Luận án tiến sĩ về vi khuẩn Xanthomonas spp gây bệnh đốm lá trên hoa hồng và ớt tại Đồng Tháp

• Tác giả: Lê Uyển Thanh
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Đức Độ
• Trường học: Trường Đại Học Cần Thơ
• Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học
• Đề tài: Nghiên Cứu Vi Khuẩn Xanthomonas Spp Gây Bệnh Trên Hoa Hồng Và Ớt Tại Đồng Tháp
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Đồng Tháp

• Tóm tắt
• 1. Chương 1: Đặt vấn đề
• 1.1. Mục tiêu của luận án
• 1.2. Nội dung nghiên cứu
• 1.3. Tính mới của luận án
• 1.4. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu
• 1.4.1. Phạm vi nghiên cứu
• 1.4.2. Đối tượng nghiên cứu
• 1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
• 1.5.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 2. Chương 2: Tổng quan tài liệu
• 2.1. Sơ lược về chi Xanthomonas gây bệnh trên thực vật
• 2.1.1. Tác nhân gây bệnh
• 2.1.2. Triệu chứng bệnh
• 2.2. Sơ lược về cây hoa hồng và cây ớt
• 2.2.1. Cây hoa hồng
• 2.3. Ảnh hưởng của vi khuẩn trong đất đối với hệ sinh thái nông nghiệp
• 2.3.1. Tương tác của vi khuẩn trong đất đối với hệ sinh thái nông nghiệp
• 2.3.2. Cộng đồng vi khuẩn trong đất ngập nước
• 2.3.3. Một số cơ chế kiểm soát bệnh thực vật của các dòng vi khuẩn từ đất
• 2.4. Các nghiên cứu về vi khuẩn gây bệnh đốm lá do Xanthomonas sp. trên hoa hồng (Rosa spp.) và cây ớt
• 2.4.1. Vi khuẩn gây bệnh đốm lá trên cây hoa hồng
• 2.4.2. Vi khuẩn gây bệnh đốm lá trên cây ớt
• 2.5. Các nghiên cứu sử dụng vi khuẩn trong việc kiểm soát mầm bệnh do Xanthomonas spp. gây ra trên cây trồng
• 2.5.1. Các nghiên cứu sử dụng vi khuẩn trong việc kiểm soát Xanthomonas citri subsp. citri trên cây có múi
• 2.5.2. Các nghiên cứu sử dụng vi khuẩn trong việc kiểm soát Xanthomonas campestris pv. campestris trên cây trồng họ cải
• 2.5.3. Các nghiên cứu sử dụng vi khuẩn trong việc kiểm soát Xanthomonas campestris pv. campestris trên cây cà chua và ớt
• 2.5.4. Các nghiên cứu sử dụng vi khuẩn trong việc kiểm soát các loài Xanthomonas spp
• 2.6. Kỹ thuật MALDI-TOF-MS (Matrix Assisted Laser Desraction Ionization Time-Of-Flight mass spectrometry) và MLSA (Multilocus sequence analysis) trong nghiên cứu định danh vi khuẩn
• 3. Chương 3: Phương pháp nghiên cứu
• 3.1. Thời gian và địa điểm
• 3.2. Dụng cụ, thiết bị và Môi trường nuôi cấy
• 3.3. Mẫu bệnh cây
• 3.4. Vật liệu thí nghiệm
• 3.4.1. Mẫu cơ chất hoặc đất
• 3.4.2. Vật liệu trồng cây
• 3.5. Phương pháp
• 3.5.1. Nội dung 1: Phân lập và xác định các dòng vi khuẩn gây bệnh đốm lá vi khuẩn trên cây hoa hồng và cây ớt
• 3.5.1.1. Thu thập mẫu bệnh tại các vùng trồng chuyên canh các loại cây trồng đã được chọn tại tỉnh Đồng Tháp
• 3.5.1.2. Phân lập, tách ròng vi khuẩn Xanthomonas spp. từ các mẫu bệnh
• 3.5.1.3. Khảo sát khả năng gây bệnh trên các cây trồng đã chọn của các dòng Xanthomonas spp
• 3.5.1.4. Xác định danh pháp vi khuẩn Xanthomonas spp. dựa vào hình thái và phương pháp sinh hóa
• 3.5.1.5. Xác định danh pháp vi khuẩn Xanthomonas spp. theo phương pháp MALDI-TOF-MS
• 3.5.2. 3.6 Xác định danh pháp vi khuẩn Xanthomonas spp. theo kỹ thuật Phân tích trình tự đa locus (MultiLocus Sequence Analysis – MLSA).2 Nội dung 2: Tuyển chọn vi khuẩn có nguồn gốc từ cơ chất vùng rễ và đất vùng sinh thái bản địa có khả năng đối kháng với Xanthomonas spp. gây bệnh đã được phân lập
• 3.5.2.1. Phân lập vi khuẩn từ mẫu đất thu được
• 3.5.2.2. Khảo sát khả năng đối kháng in vitro trước các dòng Xanthomonas spp. được chọn của những dòng vi khuẩn phân lập được từ mẫu đất
• 3.5.2.3. Định danh một số dòng vi khuẩn đối kháng triển vọng
• 3.5.3. Nội dung 3: Khảo sát khả năng kiểm soát bệnh đốm lá vi khuẩn trong điều kiện nhà lưới của những dòng vi khuẩn triển vọng
• 3.5.4. Nội dung 4: Đánh giá hiệu quả của những dòng vi khuẩn kiểm soát bệnh (BCA) ở điều kiện ngoài đồng
• 3.5.5. Phương pháp lây nhiễm bệnh
• 3.6. Phương pháp xử lý số liệu
• 4. Chương 4: Kết quả và thảo luận
• 4.1. Nội dung 1: Phân lập các dòng vi khuẩn gây bệnh đốm lá vi khuẩn
• 4.1.1. Phân lập và xác định danh pháp dòng vi khuẩn gây bệnh trên cây hoa hồng tại tỉnh Đồng Tháp
• 4.1.1.1. Phân lập dòng Xanthomonas spp. gây bệnh trên cây hoa hồng
• 4.1.1.2. Khảo sát khả năng gây bệnh trên cây hoa hồng của các dòng Xanthomonas spp. được phân lập
• 4.1.2. Xác định vi khuẩn gây bệnh đốm lá trên cây hoa hồng theo phương pháp MALDI-TOF-MS
• 4.1.3. Xác định vi khuẩn gây bệnh đốm lá trên cây hoa hồng theo kỹ thuật Phân tích trình tự đa locus (MultiLocus Sequence Analysis – MLSA)
• 4.1.4. Phân lập và xác định danh pháp dòng vi khuẩn gây bệnh trên cây ớt (Capsicum spp.) tại tỉnh Đồng Tháp
• 4.1.4.1. Phân lập dòng Xanthomonas spp. gây bệnh trên cây ớt
• 4.1.4.2. Khảo sát khả năng gây bệnh trên cây ớt của các dòng Xanthomonas spp. được phân lập
• 4.1.5. Xác định vi khuẩn gây bệnh đốm lá trên cây ớt theo hình thái, sinh hóa và sinh học phân tử
• 4.2. Nội dung 2: Tuyển chọn vi khuẩn có khả năng đối kháng với Xanthomonas spp. được phân lập từ cơ chất vùng rễ và đất vùng sinh thái bản địa
• 4.2.1. Phân lập vi khuẩn
• 4.2.2. Tuyển chọn vi khuẩn đối kháng các dòng Xanthomonas spp. gây bệnh đốm lá vi khuẩn trên cây hoa hồng trong điều kiện in vitro
• 4.2.2.1. Khả năng đối kháng đối với Xanthomonas spp. gây bệnh đốm lá trên cây hoa hồng của vi khuẩn phân lập từ cơ chất vùng rễ
• 4.2.2.2. Khả năng đối kháng đối với Xanthomonas spp. gây bệnh đốm lá trên cây hoa hồng của vi khuẩn phân lập từ đất vùng sinh thái bản địa tỉnh Đồng Tháp
• 4.2.3. Tuyển chọn vi khuẩn đối kháng các dòng Xanthomonas spp. gây bệnh đốm lá vi khuẩn trên cây ớt trong điều kiện in vitro
• 4.2.3.1. Khả năng đối kháng đối với Xanthomonas spp. gây bệnh đốm lá trên cây ớt của vi khuẩn phân lập từ đất vùng rễ
• 4.2.3.2. Khả năng đối kháng đối với Xanthomonas spp. gây bệnh đốm lá trên cây ớt của vi khuẩn phân lập từ đất vùng sinh thái bản địa
• 4.2.4. Xác định các dòng vi khuẩn đối kháng triển vọng
• 4.2.4.1. Xác định các dòng vi khuẩn đối kháng dựa vào kỹ thuật phân tích MALDI-TOF-MS
• 4.2.4.2. Xác định các dòng vi khuẩn đối kháng dựa vào kỹ thuật phân tích Sinh học phân tử
• 4.2.5. Khảo sát mật độ đối kháng của các dòng vi khuẩn đối kháng triển vọng đối với Xanthomonas spp. XP17 và XR13
• 4.3. Nội dung 3: Khảo sát khả năng kiểm soát bệnh đốm lá vi khuẩn trong điều kiện nhà lưới của những dòng vi khuẩn triển vọng
• 4.3.1. Đánh giá hiệu quả kiểm soát bệnh đốm lá vi khuẩn trên cây hoa hồng trong điều kiện nhà lưới
• 4.3.1.1. Đánh giá hiệu quả kiểm soát bệnh đốm lá vi khuẩn trên cây hoa hồng trong điều kiện nhà lưới của ba dòng vi khuẩn đối kháng triển vọng từ cơ chất vùng rễ
• 4.3.1.2. Đánh giá hiệu quả kiểm soát bệnh đốm lá vi khuẩn trên cây hoa hồng trong điều kiện nhà lưới của ba dòng vi khuẩn đối kháng triển vọng từ vùng sinh thái bản địa
• 4.3.2. Đánh giá hiệu quả kiểm soát bệnh đốm lá vi khuẩn trên cây ớt trong điều kiện nhà lưới
• 4.3.2.1. Đánh giá hiệu quả kiểm soát bệnh đốm lá vi khuẩn trên cây ớt trong điều kiện nhà lưới của ba dòng vi khuẩn đối kháng triển vọng từ cơ chất vùng rễ
• 4.3.2.2. Đánh giá hiệu quả kiểm soát bệnh đốm lá vi khuẩn trên cây ớt trong điều kiện nhà lưới của ba dòng vi khuẩn đối kháng triển vọng từ vùng sinh thái bản địa
• 4.4. Nội dung 4: Đánh giá hiệu quả kiểm soát bệnh đốm lá vi khuẩn trên cây hoa hồng và cây ớt ở điều kiện ngoài đồng
• 4.4.1. Đánh giá hiệu quả kiểm soát bệnh đốm lá vi khuẩn trên cây hoa hồng ở điều kiện ngoài đồng
• 4.4.1.1. Đánh giá hiệu quả kiểm soát bệnh đốm lá vi khuẩn trên cây hoa hồng ở điều kiện ngoài đồng của ba dòng vi khuẩn đối kháng triển vọng từ cơ chất vùng rễ
• 4.4.1.2. Đánh giá hiệu quả kiểm soát bệnh đốm lá vi khuẩn trên cây hoa hồng ở điều kiện ngoài đồng của ba dòng vi khuẩn đối kháng triển vọng từ vùng sinh thái bản địa
• 4.4.2. Đánh giá hiệu quả kiểm soát bệnh đốm lá vi khuẩn trên cây ớt ở điều kiện ngoài đồng
• 4.4.2.1. Đánh giá hiệu quả kiểm soát bệnh đốm lá vi khuẩn trên cây ớt ở điều kiện ngoài đồng của ba dòng vi khuẩn đối kháng triển vọng từ cơ chất vùng rễ
• 4.4.2.2. Đánh giá hiệu quả kiểm soát bệnh đốm lá vi khuẩn trên cây ớt ở điều kiện ngoài đồng của ba dòng vi khuẩn đối kháng triển vọng từ vùng sinh thái bản địa
• 5. Chương 5: Kết luận và đề xuất
• 5.1. Phân lập và xác định được các dòng vi khuẩn Xanthomonas spp. gây bệnh đốm lá trên cây hoa hồng giống hồng lửa (Rosa spp.) và cây ớt (Capsicum spp
• 5.2. Tuyển chọn được những dòng vi khuẩn có khả năng kiểm soát bệnh đốm lá vi khuẩn do Xanthomonas spp.
• Tài liệu tham khảo
• Phụ lục

I. Giới thiệu

Luận án này tập trung vào việc phân lập vi khuẩn Xanthomonas spp gây bệnh đốm lá trên cây hoa hồng (Rosa spp.) và cây ớt (Capsicum spp.) tại tỉnh Đồng Tháp. Nghiên cứu được thực hiện trong bối cảnh nông nghiệp hiện đại, nơi mà việc lạm dụng thuốc trừ sâu hóa học đã dẫn đến nhiều tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe con người. Mục tiêu chính của nghiên cứu là xác định các dòng vi khuẩn gây bệnh và tìm kiếm các dòng vi khuẩn đối kháng có khả năng kiểm soát bệnh. Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp thông tin quan trọng cho việc phát triển các biện pháp phòng trừ sinh học hiệu quả hơn trong quản lý bệnh hại cây trồng.

1.1. Tình hình nghiên cứu

Nghiên cứu về vi khuẩn gây bệnh trong nông nghiệp đã được thực hiện rộng rãi, đặc biệt là các loài thuộc chi Xanthomonas. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng Xanthomonas spp có thể gây ra nhiều loại bệnh trên cây trồng, ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng suất và chất lượng sản phẩm. Tại Đồng Tháp, cây hoa hồng và cây ớt là hai loại cây trồng quan trọng, nhưng cũng dễ bị tấn công bởi các loại vi khuẩn gây bệnh. Việc tìm hiểu và phân lập các dòng vi khuẩn này là cần thiết để phát triển các biện pháp phòng trừ hiệu quả.

II. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện thông qua các phương pháp phân lập và xác định vi khuẩn Xanthomonas spp từ các mẫu bệnh thu thập tại các vùng trồng cây hoa hồng và cây ớt. Các mẫu bệnh được thu thập từ các địa điểm khác nhau tại Đồng Tháp và được phân lập trong điều kiện phòng thí nghiệm. Kỹ thuật phân tích sinh hóa, MALDI-TOF-MS và MLSA được sử dụng để xác định danh pháp của các dòng vi khuẩn. Ngoài ra, khả năng gây bệnh của các dòng vi khuẩn cũng được khảo sát thông qua các thí nghiệm in vitro và điều kiện nhà lưới.

2.1. Phân lập vi khuẩn

Quá trình phân lập vi khuẩn gây bệnh bắt đầu bằng việc thu thập mẫu bệnh từ cây hoa hồng và cây ớt. Các mẫu này được xử lý và nuôi cấy trong môi trường thích hợp để tách rời các dòng vi khuẩn. Kết quả phân lập cho thấy sự hiện diện của nhiều dòng Xanthomonas spp khác nhau, trong đó có Xanthomonas euvesicatoria là tác nhân chính gây bệnh đốm lá trên cây hoa hồng. Việc xác định chính xác các dòng vi khuẩn này là rất quan trọng để phát triển các biện pháp phòng trừ hiệu quả.

III. Kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu cho thấy các dòng vi khuẩn Xanthomonas spp gây bệnh đốm lá trên cây hoa hồng và cây ớt có khả năng gây hại khác nhau. Các dòng vi khuẩn được phân lập đã được đánh giá về khả năng gây bệnh thông qua các thí nghiệm in vitro. Kết quả cho thấy một số dòng vi khuẩn có khả năng gây bệnh mạnh mẽ, trong khi một số dòng khác lại có khả năng đối kháng tốt với các dòng Xanthomonas spp gây bệnh. Điều này mở ra hướng nghiên cứu mới trong việc sử dụng các dòng vi khuẩn đối kháng để kiểm soát bệnh hại.

3.1. Đánh giá khả năng gây bệnh

Các thí nghiệm đánh giá khả năng gây bệnh của các dòng Xanthomonas spp cho thấy sự khác biệt rõ rệt giữa các dòng vi khuẩn. Một số dòng như XR13, XR9, XR18 thể hiện khả năng gây bệnh cao trên cây hoa hồng, trong khi các dòng khác lại có khả năng gây bệnh thấp hơn. Điều này cho thấy sự cần thiết phải phân loại và xác định chính xác các dòng vi khuẩn để có thể áp dụng các biện pháp phòng trừ hiệu quả.

IV. Kết luận và đề xuất

Nghiên cứu đã phân lập và xác định được các dòng vi khuẩn Xanthomonas spp gây bệnh đốm lá trên cây hoa hồng và cây ớt tại tỉnh Đồng Tháp. Đồng thời, nghiên cứu cũng đã tuyển chọn được các dòng vi khuẩn có khả năng kiểm soát bệnh hiệu quả. Các dòng vi khuẩn đối kháng này có thể được sử dụng như một biện pháp sinh học trong quản lý bệnh hại cây trồng. Việc áp dụng các dòng vi khuẩn này trong thực tiễn sẽ góp phần giảm thiểu việc sử dụng thuốc trừ sâu hóa học, bảo vệ môi trường và sức khỏe con người.

4.1. Đề xuất nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về cơ chế hoạt động của các dòng vi khuẩn đối kháng, cũng như khả năng tương tác của chúng với các yếu tố môi trường. Việc nghiên cứu này sẽ giúp tối ưu hóa các biện pháp phòng trừ bệnh hại cây trồng, đồng thời phát triển các sản phẩm sinh học có hiệu quả cao trong quản lý bệnh hại.