Đặt vấn đề Cây cam thuộc họ Rutaceae, là nhóm cây ăn quả quan trọng trong sản xuất nông nghiệp ở nước ta. Cây cam là loại cây trồng có giá trị dinh dưỡng và giá trị kinh tế cao. Trong 100g thịt quả tươi có chứa 6-12% đường, vitamin C từ 40-90mg acid hữu cơ từ 0,4-1,2%, các chất khoáng và dầu thơm [4]. Tất cả các bộ phận của cây cam đều có thể sử dụng: Lá, hoa, vỏ quả cung cấp tinh dầu, làm dược liệu, quả để ăn, cây để làm cảnh [44].
Cam không chỉ là hàng hóa đáp ứng cho tiêu thụ nội địa mà còn là mặt hàng xuất khẩu có tiềm năng lớn. Ngoài ra, cây cam là loại cây lâu năm, chóng cho thu hoạch (khoảng 2-3 năm) và cho thu hoạch trong thời gian dài (25-30 năm). Theo ước tính, năng suất trung bình của cam quýt đạt 15-20 tấn/ha, các sản phẩm của cây có múi được bán trên thị trường với giá dao động khoảng 15.000 đồng/kg mang lại thu nhập từ 300-400 triệu đồng [4]. Vì vậy cây cam được chú trọng đầu tư và phát triển mạnh mẽ.
Cây cam có sự phân bố rộng do khả năng dễ thích nghi với nhiều môi trường sống khác nhau, dễ lai tạo những giống mới có khả năng thích nghi cao. Trên thế giới, cây cam được trồng chủ yếu ở các nước thuộc vùng nhiệt đới, á nhiệt đới và ôn đới. Ở Việt Nam cây cam được trồng ở cả ba miền Bắc, Trung và Nam. Năm 2014, diện tích đất trồng cam ở Việt Nam là 75.600 ha với sản lượng đạt 736.
Song sự đa dạng khí hậu ở các vùng trồng trọt là điều kiện phát sinh nhiều loại sâu bệnh hại trên cây cam như: bệnh thối rễ, ghẻ nhám, vàng lá, nấm bồ hóng trên lá…đặc biệt là bệnh vàng lá Greening. Đây được coi là một trong những nhân tố gây trở ngại chính để phát triển cây cam. Bệnh lan truyền với tốc độ nhanh và gây hại nghiêm trọng cho nhiều vùng trồng cam, là nguyên nhân ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và chất lượng quả [8]. Bệnh do 2 dòng vi khuẩn Gram âm gây ra.
Dòng châu á có tên là Candidatus liberibacter asiaticus, dòng châu phi có tên là Candidatus liberibacter africanus. Các dòng vi khuẩn này sống trong mạch libe của cây và lây truyền từ cây này sang cây khác thông qua các 2 mắt ghép và môi giới truyền bệnh là rầy chổng cánh (Diaphorina citri) ở châu Á và rầy cam (Trioza erytreae) ở châu Phi [33]. Đặc điểm của bệnh Greening là có thời gian ủ bệnh dài, nên khó phát hiện bệnh ở giai đoạn đầu và thường hay nhầm lần với bệnh khác như khi cây bị thiếu kẽm (Zn) [8]. Đến khi bệnh biểu hiện rõ ràng thì cây đã bị bệnh nặng và các biện pháp chữa trị gần như vô nghĩa, rất nhiều biện pháp đã được thực hiện nhưng vẫn không mang lại hiệu quả.
Vì vậy, việc phát hiện nhanh bệnh vàng lá Greening trong giai đoạn đầu là vô cùng quan trọng đối với việc phòng và điều trị bệnh. Những nghiên cứu bước đầu về bệnh ở Việt Nam đã được tiến hành, xong những vấn đề về phòng trừ bệnh vẫn chưa được tìm hiểu một cách đầy đủ. Hiện nay việc ứng dụng kỹ thuật Sinh học phân tử hiện đại cho phép chẩn đoán các bệnh trên cây có múi mang lại hiệu quả cao với nhiều ưu điểm như: độ nhạy cao, chính xác và tốn ít thời gian. Có thể kể đến một số phương pháp như: PCR, real- time PCR, các kỹ thuật lai phân tử.
Kết quả thu được từ những nghiên cứu chẩn đoán bằng sinh học phân tử là cơ sở để sớm đưa ra những giải pháp phòng tránh bệnh. Xuất phát từ thực tiễn đó, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: ‘‘Ứng dụng kĩ thuật PCR phát hiện nhanh bệnh Greening trên cây cam ở một số tỉnh miền Bắc Việt Nam’’. Mục tiêu của đề tài 1. Mục tiêu tổng quát Chẩn đoán được bệnh vàng lá Greening trên cây cam bằng kỹ thuật PCR.
Mục tiêu cụ thể - Thu thập nguồn vật liệu trên một số giống cam như: Cam Bố Hạ, Cam Vinh, Cam sành. tại một số tỉnh miền Bắc Việt Nam. - Tách chiết DNA tồng số trong mẫu mô lá cam. - Thử nghiệm phản ứng PCR phát hiện nhanh bệnh Greening trên mẫu lá cây cam.
- Ứng dụng kỹ thuật PCR phát hiện nhanh bệnh Greening trên các mẫu cam Bố Hạ (Bắc Giang), và một số giống cam khác như cam Vinh, cam Sành, cam Canh. Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa khoa học của đề tài - Xác định được phương pháp chẩn đoán nhanh bệnh Greening trên các giống cam bằng kĩ thuật PCR từ đó sàng lọc các cây cam sạch bệnh phục vụ các nghiên cứu tiếp theo. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài - Thông qua việc phát hiện nhanh bệnh Greening trên cây có múi sẽ góp phần giúp sàng lọc cây sạch bệnh phục vụ khai thác và phát triển.
4 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Tổng quan về cây cam 2. Nguồn gốc và phân loại 2. Nguồn gốc Các tác giả Bùi Huy Đáp (1960) [5], Trần Thế Tục (1967) [19], Reuther W.
(1973) [38], Wakana (1998) [43], Rether Walter (1978) [39] cho thấy các loại cây ăn quả, cùng với cây nho, cây có múi có lịch sử trồng trọt lâu đời nhất. Phần lớn kết quả nghiên cứu đều thống nhất cây có múi có nguồn gốc ở miền Nam châu Á, trải dài từ Ấn Độ qua Hymalaya, Trung Quốc xuống vùng quần đảo Philippin, Malaysia, miền Nam Indonesia hoặc kéo dài đến lục địa châu Úc. Phân loại Cam quýt thuộc: Giới Plantae Bộ Rutales Họ Rutaceae Chi Citrus Được phân chia làm 130 giống (genera) nằm trong các họ phụ khác nhau [17] Hiện nay tồn tại hai hệ thống phân loại cam quýt được nhiều người áp dụng, theo Tanaka (Nhật Bản) cam quýt gồm 160-162 loài (Species). Tanaka đã quan sát, ghi chép tỷ mỉ đặc điểm hình thái của các giống đã biến dị này và phân chúng thành một loài mới hoặc giống mới có tên khoa học được bắt đầu bằng tên giống hay tên loài đã phát sinh ra chúng và kết thúc bằng chữ “Horticulturre‟‟.
Swingle đã chia cam quýt ra làm 16 loài [8]. Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn phải sử dụng hệ thống phân loại của Tanaka để gọi tên các giống cam quýt vì bảng phân loại này chi tiết tới từng giống. Theo Tanaka có 10 nhóm quan trọng nhất trong nhóm True Citrus group, đây là những loài được trồng phổ biến và có ý nghĩa với con người, có thể được mô tả trong bảng sau [8].1: Các loài cam, quýt có ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất STT Tên loài Tên tiếng anh Tên tiếng việt 1 C.sisnensis Osbeck Sweets Orange Cam ngọt 2 C.aurantium L Sour Orange Cam chua 3 C.reticulata Blanco Mandarin Quýt 4 C.limon Osbeck Lemon Chanh núm 5 C.medica L Citron Chanh yên 6 C.aurantifolia Swingle Lime Chanh vỏ mỏng 7 C.trifolia L Trioliate Chanh đắng 8 C.grandis L Shadock Bưởi 9 C.paradishi L Pomelo Bưởi chùm 10 C.fortunenna Kumquat Quất (Đường Hồng Dật, 2003) [4] 2. Giá trị của cây cam Sản phẩm của cây cam là một trong những sản phẩm có giá trị được nhiều người ưa chuộng và được sản xuất ở nhiều nước trên thế giới.
- Thành phần dinh dưỡng trong thịt quả tươi bao gồm: đường, axit hữu cơ, vitamin C. Trong 100g phần ăn được có chứa 88-94% nước; 6-12% chất khô chủ yếu là đường, axit hữu cơ chiếm 0,4-1,4% chủ yếu là axit citric; 0,9% pectin, 40- 90mg% vitamin C; 0,07mg vitamin B1; 0,06mg vitamin B6; 0,1mg vitamin E, 2µg vitamin A [11]. Ngoài ra còn chứa các chất khoáng cần thiết như Ca, P, Mg, Fe… và dầu thơm. Người ta còn phân tích được có 0,7-1,3g protein trong 100g thịt quả, trong đó chứa nhiều axit amin không thay thế như aspatic (26,8mg), alanin (6mg), valin (2,2mg), phenylalanin (3,4mg), lysin (90,8mg), leucin (1,2mg) và ocnithin (3,4mg) [13].
- Giá trị công nghiệp và dược liệu: Vỏ quả có chứa tinh dầu. Tinh dầu được cất từ vỏ, quả, lá, hoa được dùng trong công nghiệp thực phẩm và công nghiệp mỹ phẩm. Ở nhiều nước trên thế giới, người ta đã dùng các loại quả thuộc chi Citrus 6 làm thuốc chữa bệnh. Ở thế kỷ XVI, các thầy thuốc Trung Quốc, Ấn Độ đã dùng quả cam quýt để phòng ngừa bệnh dịch hạch, chữa trị bệnh phổi và bệnh chảy máu dưới da.
Ở Mỹ vào những năm 30 của thế kỷ XX, các thầy thuốc đã dùng các quả cam quýt kết hợp với insulin để chữa trị bệnh đái tháo đường. Ở Nga bắt đầu từ thế kỷ XI, các loại quả cây có múi đã được sử dụng để phòng ngừa và chữa trị trong y học dân gian. Ở nước ta, nhân dân đã dùng cây ăn quả có múi để phòng và chữa trị một số bệnh từ lâu [4]. - Giá trị kinh tế: Cây cam là một trong những loại cây lâu năm, nhanh cho thu hoạch.
Một số loài có thể cho thu hoạch quả ở năm thứ 2 sau khi trồng. Ở nước ta, năng xuất trung bình của cam quýt ở thời kỳ 8 tuổi có thể đại tới 16 tấn/ha. Cây cam quýt có thể sống và cho thu hoạch quả trong vòng 15-30 năm. Trong trường hợp đất tốt, được chăm sóc đầy đủ và áp dụng các biện pháp kỹ thuật thâm canh cao, trong các điều kiện khí hậu thích hợp và không bị sâu bệnh gây hại nặng, tuổi thọ của cam quýt có thể kéo dài trên 50 năm [4].
- Giá trị sinh thái, môi trường: Cây cam là cây ăn quả lâu năm được trồng trong các vườn cây của gia đình hộ nông dân hoặc trồng trên đồi tại các trang trại. Trong quá trình sinh sống, các loại cam, quýt, bưởi tiết ra oxy trong không khí làm không khí trở nên trong lành, dịu mát. Trong những chừng mực nhất định các chất bay hơi từ cây cam quýt có tác dụng diệt một số loài vi khuẩn làm cho không khí trở nên sạch hơn, môi trường sống của con người tốt hơn. Cam quýt trồng trên các đồi đất, bên cạnh việc cho quả còn có tác dụng phủ xanh đất, giữ nước ngăn cản dòng chảy mạnh trên mặt đất sau các trận mưa lớn, do đó có ý nghĩa lớn trong việc làm giảm quá trình xói mòn, rửa trôi đất.
Ở vùng trung du và miền núi, cam quýt được trồng trong các vườn rừng, vườn đồi trong các hệ thống VAC là phương thức canh tác được áp dụng rộng rãi tại các trang trại nông nghiệp và đã thể hiện nhiều ưu điểm trong việc thực hiện nền nông nghiệp bền vững [4].