Tài liệu Nghiên cứu nấm stemphylium sp. gây bệnh đốm nâu cà chua và đốm xám ớt tại hà nội và phụ cận

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ĐỖ THỊ THU TRANG NGHIÊN CỨU NẤM Stemphylium sp. GÂY BỆNH ĐỐM NÂU CÀ CHUA VÀ ĐỐM XÁM ỚT TẠI HÀ NỘI VÀ PHỤ CẬN Chuyên ngành: Bảo vệ thực vật Mã số: 60 62 01 12 Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Đức Huy 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 cứ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Tác giả luận văn Đỗ Thị Thu Trang i LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình. Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Đức Huy, người đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Bệnh cây, Khoa Nông học - Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn. Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận văn./. Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Tác giả luận văn Đỗ Thị Thu Trang ii MỤC LỤC Lời cam đoan .................................................................................................................... i Lời cảm ơn ....................................................................................................................... ii Mục lục ......................................................................................................................... iii Danh mục viết tắt ............................................................................................................ vi Danh mục bảng .............................................................................................................. vii Danh mục hình .............................................................................................................. viii Danh mục đồ thị .............................................................................................................. ix Trích yếu luận văn ............................................................................................................x Thesis abstract................................................................................................................ xii Phần 1. Mở đầu ..............................................................................................................1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài .....................................................................................1 1.2. Mục tiêu nghiên cứu ..........................................................................................3 1.2.1. Mục tiêu .............................................................................................................3 1.2.2. Phạm vi nghiên cứu ...........................................................................................3 Phần 2. Tổng quan nghiên cứu .....................................................................................4 2.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất ớt, cà chua trên thế giới ...............................4 2.1.1. Tình hình nghiên cứu, sản xuất cà chua trên Thế giới .......................................4 2.1.2. Tình hình nghiên cứu, sản xuất ớt trên thế giới .................................................8 2.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất cà chua, ớt ở Việt Nam ..............................10 2.2.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ cà chua ở Việt Nam .........................................10 2.3. Các bệnh trên ớt và biện pháp phòng trừ .........................................................17 2.3.1. Bệnh thán thư (Colectochitrum sp.) .................................................................17 2.3.2. Bệnh đốm xám (Stemphylium sp.) ...................................................................17 2.3.3. Bệnh khảm lá ...................................................................................................17 2.3.4. Bệnh héo xanh (Ralstonia solanacearum) .......................................................18 2.4. Bệnh trên cà chua và biện pháp phòng trừ.......................................................18 2.4.1. Bệnh đốm vòng cà chua ...................................................................................18 2.4.2. Bệnh đốm nâu ..................................................................................................19 2.4.3. Bệnh khảm lá (xoăn lá) trên cà chua................................................................20 2.4.4. Bệnh héo xanh trên cây cà chua (Ralstonia solanacearum) ............................20 iii 2.5. Các nghiên cứu về nấm Stemphylium sp. ........................................................22 2.5.1. Nghiên cứu về nấm Stemphylium solani..........................................................27 2.5.2. Nghiên cứu về nấm Stemphylium lycopersici ..................................................29 Phần 3. Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu ..........................................30 3.1. Đối tượng và vật liệu nghiên cứu.....................................................................30 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu. .....................................................................................30 3.1.2. Vật liệu nghiên cứu ..........................................................................................30 3.1.3. Dụng cụ và hóa chất nghiên cứu. .....................................................................30 3.2. Địa điểm nghiên cứu ........................................................................................30 3.3. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................30 3.4. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................31 3.4.1. Phương pháp điều tra mức độ và tính tỉ lệ bệnh ..............................................31 3.4.2. Phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm ...........................................32 3.4.3. Xác định nấm gây bệnh đốm xám bằng kĩ thuật PCR và giải trình tự vùng ITS của nấm ............................................................................................34 3.4.4. Nghiên cứu đặc điểm hình thái của nấm. .........................................................35 3.4.5. Nghiên cứu đặc điểm sinh học của nấm. .........................................................36 3.4.6. Lây bệnh nhân tạo trên cà chua, ớt và đánh giá phạm vi ký chủ của nấm gây bệnh đốm nâu, đốm xám trong nhà lưới. ..................................................36 3.4.7. Khảo sát hiệu lực ức chế của một số thuốc trừ nấm trên cây cà chua, ớt ( thuốc Score 250EC, Anvil 5SC ở nồng độ 0,001; 0,005; 0,01 ppm) trong phòng thí nghiệm và ngoài ruộng sản xuất.............................................37 3.5. Xử lý số liệu .....................................................................................................38 Phần 4. Kết quả nghiên cứu và thảo luận ..................................................................39 4.1. Kết quả điều tra thành phần bệnh hại, diễn biến bệnh đốm xám hại ớt và đốm nâu hại cà chua tại Hà Nội .......................................................................39 4.1.1. Kết quả điều tra thành phần bệnh hại ớt và bệnh hại cà chua tại Gia Lâm, Hà Nội vụ xuân hè 2017 .........................................................................39 4.1.2. Kết quả điều tra diễn biến bệnh đốm xám hại ớt và đốm nâu cà chua tại Gia Lâm, Hà Nội vụ xuân hè 2017 ..................................................................42 4.2. Kết quả phân lập và xác định nấm gây bệnh đốm xám ớt và đốm nâu cà chua ..................................................................................................................46 iv 4.2.1. Kết quả thu thập, phân lập nấm gây bệnh đốm nâu cà chua và đốm xám ớt ......................................................................................................................46 4.2.2. Kết quả lây bệnh nhân tạo bệnh đốm xám ớt và đốm nâu cà chua ..................48 4.2.3. Kết quả xác định nấm gây bệnh bằng kỹ thuật PCR và giải trình tự gene vùng ITS của nấm gây bệnh ............................................................................51 4.3. Đặc điểm hình thái, sinh học của nấm Stemphylium lycopersici. gây bệnh đốm xám ớt và đốm nâu cà chua .............................................................55 4.3.1. Thử nghiệm tỷ lệ nảy mầm của bào tử nấm Stemphylium lycopersici gây bệnh đốm xám ớt trong giọt nước .............................................................55 4.3.2. Thử nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của nấm Stemphylium lycopersici gây bệnh đốm xám ớt ..............................................56 4.3.3. Thử nghiệm ảnh hưởng môi trường nuôi cấy đến sự phát triển của nấm Stemphylium lycopersici. gây bệnh đốm xám ớt .............................................57 4.4. Kết quả thử nghiệm hiệu lực ức chế của thuốc trừ nấm Stemphylium lycopersici ........................................................................................................61 Phần 5. Kết luận và kiến nghị .....................................................................................67 5.1. Kết luận ............................................................................................................67 5.2. Kiến nghị..........................................................................................................68 Tài liệu tham khảo ..........................................................................................................69 Phụ lục .........................................................................................................................72 v DANH MỤC VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt WA Water agar PGA Potato Glucose agar PCA Potato carot agar FAO Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc vi DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Bảng 2.2. Bảng 2.3. Bảng 2.4. Bảng 4.1. Tình hình sản xuất cà chua trên thế giới .......................................................6 Diện tích, sản lượng, năng suất cà chua của các châu lục năm 2012 ............7 Những nước có sản lượng cà chua cao nhất thế giới năm 2012....................8 Diện tích, năng suất và sản lượng cà chua giai đoạn 2005-2012 ................10 Thành phần bệnh hại ớt tại Văn Đức, Gia Lâm, Hà Nội vụ xuân hè 2017 .............................................................................................................39 Bảng 4.2. Thành phần bệnh hại cà chua tại Văn Đức, Gia Lâm, Hà Nội vụ xuân hè 2017 ........................................................................................................41 Bảng 4.3. Diễn biến bệnh đốm xám trên ớt chỉ thiên( Stemphylium sp.) tại Văn Đức, Gia Lâm, Hà Nội vụ xuân hè 2017 .....................................................42 Bảng 4.4. Diễn biến bệnh đốm nâu hại cà chua tại Cổ Bi, Gia Lâm, Hà Nội vụ xuân hè 2017 ...............................................................................................44 Bảng 4.5. Các mẫu đốm xám ớt, đốm nâu cà chua thu thập và phân lập trong nghiên cứu này ............................................................................................46 Bảng 4.6. Kết quả lây bệnh nhân tạo nấm Stemphylium sp. trên một số giống ớt ......49 Bảng 4.7. Kết quả lây bệnh nhân tạo nấm Stemphylium sp. trên một số giống cà chua .............................................................................................................50 Bảng 4.8. Kết quả giải trình tự và tìm kiếm các chuỗi gần gũi trên ngân hàng gene (GenBank) đối với mẫu nấm gây bệnh đốm xám ớt ...........................52 Bảng 4.9. Các chủng nấm Stemphylium spp. trên GenBank sử dụng trong nghiên cứu này ........................................................................................................53 Bảng 4.10. Khả năng nảy mầm của bào tử nấm Stemphylium lycopersici. ...................55 Bảng 4.11. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của nấm Stemphylium lycopersici. trên môi trường PDA..........................................56 Bảng 4.12. Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến sự phát triển của nấm Stemphylium lycopersici gây bệnh đốm xám trên ớt ...................................58 Bảng 4.13. Ảnh hưởng của pH môi trường nuôi cấy đến sự phát triển của nấm Stemphylium lycopersici ..............................................................................60 Bảng 4.14 . Kết quả khảo sát hiệu lực ức chế của thuốc Score 250 EC đối với nấm Stemphylium lycopersici trên môi trường PDA ..................................62 Bảng 4.15. Kết quả khảo sát hiệu lực ức chế của thuốc Anvil 5SC đối với nấm Stemphylium lycopersici trên môi trường PDA..........................................64 Bảng 4.16. Hiệu lực của một số thuốc trừ nấm đối với bệnh đốm xám ớt trong nhà lưới bằng phương pháp lây bệnh trước, phun thuốc sau ......................65 vii DANH MỤC HÌNH Hình 4.1. Thành phần bệnh hại ớt tại Văn Đức, Gia Lâm, Hà Nội ............................39 Hình 4.2. Thành phần bệnh hại cà chua tại Văn Đức, Gia Lâm, Hà Nội ....................41 Hình 4.3. Triệu chứng bệnh đốm xám (grey spot) trên giống ớt Chỉ thiên tại Văn Đức, Gia Lâm, Hà Nội vụ xuân hè 2017 .............................................43 Hình 4.4. Triệu chứng bệnh đốm nâu cà chua tại Cổ Bi, Gia Lâm, Hà Nội vụ xuân hè ........................................................................................................45 Hình 4.5. Bào tử phân sinh nấm Stemphylium sp. được phân lập từ vết bệnh sử dụng kỹ thuật cấy đơn bào tử bằng kim thủy tinh với sự hỗ trợ của kính hiển vi ..................................................................................................47 Hình 4.6. Lây bệnh nhân tạo nấm Stemphylium sp. trên các giống ớt ............................49 Hình 4.7. Lây bệnh nhân tạo nấm Stemphylium sp. trên các giống cà chua ...............51 Hình 4.8. Phân tích phả hệ dựa trên trình tự vùng ITS của 03 mẫu nấm temphylium trong nghiên cứu này và 18 mẫu nấm Stemphylium sẵn có trên GenBank. Phân tích được thực hiện theo phương pháp NeighborJoining với 1000 lần lặp (MEGA 7.0). Các mẫu của Gia Lâm – Hà Nội thuộc nhóm Stemphylium lycopersici. Thanh bar 0.20. .......................54 Hình 4.9. Sự nảy mầm của bào tử nấm Stemphylium lycopersici. gây bệnh đốm xám trên ớt ...................................................................................................56 Hình 4.10. Tản nấm trên các môi trường nuôi cấy khác nhau ......................................59 viii DANH MỤC ĐỒ THỊ Đồ thị 4.1. Diễn biến bệnh đốm xám trên ớt chỉ thiên tại Văn Đức, Gia Lâm, Hà Nội vụ xuân hè 2017 ............................................................................. 44 Đồ thị 4.2. Diễn biến bệnh đốm nâu hại cà chua tại Cổ Bi, Gia Lâm, Hà Nội vụ xuân hè 2017 .......................................................................................... 45 Đồ thị 4.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của nấm Stemphylium lycopersici trên môi trường PDA................................................................ 57 Đồ thị 4.4. Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến sự phát triển của nấm Stemphylium lycopersici gây bệnh đốm xám trên ớt ..................................... 58 Đồ thị 4.5. Ảnh hưởng của pH môi trường nuôi cấy đến sự phát triển của nấm Stemphylium lycopersici ............................................................................. 61 Đồ thị 4.6. Kết quả khảo sát hiệu lực ức chế của thuốc Score 250 EC đối với nấm Stemphylium lycopersici trên môi trường PDA ................................. 63 Đồ thị 4.7. Kết quả khảo sát hiệu lực ức chế của thuốc Anvil 5SC đối với nấm Stemphylium lycopersici trên môi trường PDA ......................................... 65 Đồ thị 4.8. Hiệu lực của một số thuốc trừ nấm đối với bệnh đốm xám ớt trong nhà lưới bằng phương pháp lây bệnh trước, phun thuốc sau ...................... 66 ix TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Tên tác giả: Đỗ Thị Thu Trang Tên luận văn: “Nghiên cứu nấm Stemphylium sp. gây bệnh đốm nâu cà chua và đốm xám ớt 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 nghiên cứu đặc điểm sinh học, phân tử và đánh giá tính gây bệnh của nấm Stemphylium sp. gây bệnh trên cây cà chua và trên cây ớt. Khảo sát hiệu lực ức chế nấm bằng thuốc trừ nấm trong điều kiện in vitro và in vivo. Phương pháp nghiên cứu Điều tra thành phần và diễn biến bệnh đốm nâu cà chua và đốm xám ớt tại Hà Nội theo tiêu chuẩn 01-38 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn. Phân lập nấm gây bệnh bằng kỹ thuật cấy đơn bào tử bằng kim thủy tinh với sự hỗ trợ của kính hiển vi quang học. DNA của nấm được chiết theo phương pháp CTAB. Phản ứng PCR được thực hiện với cặp mồi ITS4 và ITS5 để nhân vùng ITS của nấm. Sản phẩm PCR được tinh sạch dùng kit chiết thương mại theo hướng dẫn của nhà sản xuất và DNA của nấm được giải trình tự tại hãng Macrogen. Nguồn nấm thuần được sử dụng để đánh giá tính gây bệnh trên một số giống ớt và cà chua. Ngoài ra, các nghiên cứu về đặc điểm sinh học của nấm cũng được thực hiện trong điều kiện in vitro như ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy, nhiệt độ và pH đến sự phát triển của nấm gây bệnh. Hai loại thuốc hóa học, Score 250EC và Anvil 5SC, đã được sử dụng để khả sát hiệu lực ức chế đối với nấm S. lycopersici. Kết quả chính và kết luận Thành phần bệnh nấm hại trên cà chua, ớt vụ xuân - hè năm 2017 tại Hà Nội và vùng phụ cận gồm các bệnh: Đốm nâu, đốm vòng, thán thư, héo xanh, khảm lá, đốm xám. Ngoài ra, còn có nhiều bệnh khác gây ảnh hưởng đến cây trồng, nhưng trong vụ xuân hè cũng không nhiều. Trong đó bệnh đốm nâu, đốm xám gây hại nặng nhất ở Văn Đức, Hà Nội tỷ lệ bệnh lên đến hơn 50%. Còn bệnh héo xanh, khảm lá chỉ chiến tỉ lệ 10-25%. Diễn biến bệnh đốm nâu cà chua và đốm xám ớt diễn ra rất phức tạp. Bệnh gây hại từ giai đoạn lá, đến ra hoa và hình thành quả. Bệnh gây hại nặng khi điều kiện nhiệt độ, ẩm độ cao, mật độ trồng dày và lây lan mạnh nhất trong giai đoạn ra quả. Vì thế, nó gây hại làm ảnh hưởng đến mẫu mã, năng suất của quả. x Đã thu thập và làm thuần được 03 mẫu nấm Stemphylium gây bệnh đốm xám trên ớt và đốm nâu trên cà chua. Các mẫu nấm đã được phân lập và làm thuần theo phương pháp cấy đơn bào tử. Đã xác định được nấm gây bệnh đốm xám trên ớt và đốm nâu trên cà chua là Stemphylium lycopersici dựa vào đặc điểm hình thái và trình tự vùng ITS của 03 nấm đã thu thập. Đã thực hiện lây nhiễm nhân tạo với mẫu nấm S. lycopersici trên một số giống ớt và cà chua, thời gian tiềm dục của bệnh trên ớt là 7 ngày và trên cà chua là 5-6 ngày. Nấm S. lycopersici phát triển được trên các môi trường WA, PDA, V8 juice, V8 juice + khoai tây. Tuy nhiên, trên môi trường V8 juice và V8 juice + khoai tây, nấm phát triển nhanh nhất. Sau 7 ngày nuôi cấy, đường kính tản nấm phát triển được 75 – 80 mm. Thử nghiệm nảy mầm của bào tử nấm S. lycopersici trong nước cất ở điều kiện 25oC cho thấy bào tử nấm S. lycopersici nảy mầm sau 15 phút (tỷ lệ nảy mầm 30%) và sau 30 phút, tỷ lệ nảy mầm là 100%. Các thí nghiệm khảo sát về ảnh hưởng của nhiệt độ và pH môi trường nuôi cấy cho thấy, nấm S. lycopersici có thể phát triển được ở 20-35oC, pH = 4-8 nhưng tốt nhất ở 20-25oC và pH = 6-7. Đường kính tản nấm là 90 mm sau 9 ngày nuôi cấy. Thử nghiệm hiệu lực ức chế của thuốc trừ nấm đến sự phát triển của nấm S. lycopersici trong điều kiện in vitro cho thấy thuốc Score 250EC ở nồng độ 0.01 ức chế nấm S. lycopersici tốt hơn thuốc Anvil 5SC ở cùng nồng độ sau 10 ngày. Thử nghiệm phòng trừ bệnh đốm xám ớt trong nhà lưới cũng cho kết quả tương ự như trong phòng thí nghiệm. Thuốc Score 250EC (hiệu lực 79,9%) cho hiệu lực phòng trừ bệnh tốt hơn thuốc Anvil 5SC (hiệu lực 71,5%). xi THESIS ABSTRACT Master candidate: Đỗ Thị Thu Trang Thesis title: “Study on Stemphylium sp. caused brown spot of tomato and grey spot of chilli in Hanoi and surrounding regions ”. Major: Plant Protection Code: 60 62 01 12 Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA) Research Objectives: Studies on biological, molecular characteristics and pathogenicity of Stemphylium sp. Evaluation of fungicides against growth of Stemphylium sp. in vitro and control grey spot disease of chili in vivo. Materials and Methods Survey disease incidence of brown spot on tomato and grey spot on chilli based on standard methods (01-38) of Ministry of Agriculture and rural development. Stemphylium sp. caused brown spot on tomato and grey spot on chilli were single isolated. Fungal DNA was extracted using CTAB method. ITS region was amplified by PCR using universal primers ITS4 and ITS5. PCR products were purified using cormecial Kit follow manufacture. Furthermore, biological and molecular cheracteristics were studied such as effect of temperatures, pH and culture medium against the growth of S. lycopersici. Finally, two fungiceds, Score 250EC and Anvil 5SC, were apply to inhibite growth of S. lycopersici in vitro and control grey spot of chilli in vivo. Main findings and conclusions Pathogen caused brown spot of tomato and grey spot of chilli was identified as Stemphylium lycopersici based on ITS sequences. S. lycopersici was grown well at 2025oC, pH = 6-7 and V8 juice, V8 juice+potato. Spores of S. lycopersici were germinated at 25oC in distilled water after 15 mins. S. lycopersici infected several varieties of tomato and chilli after 5-7 days of inoculation with disease incidence was 100%. The rusults from in vitro and in vivo indicated that two fungicides, Score 250EC and Anvil 5SC, could be applied to control the diseases. xii PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Cây cà chua (Lycopersicon esculentum Milll.) thuộc họ Cà (Solanaceae). thuộc bộ Cà (Solanales) có nguồn gốc châu Mỹ. Cà chua là một trong những loại rau, quả làm thực phẩm rất quan trọng được trồng hầu hết ở khắp các nước trên thế giới, và ở Việt Nam cà chua cũng được trồng nhiều ở miền Bắc (Hà Nội và các vùng phụ cận Hà Nội), miền Trung, Tây Nguyên và Nam Bộ nên diện tích ngày càng được mở rộng. Diện tích trồng cà chua: 20.540 ha/năm (năm 2009), sản lượng cà chua: 494.332 T/năm (năm 2009) (Số liệu Tổng cục Thống kê Việt Nam, năm 2009). Cây ớt (Capsicum sp.) thuộc chi Capsicum, họ Cà (Solanaceae) có nguồn gốc từ Mexico và từ trung tâm khởi nguyên Đông Nam Á. Hiện nay, có hai nhóm ớt phổ biến là ớt cay (Capsicum frutescens L.) và ớt ngọt (Capsicum annuum L.). Ớt là cây trồng có vai trò quan trọng, được sử dụng nhiều đứng thứ hai chỉ sau cà chua trong số các cây trồng thuộc họ cà (Solanaceae). Ngày nay, ớt được trồng rộng rãi trên toàn thế giới từ 55o vĩ độ Bắc đến 55o vĩ độ Nam, đặc biệt ở các nước châu Mỹ và một số nước châu Á như: Trung Quốc, Ấn Độ, Thái Lan, Hàn Quốc, Indonesia, Việt Nam, Malaysia (FAO, 1990). Tính đến thời điểm hiện tại, theo thống kê có khoảng 50 giống ớt với tên gọi khác nhau tùy theo hình dạng hay đặc tính, như ớt sừng trâu, ớt cựa gà, ớt chỉ thiên, ớt ngọt... (Nguyễn Văn Luật, 2008). Cây ớt và cây cà chua đều là những thực phẩm rất quan trọng trong đời sống con người. Tuy nhiên, ở Việt Nam việc sản xuất cà chua, ớt còn nhiều bất cập ngoài việc chưa đủ giống tốt cho sản xuất, cho từng vụ và từng vùng sinh thái khác nhau vì thiếu kỹ thuật canh tác đồng bộ, đặc biệt là việc sử dụng phân bón và kỹ thuật cho cây cà chua chưa phù hợp. Ngoài ra còn bị tác nhân là sâu, bệnh hại (đặc biệt là nấm Stemphylium) gây ra làm ảnh hưởng không nhỏ đến năng suất và chất lượng sản phẩm. Để duy trì, phát triển và đem lại hiệu quả kinh tế cao, trong quá trình trồng, chăm sóc cần hạn chế tối đa mức gây hại của các loại bệnh: Bệnh thán thư, đốm xám, và một số bệnh hại khác. Bởi, bệnh đốm xám trên ớt và đốm nâu trên cà chua gây ảnh hưởng lớn trong sản xuất nông nghiệp, gây thiệt hại nặng về kinh tế. Mặt khác, theo thống kê của CABI (2005), hiện có khoảng 499 loài dịch hại trên cà 1 chua làm giảm năng suất, chất lượng sản phẩm, tăng chi phí sản xuất do sử dụng thuốc trừ dịch hại. Các bệnh hại cà chua do nấm như bệnh lở cổ rễ, héo rũ gốc mốc trắng, sương mai, đốm vòng, đốm nâu,... là những bệnh hại nguy hiểm gây tổn thất nặng nề cho cây cà chua. Bệnh đốm nâu gây hại chủ yếu trên lá tạo các vết đốm màu nâu nhạt hoặc nâu đậm, bề mặt hơi lõm, mô bào bị rạn nứt, làm ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, phát triển của cây. Điều kiện thời tiết thiếu ánh sáng, có sương mù nhẹ và nhiệt độ dao động từ 20- 25oC rất thuận lợi cho bệnh phát sinh, phát triển. Ngoài ra mật độ trồng và chế độ dinh dưỡng cũng là yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến sự hình thành bệnh. Do đó để hạn chế bệnh do Stemphylium sp. gây ra cần áp dụng biện pháp quản lý dich hại tổng hợp. + Biện pháp hóa học: Trên thực tế, đối với các bệnh gây ra do nấm nói chung và bệnh gây ra do Stemphylium sp gây ra nói riêng, biện pháp hóa học vẫn đóng vai trò chủ lực. Không chỉ hiệu quả mà thuốc hóa học còn có giá thành khá rẻ so với các biện pháp khác. Để phòng trừ bệnh đốm xám ta có thể sử dụng một số loại thuốc hóa học như Score 250EC, Anvil 5SC… + Biện pháp canh tác Biện pháp canh tác đồng ruộng, dọn sạch cỏ dại trên đồng ruộng có tác dụng ngăn chặn, phòng ngừa một cách có chủ động, cắt tỉa cành lá bị bệnh, đốn ngọn tạo khoảng trống và thông thoáng cho cây giúp ngăn cản sự phát sinh phát triển của nấm Stemphylium sp. Cũng như giúp cho thuốc hóa học có thể xâm nhập dễ dàng vào cây, từ đó làm tăng hiệu quả phòng trừ đối với nấm bằng biện pháp khác. Bố trí công thức luân canh phù hợp, tránh luân canh liên tục ớt với cây họ cà khác sẽ hạn chế được sự phát triển nấm Stemphylium sp. + Biện pháp sử dụng giống chống chịu Việc sử dụng giống kháng không chỉ hạn chế được bệnh hại tăng năng suất thu hoạch, mà còn giảm chi phí đâu tư thuốc phòng trừ. Hiện nay, một số giống kháng Stemphylium sp. cũng đã và đang được nghiên cứu + Biện pháp phòng trừ sinh học. 2 Phòng trừ sinh học là cách phòng trừ nấm bằng cách sử dụng các chế phẩm sinh học như nấm Trichoderma sp. vi khuẩn Bacillus sp. và các dịch chiết từ thiên nhiên. Biện pháp sinh học tránh được sự ô nhiếm môi trường, an toàn trong sản xuất nông nghiệp. Tuy nhiên, phòng trừ sinh học có tác động rất chậm đến việc phòng trừ nấm gây bệnh. Cho nên, biện pháp này cũng chưa được sử dụng nhiều như thuốc hóa học. Nấm Stemphylium sp. là loại nấm có phổ ký chủ rộng, gây bệnh đốm nâu cà chua, đốm khô lá hành,... Trên thế giới đã có nhiều công bố trên các tạp chí uy tín về các bệnh đốm nâu cà chua (Stemphylium lycopersici), đốm xám ớt (S. lycopersici và S. solani). Tuy nhiên, các công trình công bố ở Việt Nam chưa nhiều, đặc biệt trên ớt. Vì vậy, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu nấm Stemphylium sp. gây bệnh đốm nâu cà chua và đốm xám ớt tại Hà Nội và phụ cận”. 1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.2.1. Mục tiêu Xác định, nghiên cứu đặc điểm sinh học, phân tử, đánh giá tính gây bệnh của nấm Stemphylium sp. gây bệnh trên cây cà chua và trên cây ớt, khảo sát hiệu lực ức chế nấm bằng thuốc trừ nấm trên môi trường nhân tạo. 1.2.2. Phạm vi nghiên cứu - Điều tra diễn biến và đánh giá mức độ gây hại của bệnh đốm nâu cà chua, bệnh đốm xám ớt. - Xác định nấm gây bệnh dựa vào trình tự vùng ITS bằng kỹ thuật PCR và giải trình tự - Nghiên cứu đặc điểm hình thái, sinh học của nấm Stemphylium sp. - Đánh giá tính gây bệnh của nấm Stemphylium sp. trên một số giống ớt và cà chua. - Thử nghiệm hiệu lực ức chế của một số thuốc trừ nấm đối với nấm Stemphylium sp. trong điều kiện in vitro. 3 PHẦN 2. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT ỚT, CÀ CHUA TRÊN THẾ GIỚI 2.1.1. Tình hình nghiên cứu, sản xuất cà chua trên Thế giới Cà chua thuộc họ cà (Solanaceae) có nguồn gốc ở Peru, Bolivia, Ecuador, Columbus và các nhà thám hiểm khác đưa cà chua vào châu Âu vào cuối những năm 1400. Hầu hết sản xuất cà chua (87%) ở vùng Al Batihan, phía tây bắc thủ đô Muscat. Hơn 90% cà chua được trồng trong các cánh đồng, trong khi một số được trồng dưới các nhà kính hoặc nhà kho. Hạt cà chua thường được nhập khẩu từ nước ngoài và nhiều giống được đổi tên trước khi phân phối cho nông dân. Cà chua được tiêu thụ tại địa phương và xuất khẩu sang thị trường ở các nước láng giềng. Mặc dù sự phụ thuộc nhiều vào vụ mùa này, cà chua ở Oman và các nước khác bị ảnh hưởng bởi một số bệnh nấm, trong đó nghiêm trọng nhất là bệnh đốm lá và bệnh rụng lá. Cà chua là một loại rau ăn quả phát triển nhanh với sự gia tăng sản xuất lên tới 49% trong giai đoạn 2000 đến 2013. Sản lượng cà chua toàn cầu năm 2016 khoảng 130 triệu tấn, trong đó 88 triệu tấn là dành cho thị trường tươi và 42 triệu tấn sản phẩm được chế biến với 5 nhà sản xuất cà chua lớn nhất gồm: Trung Quốc, EU, Ấn Độ, Mỹ và Thổ Nhĩ Kỳ chiếm 70% sản lượng toàn cầu, nhưng bên trong EU thương mại quốc tế đã bị Italia, Hy Lạp và Bồ Đào Nha chi phối. Đặc biệt, Trung Quốc đã trở thành một nhà sản xuất và xuất khẩu các sản phẩm cà chua rất quan trọng. Năm 2003, Trung Quốc trở thành nước xuất khẩu cà chua lớn nhất về số lượng với 25% xuất khẩu cà chua thế giới (Global Trade Atlas Statistics). Trung Quốc sản xuất cà chua với sản lượng ấn tượng 52,7 triệu tấn trong năm 2014, chiếm gần một phần ba sản lượng toàn cầu. Tuy nhiên hầu như tất cả các sản phẩm cà chua của Trung Quốc đều được sử dụng trong nước. Khoảng 1,5% (vẫn còn 597,000 tấn) được xuất khẩu, trong đó hơn 60% là xuất khẩu dành cho Nga. Xét về xuất khẩu Trung Quốc đứng thứ 8 - sau Hoa Kỳ (Travis and Jennifer, 2016). Ở Liên Minh Châu Âu, cà chua cũng giữ vị trí số một trong số các loại rau, với 19% thị phần là loại rau tươi lớn nhất. Năm 2014, các nước Liên minh Châu Âu sản xuất 16,6 triệu tấn, chiếm 12% sản lượng toàn cầu. Trong giai đoạn từ năm 1989-1990 đến năm 2001-2002, tổng tiêu dùng của 4 Liên minh Châu Âu tăng 65% và mức tiêu thụ bình quân đầu người tăng 36%, tăng 3,8% và 2,3% mỗi năm. Tiêu thụ bình quân đầu người đã tăng từ 13,88 kg lên 18,93 kg/người (cà chua tươi tương đương). Hiện tại, Mexico là nước xuất khẩu cà chua lớn nhất thế giới với hơn 1,5 triệu tấn, cà chua ở Mỹ đến từ Mexico. Từ năm 2005, diện tích canh tác của Mexico đã tăng lên gấp 3 lần và đạt trên 12,000 ha vào năm 2015. Khoảng 80% các khoản đầu tư tập trung vào xuất khẩu sang Hoa Kỳ. Hoa Kỳ là nước nhập khẩu cà chua lớn nhất thế giới, mặc dù sản lượng nội địa chiếm khoảng 40% nhu cầu cà chua. Phần còn lại được nhập khẩu, chủ yếu từ Mexico và ở mức độ thấp hơn nhiều từ Canada. Tiêu thụ cà chua tươi bình quân đầu người ổn định 9,5 kg, chỉ chiếm 25% tổng tiêu thụ cà chua, phần lớn được chế biến làm nước sốt, nước ép trái cây (Travis and Jennifer, 2016). Tây Ban Nha là nước sản xuất cà chua châu Âu lớn nhất cho thị trường tươi, tăng trưởng khoảng một phần ba sản lượng của Châu Âu. Năm 2015, xuất khẩu của Tây Ban Nha đạt 950 triệu kg, giảm 7,47% so với năm 2013 và thấp hơn 1,8% so với năm 2014. Pháp đứng đầu trong số các nước sản xuất cà chua lớn nhất châu Âu, với sản lượng ước tính là 614,165 tấn vào năm 2016. Cà chua được sản xuất trên 2.298 ha tại nhà kính hoặc ở những cánh đồng. Hầu hết được sản xuất trong nhà kính (599,600 tấn), tăng 6%. Brittany là khu vực sản xuất lớn nhất, chiếm 36%. Năm 2014, Pháp xuất khẩu khoảng 252,000 tấn; Với các điểm đến xuất khẩu bao gồm Đức, Bỉ, Hà Lan, Ba Lan và Ý (Travis and Jennifer, 2016 ). Cải cách chính sách nông nghiệp của Liên minh Châu Âu (CNHT) đã được thực hiện vào năm 1997 và trong giai đoạn này hạn ngạch sản xuất cà chua của Bồ Đào Nha tăng từ 832,945 tấn năm 1996 lên 994,592 tấn năm 1997-1998 nhưng giảm 884.592 vào năm 1998-1999. Bồ Đào Nha là nhà sản xuất dán nhãn lớn thứ 3 của EU với 3% cà chua thế giới được chế biến vào năm 2002-2003, với khoảng 10% sản lượng của EU và 8% (trung bình trong năm 2001-2003) của AMITON (Hiệp hội Chế biến Quốc tế Địa Trung Hải Cà chua) sản xuất với số lượng. Năm 2014 với sản lượng cà chua là 52,7 triệu tấn Trung Quốc đứng lên dẫn đầu các nước tại khu vực Châu Á Thái Bình Dương. Tiếp đến là Ấn Độ với sản lượng 18,7 triệu tấn, Indonesia đã lên đến khoảng 916 nghìn tấn, Nhật Bản 739,9 nghìn tấn và Pakistan với 599,59 nghìn tấn. Ấn Độ trồng cà chua thông qua hàng triệu nông hộ trên cả nước, tuy nhiên tập trung vào các tiểu bang lớn như Andhra Paradesh, Karnataka, Madhya, Pradesh. Cà chua tươi được xuất khẩu sang các thị trường Trung Đông và khu vực Nam Á. Năm 2015 xuất khẩu cà chua toàn cầu của 5 Ấn Độ có giá trị 67 triệu USD rất nhỏ so với thị trường thương mại toàn cầu cà chua tươi với giá trị 8,4 tỷ USD. Tại Indonesia sản lượng cà chua tăng giảm không đồng đều qua các năm. Năm 2012 sản lượng đạt 893,5 nghìn tấn, năm 2013 tăng 19,28 nghìn tấn so với năm 2012, sản lượng đạt ở mức cao nhất 992,78 nghìn tấn trong khoảng từ 2012 - 2015. Tuy nhiên đến năm 2014 sản lượng đã giảm xuống đạt mức 916 nghìn tấn và tiếp tục giảm xuống sản lượng đạt mức 877,73 nghìn tấn tại năm 2015. Ở Nhật Bản cà chua là cây trồng quan trọng nhất, được xếp vào loại rau có tổng giá trị sản xuất cao nhất trong nhiều năm. Cà chua ở đây được trồng chủ yếu trong nhà kính và được sản xuất quanh năm. Sản lượng cà chua tại Nhật Bản tăng đồng đều theo từng năm. Từ năm 2010 – 2014 sản lượng tăng lên khoảng 489 nghìn tấn, từ 691 nghìn tấn đến 739,9 nghìn tấn. Trong những năm 2011, 2012, 2013 sản lượng cà chua lần lượt đạt 703 nghìn tấn, 722 nghìn tấn và 748 nghìn tấn. Ở Ấn Độ, cà chua đứng thứ 3 sau khoai tây và tỏi nhưng đứng thứ hai sau khoai tây trên thế giới. Ấn Độ đứng thứ hai trong khu vực cũng như trong sản xuất cà chua. Các nhà chế biến lớn nhất là Mỹ (phần lớn là California) ở gần 11 triệu tấn. theo sau là Italia với mức dưới một nửa số này. Tây Ban Nha, Thổ Nhĩ Kỳ, Trung Quốc, Braxin và Hy Lạp là những nhà sản xuất chính khác và hiện đang chế biến trên 1,1 triệu tấn cà chua mỗi năm, 4,6 triệu tấn cà chua tươi được xuất khẩu mỗi năm với Tây Ban Nha và Mexico là nước xuất khẩu chính. Tổng xuất khẩu cà chua đã chế biến trên thế giới bao gồm 3,3 triệu tấn nước ép và 2 triệu tấn dán. Cà chua đã và đang trở thành một loại cây thế mạnh mang lại hiệu quả kinh tế cao cho 159 nước trên thế giới (FAO, 1999). Trên thế giới đã có nhiều giống mới được ra đời nhằm đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của con người cả về số lượng và chất lượng. Bảng 2.1. Tình hình sản xuất cà chua trên thế giới Năm 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 Diện tích (triệu ha) 4,560,654 4,632,861 4,179,731 4,234,265 4,419,729 4,412,757 4,751,530 Năng suất (tấn/ha) 28,049 28,063 32,791 33,286 34,839 34,378 33,536 Sản lượng (triệu tấn) 127,920,545 130,011,481 137,056,140 140,941,769 153,976,606 151,699,405 159,347,031 Nguồn: FAO DatabaseStatic (2012) 6 Từ năm 2005 đến năm 2011, diện tích cà chua thế giới tăng từ 4,560,654 triệu ha lên 4,751,530 triệu ha. Diện tích thay đổi không nhiều, nhưng năng suất và sản lượng tăng đáng kể. Trong 7 năm (từ năm 2005 đến năm 2012) diện tích cà chua thế giới tăng 1,12 lần (4,560,654 ha lên 4,751,530 ha), sản lượng tăng 1,25 lần (từ 129,366,600 tấn lên 161,793,834 tấn) năng suất tăng 1,12 lần (từ 30,16 lên 33,68 tấn/ha). Theo Bảng 2.2, năm 2012, Châu Á có diện tích trồng cà chua (2,824,757nghìn ha) và sản lượng (98,892,723 nghìn tấn) lớn nhất thế giới. Tuy nhiên, Châu Phi cũng có năng suất lớn đạt 17,937,834 tấn/ha. Theo FAO (1999), trên thế giới có 158 nước trồng cà chua. Diện tích, sản lượng, năng suất cà chua trên thế giới năm 2012 như sau: Bảng 2.2. Diện tích, sản lượng, năng suất cà chua của các châu lục năm 2012 Diện tích (ha) (1,000 ha) Năng suất (tấn/ha ) Sản lượng (tấn) Châu Phi 1,010,604 17,75 17,937,834 Châu Mỹ 452,905 54,75 2,4,797,948 Châu Á 2,824,757 34,66 98,892,723 Châu Âu 566,583 40,85 15,158,865 8,961 61,75 553,371 Tên châu lục Châu Đại Dương Nguồn: FAOSTAT (2014) Sản lượng cà chua chiếm xấp xỉ 1/6 tổng sản lượng rau hàng năm trên toàn thế giới. Mỹ là nước có giá trị nhập khẩu cà chua lớn nhất thế giới. Châu Âu là khu vực nhập khẩu cà chua lớn nhất thế giới, khoảng 21 triệu tấn quả tươi hàng năm và bằng 60% lượng nhập toàn thế giới. Đứng đầu về tiêu thụ cà chua là nước Mỹ, sau đó là các nước Châu Âu. Lượng cà chua trao đổi trên thị trường thế giới năm 1999 là 36,7 triệu tấn, trong đó cà chua dùng ở dạng ăn tươi chỉ chiếm 5-7%. Điều đó cho thấy, cà chua được sử dụng chủ yếu ở dạng đã qua chế biến (Tạ Thu Cúc, 2004). Cà chua chế biến được sản xuất ở nhiều nước trên thế giới nhưng nhiều nhất là ở Mỹ và Italia. Ở Mỹ, năm 2002 sản lượng nhiều nhất ước đạt 10,1 triệu tấn. Trong đó các sản phẩm cà chua chế biến chủ yếu là cà chua cô đặc. Ở Italia, sản lượng cà chua được chế biến phục vụ nhu cầu ăn tươi ước tính đạt được là 4,7 triệu tấn. 7