Tài liệu Nghiên cứu bệnh virus hại cà chua tại hà nội và phụ cận

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN THỊ THẢO NGHIÊN CỨU BỆNH VIRUS HẠI CÀ CHUA TẠI HÀ NỘI VÀ PHỤ CẬN Ngành: Bảo vệ thực vật Mã số: 60 62 01 12 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Ngô Bích Hảo NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo vệ lấy bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày… tháng… năm 2017 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Thảo i LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình hoàn thành luận văn này, ngoài những nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận được những sự giúp đỡ hết sức tận tình và quý báu từ nhiều tập thể và cá nhân. Trước hết, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới cô PGS. TS. Ngô Bích Hảo đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo cho tôi hoàn thành luận văn. Tôi cũng xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới PGS.TS. Hà Viết Cường – Giám đốc trung tâm nghiên cứu bệnh cây nhiệt đới – Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã hướng dẫn và tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn các cán bộ công nhân viên thuộc Trung tâm nghiên cứu bệnh cây nhiệt đới – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình tôi thực tập tại Trung tâm. Đồng thời tôi cũng xin chân thành cảm ơn các Thầy giáo, Cô giáo trong bộ môn Bệnh cây cũng như các Thầy cô trong khoa Nông học, Học viện Nông nghiệp đã nhiệt tình dạy dỗ, chỉ bảo cho tôi trong suốt thời gian tôi học tập tại trường. Cuối cùng tôi xin được chân thành cảm ơn người thân, gia đình, bạn bè đã hết lòng giúp đỡ, động viên tôi trong quá trình học tập cũng như hoàn thành bài luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày.... ...tháng.........năm 2017 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Thảo ii MỤC LỤC Lời cam đoan ..................................................................................................................... i Lời cảm ơn ........................................................................................................................ ii Mục lục .......................................................................................................................... iii Danh mục chữ viết tắt ...................................................................................................... vi Danh mục bảng ............................................................................................................... vii Danh mục hình ............................................................................................................... viii Trích yếu luận văn ........................................................................................................... ix Thesis abstract.................................................................................................................. xi Phần 1. Mở đầu .............................................................................................................. 1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài ..................................................................................... 1 1.2. Mục đích nghiên cứu ......................................................................................... 2 1.3. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................... 2 1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ........................................................................... 2 1.4.1. Ý nghĩa khoa học ............................................................................................... 2 1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn................................................................................................ 2 Phần 2. Tổng quan tài liệu ............................................................................................ 3 2.1. Những nghiên cứu về cà chua trong nước ......................................................... 3 2.1.1 Tình hình sản xuất cà chua tại Việt Nam .......................................................... 3 2.1.2. Nghiên cứu về bệnh virus cà chua ở nước ta ..................................................... 4 2.2. Nghiên cứu về bệnh virus cà chua trên thế giới................................................. 5 2.2.1. Nghiên cứu về Cucumber mosaic virus (CMV) ................................................ 6 2.2.2. Những ngiên cứu về Tomato mosaic virus (ToMV).......................................... 7 2.2.3. Những nghiên cứu về virus xoăn vàng lá cà chua (Tomato yellow leaf curl virus) ........................................................................................................... 8 2.2.4. Những nghiên cứu về virus khảm lá khoai tây ( Potato virus X) ...................... 9 2.2.5. Những nghiên cứu về virus Y khoai tây (Potato virus Y) ................................. 9 2.2.6. Những nghiên cứu về Tomato necrotic ringspot virus (TNRV)..................... 10 2.3. Đặc điểm một số chi virus hại cà chua quan trọng .......................................... 10 2.3.1. Đặc điểm chi Tospovirus ................................................................................. 10 2.3.2. Đặc điểm chung chi Begomovirus ................................................................... 14 iii 2.3.3. Đặc điểm chung của chi Potyvirus. ................................................................. 19 Phần 3. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu ........................................................... 21 3.1. Địa điểm nghiên cứu ........................................................................................ 21 3.2. Thời gian nghiên cứu ....................................................................................... 21 3.3. Đối tượng, vật liệu và phương pháp nghiên cứu ............................................. 21 3.3.1. Đối tượng nghiên cứu ...................................................................................... 21 3.3.2. Vật liệu nghiên cứu .......................................................................................... 21 3.3.3. Dụng cụ và hóa chất nghiên cứu ...................................................................... 21 3.4. Nội dung nghiên cứu........................................................................................ 22 3.5. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 23 3.5.1. Phương pháp điều tra thành phần bệnh ngoài đồng ......................................... 23 3.5.2. Phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm ........................................... 24 3.5.3. Phương pháp lây nhiễm nhân tạo bằng tiếp xúc cơ học. ................................. 27 Phần 4. Kết quả nghiên cứu ........................................................................................ 28 4.1. Điều tra bệnh virus trên cà chua tại hà nội và phụ cận .................................... 28 4.1.1. Xoăn vàng lá .................................................................................................... 29 4.1.2. Khảm lá ............................................................................................................ 29 4.1.3. Lá dương xỉ ...................................................................................................... 30 4.1.4. Khảm, vàng lá – đốm hình nhẫn – đốm chết hoại ........................................... 30 4.1.5. Biến vàng – tím gân – lùn cây ......................................................................... 31 4.2. Điều tra bệnh virus trên cà chua vụ đông xuân 2016-2017 tại Đặng Xá – Gia Lâm ........................................................................................................... 31 4.3. Điều tra triệu chứng xoăn vàng lá cà chua và mật độ bọ phấn trên giống cà chua Savior và VT5 vụ xuân hè năm 2017 tại Vân Nội – Đông Anh ......... 32 4.4. Điều tra tình hình bệnh virus trên cà chua tại tập đoàn giống cà chua thí nghiệm của trung tâm nghiên cứu rau chất lượng cao ..................................... 33 4.5. Điều tra bệnh virus cà chua và mật độ bọ phấn trên cà chua vụ xuân hè năm 2017 tại Hải Phòng và Nam Định ............................................................ 36 4.6. Diễn biến một số bệnh virus hại cà chua vụ xuân hè năm 2017 tại Gia Lâm – Hà Nội .................................................................................................. 37 4.7. Đánh giá mức độ biểu hiện triệu chứng xoăn vàng lá cà chua trên các giống cà chua tại Tiên Dương – Đông Anh – Hà Nội vụ xuân hè 2017 .......... 38 iv 4.8. Phát hiện virus trên các mẫu cây thu thập ngoài đồng ruộng bằng kỹ thuật ELISA ..................................................................................................... 38 4.9. Kiểm tra phát hiện Tospovirus bằng RT-PCR ................................................. 46 4.10. Đánh giá tính gây bệnh của PVY bằng lây nhiễm nhân tạo trên cây chỉ thị ..................................................................................................................... 49 4.11. Đánh giá tính gây bệnh của Tospovirus bằng lây nhiễm nhân tạo .................. 52 Phần 5. Kết luận và kiến nghị ..................................................................................... 55 5.1. Kết luận ............................................................................................................ 55 5.2. Kiến nghị.......................................................................................................... 55 Tài liệu tham khảo .......................................................................................................... 57 v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Anh Bp Basepair Cdna complementary DNA CTAB Cetryl Ammonium Bromide DAS-ELISA Double antibody sandwich- Enzyme Linked Immuno Sorbent Assay dNTP Deoxynucleotide triphotphate EDTA Ethylene Diamine Tetra-acetic- Acid ELISA Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay IgG Immunoglobulin G IgM Immunoglobulin M Kb Kilobase NPP Nitrophenyl photphat OD Optical density ORF Open reading frame PBS Phosphate-buffered saline PBS-T Phosphate Buffered Saline with Tween PVP Polyvinylpyrrolidone RdRp RNA-dependent RNA polymerase RNA Ribonucleic acid RNP Ribonucleoprotein RT-PCR Reverse transcription polymerase chain reaction TAE Tris-acetate-EDTA β- ME Beta- Mercaptoethanol PCR Polymerase chain reaction Nm Nanomet vi DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Diện tích, năng suất, sản lượng cà chua của Việt Nam ................................. 3 Bảng 4.1. Các hoại hình triệu chứng bệnh virus trên cà chua tại Hà Nội và phụ cận năm 2016-2017 ..................................................................................... 28 Bảng 4.2. Các loại hình triệu chứng bệnh virus hại cà chua tại Đặng Xá – Gia Lâm vụ đông xuân 2016-2017 .................................................................... 32 Bảng 4.3. Diễn biến triệu chứng xoăn vàng lá cà chua và mật độ bọ phấn trên giống cà chua Savior và VT5 vụ xuân hè năm 2017 tại Vân Nội – Đông Anh – Hà Nội .................................................................................... 33 Bảng 4.4. Tình hình bệnh virus trên cà chua năm 2017 tại tập đoàn giống cà chua thí nghiệm của Trung tâm nghiên cứu rau chất lượng cao ................. 34 Bảng 4.5. Điều tra bệnh virus cà chua và mật độ bọ phấn trên cà chua vụ xuân hè năm 2017 tại Hải Phòng và Nam Định ................................................... 36 Bảng 4.6. Diễn biến bệnh khảm lá trên cà chua vụ Xuân hè năm 2017 tại Gia Lâm, Hà Nội ................................................................................................ 37 Bảng 4.7. Diễn biến triệu chứng xoăn vàng lá hại cà chua vụ Xuân hè năm 2017 tại Gia Lâm, Hà Nội .................................................................................... 37 Bảng 4.8. Mức độ nhiễm bệnh xoăn vàng lá cà chua trên các giống cà chua tại Vân Nội – Đông Anh vụ xuân hè 2017 ....................................................... 38 Bảng 4.9. Phát hiện virus bằng kỹ thuật ELISA trên các mẫu cà chua thu thập tại Đặng Xá – Gia Lâm .................................................................................... 40 Bảng 4.10. Phát hiện virus bằng kỹ thuật ELISA trên các mẫu cà chua thu thập vụ xuân hè 2017 ......................................................................................... 42 Bảng 4.11. Phát hiện virus bằng kỹ thuật ELISA trên các mẫu cà chua thu thập tại Mộc Châu – Sơn La năm 2017.................................................................... 44 Bảng 4.12. Kết quả kiểm tra phát hiện tospovirus trên cà chua bằng RT-PCR ............ 46 Bảng 4.13. Kết quả tìm kiếm BLAST dùng toàn bộ đoạn giải trình tự (NIb3’End) của mẫu CL10-1 làm chuỗi hỏi ....................................................... 49 Bảng 4.14. Kết quả lây nhiễm nhân tạo PVY từ cà chua sang cây rau muối ................ 50 Bảng 4.15. Kết quả lây nhiễm nhân tạo PVY từ cà chua sang cây thuốc lá .................. 51 Bảng 4.16. Kết quả lây nhiễm Tospovirus bằng tiếp xúc cơ học từ nguồn cà chua tại Gia Lâm – Hà Nội .................................................................................. 52 Bảng 4.17. Kết quả lây nhiễm Tospovirus bằng tiếp xúc cơ học từ nguồn cà chua tại Đà Lạt – Lâm Đồng ................................................................................ 54 vii DANH MỤC HÌNH Hình 2.1. Phân bố của các tospovirus trên thế giới (Papu et al., 2009) ....................... 10 Hình 2.2. Cấu trúc phân tử DNA-A, DNA-B của begomovirus .................................. 14 Hình 2.3. Cấu trúc phân tử DNA-A của Begomovirus ................................................ 15 Hình 2.4. Cấu trúc phân tử DNA-B của Begomovirus (Hà Viết Cường, 2012) .......... 16 Hình 2.5. Hình thái phân tử của potyvirus, phân tử PVY ............................................ 19 Hình 2.6. Tổ chức bộ gen của các Potyvirus(Shukla et al., 1998)............................... 20 Hình 4.1. Triệu chứng xoăn vàng lá cà chua ............................................................... 29 Hình 4.2. Triệu chứng khảm lá cà chua ....................................................................... 29 Hình 4.3. Triệu chứng lá dương xỉ cà chua ................................................................. 30 Hình 4.4. Triệu chứng Khảm, vàng lá – đốm hình nhẫn – đốm chết hoại ................... 30 Hình 4.5. Triệu chứng biến vàng – tím gân – lùn cây trên cà chua ............................. 31 Hình 4.6. Kết quả ELISA phát hiện virus trên cà chua ngày 14/4/2017 ..................... 39 Hình 4.7. Kết quả sau khi kiểm tra hai virus TSWV và PVY bằng kỹ thuật ELISA .......................................................................................................... 41 Hình 4.8. mẫu cà chua thu thập tại Mộc Châu – Sơn La năm 2017 ............................ 43 Hình 4.8. Kết quả ELISA phát hiện virus trên cà chua ngày 2/8/2017 ....................... 45 Hình 4.9. Triệu chứng giống nhiễm Tospovirus trên cà chua năm 2017..................... 47 Hình 4.10. RT-PCR phát hiện tospovirus trên cà chua bằng cặp mồi TospoF3/R3 ...... 47 Hình 4.11. Triệu chứng lây nhiễm PVY bằng tiếp xúc cơ học trên cây rau muối ......... 50 Hình 4.12. Triệu chứng lây nhiễm PVY bằng tiếp xúc cơ học trên cây thuốc lá .......... 51 Hình 4.13. Lây nhiễm Tospovirus bằng biện pháp tiếp xúc cơ học .............................. 52 Hình 4.14. Triệu chứng lây nhiễm Tospovirus bằng tiếp xúc cơ học trên cây cà chua sau 3 tuần ............................................................................................. 53 Hình 4.15. Triệu chứng lây nhiễm Tospovirus bằng tiếp xúc cơ học trên cây cà chua sau 4 tuần ............................................................................................. 54 viii TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Tên tác giả: Nguyễn Thị Thảo Tên luận văn: “Nghiên cứu bệnh virus hại cà chua tại Hà Nội và phụ cận”. Ngành: Bảo vệ thực vật Mã số: 60 62 01 12 Tên cơ sở đào tạo: Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam Mục đích nghiên cứu Xác định được thành phần, đặc điểm sinh học của virus hại cà chua tại Hà Nội và phụ cận. Phương pháp nghiên cứu Trong nghiên cứu này, bệnh virus hại cà chua được thu thập ở các cánh đồng trồng cà chua tại Hà Nội và các tỉnh phụ cận. Các mẫu bệnh có triệu chứng đặc trưng được làm khô, sau đó được kiểm tra bằng phương pháp ELISA. Sử dụng 2 cặp mồi chung là: Tospo-F1/Tospo-R1 và Tospo-F3/Tospo-R3 để phát hiện Tospovirus. Thí nghiệm lây nhiễm nhân tạo bằng tiếp xúc cơ học được thực hiện ở nhà lưới của trung tâm nghiên cứu bệnh cây nhiệt đới. Kết quả chính và kết luận 1. Xác định 5 loại hình triệu chứng bệnh virus hại các giống cà chua trồng phổ biến tại vùng Hà Nội và phụ cận gồm: xoăn vàng lá, khảm lá, lá biến vàng – tím gân – lùn cây, lá dương xỉ, khảm, vàng lá – đốm hình nhẫn – đốm chết hoại. Trong đó triệu chứng xoăn vàng lá xuất hiện phổ biến trên đồng ruộng. 2. Bệnh xoăn vàng lá cà chua hại phổ biến trên các vùng trồng cà chua tại Hà Nội, Hải Phòng, Nam Định. Bệnh phát triển mạnh từ giai đoạn ra hoa đến khi thu hoạch. Giai đoạn cây sinh trưởng phát triển mạnh về thân lá cũng là giai đoạn mật độ bọ phấn trên đồng ruộng tăng cao. 3. Đã kiểm tra ELISA các mẫu cà chua mang triệu chứng bệnh virus bằng 6 loại kháng huyết thanh Tomato spotted wilt virus (TSWV), Potato virus Y (PVY), Capsicum chlorosis virus (CaCV), Iris yellow spot virus (IYSV), Watermelon silver mottle virus (WSMoV) và Tomato mosaic virus (ToMV), xác định được virus Potato virus Y (PVY), Capsicum chlorosis virus (CaCV), Tomato spotted wilt virus (TSWV) và Watermelon silver mottle virus (WSMoV). 4. Kiểm tra RT-PCR 4 mẫu cà chua có triệu chứng giống nhiễm Tospovirus, xác định 3 mẫu (1 mẫu Gia Lâm và 2 mẫu thu tại Đà Lạt) có phản ứng dương với cặp mồi chung Tospo-F3/R3. Kết quả giải trình tự 2 mẫu cho thấy Tospovirus nhiễm trên cà chua là Tomato necrotic ringspot virus (TNRV). ix 5. Virus PVY gây hại phổ biến tại Đông Anh – Hà Nội và An Lạc – Gia Lâm kết quả kiểm tra ELISA cho thấy 75-83 % số mẫu cà chua có biểu hiện triệu chứng bệnh có phản ứng dương tính với PVY. 6. Virus CaCV gây hại phổ biến tại Mộc Châu – Sơn La kết quả kiểm tra ELISA xác định 44% số mẫu có phản ứng dương tính với CaCV, và 11% số mẫu phản ứng dương tính với TSWV và WSMoV. 7. Đã xác định khả năng lây nhiễm của PVY và Tosppovirus trên cây cà chua qua lây bệnh nhân tạo bằng phương thức tiếp xúc cơ học. x THESIS ABSTRACT Master candidate: Nguyen Thi Thao Thesis title: Research of virus-infected diseases on tomato in Hanoi and nearby regions Major: Plant Protection Code: 60 62 01 12 Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA) Research Objectives: Determination of components and biological characteristics of virus affected on tomato in Hanoi and nearby regions. Materials and Methods: The virus-infected samples were collected in the tomato farms in Hanoi and nearby regions, then dried and checked by ELISA assay. The two universal primers, Tospo-F1/Tospo-R1 and Tospo-F3/Tospo-R3, were used to detect Tospovirus. The artificial infection assay by physical contact was performed in the greenhouse of The Tropical Plant Pathology Researching Centre. Main findings and conclusions: 1. Determined these five common symptoms of viral disease on tomato growing in Hanoi and nearby regions such as yellow leaf curl, mosaic, yellowed-violet veineddwarf, fern leaves, yellow leaves – ring spots - necrosis. The tomato yellow leaf curl symptoms is most common in the fields. 2. Yellow leaf curl disease infects commonly in tomato fields in Hanoi, Hai Phong, Nam Dinh provinces and affected from flowering to harvest stage. The period of development the stems of tomato is also at the same time of high density of whiteflies in the fields. 3. ELISA tests on tomato infected samples expressing disease symptoms collected from Ha Noi regions and Moc Chau Son La using 6 antibodies including TSWV, PVY, CaCV, IYSV, WSMoV and ToMV were found PVY, CACV, TSWV and WSMoV viruses. 4. RT-PCR test using the universal primers TospoF3/TospoR3 on 4 samples which expressed symptoms similar to tospovirus-infected symptoms showed that 3 out of 4 samples(1 sample from Gia Lam and the others from Da Lat) were positive. Sequencing results showed that 2 samples of tospovirus infection on tomato detected were Tomato necrotic ringspot virus (TNRV). 5. ELISA test on tomato samples express viral symptom collected from Dong Anh – Hanoi and An Lac - Gia Lam showed that 75-83% of samples which express specific xi symptoms were positive again PVY antiserum 6. ELISA test on tomato samples express viral symptom collected from Moc Chau – Son La detected 44% of samples which express specific symptoms were positive for CaCV and 11% of that were positive for TSWV and WSMoV 7. The ability of infection of PVY and Tosppovirus in tomato was determined by the artificial inoculation of mechanical contact. xii PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, nước ta có điều kiện khí hậu và đất đai rất thuận lợi cho phát triển nông nghiệp. Các loại rau màu ngày càng đa dạng về chủng loại và được trồng theo hướng chuyên canh với quy mô lớn ở khắp các tỉnh thành. Năng suất, chất lượng rau màu ngày càng có những bước tiến đáng kể, không chỉ đáp ứng được nhu cầu tiêu dùng trong nước mà còn phục vụ xuất khẩu, giúp cho nền sản xuất nông nghiệp của nước ta có chỗ đứng trong khu vực và thế giới. Tuy nhiên, do ảnh hưởng của nhiều yếu tố bất lợi, trong đó có yếu tố bệnh virus mà sản xuất nông nghiệp có những tổn thất nặng nề. Trong số cây trồng nông nghiệp, thì cây cà chua là loại cây quan trọng. Cây cà chua (Lycopersion esculentum), thuộc họ cà (Solanaceae) có nguồn gốc ở Trung Mỹ và Nam Châu Mỹ. Cây cà chua được phát hiện vào thế kỷ thứ XVI. Cà chua là cây có giá trị dinh dưỡng, giá trị kinh tế cao, được nhiều nước xếp vào loại cây chiếm vị trí hàng đầu trong ngành sản xuất rau. Hiện nay, cà chua là loại rau ăn quả được trồng và sử dụng phổ biến trên thế giới. Sản xuất cà chua trong năm 2010 của thế giới ước tính khoảng 130.000.000 tấn. Ở Việt Nam, diện tích trồng cà chua là khoảng 15.000-17.000 ha hàng năm với năng suất 15 - 17 tấn / ha và hơn 30 tấn / ha ở một số vùng chuyên canh, năng suất cà chua của Việt Nam bằng 65% mức trung bình của thế giới, con số này tương đối cao trong khu vực. Ở Việt Nam, cây cà chua tương đối dễ trồng lại cho năng suất và thu nhập cao nên được trồng tập trung nhiều ở các tỉnh đồng bằng Sông Hồng, Trung du Bắc bộ và vùng cao nguyên Đà Lạt. Trong những năm gần đây, ở nước ta, cà chua không chỉ được trồng trong vụ Đông (chính vụ) mà còn được trồng trong vụ sớm (thu đông), vụ muộn (đông xuân) và vụ Xuân hè. Cây cà chua bị tấn công bởi rất nhiều loại bệnh như bệnh nấm, bệnh vi khuẩn và cả bệnh virus... làm ảnh hưởng lớn năng suất và chất lượng quả cà chua, thậm chí còn không cho thu hoạch. Bệnh do virus được coi là tác nhân chính gây hại đối với cây cà chua, bệnh do virus không chỉ làm giảm năng suất cà chua mà còn gây thoái hóa giống cây trồng. Xuất phát từ cơ sở thực tiễn và khoa học trên, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu bệnh virus hại cà chua tại Hà Nội và phụ cận”. 1 1.2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Xác định được thành phần, đặc điểm sinh học của virus hại cà chua tại Hà Nội và phụ cận. 1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1. Điều tra bệnh do virus trên cây cà chua trồng tại Hà Nội và phụ cận vụ đông xuân 2016-2017 và xuân hè 2017. 2. Thu mẫu bệnh do virus trên cây cà chua. Xác định virus gây bệnh bằng ELISA và RT-PCR. 3. Lây nhiễm nhân tạo để xác định tính gây bệnh của một số bệnh virus trên cà chua. 1.4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 1.4.1. Ý nghĩa khoa học Bổ sung các dẫn liệu khoa học về thành phần, đặc điểm sinh học của virus hại cà chua tại Hà Nội và phụ cận. 1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu của đê tài đóng góp vào phòng trừ bệnh virus hại cà chua tại Hà Nội và phụ cận. 2 PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. NHỮNG NGHIÊN CỨU VỀ CÀ CHUA TRONG NƯỚC 2.1.1 Tình hình sản xuất cà chua tại Việt Nam Ở Việt Nam, cà chua được trồng khoảng trên 100 năm nay. Tuy nhiên, đến nay, cà chua đã trở thành loại rau được trồng phổ biến, có nhu cầu lớn cho tiêu dùng trong nước và xuất khẩu. Bảng 2.1. Diện tích, năng suất, sản lượng cà chua của Việt Nam Năm Diện tích (ha) Năng suất (tạ/ha) 2004 2005 2006 2007 2008 24.644 23.566 22.962 23.283 24.850 172 198 196 197 216 Sản lượng (tấn) 424.126 466.124 450.426 458.214 535.438 Nguồn: Tổng cục thống kê (2012) Năm 2008, năng suất cà chua cả nước là 216 tạ/ha bằng 87,10% năng suất thế giới (247,996 tạ/ha). Vì vậy, sản lượng cả nước đã tăng rõ rệt (từ 118.523 tấn năm 1996 đến 535.438 tấn năm 2008). Cà chua là cây rau quan trọng của nhiều vùng chuyên canh, là cây trồng sau lúa mùa sớm cho hiệu quả kinh tế cao. Diện tích trồng cà chua ở nước ta chủ yếu tập trung ở các tỉnh Đồng bằng sông Hồng và Trung du Bắc Bộ như Nam Định, Hải Phòng, Hải Dương, Hà Nội, Bắc Giang, Thái Bình, Vĩnh Phúc, Thanh Hoá, Hưng Yên và tỉnh Lâm Đồng. Năm 2008, tổng diện tích trồng cà chua các tỉnh này chiếm 56,82% diện tích trồng cà chua cả nước và sản lượng chiếm 71,80% tổng sản lượng cà chua của cả nước. Tuy nhiên, trong cả nước hiện nay vẫn chưa có vùng sản xuất lớn. Cà chua đang được trồng rải rác ở nhiều nơi, đây cũng là kh khăn trong việc quy hoạch vùng sản xuất cà chua cho mục đích xuất khẩu và chế biến. Sản xuất cà chua trong nước đạt được những kết quả đáng khích lệ trong những năm gần đây. Tuy nhiên, sản xuất cà chua ở nước ta còn một số tồn tại chủ yếu như: chưa có bộ giống tốt cho từng vùng trồng, đặc biệt là giống cho vụ thu đông, sản phẩm chủ yếu tập trung vào vụ đông xuân (> 70%) từ tháng 12 đến tháng 4; còn hơn một nửa thời gian trong năm trong tình trạng thiếu cà chua. Đầu 3 tư cho sản xuất còn thấp, nhất là phân hữu cơ và thuốc bảo vệ thực vật. Chưa có quy trình canh tác và giống thích hợp cho từng vùng. Việc sản xuất còn manh mún, chưa có sản phẩm hàng hoá lớn cho chế biến. Quá trình canh tác diễn ra hoàn toàn thủ công. Sản xuất cà chua ở nước ta có lợi thế về điều kiện khí hậu thời tiết, đất đai, nhất là các tỉnh phía Bắc. Diện tích cho phát triển cà chua còn rất lớn vì cà chua trồng trong vụ đông không ảnh hưởng đến hai vụ lúa trong năm mà lại là trái vụ với Trung Quốc, nước có sản lượng cà chua lớn nhất thế giới (năm 2008 là 33.811,702 nghìn tấn). Ở nước ta, công tác nghiên cứu chọn tạo giống cà chua được thực hiện bởi các Viện, Trường, Trung tâm…Trong đó có một số đơn vị chủ lực như Học viện nông nghiệp Việt Nam mà đại diện là Trung tâm nghiên cứu và phát triển giống giống rau chất lượng cao, Viện nghiên cứu rau quả, Viện cây lương thực và cây thực phẩm, Viện di truyền nông nghiệp… Công tác chọn tạo giống cà chua ở Việt Nam bắt đầu từ nửa sau thế kỷ 20 và hiện nay đã đạt được những thành tựu rất đáng khích lệ. 2.1.2. Nghiên cứu về bệnh virus cà chua ở nước ta Việt Nam là một trong số các nước có nguồn bệnh virus trên cà chua tương đối phong phú. Hiện nay, bệnh virus trên cà chua đã được chú trọng nghiên cứu và có những kết quả đáng kể. Theo Vũ Triệu Mân (1986), virus khoai tây hại trên cà chua với tỷ lệ 20% trong vụ đông xuân và trong vụ xuân hè gần 25% tổng số cây bệnh. Các chủng virus PVX1 và PVX2 đều có mặt trên cà chua. Theo Nguyễn Thơ (1984), khi mật độ bọ phấn (Bemisisa tabaci) từ 56-58 con/cây cà chua thì tỉ lệ bệnh xoăn vàng lá lên tới 99,44%. Khi ghép cây mang mầm bệnh với gốc cây khỏe thì tỷ lệ bệnh là 100%. Vũ Triệu Mân (1984), khi nghiên cứu bệnh virus hại khoai tây trên giống Ackersegen trồng ở vùng miền bắc Việt Nam đã xác định được 2 chủng PVX1, PVX2. Theo tác giả khi PVX + PVY làm cho cây khoai tây xoắn lùn củ nhỏ hoặc không có củ. PVX còn gây hại trên các cây họ cà như cà chua, ớt, thuốc lá. Tác giả phân 5 loại triệu chứng cơ bản của virus khoai tây trên cà chua là: Xoăn xanh ngọn, xoăn vàng ngọn, xoăn lùn, xoăn cuốn lá, khảm lá. 4 Theo Vũ Triệu Mân (1984), trên cà chua ngoài bệnh xoăn vàng lá (Tomato yellow leaf curl) còn có bệnh virus khác thường gặp là: TMV, CMV, ToMV. Trên ruông cà chua thường xuất hiện với những triệu chứng hỗn hợp do nhiều virus gây ra thường 1 cây có thể có tới 2 virus trở lên, có trường hợp tới 4-5 virus. Bệnh xoăn vàng lá thường gặp ở cà chua. Các virus Tobacco mosaic virus (TMV), Cucumber mosaic virus (CMV), PVX, PVY, Papaya ring spot virus (PRSV), được nghiên cứu và sản xuất thử kháng huyết thanh tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam, kĩ thuật ELISA được sử dụng để xác định các virus trên. Theo Nguyễn Văn Tuất (2002), virus sau khi xâm nhiễm vào cây gây ra nhiều triệu chứng khác nhau mà chúng ta có thể quan sát bằng mắt thường. Tuy nhiên, cũng có trường hợp không ghi nhận được bất cứ một biểu hiện nào khác bằng mắt thường người ta gọi là bệnh ẩn. Theo Ngô Bích Hảo (2002), ngoài các bệnh virus trên, cây cà chua còn bị các virus khác gây hại như: CMV, ToMV, PVY. Tác giả đã điều tra nghiên cứu bệnh khảm vàng lá ở vùng Hà Nội và phụ cận đã xác định ToMV gây hại khá phổ biến, bệnh xuất hiện từ giai đoạn phân cành, gây haị mạnh vào giai đoạn ra hoa, hình thành quả có xu hướng giảm vào giai đoạn thu hoạch. Cây cà chua bị nhiễm triệu chứng khảm, khảm vàng, xoăn vàng, lá dương xỉ có xuất hiện nhưng ít và thường xuất hiện vào giai đoạn phân cành đến thu hoạch. Trong ruộng sản xuất vào vụ xuân hè thì có tới 4/5 gióng nhiễm ToMV. Bằng phương pháp cây chỉ thị, ELISA, Ngô Bích Hảo đã xác định được một số cây kí chủ của ToMV là cà chua, cà độc dược, cà pháo, cà dại. Đoàn Thị Ái Thuyền, Lưu Việt Dũng, Vũ Triệu Mân (2003), đã phát hiện tới 30,23% số mẫu nhiễm virus ToMV, PVX, PVY trong tổng 140 mẫu thử của một số cây trồng thuộc họ cà trong đó có tới 23,25% số cây trồng thuộc họ cà bị nhiễm ToMV, 36% mẫu bị nhiễm đồng thời cả 3 virus ToMV, PVX, PVY. Tỉ lệ mẫu nhiễm cả 2 virus ToMV, PVY chiếm 18,02%. Từ đây tác giả khẳng định cần phải sản xuất thành công một số kit ELISA ở Việt Nam để chuẩn đoán bệnh virus điều này góp phần giảm giá thành nhập khẩu, nâng cao chất lượng nghiên cứu chuẩn đoán và bảo vệ sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam. 2.2. NGHIÊN CỨU VỀ BỆNH VIRUS CÀ CHUA TRÊN THẾ GIỚI Hiện nay, trên thế giới người ta đã phát hiện ra trên 650 loại bệnh hại thực vật do virus gây ra, con số này đã tăng lên không ngừng. Virus thực vật được 5 định loại có khoảng 14 họ trong đó: 13 họ đã được xác định, 1 họ chưa được xác định. Hầu hết các virus thuộc 70 nhóm khác nhau. Trên cây cà chua có tới 40 loại virus phổ biến là: Cucumber mosaic virus (CMV), Tomato leaf curl virus (TLCV), Tomato mosaic virus (ToMV), Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV), Potato virus X (PVX), Potato virus Y (PVY), Tomato spotted wilt virus (TSWV). Có nhiều virus mới xuất hiện gây thiệt hại nghiêm trọng trên cây cà chua và một số giống cây trồng khác và là đối tượng kiểm dịch của nhiều nước trên thế giới. 2.2.1. Nghiên cứu về Cucumber mosaic virus (CMV) Trong những năm gần đây CMV được công bố là tác nhân gây bệnh nguy hiểm trên 1 số cây trồng chủ yếu trên thế giới, đặc biệt là các nước nhiệt đới. Triệu chứng bệnh: CMV xâm nhập hệ thống, gây triệu chứng khảm thường, khảm biến vàng, cành lá mọc thành búi rậm rạp cây còi cọc, lá có vết vằn, lá chét biến dạng cong vặn vẹo, bản lá hẹo, kéo dài dạng dương xỉ (Zitter, 1993). Phân bố địa lý: Phân bố rộng khắp thế giới, đặc biệt là vùng nhiệt đới nóng ẩm. - Hình thái: Cucumber mosaic virus thuộc chi Cucumovirus là loại virus có dạng hình cầu, đường kính vào khoảng 28-29mm, không có màng bao. Cây chỉ thị chủ yếu gồm: - Cây rau muối (Chenopodium amranticolor) lá cây bệnh biểu hiện triệu chứng là những vết chết cục bộ. - Đậu (Vigena unguiculata): Nhiễm cục bộ với những đốm màu nâu nhỏ trên lá, một vài chủng cây ảnh hưởng toàn cây. - Thuốc lá (Nicotiana tabacum, N. glutinosa, N. clevelandii) biến vàng, chết hoại cục bộ, khảm thường xanh hoặc khảm thường vàng hệ thống, đốm hình nhẫn, không có chết hoại. - Cà chua (Lycopersycon esculentum) lá bị khảm nặng, thùy lá co lại, biến dạng, kéo dài dạng dương sỉ. Truyền lan: - Truyền qua côn trùng môi giới: có trên 75 loài rệp có thể truyền CMV bằng phương thức không bền vững. Môi giới truyền chủ yếu là rệp đào (Myzces persicae), rệp bông (Aphis gossypii). Virus sống trong tuyến nước bọt của rệp và 6 tùy các tuổi của rệp mà có thể liên quan đến hiệu quả truyền lan của môi giới truyền. Rệp chích nạp virus trong thời gian 5-10 giây, khả năng truyền chúng yếu dần sau 2 phút và thường mất hẳn sau 2 giờ. - Virus có thể truyền được bởi 10 loại dây tơ hồng Cuscuta spp. - Theo Green (1991) CMV dễ dàng truyền bằng phương pháp tiếp xúc cơ học, truyền qua hạt của 19 loại cây, rất nhiều cây CMV không dẫn truyền qua hạt hoặc mức độ nhiễm rất thấp: Cucumis melon, C. sativus, Cucurbita pepo. Phạm vi kí chủ: CMV có phạm vi kí chủ rộng 30-40 họ thực vật gây bệnh trên 800 loài thực vật thuộc cả lớp 1 lá mầm và 2 lá mầm. Kí chủ ban đầu là cây họ bầu bí, hạ cà, họ ráy, cây ớt (Capsicum anuum), dưa chuột (Cucumis sativu), cây cà chua (Lycopersicon esculentum). Đặc tính gây hại của virus: - Ngưỡng nhiệt độ mất hoạt tính: Q10 = 70oC. - Thời gian tồn tại ở dung dịch: Sau một vài ngày ở nhiệt độ phòng (Smith, 1972). - Ngưỡng pha loãng: 10-5. 2.2.2. Những ngiên cứu về Tomato mosaic virus (ToMV) Tên thường gọi: Tomato mosaic virus tên viết tắt là ToMV. Ngoài ra còn có nhiều tên gọi khác dựa vào các chủng của ToMV. Virus khảm lá cà chua ToMV được phát hiện và mô tả lần đầu tiên ở trên cây cà chua trồng ở bang Conecticut (Mỹ). Phân bố địa lý: ToMV phân bố trên toàn thế giới, đặc biệt ở các vùng trồng họ cà. Phân bố ký chủ: ToMV có phạm vi kí chủ rộng, có tới 127 loài thuộc 23 họ thực vật nhiễm ToMV và có trên 9 họ thực vật mẫn cảm với ToMV. Một số nhà khoa học đã tiến hành lây nhiễm thực nghiệm ToMV trên nhiều loại cây và xác định nhiều cây mẫn cảm với ToMV: - Capsicum annuum, Capsicum frustescens, Chenopodium amaranticolor, Chenopodium murale, Nicotiana benthamiana. Cây ký chủ mẫn cảm của ToMV: - Cây cà độc dược (Solanum giganteum): gây khảm hệ thống 7