Đặt vấn đề Việc sản xuất các hợp chất sinh học với mục đích kháng khuẩn, nấm, virus hay chống ung thư từ vi sinh vật được các nhà khoa học quan tâm và nghiên cứu nhiều năm qua. Xạ khuẩn là sinh vật đa dạng về hình thái, sinh lý và sinh thái, có ý nghĩa lớn đối với ngành dược phẩm do khả năng tạo ra các hợp chất chuyển hóa thứ cấp có tầm quan trọng trong y tế. Hầu hết các chất chuyển hóa của chúng đã được chứng minh là có đặc tính kháng khuẩn (Streptomycin, tetracycline, chloramphenol), kháng nấm (nystatin), kháng virus (tunicamycin), chống ký sinh trùng (avermectin). Ngày nay, hầu hết các chất kháng khuẩn được sử dụng trong điều trị các bệnh đều được phát triển từ xạ khuẩn.
Việt Nam là một đất nước nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm quanh năm tạo điều kiện để cho các vi sinh vật phát triển đặc biệt là những vi sinh vật gây bệnh, trong đó nấm gây bệnh trên thực vật là một trong những đối tượng phát triển rất nhanh. Việc sử dụng các thuốc bảo vệ thực vật có nguồn gốc hóa chất để diệt trừ nấm gây bệnh ngày càng phổ biến. Tuy nhiên, việc sử dụng lâu ngày các sản phẩm này sẽ gây hại không chỉ cho cây trồng mà còn làm ô nhiễm nguồn nước, đất và thậm chí tiêu diệt cả những loài côn trùng có lợi đối với cây trồng và đồng thời còn gây hại đến chính sức khỏe con người. Chính vì vậy giải pháp sử dụng các tác nhân sinh học để ức chế lại với nấm gây bệnh là một giải pháp tốt để bảo vệ môi trường và con người, cũng như chất lượng cây trồng.
Trong các tác nhân sinh học thường được dùng để ức chế nấm gây bệnh thì xạ khuẩn có nhiều tiềm năng nhất vì nó có khả năng sinh tổng hợp ra các chất có tính sinh học cao. Xuất phát từ những lý do trên, tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Phân lập và nghiên cứu đặc điểm sinh học của xạ khuẩn đối kháng với nấm Fusarium oxysporum và Fusarium solani”. Mục đích nghiên cứu và yêu cầu a. Mục đích nghiên cứu Phân lập và nghiên cứu một số đặc điểm sinh học của xạ khuẩn đối kháng với nấm Fusarium oxysporum và Fusarium solani b.
Yêu cầu Phân lập được các chủng xạ khuẩn đối kháng được với nấm Fusarium solani và nấm Fusarium oxysporum từ hai mẫu đất. Nghiên cứu được đặc điểm sinh học của chủng xạ khuẩn tuyển chọn. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tổng quan về nấm 1.
Nấm Fusarium solani 1. Giới thiệu về nấm Fusarium solani Fusarium solani là nấm sợi thuộc ngành Ascomycota, họ Nectriaceae. Nó là biến thể của Nectria heamatococca. Nó là một loại nấm khá phổ biến ở trong đất.
solani sinh sống ở những khu vực nhiệt đới, cận nhiệt đới hoặc những nơi có khí hậu ôn hòa và không sinh sống ở những vùng núi cao. solani thường là tác nhân gây thối rễ cây chủ của nó. Nấm Fussarium solani (Nguồn:https://www.net/figure/Fusarium-solani-in-the-age-of-10-days-PSA- media - Different-organs-of-F-solani-micro_fig1_319222838) Giai đoạn hữu tính của F. solani là giai đoạn hầu như không gây bệnh cho cây dù từ môi trường nuôi cấy, còn giai đoạn vô tính của F.
solani thường gây hại cho cây. Giai đoạn vô tính của F. solani bao gồm cả dạng giao phối đồng loại (homothallism) và giao phối khác loại (heterothallic). solani có 3 dạng bào tử thường thấy.
Tiểu bào tử của F. solani trong suốt có hình trụ hoặc hình nêm, có thể có một vách ngăn. Đại bào tử có hình trụ hoặc hình liềm thường có 3-5 vách ngăn (Barreto et al. Bào tử hậu của nấm F.
solani hình thành ở nhiệt độ 30oC (Li ShuXian et al., 1998) và được kích thích 3 hình thành bởi các chiết suất từ củ hành tây ở nhiệt độ 35oC và pH từ 6 – 7 (Sood, 1996). Bào tử của nấm Fusarium solani (Nguồn:https://www.net/figure/Morphological-characteristics-of-Fusarium-solani- A-2-day-old-colony-on-PDA-B-aerial_fig2_264175782) D: tiểu bào tử; E: đại bào tử; F: hậu bào tử 1. Vật chủ và cơ chế lây nhiễm * Cơ chế lây nhiễm F. solani tấn công và xâm nhiễm vào cây trồng là khi rễ và thân cây bị tổn thương, các mô bị suy yếu.
solani là tác nhân gây bệnh nghiêm trọng như thối rễ, thối thân, thối củ, … trên nhiều loại cây trồng khác nhau như tỏi, cam quýt, khoai tây, đậu nành, …. Tuyến trùng là nhân tố giúp nấm F. solani xâm nhiễm vào cây một cách dễ dàng. Khi tuyến trùng ký sinh vào rễ, chúng sẽ tạo vết thương và từ đó nấm F.
solani tấn công vào chóp rễ của cây trồng và làm thối rễ. Do đó, những vườn cây có mật độ tuyến trùng càng cao thì khả năng cây trồng mắc bệnh do nấm F. solani càng nghiêm trọng. Khi cây trồng bị ngập úng, rễ cây phải hô hấp trong điều kiện hiếu khí thường sản sinh ra nhiều polyphenol, chất này làm cho các tế bào của rễ non bị chết đi.
Những nơi có tế bào của rễ bị chết sẽ là nơi xâm nhập của F. Trong quá trình nấm phát triển bên trong rễ của cây, nấm F. solani sẽ tiết ra các 4 chất độc làm mạch gỗ của rễ và thân cây mất tính trương nước và xẹp lại, ngăn cản nước và muối khoáng lên cung cấp cho các bộ phận khác của cây. Bên cạnh đó đất thiếu chất dinh dưỡng nên chua hơn cũng tạo điều kiện thuận lợi cho nấm F.
solani phát triển mạnh hơn. solani có khả năng tồn tại lâu trong đất. Hầu hết đất canh tác đều có chứa khoảng 104 – 105 bào tử/g đất (Cook and Baker, 1989). Bên cạnh đó khả năng hình thành bào tử hậu cũng giúp cho các chủng nấm có thể tồn tại lâu dài trong đất.
solani gây hại từ khi cây con có 1 lá thật, cây con bị nhiễm bệnh sẽ bị ức chế sinh trưởng, chóp rễ bị hóa nâu dẫn đến bị thối, khô (KoKalis – Bureller et al. solani gây hại cho hơn 65 loài thực vật, làm cây chết gục, thối rễ và loét thân. solani có các phân loài như F. pisi gây hại trên cây đậu Hà Lan; F.
fabae gây hại nhóm đậu Ngự; F. phaseoli gây hại trên cây đậu Cô-ve và F. cucurbitae gây hại trên nhóm bầu bí. Các phân loài gây hại cho đậu Hà Lan và đậu Cô-ve có thể lây nhiễm chéo với nhau, riêng phân loài gây hại cho cây đậu ngự có thể gây hại cho cả cây đậu Hà Lan (Clarkson, 1978).
solani gây hại đến cây khoai tây làm thiệt hại nghiêm trọng năng suất khoai tây ở Mỹ. Triệu chứng thối thân trên cây họ đậu do nấm F. solani được báo cáo nhiều năm ở Châu Âu và Bắc Mỹ làm thiệt hại lớn về năng suất và kinh tế của cây trồng này. Thối thân lạc được phát hiện đầu tiên tại Cordoba vào năm 1992 (Marinelli and March, 1998), tuy nhiên bệnh thối thân lạc do nấm F.
solani gây ra đã xuất hiện rất nhiều nơi trên thế giới như Indonexia, Argentina, Pakistan, Ai Cập, Úc. Bệnh thối thân trên cây cà chua do nấm F. solani gây ra (Nguồn: https://plantix.net/vi/library/plant-diseases/100301/fusarium-stem-rot) 1. Biện pháp phòng trừ * Biện pháp canh tác: - Làm đất: cày bừa vùi mầm bệnh xuống sâu dưới đất làm cho mầm bệnh còn trong đất bị chết hay là khó khăn trong hoạt động gây hại cho cây.
Cày ải và phơi đất - Luân canh: luân canh giúp cắt đứt nguồn dinh dưỡng của một số ký chủ chuyên tính, nhờ đó làm giảm bớt mầm bệnh. - Xen canh: làm giảm bớt sự tiếp xúc của rễ cây này với cây khác trên đơn vị diện tích đất. Giảm bớt sự lây lan của mầm bệnh ở rễ. * Áp dụng biện pháp hóa học: khi mầm bệnh mới xuất hiện có thể phòng trừ bằng các loại thuốc hóa học như Copper B, Kitanzin 50ND hoặc Validacin.
Tuy nhiên biện pháp này có thể ảnh hưởng bất lợi đến sự cân bằng sinh thái, ô nhiễm môi trường cũng như ảnh hưởng đến sức khỏe con người. * Sử dụng biện pháp sinh học: tiềm năng sử dụng vi sinh vật để kháng nấm bệnh đã và đang được nghiên cứu. Hiện nay, trong tự nhiên tồn tại nhiều vi sinh vật đối kháng nấm bệnh như: Trichoderma, Glicocladium sp. Nấm Fusarium oxysporum 1.
Giới thiệu Fusarium oxysporum phân bố khắp nới trên thế giới. Nó gây nhiều bệnh trên cây trồng như bệnh nghẽn mạnh (héo), thối rễ, thối thân, thối hạt và thối quả. oxysporum sống phổ biến trong đất và thường tồn tại dưới dạng bào tử áo hoặc khuẩn ty sống trên xác bã thực vật dư thừa hay những chất hữu cơ. Nấm Fusarium sp.
thường tấn công chủ yếu vào bộ rễ cây và đặc biệt gây hại nặng nề trong điều kiện nước bị ô nhiễm, dùng phân bón quá nhiều hay rễ cây bị tổn thương. Nấm Fusarium oxysporum (Nguồn: http://cars-catalog.info/fusarium-oxysporum. Vật chủ Nấm Fusarium oxysporum có phạm vi vật chủ rất rộng lớn và tồn tại nhiều dạng khác nhau trong đất. Thành phần và sự phân bố của nấm trong đất có liên quan chặt chẽ với sự xuất hiện và mức độ gây hại trên cây ở mỗi vùng sinh thái khác nhau.
Tất cả các chủng F. oxysporum là thực vật hoại sinh, có thể phát triển và tồn tại lâu dài trên các chất hữu cơ trong đất và trong vùng rễ của nhiều loài thực vật. oxysporum được biết đến nhiều nhất là tác nhân gây bệnh cho các loài thực vật khác nhau, chúng xâm nhập vào rễ gây thối rễ hoặc héo rũ, thối ngọn làm giảm sản lượng cây trồng (Nelson et al. Một số chủng khác lại không gây bệnh thì được sử dụng như tác nhân kiểm soát sinh học (eg., Postma and Rattink, 1992).
oxysporum gây hại trên nhiều loại cây họ đậu, họ cam, quýt, khoai tây và cà chua. Nấm Fusarium sp. gây hại ở tất cả các giai đoạn sinh trưởng của cây nhưng chủ yếu là thời kỳ cây con (Vũ Triệu Mân và Lê Lương Tề, 1998). là tác nhân gây bệnh thối rễ nguy hiểm nhất trên diện rộng ở cây đậu và cây cà chua (Nelson et al., 1981), gây héo mạch dẫn, thối rạp cây con (Nelson, 1981) và thối rễ (Jarvis and Shoemaker, 1978).
Do đó, nấm này là tác nhân gây bệnh héo và thối rễ, thân và mầm cây khiến cây bị bệnh sẽ chết nhanh hơn và thiệt hại hơn khi đồng thời bị tuyến trùng xâm nhập vì tuyến trùng đã làm giảm khả năng chống bệnh của cây gây ra bệnh thối rễ. Ở vùng nhiệt đới nấm F. oxysporum còn gây bệnh hại trên nhiều cây khác nữa như thuốc lá, cà chua, khoai lang, chuối, …. Chính vì vậy, F.
oxysporum là nguyên nhân gây ra thiệt hại nghiên trọng trên nhiều loài thực vật quan trọng về kinh tế. Bệnh héo vàng trên cây cà chua và cây chuối do nấm F. oxysporum gây ra (Nguồn: https://congtydelta.com/bai-viet/85/benh-heo-ru-tren-ca-chua) 1. Cơ chế gây bệnh Nấm F.