Tài liệu Nghiên cứu bệnh héo xanh vi khuẩn (ralstonia solanacearum smith) hại một số cây trồng cạn vụ thu đông và xuân hè tại hà nội, phụ cận năm 2014 2015

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ------- ------- LÊ ĐÌNH TIẾN NGHIÊN CỨU BỆNH HÉO XANH VI KHUẨN (RALSTONIA SOLANACEARUM SMITH) HẠI MỘT SỐ CÂY TRỒNG CẠN VỤ THU ĐÔNG VÀ XUÂN HÈ TẠI HÀ NỘI, PHỤ CẬN NĂM 2014 - 2015 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI, NĂM 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ------- ------- LÊ ĐÌNH TIẾN NGHIÊN CỨU BỆNH HÉO XANH VI KHUẨN (RALSTONIA SOLANACEARUM SMITH) HẠI MỘT SỐ CÂY TRỒNG CẠN VỤ THU ĐÔNG VÀ XUÂN HÈ TẠI HÀ NỘI, PHỤ CẬN NĂM 2014 - 2015 CHUYÊN NGÀNH: BẢO VỆ THỰC VẬT MÃ SỐ: 60 62 01 12 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. ĐỖ TẤN DŨNG HÀ NỘI, NĂM 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam đoan, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày 10 tháng 9 Năm 2015 Tác giả Lê Đình Tiến Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, ngoài sự nỗ lực cố gắng của bản thân, tôi nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt nhất của các thầy cô, bạn bè, người thân và các cơ quan đơn vị.. Trước tiên tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô trong ban đào tạo sau đại học và khoa Nông họcđã trực tiếp giảng dạy, trang bị những kiến thức bổ ích trong suốt thời gian qua. Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS. TS. Đỗ Tấn Dũng, người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và động viên tôi trong quá trình thực hiện đề tài và hoàn thiện luận văn. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới nhân dân địa phương huyện Thanh Trì, Gia Lâm, Thạch Thất, Mê Linh - Hà Nội; Gia Đông, Nghĩa Đạo - Bắc Ninh; Văn Lâm - Hưng Yên đã giúp đỡ tôi tận tình trong thời gian thực hiện đề tài. Hà Nội, ngày 10 tháng 9 Năm 2015 Tác giả Lê Đình Tiến Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iii MỤC LỤC Lời cam đoan...................................................................................................... ii Lời cảm ơn ........................................................................................................ iii Mục lục .............................................................................................................. iv Danh mục bảng ............................................................................................... viii Danh mục đồ thị .................................................................................................. x Danh mục hình ................................................................................................... xi MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 1 1.1 Đặt vấn đề ..................................................................................................... 1 1.2.Mục đích và yêu cầu ...................................................................................... 2 1.2.1.Mục đích .............................................................................................. 2 1.2.2.Yêu cầu ................................................................................................ 3 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................................ 4 1.1. Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài............................................................... 4 1.1.1. Lịch sử nghiên cứu, mức độ phổ biến và tác hại của bệnh héo xanh vi khuẩn ..................................................................................... 4 1.1.2. Nghiên cứu đặc điểm hình thái, đặc tính sinh lý, sinh hoá của loài vi khuẩn R. solanacearum ............................................................. 6 1.1.3. Các phương pháp phát hiện, chẩn đoán và giám định vi khuẩn Ralstonia solanacearum ...................................................................... 8 1.1.4. Nghiên cứu biện pháp phòng chống bệnh héo xanh vi khuẩn Ralstonia solanacearum Smith ........................................................... 10 1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ................................................................ 13 Chương 2 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....... 19 2.1. Vật liệu và đối tượng nghiên cứu ................................................................ 19 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu: ....................................................................... 19 2.1.2. Vật liệu nghiên cứu ........................................................................... 19 2.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu ............................................................... 19 2.2.1. Thời gian nghiên cứu ......................................................................... 19 2.2.2. Địa điểm nghiên cứu.......................................................................... 19 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iv 2.3. Nội dung nghiên cứu .................................................................................. 19 2.4. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................ 20 2.4.1. Phương pháp điều tra bệnh héo xanh vi khuẩn ngoài đồng ruộng....... 20 2.4.2. Phương pháp nghiên cứu bệnh héo xanh vi khuẩn trong phòng thí nghiệm.......................................................................................... 20 2.4.3. Phương pháp nghiên cứu bệnh héo xanh vi khuẩn trong nhà lưới ...... 25 2.4.4. Phương pháp xử lý số liệu ................................................................. 27 Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN................................. 28 3.1. Điều tra thực trạng bệnh héo xanh vi khuẩn gây hại một số cây trồng cạn vùng Hà Nội và phụ cận vụ thu đông 2014 và xuân hè 2015 ................. 28 3.1.1. Điều tra bệnh héo xanh vi khuẩn hại cà chua vùng Hà Nội và phụ cận vụ thu đông 2014 .................................................................. 28 3.1.2. Tình hình bệnh héo xanh vi khuẩn hại cà chua vùng Hà Nội và phụ cận vụ xuân hè 2015 ................................................................... 32 3.1.3. Tình hình bệnh héo xanh vi khuẩn hại khoai tây vùng Hà Nội và phụ cận vụ đông 2014 ........................................................................ 33 3.1.4. Tình hình bệnh héo xanh vi khuẩn hại ớt vùng Hà Nội và phụ cận vụ thu đông 2014- 2015 ............................................................... 36 3.1.5. Tình hình bệnh héo xanh vi khuẩn gây hại cà pháo vùng Hà Nội và phụ cận vụ thu đông 2014 ............................................................. 38 3.1.6. Bệnh héo xanh vi khuẩn hại cây lạc ................................................... 40 3.2. Nghiên cứu một số đặc điểm hình thái khuẩn lạc và đặc tính sinh học của loài R. solanacearum Smith................................................................... 43 3.2.1. Phương pháp phân li nuôi cấy vi khuẩn gây bệnh .............................. 45 3.2.2. Đặc điểm hình thái tế bào khuẩn lạc của vi khuẩn R. solanacearum Smith .......................................................................... 46 3.2.3. Thử gram vi khuẩn R. solanacerum bằng dung dịch KOH 3% ........... 49 3.2.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến sự phát triển của các mẫu phân lập vi khuẩn R. solanacearum ...................... 51 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page v 3.2.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của các mẫu phân lập vi khuẩn Ralstonia solanacearum ................................ 53 3.2.6 Nghiên cứu một số đặc tính sinh hoá của vi khuẩn R. solanacearum .................................................................................... 54 3.2.7. Thử phản ứng siêu nhạy của các dòng vi khuẩn gây bệnh héo xanh trên cây thuốc lá (Nicotiana tabacum) ....................................... 55 3.3. Nghiên cứu phạm vi ký chủ của các mẫu phân lập vi khuẩn R. solanacearum phân lập từ các cây ký chủ vùng Hà Nội và phụ cận ............. 57 3.4. Khảo sát hiệu lực phòng trừ thuốc hoá học và thuốc kháng sinh với các mẫu phân lập vi khuẩn R. solanacearum trên môi trường nhân tạo........ 62 3.4.1. Khảo sát hiệu lực phòng trừ vi khuẩn gây bệnh héo xanh bằng vi khuẩn đối kháng B. subtilis trên môi trường nhân tạo .................... 65 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ............................................................................... 68 Kết luận ............................................................................................................. 68 Đề nghị.............................................................................................................. 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 70 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Giải nghĩa B. subtilis Bacillus subtilis BVTV Bảo vệ thực vật HXVK Héo xanh vi khuẩn P. solanacearum Pseudomonas solanacearum R. solanacearum Ralstonia solanacearum Cs Cộng sự TZC Triphenyl -Tetrazolium - Chloride SPA Saccarose - peptone - agar PPSA Potato - Peptone - Saccarose - Agar ICM Quản lý cây trồng tổng hợp TLB Tỷ lệ bệnh QCVN Quy chuẩn Việt Nam Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vii DANH MỤC BẢNG Số bảng Tên bảng Trang 3.1. Tình hình bệnh héo xanh vi khuẩn trên cà chua tại Hà Nội và phụ cận vụ thu đông năm 2014 ............................................................................. 31 3.2. Điều tra bệnh HXVK hại cà chua vụ xuân hè 2015 ở một số vùng Hà Nội và phụ cận ........................................................................................ 32 3.3. Tình hình bệnh HXVK hại khoai tây vụ đông năm 2014-2015 vùng Hà Nội và phụ cận .................................................................................. 34 3.4. Diễn biến bệnh HXVK hại ớt tại xã Nghĩa Đạo, huyện Thuận Thành, Bắc Ninh, Đa Tốn Gia Lâm vụ thu đông năm 2014 ................................. 36 3.5. Tình hình bệnh HXVK gây hại cà pháo (giống quả xanh) tại Hà Nội và phụ cận vụ đông xuân 2014-2015 ...................................... 38 3.6. Diễn biến bệnh HXVK hại lạc vụ xuân hè 2015 ở vùng Hà Nội và phụ cận ....... 41 3.7. Diễn biến bệnh HXVK hại lạc ở Tiên Dương, Đông Anh vụ xuân hè 2015........ 42 3.8. Danh mục các mẫu phân lập vi khuẩn Ralstonia solanacearum phân lập trên một số cây ký chủ vùng Hà Nội và phụ cận năm 2014-2015....... 46 3.9. Một số đặc điểm hình thái của các mẫu phân lập vi khuẩn R. solanacearum Smith gây bệnh HXVK hại một số cây trồng vùng Hà Nội và phụ cận năm 2015 .................................................................. 47 3.10. Kết quả thử nhuộm Gram cho các mẫu phân lập vi khuẩn trên các cây ký chủ ............................................................................................... 50 3.11. Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến sự phát triển của các mẫu phân lập vi khuẩn R. solanacearum ......................................................... 52 3.12. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của các mẫu phân lập vi khuẩn R. solanacearum ........................................................................... 54 3.13. Khảo sát một số đặc tính sinh lý sinh hoá của các mẫu phân lập vi khuẩn Ralstonia solanacearum ............................................................... 55 3.14: Kết quả kiểm tra phản ứng siêu nhạy của các dòng vi khuẩn trên cây thuốc lá (Nicotiana tabacum) .................................................................. 56 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page viii 3.15. Kết quả lây nhiễm nhân tạo các mẫu phân lập vi khuẩn R. solanacearum trên giống cà chua chịu nhiệt ............................................ 58 3.16. Kết quả lây nhiễm nhân tạo các mẫu phân lập vi khuẩn R. solanacearum trên giống cà bát .......................................................... 60 3.17. Khảo sát hiệu lực ức chế của một số thuốc hoá học và thuốc kháng sinh với các mẫu phân lập vi khuẩn gây bệnh héo xanh trên môi trường nhân tạo ....................................................................................... 63 3.18. Khảo sát hiệu lực của vi khuẩn đối kháng B. subtilis với một số mẫu phân lập vi khuẩn héo xanh trên môi trường nhân tạo ............................. 66 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page ix DANH MỤC ĐỒ THỊ Số đồ thị Tên đồ thị Trang 3.1 .Tình hình bệnh héo xanh vi khuẩn hại cà chua vụ thu đông vùng Hà Nội và phụ cận năm 2014 ..................................................................... 31 3.2. Tình hình bệnh HXVK hại cà chua vùng Hà Nội và phụ cận vụ Xuân hè 2015 ................................................................................................. 33 3.3. Tình hình bệnh HXVK hại khoai tây vùng Hà Nội và phụ cận vụ đông 2015...................................................................................................... 35 3.4. Tình hình bệnh HXVK hại ớt vùng Hà Nội và phụ cận vụ thu đông 2014...................................................................................................... 37 3.5. Tình hình bệnh HXVK gây hại cà pháo (giống quả xanh) tại Hà Nội vụ thu đông 2014 ....................................................................................... 39 3.6. Tình hình bệnh HXVK gây hại Lạc trên giống LO2 tại Hà Nội vụ xuân hè 2015 ................................................................................................. 41 3.7. Tình hình bệnh HXVK gây hại Lạc tại Tiên Dương Đông Anh Hà Nội vụ xuân hè 2015 .................................................................................... 42 3.8. Kết quả lây nhiễm nhân tạo các mẫu phân lập vi khuẩn R. solanacearum trên giống cà chua chịu nhiệt.......................................... 58 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page x DANH MỤC HÌNH Số hình Tên hình Trang 3.1. Triệu chứng bệnh HXVK hại cây cà chua ............................................... 30 3.2. Bó mạch cây cà chua bị thâm nâu do vi khuẩn R.solanacearum .............. 30 3.3. Triệu chứng bệnh HXVK hại khoai tây ................................................... 36 3.4. Bó mạch cây khoai tây bị thâm nâu do bệnh HXVK .............................. 36 3.5 Triệu chứng bệnh HXVK hại ớt .............................................................. 37 3.6. Triệu chứng bệnh HXVK hại cà pháo ..................................................... 39 3.7. Triệu chứng bệnh HXVK hại lạc ............................................................. 43 3.8: Dịch vi khuẩn R. solanacearum Smith gây bệnh héo xanh cà chua tiết ra ở đầu vết cắt .................................................................................. 44 3.9: Chẩn đoán nhanh bệnh héo xanh vi khuẩn R. solanacearum Smith bằng phương pháp giọt dịch .................................................................... 44 3.10. Mẫu phân lập vi khuẩn R. solanacearum (CC-CN-DH-01) trên môi trường SPA ............................................................................................. 49 3.11. Mẫu phân lập vi khuẩn R. solanacearum (CC-CN-DH-01) trên môi trường PPSA ........................................................................................... 49 3.12. Thử phản ứng gram của mẫu phân lập vi khuẩn R. solanacearum (CC-CN-DH-01) bằng KOH 3% ............................................................. 51 3.13. Thử phản ứng gram của mẫu phân lập vi khuẩn R. solanacearum hại (KT-Ma-GĐ-01) bằng KOH 3%........................................................ 51 3.14. Thử phản ứng siêu nhạy trên cây thuốc lá ............................................... 56 3.15. Lây nhiễm nhân tạo bằng phương pháp sát thương rễ trên giống cà chua chịu nhiệt ........................................................................................ 59 3.16. Lây nhiễm nhân tạo bằng phương pháp tiêm nách lá ............................... 59 3.17. Lây nhiễm nhân tạo các mẫu phân lập vi khuẩn R. Solanacearum trên cà bát ............................................................................................... 61 3.18. Cây cà chua bị bênh HXVK sau khi lây nhiễm nhân tạo ......................... 61 3.19. Hai cây cà chua sau khi lây nhiễm nhân tạo ............................................ 61 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page xi MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Việt Nam là một nước đang phát triển, người dân chủ yếu sản xuất nông nghiệp. Thu nhập từ hoạt động sản xuất đã góp phần quan trọng trong công cuộc phát triển đất nước. Bên cạnh cây trồng chính là cây lương thực, thì rau được biết đến là một loại thực phẩm rất quan trọng cung cấp cho con người những chất thiết yếu hàng ngày. Ngoài giá trị dinh dưỡng, rau còn là cây trồng có ý nghĩa kinh tế giữ vai trò quan trong trong cơ cấu cây trồng Việt Nam. Ngoài việc đáp ứng nhu cầu trong nước rau còn là mặt hàng xuất khẩu có giá trị, đặc biệt những sản phẩm qua chế biến. Ngày nay, đất nước đang trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa, đời sống của nhân dân được cải thiện, cơ cấu ngành nông nghiệp trong nền kinh tế nước ta bị thu hẹp. Khi mức sống của người dân ngày càng nâng cao thì vấn đề an toàn thực phẩm càng được chú trọng. Người dân bắt đầu tìm đến những sản phẩm rau, củ, quả an toàn, chính vì vậy tạo nên sức ép cho các nhà quản lý, cán bộ kỹ thuật chỉ đạo giám sát việc sản xuất, kinh doanh của người nông dân để có những thực phẩm sạch. Đáp ứng được nhu cầu của người dân ngày càng tăng. Hiện nay, Ở vùng Hà Nội và phụ cận, diện tích trồng rau màu ngày càng mở rộng và phát triển với nhiều chủng loại giống cây trồng phong phú với nhiều mô hình như tập trung đến không tập chung, trồng chuyên canh đến trồng thời vụ, chính vụ , trái vụ. Các chủng loại rau được trồng nhiều nhất phải kể đến: cây họ cà, khoai tây đậu rau, rau cải các loại, rau muống, rau vụ đông (Cải bắp, xu hào, súp lơ..)... Với điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm như hiện hay rất thuận lợi cho bệnh hại nói chung và bệnh HXVK Ralstonia solanacearum Smith nói riêng phát sinh gây hại. Bệnh HXVK Ralstonia solanacearum Smith gây hại trên rất nhiều cây trồng như cây họ cà, lạc, khoai tây, ớt, thuốc lá …. thiệt hại của chúng gây ra rất lớn, ảnh hưởng đến năng suất chất lượng sản phẩm nông nghiệp. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 1 Bệnh HXVK còn có tên gọi khác trên các cây ký chủ khác nhau: bệnh chết ẻo lạc, bệnh héo rũ vi khuẩn thuốc lá, bệnh héo xanh cà chua, khoai tây do loài Pseudomonas solanacearum Smith (1896), Ralstonia solanacearum Smith (Yabuchi et al., 1996) gây ra. Vi khuẩn này gây hại phổ biến, phạm vi phân bố rộng và có phổ ký chủ rộng. Chúng gây hại trên 200 loài cây trồng, cây rừng thuộc 35 họ thực vật khác nhau (Kelman, 1953), chủ yếu là cây họ cà (cà chua, khoai tây, thuốc lá, cà pháo, cà tím, ớt, ...), họ đâu (lạc), và một số họ thực vật khác. Đây là một trong số những bệnh quan trọng và điển hình ở vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới và những vùng có khí hậu ôn hoà trên thế giới (Hayward, 1986). Những kết quả nghiên cứu trong nước cho thấy bệnh héo xanh vi khuẩn là một trong những vấn đề nan giải, rất khó phòng trừ bằng biện pháp riêng rẽ, kể cả việc dùng thuốc hoá học. Để khắc phục tình trạng này, các biện pháp phòng trừ tác nhân gây bệnh bằng phương pháp sinh học được nhiều nhà khoa học quan tâm và nghiên cứu. Đây là một trong những phương pháp phòng trừ hiệu quả nhất hiện nay. Khả năng phòng trừ vi khuẩn Ralstonia solanacearum giúp cây cà chua, khoai tây sinh trưởng phát triển tốt hơn, làm cho tác nhân gây bệnh không kháng thuốc, an toàn với môi trường sinh thái phù hợp với xu hướng nông nghiệp an toàn hiện nay và đang được rất nhiều nước trên thế giới áp dụng. Vì vậy, để góp phần tìm hiểu tình hình, mức độ phổ biến và mức độ phát sinh phát triển, gây hại của bệnh héo xanh vi khuẩn để có biện pháp phòng trừ hiệu quả, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu bệnh héo xanh vi khuẩn (Ralstonia solanacearum Smith) hại một số cây trồng cạn vụ thu đông và xuân hè tại Hà Nội, phụ cận năm 2014 - 2015”. 1.2.Mục đích và yêu cầu 1.2.1.Mục đích Điều tra thực trạng bệnh HXVK hại một số cây trồng cạn tại Hà Nội, phụ cận và khảo sát một số biện pháp phòng trừ bệnh HXVK vụ thu đông 2014 và xuân hè 2015. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 2 1.2.2.Yêu cầu - Đánh giá thực trạng bệnh HXVK hại một số cây trồng cạn vụ thu đông và vụ xuân hè tại Hà Nội và phụ cận năm 2014 – 2015. - Phân ly, nuôi cấy, nghiên cứu một số đặc điểm hình thái, đặc tính sinh học của các mẫu phân lập vi khuẩn Ralstonia solanacearum Smith. - Nghiên cứu phạm vi ký chủ của loài vi khuẩn Ralstonia solanacearum Smith hại một số cây trồng cạn tại vùng Hà Nội,phụ cận. - Khảo sát hiệu lực ức chế của một số thuốc hóa học, thuốc kháng sinh và vi khuẩn đối kháng Baccilus Subtilis trên môi trường nhân tạo. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 3 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài 1.1.1. Lịch sử nghiên cứu, mức độ phổ biến và tác hại của bệnh héo xanh vi khuẩn Trong lịch sử, đã có nhiều nghiên cứu về bệnh vi khuẩn hại cây kể từ khi vi khuẩn hại cây được phát hiện 1866. Sau đó, Hallier đã nghiên cứu và phát hiện vi khuẩn gây thối củ khoai tây (1875). Đến 1880, Brull người Mỹ đã đi sâu nghiên cứu về bệnh vi khuẩn trên các loại cây ăn quả đặc biệt là vi khuẩn gây cháy xám cây lê. Lần đầu tiên, vi khuẩn gây héo xanh được Smith nghiên cứu và đặt tên là Pseudomonas solanacearum năm 1896, khi nghiên cứu bệnh héo xanh trên cây cà chua, cà tím và khoai tây tại Mỹ. Đồng thời, ông cũng mô tả triệu chứng bệnh héo xanh trên các cây trồng này. Đến năm 1909, tác giả phát hiện bệnh héo xanh trên cây thuốc lá. Nhưng đến năm 1905, bệnh héo xanh vi khuẩn ở lạc mới được phát hiện lần đầu tiên ở Indonexia (Machmud and Rats, 1994). Sau này, Yabuuchi đã nghiên cứu và đề nghị đổi tên vi khuẩn gây bệnh héo xanh vi khuẩn thành tên mới Ralstonia solanacearum Smith (Yabuuchi). Vi khuẩn Ralstonia solanacearum là loài có phổ ký chủ rộng, chúng có khả năng ký sinh và gây hại trên 200 loài cây trồng, cây rừng thuộc hơn 35 họ thực vật khác nhau, chủ yếu là những cây ký chủ thuộc họ cà, họ đâu, họ chuối (Kelman, 1953). Bệnh héo xanh vi khuẩn là bệnh gây hại nghiêm trọng, phổ biến có phân bố rộng rãi và điển hình nhất ở vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới và những vùng có khí hậu ôn hoà trên thế giới (Kelman, 1997). Những kết quả nghiên cứu, khảo sát về mức độ phổ biến và tác hại của bệnh HXVK trên một số cây trồng ở các vùng địa lý khác nhau đã được nhiều tác giả đề cập đến (Titatan, 1986; Prio et al., 1997). Bệnh héo xanh do vi khuẩn R.solanacearum (Smith) gây ra là vấn đề nghiêm trọng trong ngành công nghiệp sản xuất khoai tây ở Malawwi do làm giảm năng suất và chất lượng bảo quản của củ sau thu hoạch. Để định lượng mức Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 4 độ và tỷ lệ mắc bệnh, một cuộc khảo sát về kiến thức của nông dân trong việc xác định sự lây lan cũng như việc kiểm soát căn bệnh này đã được tiến hành với 81 nông dân và 489 củ khoai tây thu thập ngẫu nhiên trong 8 chợ lớn để xác định bệnh tiềm ẩn bằng phương pháp DAS- ELISA. Kế quả cho thấy 100 % nông dân đã nhận thức được sự xuất hiện của bệnh héo xanh do vi khuẩn trên cánh đồng của họ và phương thức lây lan. Mức độ nhễm bệnh của vi khuẩn gây bệnh héo xanh được đánh giá cao hơn 25 % so với các loại vi khuẩn khác (Kagona, 2008) Tại Ấn Độ từ năm 1940 có báo cáo về bệnh HXVK hại ở khoai tây và cà chua (Kelman, 1953). Đầu tiên gây hại ở vùng Gusdaspenr thuộc bang Punjab, sau đó xuất hiện ở Bombay năm 1954 (Kelman, 1954). Đến năm 1964 người ta đã xác định các nòi và các biovar gây hại của vi khuẩn Ralstonia solanacearum (Mehan, 1994) . Bệnh phát sinh, phát triển, phân bố rộng rãi ở nhiều vùng trồng trọt đã gây nên những thiệt hại đáng kể. Trên khoai tây, bệnh không những gây héo ngoài đồng mà còn làm thối củ trong bảo quản. Ở một số vùng, bệnh làm giảm đáng kể năng suất tới 30-70%. Theo Sinha (1986), bệnh héo xanh vi khuẩn là loại bệnh phổ biến, gây nhiễm trên nhiều loại cây trồng khác nhau như: cà chua, khoai tây, lạc, ớt, gừng, đay, đặc biệt ở một số vùng sản xuất kinh tế, bệnh héo xanh vi khuẩn có thể làm giảm tới 70% năng suất. Ở Sri Lanka, bệnh HXVK được phát hiện đầu tiên từ những năm 1930 trên cây cà chua, cà. Bệnh lây nhiễm trên nhiều loại cây trồng: cà chua, khoai tây, cà, ớt, và phân bố rộng rãi ở các vùng sinh thái ẩm và khô, ở các địa hình đất đai cao, thấp khác nhau. Trên cây cà chua, ở một vài nơi mức độ nhiễm bệnh tương đối nghiêm trọng. Trên cây cà chua mức độ thiệt hại có thể lên đến 81.5% trên giống mẫn cảm Margolobe và 47.0% đối với giống Talatuoya (Abeygunawardena, 1963). Ở Trung Quốc, bệnh héo xanh vi khuẩn (HXVK) gây hại nghiêm trọng trên nhiều loại cây trồng thuộc họ cà, họ đậu và họ hoà thảo. Bệnh héo xanh khoai tây được phát hiện đầu tiên vào cuối năm 1970, lúc đầu bệnh chỉ phát sinh gây hại ở một số vùng nhỏ tại tỉnh Hunan và Sichuan nhưng hiện nay bệnh đã phát triển lan rộng ra các tỉnh phía Bắc (He, 1986). Bệnh héo xanh vi khuẩn hại lạc phát sinh phát triển mạnh và phân bố rộng trên 17 tỉnh trồng lạc của Trung Quốc, gây thiệt hại khoảng 45 – 65 nghìn tấn (Tan and Liao, 1990). Bệnh HXVK Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 5 còn gây hại trên nhiều cây trồng khác như: cà chua, khoai lang, gừng, ớt, vừng, dâu tằm (He, 1986). Còn ở Malaysia, bệnh HXVK gây hại nghiêm trọng trên nhiều cây trồng (Mehan et al,1986). Trên lạc, tỷ lệ cây nhiễm bệnh trung bình chiếm từ 5-20% và là nguyên nhân chính làm diện tích trồng lạc giảm từ 5.197 ha năm 1980 còn 1.318 ha năm 1986 với sản lượng tương ứng là 19.437 tấn giảm còn 5000 tấn. Vi khuẩn gây bệnh còn lây nhiễm trên nhiều cây ký chủ khác như: cà chua, khoai tây, thuốc lá, và cây cà (Lum, 1990). Ở Thái Lan, bệnh HXVK là bệnh hại quan trọng và phân bố rộng rãi ở các vùng trồng cây trong cả nước. Kể từ lần đầu tiên bệnh HXVK hại trên cà chua được phát hiện vào năm 1957 cho tới nay, bệnh đã gây thiệt hại đáng kể vè năng suất trên nhiều loại cây trồng khác nhau: cà chua, khoai tây, gừng, cà, ớt, thuốc lá (Titatan, 1986). Ở Indonesia từ những năm 1990 có báo cáo về bệnh HXVK gây hại trên lạc, khoai tây, cà chua... ở các vùng Cirebon và phía tây Java và sau đó ở hầu hết các vùng trồng lạc và khoai tây đều bị nhiễm bệnh HXVK như Sumatra, Java, phía nam và phía bắc vùng Bali...phổ biến biovar 2, nòi 3 (Machmud, 1986) 1.1.2. Nghiên cứu đặc điểm hình thái, đặc tính sinh lý, sinh hoá của loài vi khuẩn R. solanacearum Bệnh HXVK do loài Pseudomonas solanacearum Smith gây ra, thuộc họ Pseudomonadaceae lớp Eubacteriales. Về mặt vị trí phân loại, danh pháp quốc tế và tên khoa học đối với loài Ralstonia solanacearum Smith ra bệnh HXVK đã được các tác giả đề cập. Sự thay đổi tên gọi loài vi khuẩn gây bệnh héo xanh theo thời gian như sau: + Bacillus solanacearum Smith 1896 + Bacterium solanacearum (Smith) Chester 1897. + Bacterium solanacearum var asiaticum Smith 1914. + Pseudomonas solanacearum (Smith 1896) Smith 1914 + Phytomonas solanacearum (Smith) Bergey et al.1923. + Xanthomonas solanacearum (Smith) Dowson 1943. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 6 + Xanthomonas solanacearum var asiatica (Smith) Elliott 1951 + Burkholderria solanacearum (Smith 1896). Yabuuchi et al. 1992. Gần đây, với những kết quả nghiên cứu của nhiều tác giải về phân loại, giám định vi khuẩn gây bệnh héo xanh, theo đề xuất mới của Yabuuchi et al (1992), tại Hội nghị quốc tế lần 2 về bệnh HXVK tại Pháp (1997) đã thống nhất, đổi tên và gọi loài vi khuẩn này là Ralstonia solancearum Smith (Smith, 1896;Yabuuchi et al, 1996). Loài R. solancearum là loài không đồng nhất, đa dạng, với tính chuyên hoá khác nhau, bao gồm một số biovar và pathovar khác biệt nhau (Kelman,1997). Vi khuẩn R. solanacearum là loài ký sinh đa thực, chúng gây bệnh trên các chủng sinh lý khác nhau ở mỗi loài và giống cây trồng, trên mỗi vùng khác nhau có thể chỉ nhiễm một hay một số chủng của chúng và ở mức độ nặng nhẹ khác nhau (Kelman,1953; Hayward, 1994). Vi khuẩn R. solanacearum có hệ thống men rất phong phú để phân giải thức ăn, chúng có dạng hình gậy ngắn, kích thước 0,4 - 0,8 x 1,0 - 2,0 µm, hai đầu hơi tròn, thường có 1 - 4 lông roi ở một đầu, hảo khí, nhuộm Gram âm, không hình thành bào tử (Buddenhagen and Kelman, 1964). Trên môi trường nhân tạo SPA khuẩn lạc của vi khuẩn có màu trắng kem, trắng sữa dạng tròn nhỏ, láng bóng (Hayward, 1960). Còn trên môi trường TZC, khuẩn lạc có hình không đều, nhày, rìa có màu trắng, ở giữa có phớt hồng nhạt (Kelman, 1953). Sự phát sinh, phát triển bệnh héo xanh vi khuẩn trên cây ký chủ có liên quan chặt chẽ đến điều kiện ngoại cảnh như: nhiệt độ và độ ẩm đất, lượng mưa, gió, kết cấu và pH đất, v.v. Nhiệt độ thích hợp cho vi khuẩn phát triển trong khoảng từ 28 – 35oC, nhiệt độ tối thiểu là 10oC và tối đa là 41oC (chúng có thể chết ở 520C trong vòng 10 phút). Vi khuẩn phát triển ở phạm vi pH khá rộng từ 5,0 - 8,5, nhưng thích hợp nhất là 7,0 – 7,2. Độ ẩm đất và các vi sinh vật đối kháng cũng là những yếu tố hạn chế quan trọng nhằm khống chế hay thúc đẩy sự phát triển của bệnh (Kelman, 1997). Lượng mưa cũng ảnh hưởng đến sự phát triển của vi khuẩn Ralstonia solanacearum. ở những vùng có mưa nhiều, nhiệt độ đất và không khí trong Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 7 khoảng 25 – 35oC bệnh thường gây thiệt hại nặng. Sau những trận mưa, thời tiết nóng hoặc xen kẽ giữa những ngày mưa và nắng ấm là điều kiện thuận lợi cho bệnh phát triển nhanh (Tan and Liao, 1990). Vi khuẩn R. solanacearum rất mẫn cảm với điều kiện ẩm độ thấp (Bruddenhagen and Kelman, 1964). Nghiên cứu những đặc tính sinh hóa chính của vi khuẩn R. solanacearum (He, 1983) đã chỉ ra rằng: R. solanacearum có khả năng tạo ra H2S, khử nitrat, có phản ứng oxidase và catalasa, ure, pectin, oxi hóa axetat, malonat và gluconat. Vi khuẩn không hoá lỏng gelatin, thuỷ thân tinh bột, không phản ứng tạo indol và không sử dụng arginin. Vi khuẩn R. Solanacearum là vi khuẩn hiếu khí, không hình thành bào tử và có khả năng tổng hợp poly-β-hydroxybutyrat như là nguồn các bon dự trữ. Nó có thể tổng hợp sắc tố khuyếch tán mầu nâu trên môi trường thạch có chứa Tyrozin. R.solanacearum có thể khử nitrat thành nitrit và tạo ra khí nhưng không thể thuỷ phân tinh bột và không hoá lỏng gelatin. Nhiệt độ thích hợp cho vi khuẩn phát triển trong khoảng từ 25 -350C. R.Solanacearum có phản ứng rất khác nhau với kháng sinh, các biovar có thể mẫn cảm với streptomycin, nhưng chống chịu với penixilin viomyxin,...(He, 1983). Tính độc của vi khuẩn có mối quan hệ với hình thái khuẩn lạc và các race tổng hợp polysacharit ngoại bào (Kelman, 1954). Các biovar đột biến của P. Solanacearum có thể được phát hiện dễ dàng khi chúng được cấy vạch trên môi trường thạch Kelman có 2,3,5-triphenyl tetrazolium clorit (TZC) sau 36-48h (Kelman, 1954). Những đột biến có tính độc hoặc không có tính độc thường hình thành các khuẩn lạc nhỏ hình chai có một quầng xẫm nổi bật. Các chủng độc thường hình thành những khuẩn lạc màu trắng, thể nhầy lỏng, khoanh tròn mực với màu phớt hồng ở tâm. Khả năng tổng hợp chất nhầy poly sacharit là một thuộc tính chung của tất cả các chủng phân lập P.solanacearum có tính độc. 1.1.3. Các phương pháp phát hiện, chẩn đoán và giám định vi khuẩn Ralstonia solanacearum Phương pháp chẩn đoán dựa vào triệu chứng bệnh thể hiện trên cây: đây là phương pháp chẩn đoán nhanh trong việc kiểm tra phát hiện bệnh HXVK trên Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 8