Sàng Lọc và Tuyển Chọn Xạ Khuẩn Chống Nấm Fusarium Oxysporum Trên Cây Cà Phê

• Tác giả: Nguyễn Lan Nhi
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Văn Giang
• Trường học: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học
• Đề tài: Sàng lọc và tuyển chọn các chủng xạ khuẩn có khả năng đối kháng nấm Fusarium oxysporum gây bệnh trên cây cà phê
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỤC LỤC
• 2. DANH MỤC BẢNG
• 3. DANH MỤC HÌNH
• 4. DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• 5. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
• 6. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 6.1. Tổng quan về xạ khuẩn
• 6.1.1. Giới thiệu về xạ khuẩn
• 6.1.2. Đặc điểm về hình thái, cấu trúc
• 6.1.3. Đặc điểm sinh hóa lý
• 6.1.4. Ứng dụng của xạ khuẩn
• 6.2. Tổng quan về nấm gây bệnh trên cây cà phê
• 6.2.1. Tổng quan về cây cà phê
• 6.2.2. Tổng quan về tình hình sản xuất cà phê ở trên thế giới và Việt Nam
• 6.2.3. Các bệnh thường gặp trên cây cà phê
• 6.2.4. Tổng quan về chủng nấm Fusarium oxysporum
• 7. NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 7.1. Nội dung nghiên cứu
• 7.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
• 7.3. Vật liệu nghiên cứu
• 7.3.1. Các chủng vi sinh vật
• 7.3.2. Hóa chất và thiết bị
• 7.4. Phương pháp nghiên cứu
• 7.4.1. Khảo sát khả năng kháng nấm của các chủng xạ khuẩn
• 7.4.2. Bảo quản giống
• 7.4.3. Đặc điểm sinh học
• 7.4.4. Đánh giá đặc điểm sinh hóa của xạ khuẩn
• 7.4.5. Khả năng sinh enzyme ngoại bào
• 7.4.6. Định danh chủng xạ khuẩn được tuyển chọn
• 7.4.7. Sàng lọc khả năng đối kháng với nấm Fusarium oxysporum gây bệnh cây của các chủng xạ khuẩn
• 7.4.8. Đặc điểm sinh học của các chủng xạ khuẩn
• 7.4.8.1. Đặc điểm nuôi cấy của 2 chủng XK16 và XK88H trên môi trường Gause và ISP
• 7.4.8.2. Đặc điểm hệ sợi và cuống sinh bào tử
• 7.4.8.3. Đặc điểm hóa sinh
• 7.4.8.4. Khả năng sinh sắc tố Melanin
• 7.4.8.5. Ảnh hưởng của pH
• 7.4.8.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ
• 7.4.8.7. Khả năng đồng hóa nguồn Carbon
• 7.4.8.8. Khả năng đồng hóa nguồn Nitơ
• 7.4.8.9. Ảnh hưởng của nồng độ muối
• 7.4.8.10. Khả năng phân giải Citrate
• 7.4.8.11. Khả năng sinh Enzyme ngoại bào
• 7.4.9. Định danh chủng xạ khuẩn XK16
• 7.4.9.1. Tách chiết DNA
• 7.4.9.2. Khuếch đại trình tự 16S rRNA bằng phản ứng PCR
• 7.4.9.3. Định danh và phân tích bằng phương pháp giải trình tự đoạn gen 16S rRNA
• 8. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về xạ khuẩn

Xạ khuẩn là nhóm vi sinh vật quan trọng trong đất, thuộc chi Streptomyces, có khả năng sản xuất chất kháng sinh và phân giải các chất hữu cơ. Chúng phân bố rộng rãi trong môi trường đất, nước, và các chất hữu cơ khác. Xạ khuẩn có cấu trúc dạng sợi, sinh sản bằng bào tử và có khả năng chịu đựng điều kiện môi trường khắc nghiệt như pH, nhiệt độ, và độ mặn. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát sinh học các bệnh thực vật, đặc biệt là bệnh do nấm Fusarium oxysporum gây ra.

1.1. Đặc điểm hình thái và cấu trúc

Xạ khuẩn có cấu trúc phức tạp với hai loại sợi chính: sợi khí sinh và sợi cơ chất. Sợi khí sinh phát triển trên bề mặt môi trường, tạo bào tử, trong khi sợi cơ chất hấp thụ chất dinh dưỡng. Chúng có thành tế bào dày, chứa các enzyme tham gia vào quá trình trao đổi chất. Bào tử của xạ khuẩn được bao bọc bởi màng mucopolysaccharide, giúp chúng chống chịu với điều kiện môi trường bất lợi.

1.2. Đặc điểm sinh hóa lý

Xạ khuẩn phát triển tốt trong điều kiện pH từ 5 đến 11, nhiệt độ từ 20°C đến 40°C, và chịu được nồng độ muối lên đến 10%. Chúng có khả năng phân giải cellulose, lignin, và cố định nitơ. Ngoài ra, xạ khuẩn còn sản xuất các enzyme ngoại bào như cellulase, xylanase, và amylase, giúp chúng thích nghi với nhiều môi trường khác nhau.

II. Bệnh cà phê và nấm Fusarium oxysporum

Bệnh cà phê do nấm Fusarium oxysporum gây ra là một trong những vấn đề nghiêm trọng trong sản xuất cà phê. Nấm này xâm nhập vào rễ cây, gây thối rễ và làm giảm năng suất cây trồng. Fusarium oxysporum là loại nấm đất, có khả năng tồn tại lâu dài trong đất và lây lan nhanh chóng. Các biện pháp kiểm soát bệnh hiện nay chủ yếu dựa vào hóa chất, nhưng việc sử dụng xạ khuẩn như một biện pháp sinh học đang được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi.

2.1. Tác hại của Fusarium oxysporum

Fusarium oxysporum gây ra các bệnh như thối cổ rễ, thối nứt thân, và thối rễ tơ trên cây cà phê. Cây bị bệnh thường có biểu hiện lá vàng, rễ thối đen, và chết dần. Bệnh này làm giảm năng suất và chất lượng cà phê, gây thiệt hại lớn cho ngành sản xuất.

2.2. Biện pháp phòng trừ bệnh

Hiện nay, việc sử dụng xạ khuẩn như Streptomyces để kiểm soát Fusarium oxysporum đang được ưa chuộng do tính thân thiện với môi trường và hiệu quả cao. Xạ khuẩn tiết ra các chất kháng sinh ức chế sự phát triển của nấm bệnh, giúp bảo vệ cây trồng một cách bền vững.

III. Tuyển chọn xạ khuẩn chống Fusarium oxysporum

Nghiên cứu tập trung vào việc tuyển chọn xạ khuẩn có khả năng đối kháng mạnh với Fusarium oxysporum. Từ 16 chủng xạ khuẩn được lưu trữ, 6 chủng có hoạt tính kháng nấm, trong đó chủng XK16 và XK88H được đánh giá cao nhất. Các chủng này có khả năng sinh trưởng tốt trong điều kiện pH và nhiệt độ khác nhau, đồng thời sản xuất các enzyme ngoại bào có lợi.

3.1. Đặc điểm của chủng XK16 và XK88H

Chủng XK16 sinh trưởng tốt ở nhiệt độ 35°C, pH 6-7, và chịu được độ mặn lên đến 7%. Chủng XK88H phát triển tốt ở nhiệt độ 30°C, pH 7-8, và chịu được độ mặn đến 3%. Cả hai chủng đều có khả năng sinh enzyme ngoại bào như cellulase, xylanase, và amylase, giúp chúng thích nghi với nhiều môi trường khác nhau.

3.2. Ứng dụng trong phòng trừ bệnh

Kết quả nghiên cứu cho thấy XK16 và XK88H có tiềm năng lớn trong việc kiểm soát Fusarium oxysporum trên cây cà phê. Việc sử dụng các chủng xạ khuẩn này như một biện pháp sinh học không chỉ giúp giảm thiểu thiệt hại do bệnh mà còn góp phần bảo vệ môi trường và nâng cao chất lượng sản phẩm.