tác nhân gây bệnh cho thực vật gồm 3 nhóm chính là nấm, vi khuẩn và virus. Những tác nhân này sẽ gây ra các bệnh như đốm lá, thối cành, thối quả… ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất cây trồng và còn có thể lây bệnh cho các cây khác hay mùa vụ sau rất nhanh chóng (vbio.
Đặc biệt nấm gây bệnh cho thực vật ở Việt Nam còn rất phổ biến mặc dù đã có nhiều biện pháp nhưng chưa đạt hiệu quả tối đa. Trong đó, nấm gây bệnh trên thực vật phổ biến là các nấm Alternaria alternata, Fusarium oxysporum và Fusarium solani gây ra. Nấm Alternaria alternata gây ra nhiều loại bệnh ảnh hưởng tới cây trồng. Trong đó, phổ biến nhất là một số bệnh đốm nâu ở lá, bệnh mốc đen trên quả cà chua, bệnh thối ngọn cành trên cây thanh long,… Đặc điểm nhận biết cây khi bị bệnh do nấm Alternaria alternata gây ra trên quả hoặc lá cây là những đốm tròn có màu nâu đỏ hoặc đen với kích thước từ 1-3mm.
Cây bị bệnh do nấm Alternaria alternata có thể bị chết ở giai đoạn cây con, khi lớn bị rụng lá và thối quả, gây thiệt hại từ 35 ̶ 80% sản lượng (Bessadat & cs. Loại nấm này chủ yếu tồn tại trong tàn dư của những cây bị bệnh trong mùa vụ trước và trên mặt đất. 1 Để kiểm soát các bệnh do nấm Alternaria alternata gây ra, điều quan trọng là phải cải thiện các kỹ thuật hiện tại để xác định loài này (Rosalbatroncoso-Rojas & Ernestotiznado-Hernández, 2014). Hiện nay, biện pháp phòng trị bệnh do nấm Alternaria alternata chủ yếu là sử dụng các thuốc hóa học nhưng chưa mang lại hiệu quả cao vì thuốc không thể thấm sâu xuống đất và sử dụng các thuốc hóa học có thể gây hình thành các chủng vi sinh kháng thuốc, cũng như gây ô nhiễm môi trường và an toàn vệ sinh thực phẩm.
Vì thế nên cần có những nghiên cứu về việc ức chế nấm Alternaria alternata bằng các phương pháp sinh học bảo vệ môi trường. Do đó, việc nghiên cứu chọn lựa những chủng vi khuẩn Bacillus sp. từ đất có khả năng ức chế nấm Alternaria alternata và kháng đa nấm là cần thiết và phù hợp với xu hướng nông nghiệp bền vững. Ngoài ra, một số vi khuẩn có các chất kích thích sinh trưởng thực vật chẳng hạn như khả năng tổng hợp indole-3-acetic acid (IAA), naphthalene- acetic acid (NAA), phenyl-acetic acid (PAA), Siderophore, Gibberellin và Cytokinin (Glick, 2012).
Kết quả thực nghiệm các nghiên cứu về các chất đối kháng vi sinh vật chống lại mầm bệnh nấm thực vật đang có triển vọng. Chính vì vậy, chúng tôi tiếp cận hướng nghiên cứu này và lựa chọn đề tài “Nghiên cứu phân lập và đánh giá các chủng vi khuẩn có khả năng ức chế nấm gây bệnh ở thực vật”. Mục đích và yêu cầu 1. Mục đích Phân lập và đánh giá đặc điểm của một số chủng vi khuẩn tiềm năng có hoạt tính đối kháng nấm Alternaria alternata và kháng đa nấm gây bệnh ở thực vật.
Yêu cầu - Phân lập được một số chủng vi khuẩn tiềm năng có khả năng ức chế nấm từ 6 mẫu đất khác nhau. 2 - Sàng lọc các chủng vi khuẩn tiềm năng có hoạt tính đối kháng với nấm Alternaria alternata gây bệnh ở thực vật. - Đánh giá đặc điểm sinh hóa và khả năng ức chế sự phát triển hệ sợi nấm của các chủng vi khuẩn tiềm năng có hoạt tính đối kháng với các nấm bệnh gây bệnh (Alternaria alternata, Fusarium oxysporum và Fusarium solani). - Đánh giá ảnh hưởng của 3 chủng TV1.12 đến sinh trưởng của cây dâu tây.
3 PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Chủng vi khuẩn có khả năng đối kháng với nấm gây bệnh 2. Giới thiệu về các loài vi khuẩn có khả năng đối kháng với nấm gây bệnh 2. là một chi vi khuẩn, tế bào có hình que (trực khuẩn), Gram dương, ưa khí không bắt buộc và thuộc họ Bacillaceae trong ngành Firmicutes.
Vi khuẩn có kích thước 0,5-2,5 µm x 1,2-10 µm và đa số chúng đều dương tính với hoạt tính catalase (Holt & cs. Giới (Domain) Bacteria Ngành (Phylum) Firmicutes Lớp (Class) Bacilli Bộ (Order) Bacillales Họ (Family) Bacillaceae Chi ( Genus) Bacillus (Nguồn: vi.org) Bacillus sp. chỉ là chung loài Bacillus (chữ "sp" là viết tắt của "species"- nghĩa là loài). Một số loài phổ biến thuộc chi Baciilus bao gồm Bacillus thuringiensis, Bacillus subtilis, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus lichenformis… * Vai trò của vi khuẩn Bacillus sp.
Bacillus thuringiensis là vi khuẩn hiếu khí, sống trong đất. Nó được sử dụng chế tạo thuốc trừ sâu và mang lại hiệu quả cao. Trong quá trình sinh trưởng, một loại protein được gọi là delta-endotoxin hoặc Cry protein được chúng sinh ra và các protein này có đặc tính diệt côn trùng mạnh mẽ (Niederhuber, 2015). 4 Bacillus subtilis thường được tìm thấy trong cỏ, rơm rạ và đất trồng.
Chủng này mang lại nhiều lợi ích trong nông nghiệp như: cải tạo đất, ủ phân hữu cơ, sản xuất phân bón vi sinh, kiểm soát nấm gây hại (Hashem & cs. Bacillus amyloliquefaciens là một loại vi khuẩn vùng rễ có khả năng đối kháng trong phòng trừ sâu bệnh hại. Chúng giúp cây trồng tăng khả năng chống chịu mặn, hạn hán hay môi trường nhiệt độ thấp, có khả năng kháng nấm, virus hay vi khuẩn. Ngoài ra còn có khả năng kích thích tăng trưởng thực vật (Chowdhury & cs.
Bacillus lichenformis cũng là một trong số các vi khuẩn có khả năng đề kháng bệnh cho cây trước các tác nhân môi trường mặn, kiềm, hạn hán… Ngoài ra, chủng tiết hoocmone kích thích sinh trưởng thực vật, giúp tăng đề kháng và tăng năng suất cây trồng (Akhtar & cs. là một chi vi khuẩn xuất hiện ở nhiều nơi trong môi trường. Sự biến dưỡng dễ thay đổi và linh động của chúng làm cho chúng có thể sống ở nhiều môi trường khác nhau như đất, nước, trên thực vật và trong các động vật. Chúng thuộc họ Pseudomonadaceae trong ngành Proteobacteria, có khả năng hô hấp hiếu khí hay kỵ khí và phát triển thuận lợi ở 30-37ºC (Ngô Thanh Phong, 2012).
Giới (Domain) Bacteria Ngành (Phylum) Proteobacteria Lớp (Class) Gammaproteobacteria Bộ (Order) Pseudomonadales Họ (Family) Pseudomonadaceae Chi ( Genus) Pseudomonas (Nguồn: vi.org) Đặc điểm hình thái học chung cho Pseudomonas là Gram âm, tế bào hình que, di động nhờ roi ở đầu và không có bào tử. Các đặc điểm sinh lý là dị 5 dưỡng, không lên men, linh hoạt về dinh dưỡng, không quang hợp hoặc cố định nitrogen (Holt & cs. Trong số những chi thuộc Pseudomonas sp., một số chi tiêu biểu được ứng dụng trong công nghệ sinh học là Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas chlororaphis, … * Vai trò của vi khuẩn Pseudomonas sp. trong nông nghiệp được coi là các tác nhân sinh học tiềm năng trong việc kháng các nấm gây bệnh.
Bên cạnh đó, nó còn có khả năng cố định đạm, phân hủy hay chuyển hóa các chất độc hay tàn dư thuốc bảo vệ thực vật có trong đất trồng (Ngô Thanh Phong, 2012). Khả năng ứng dụng của một số chủng vi khuẩn có khả năng ức chế nấm gây bệnh, hại và kích thích sinh trưởng cây trồng. Việc sử dụng chủng Bacillus sp. để tiết ra kháng sinh tiêu diệt hoặc gây ức chế tác động tới các loại vi sinh vật gây bệnh, gây hại khác đang là hướng đi mới được nhiều nhà khoa học quan tâm.
Một số nghiên cứu được thực hiện để chứng minh về lợi ích của chúng trong việc ức chế các sinh vật gây bệnh, gây hại ảnh hưởng đến thực vật. Basurto-Cadena và cộng sự (2012) đã nghiên cứu thành công một đề tài về việc phân lập chủng Bacillus subtilis của Mexico có khả năng kháng nấm và kháng khuẩn. Năm 2020, Trần Thùy Trang và cộng sự đã nghiên cứu vi khuẩn Bacillus subtilis có hiệu quả kháng nấm Colletotrichum scovillei gây bệnh thán thư trên ớt (Trần Thùy Trang & cs. Bên cạnh đó, Nguyễn Bá Thọ và cộng sự (2020) cũng đã nghiên cứu thành công và góp phần cung cấp thêm thông tin về sử dụng vi khuẩn các chủng Bacillus sp.
có khả năng đối kháng trong phòng chống nấm Colletotrichum gây bệnh khô cành khô quả cây cà phê. (Nguyễn Bá Thọ & cs. Có rất nhiều nghiên cứu trước đây đã chứng minh rằng Pseudomonas sp. có khả năng kháng các nấm bệnh trên cây trồng.
Năm 1991, Lim và cộng sự nghiên cứu thành công Pseudomonas stutzeri YPL-1 được phân lập từ rễ nhân sâm có hoạt tính ức chế nấm Fusarium solani bằng cách tạo ra các enzyme ngoại bào (Lim & cs. Chủng Pseudomonas aeruginosa có khả năng đối kháng nấm Candila sp. gây bệnh bằng các phương pháp thử nghiệm đối kháng khác nhau nhưng đều cho kết quả ức chế được nấm gây bệnh (Xu & cs. Bên cạnh đó, Pour và cộng sự (2019) đã nghiên cứu thành công hai chủng Pseudomonas fluorescens (VUPF5 và T17-4) đã được sử dụng cho hạt nanocompozit alginate-gelatin với nồng độ gelatin 1,5% trong hai điều kiện in vitro và in vivo.
Thí nghiệm của họ cho thấy việc cấy khoai tây với các chủng vi khuẩn và hạt nanocompozit của các chủng này làm giảm tỷ lệ mắc bệnh nấm Fusarium solani (Pour & cs, 2019). Ngoài ra, nghiên cứu của Trương Chí Hiền & Lê Thanh Toàn (2020) đã đánh giá thành công chủng Pseudomonas mosselii có hoạt tính kháng nấm Fusarium solani là 65,76% và nấm Colletotrichum gloeosporioides là 42,76% (Trương Chí Hiền & Lê Thanh Toàn, 2020). Nấm gây bệnh 2. Nấm Alternaria alternata 2.
Giới thiệu về nấm Alternaria alternata Giới (Kingdom) Nấm (Fungi) Ngành (Phylum) Ascomycota Lớp (Class) Dothideomycetes Bộ (Order) Pleosporales Họ (Family) Pleosporaceae Chi ( Genus) Alternaria Loài (Species) A. alternaria (Nguồn: vi.org) Nấm Alternaria alternata có màu tối khác nhau, từ xám, ô liu đến nâu ô liu. Chúng có sợi nấm màu sẫm chia theo vách ngăn và hình thành các bào tử tự hoại. Các bào tử có màu nâu trung bình với mỏ ngắn, hình trụ (Solutions, 2021).
Chúng thuộc họ Pleosporaceae, chi Alternaria bao gồm hơn 270 loài hyphomycetes dematiaceous. Các bào tử Alternaria alternata lây lan rộng rãi vào những ngày khô, ấm và có gió.