BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀPTNT
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
---------
---------
PHẠM VŨ KHIÊM
NGHIÊN CỨU NẤM FUSARIUM TRÊN HẠT LÚA
VÀ NGÔ TẠI THÁI BÌNH NĂM 2013 - 2014
Chuyên ngành : BẢO VỆ THỰC VẬT
Mã số
: 60.62.01.12
HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. TRẦN NGUYỄN HÀ
HÀ NỘI - 2014
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng:
Số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa
từng được sử dụng để bảo vệ một học vị nào khác.
Mọi sự giúp đỡ cho công việc thực hiện luận văn này đã được cám ơn
và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ nguồn gốc
Tác giả luận văn
Phạm Vũ Khiêm
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page i
LỜI CẢM ƠN
Để thực hiện được đề tài này, ngoài sự nỗ lực của bản thân tôi xin được
bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới TS. Trần Nguyễn Hà – Bộ môn
Bệnh cây - Khoa Nông học - Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã dành
cho tôi sự chỉ dẫn và giúp đỡ tận tình trong suốt thời gian học tập và nghiên
cứu hoàn thành đề tài.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo trong bộ môn
Bệnh cây - Khoa Nông học, những người đã trực tiếp giảng dạy trang bị
những kiến thức bổ ích trong thời gian học tập, nghiên cứu.
Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn của mình đến tất cả các bạn bè,
người thân và gia đình những người luôn bên cạnh động viên giúp đỡ và tạo
điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành bản luận văn này.
Hà Nội, ngày 05tháng 11 năm 2014
Tác giả
Phạm Vũ Khiêm
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page ii
MỤC LỤC
Lời cam đoan
i
Lời cảm ơn
ii
Mục lục
iii
Danh mục bảng
vi
Danh mục hình
viii
1
ĐẶT VẤN ĐỀ
1
1.1
Tính cấp thiết của đề tài
1
1.2
Mục đích và yêu cầu
2
1.2.1
Mục đích
2
1.2.2
Yêu cầu
3
2
TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC
VÀ THẾ GIỚI
4
2.1
Lịch sử nghiên cứu Fusarium trên thế giới
4
2.1.1
Fusarium trong hệ sinh thái tự nhiên
4
2.1.2
Tác hại của nấm Fusarium
5
2.1.3
Phân loại
6
2.1.4
Độc tố của nấm
11
2.2
Lịch sử nghiên cứu nấm Fusarium tại Việt Nam
12
3
VẬT LIỆU, ĐỊA ĐIỂM, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
15
3.1
Vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu
15
3.1.1
Vật liệu nghiên cứu
15
3.1.2
Địa điểm nghiên cứu
16
3.1.3
Nội dung nghiên cứu
16
3.1.4
Thời gian nghiên cứu
16
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page iii
3.2
Phương pháp nghiên cứu
16
3.2.1
Nghiên cứu, xác định thành phần nấm hại trên hạt thóc và ngô giống
16
3.2.2
Phương pháp khử trùng dụng cụ và nuôi cấy nấm trong phòng
thí nghiệm
3.2.3
20
Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của nấm Fusarium spp. đến
khả năng nảy mầm của hạt.
3.2.4
22
Nghiên cứu đặc điểm sinh học của nấm Fusarium spp. trên lúa
và ngô
3.2.5
23
Nghiên cứu khả năng xâm nhiễm của nấm Fusarium spp. trên
lúa và ngô bằng phương pháp lây bệnh nhân tạo trong phòng thí
nghiệm và trong điều kiện chậu vại.
23
3.2.6
Nghiên cứu ảnh hưởng của các biện pháp xử lý hạt giống lúa
24
3.2.7
Nghiên cứu ảnh hưởng của các biện pháp xử lý hạt giống ngô
25
3.3
Phương pháp tính toán và xử lý số liệu
26
3.3.1
Các công thức tính toán
26
3.3.2
Phương pháp xử lý số liệu
27
4
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
28
4.1
Thành phần nấm gây hại trên hạt bị bệnh, mức độ nhiễm nấm
Fusarium spp. Trên các mẫu hạt lúa, ngô
28
4.1.1
Thành phần nấm gây hại trên hạt bị bệnh trên mẫu hạt lúa, ngô
28
4.1.2
Mức độ nhiễm nấm Fusarium spp. Trên các mẫu hạt lúa, ngô
30
4.2
Thành phần các loài Fusarium spp. nhiễm trên hạt một số giống
lúa, giống ngô
4.3
38
Ảnh hưởng của một số yếu tố tới sự phát sinh gây hại của nấm
47
Fusarium
4.3.1
Ảnh hưởng của giống, thời vụ tới sự xuất hiện của nấm Fusarium
trên hạt thóc, hạt ngô
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
47
Page iv
4.3.2
Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản đến sự phát triển của nấm
50
Fusarium
4.4
Nghiên cứu ảnh hưởng của nấm Fusarium đến khả năng nảy
mầm của hạt
4.4.1
53
Nghiên cứu ảnh hưởng của nấm F. fujikuroi đến khả năng nảy
mầm của hạt thóc
4.4.2
53
Nghiên cứu ảnh hưởng của nấm F. verticillioides đến khả năng
nảy mầm của hạt ngô
4.4.3
54
Ảnh hưởng của mức nhiễm nấm F.verticillioides trên hạt ngô đến
phân bố của nấm F.verticillioides trên các bộ phận của hạt
4.4.4
55
Ảnh hưởng của ẩm độ hạt đến sự phát sinh và phát triển của nấm
F.fujikuroi gây bệnh trên hạt thóc
4.4.5
57
Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến phát triển của nấm
Fusarium trên hạt thóc, hạt ngô
4.5
59
Nghiên cứu ảnh hưởng dịch chiết của nấm F.verticillioides đến
sự nảy mầm của hạt và phát triển của cây ngô con
4.6
64
Ảnh hưởng của các biện pháp xử lý đến khả năng nảy mầm và
mức độ nhiễm nấm Fusarium trên hạt thóc và hạt ngô
4.6.1
65
Ảnh hưởng của các biện pháp xử lý đến khả năng nảy mầm và
mức độ nhiễm nấm F.fujikuroi trên hạt giống lúa Hương thơm 1
4.6.2
65
Ảnh hưởng của các biện pháp xử lý đến khả năng nảy nầm của hạt
và mức độ nhiễm của nấm F.verticillioides trên hạt ngô HN88
67
5
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
69
5.1
Kết luận
69
5.2
Đề nghị
70
TÀI LIỆU THAM KHẢO
71
PHỤ LỤC
76
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page v
DANH MỤC BẢNG
Trang
28
STT
4.1
Tên bảng
Mức độ phổ biến của nấm gây bệnh trên hạt lúa
4.2
Thành phần và mức độ phổ biến của nấm gây bệnh trên hạt Ngô
tại Thái Bình
29
4.3
Tỷ lệ xuất hiện nấm Fusarium spp. gây bệnh trên thóc giống
30
4.4
Mức độ nhiễm nấm Fusarium spp. gây bệnh trên thóc thương phẩm
32
4.5
Tỷ lệ xuất hiện nấm Fusarium spp. gây bệnh trên ngô giống
34
4.6
Mức độ nhiễm nấm Fusarium spp. gây bệnh trên ngô thương phẩm
35
4.7
Đặc điểm hình thái của các loài nấm Fusarium phổ biến trên lúa
và ngô
38
4.8
Thành phần các loài Fusarium spp. nhiễm trên hạt một số giống lúa
42
4.9
Thành phần các loài Fusarium spp. nhiễm trên hạt một số giống ngô
44
4.10
Tỷ lệ nấm F. fujikuroi gây hại trên hạt thóc ở các vụ sản xuất
47
4.11
Tỷ lệ nấm F.verticillioides gây hại trên hạt ngô ở các vụ sản xuất
49
4.12
Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản đến sự phát triển của nấm
F.fujikuroi trên hạt thóc giống
4.13
50
Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản đến sự phát triển của nấm
F.verticillioides trên hạt ngô giống
4.14
51
Ảnh hưởng cuả nấm F. fujikuroi đến khả năng nảy mầm trên hạt
giống lúa Hương thơm 1
4.15
53
Ảnh hưởng của nấm F.verticillioides đến sức nảy mầm của hạt
ngô theo các mẫu hạt có mức nhiễm khác nhau
4.16
55
Tỷ lệ xuất hiện nấm F.verticillioides trên các bộ phận của hạt ngô
HN88 có mức độ nhiễm khác nhau
4.17
56
Ảnh hưởng của ẩm độ hạt đến sự phát sinh và phát triển của nấm
F. fujikuroi gây bệnh trên hạt thóc
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
57
Page vi
4.18
Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến phát triển của nấm
F.fujikuroi trên hạt thóc
4.19
60
Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến phát triển của nấm
F.verticillioides trên hạt
4.20
62
Ảnh hưởng của mật độ bào tử nấm F.verticillioides đến khả năng
nẩy mầm của hạt và phát triển của cây con
4.21
64
Ảnh hưởng của các biện pháp xử lý đến khả năng nảy mầm và
mức độ nhiễm nấm F.fujikuroi trên hạt giống lúa Hương thơm 1
4.22
65
Ảnh hưởng của các biện pháp xử lý đến khả năng nảy mầm và
mức độ nhiễm nấm F.verticillioides trên hạt giống ngô HN88
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
67
Page vii
DANH MỤC HÌNH
STT
Trang
Tên hình ảnh
4.1
Tỷ lệ xuất hiện nấm Fusarium spp. gây bệnh trên thóc giống
31
4.2
Mức độ nhiễm nấm Fusarium spp. gây bệnh trên thóc thương phẩm
32
4.3
Tỷ lệ xuất hiện nấm Fusarium spp. gây bệnh trên ngô giống
34
4.4
Mức độ nhiễm nấm Fusarium spp. gây bệnh trên ngô thương phẩm
35
4.5
Hạt, mầm bị nhiễm Fusarium spp.
37
4.6
Chuỗi bào tử nhỏ của các loại nấm Fusarium phân lập được trên
môi trường CLA
41
4.7
Tản nấm F.verticiloides trên môi trường CLA
42
4.8
Hạt nhiễm Fusarium spp.
44
4.9
Hạt nhiễm F. Fujikuroi
44
4.10
Thành phần các loài Fusarium spp. nhiễm trên hạt một số giống ngô
45
4.11.
Sợi nấm Fusarium trên hạt
46
4.12
Tỷ lệ nấm F. fujikuroi gây hại trên hạt thóc ở các vụ sản xuất
48
4.13
Tỷ lệ nấm F.verticillioides gây hại trên hạt ngô ở các vụ sản xuất
49
4.14
Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản đến sự phát triển của nấm
F.fujikuroi trên hạt thóc giống
4.15
50
Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản đến sự phát triển của nấm
F.verticillioides trên hạt ngô giống
4.16
52
Ảnh hưởng cuả nấm F.fujikuroi đến khả năng nảy mầm trên hạt
giống lúa Hương thơm 1
53
4.17
Nấm F.verticillioides trên trong nội nhũ và phôi
56
4.18
Ảnh hưởng của ẩm độ hạt đến sự phát sinh và phát triển của nấm
F.fujikuroi gây bệnh trên hạt thóc
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
58
Page viii
4.19
Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến phát triển của nấm
Fusarium fujikuroi trên hạt thóc
60
4.20
Tản nấm F. fujikuroi trên môi trường PGA, PCA, CLA
61
4.21
Tản nấm F. fujikuroi trên môi trường WA
61
4.22
Đường kính tản nấm F. verticillioides trên các môi trường khác nhau
63
4.23
Ảnh hưởng của các biện pháp xử lý đến khả năng nảy mầm và
mức độ nhiễm nấm F.fujikuroi trên hạt giống lúa Hương thơm 1
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
66
Page ix
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Lúa (Oryza sativa L) và ngô (Zea mays L.) là hai loại cây lương thực
quan trọng trên thế giới, góp phần nuôi sống hàng tỷ người và đem lại nguồn
thu nhập chủ yếu cho các nước nông nghiệp. Việt Nam với đặc điểm khí hậu
nhiệt đới gió mùa, mưa nhiều, ẩm độ cao, người Việt Nam có truyền thống
canh tác lúa nước và ngô lâu đời rất thích hợp cho việc trồng hai loài cây
trồng trên.
Lúa được coi là cây lương thực chủ yếu, có ý nghĩa đáng kể trong nền
kinh tế và xã hội. Nghề trồng lúa chiếm khoảng 70% số lao động và 80% diện
tích đất nông nghiệp cả nước. Hiện nay, Việt Nam là nước xuất khẩu lúa gạo
đứng thứ 2 trên thế giới. Xuất khẩu lúa gạo góp phần quan trọng trong công
cuộc xây dựng đất nước, làm thay đổi bộ mặt nông thôn Việt Nam, đồng thời
khẳng định vị trí tiềm năng, ưu thế to lớn của nông nghiệp nước ta. Bên cạnh
đó, ngô là cây lương thực đứng thứ hai sau lúa, là cây trồng quan trọng ở cả
đồng bằng, trung du và miền núi. Đặc biệt ngô là lương thực chính của những
người dân tộc thiểu số sống ở vùng núi Việt Nam vì ở đó cây ngô dễ trồng và
dễ sống nhất.
Tuy nhiên năng suất lúa và ngô ở nước ta không được ổn định, luôn bấp
bênh theo từng mùa vụ, theo từng năm do khí hậu thời tiết bất thuận, do thiên
tai, do dịch hại đặc biệt do các bệnh hại gây ra.Các bệnh có ý nghĩa quan trọng
đối với lúa có thể kể đến là bệnh đạo ôn do nấm Pyricularia oryzae gây ra,
bệnh lúa von do nấm Fusarium moniliforme, bệnh bạc lá do vi khuẩn
Xanthomonas oryzae, nhưng đến nay hầu như các dịch bệnh này đã bị dập tắt
do có nhiều loại thuốc BVTV đặc hiệu và áp dụng chương trình ICM (quản lý
cây trồng tổng hợp). Tuy nhiên các nguồn bệnh vẫn còn tiềm ẩn ở trong hạt
giống với các mức độ khác nhau tuỳ theo từng vùng, từng vụ và từng năm. Đặc
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 1
biệt đối với nấm Fusarium hại lúa do chúng có khả năng sinh độc tố ảnh hưởng
đến sức khoẻ của người tiêu dùng, như nấm F. moniliforme sinh ra độc tố:
Fumonisin, moniliformin, beauvere,… trong đó chất Fumonisin (Gelderblom et
al., 1988) được tổ chức Y tế thế giới (WHO) xếp vào nhóm 2B là nhóm có khả
năng gây ung thư. Các bệnh quan trọng trên ngô bao gồm: Bệnh ung thư ngô
(Ustilago maydis), đốm lá lớn (Helminthosporium turicum), bệnh đốm lá nhỏ
(Helminthosporium maydis), bệnh thối thân, thối bắp (Fusarium), bệnh thối
thân (Diplodia sp.) và các bệnh mốc hạt do nấm Aspergillus sp., Penicillium
sp.,… gây nên. Trong đó nấm Fusarium là loài nấm gây hại phổ biến ở trên ngô
ở những vùng trồng ngô, nó gây ra hiện tượng thối rễ, thối gốc, thối thân, thối
bắp làm hạt ngô bị thối đen (khi bị nhiễm nặng) không bảo quản được. Loài
nấm này không chỉ gây hại trên ngô và hạt ngô mà chúng còn sinh ra một số
độc tố như Zearelenone, Vomitoxin,…Những độc tố này rất có hại cho con
người và gia súc khi sử dụng những sản phẩm của ngô bị nhiễm loại nấm này
làm thực phẩm.
Chính vì vậy chúng ta không thể chủ quan không đề phòng vì chỉ cần
gặp điều kiện thuận lợi là các bệnh này sẽ bùng phát, gây tổn thất lớn cho sản
xuất, không những ảnh hưởng đến lợi ích kinh tế của người dân mà còn ảnh
hưởng đến kế hoạch lương thực của cả nước.
Xuất phát từ thực tiễn đó, để góp phần vào công tác phòng chống bệnh
hại do nấm Fusarium gây ra trên lúa và ngô, đồng thời giúp nâng cao năng
suất chất lượng sản phẩm, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên
cứu nấm Fusarium trên hạt lúa và ngô tại Thái Bình năm 2013 - 2014”.
1.2 Mục đích và yêu cầu
1.2.1 Mục đích
- Điều tra xác định thành phấn, mức độ phổ biến và đặc điểm sinh học
của nấm Fusarium trên các mẫu hạt lúa và ngô tại Thái Bình
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 2
1.2.2 Yêu cầu
- Điều tra xác đích thành phần nấm Fusarium gây hại trên các mẫu hạt
giống lúa và ngô thương phẩm.
- Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học của loài nấm Fusarium phổ biến
trên hạt lúa và ngô.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của nấm Fusarium đến sự nảy mầm của hạt giống
- Khảo sát hiệu quả một số biện pháp xử lý hạt giống đến mức độ
nhiễm nấm Fusarium.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 3
2. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
TRONG NƯỚC VÀ THẾ GIỚI
2.1. Lịch sử nghiên cứu Fusarium trên thế giới
2.1.1. Fusarium trong hệ sinh thái tự nhiên
Có rất ít thông tin về sự xuất hiện của các loài nấm Fusarium trong hệ
sinh thái tự nhiên.
Qua kết quả nhiên cứu của Stoner (1981) đã miêu tả sự xuất hiện của
các loài nấm Fusarium trong đất trồng trọt trong sự khác nhau về môi trường
như: Rừng, đồng cỏ, sa mạc và đầm lầy. Số các loài nấm Fusarium đã được
tìm thấy có liên quan với đất trồng trọt. Các loài Fusarium oxysporum,
Fusarium solani, Fusarium roseum là xuất hiện nhiều nhất. Các loài Fusarium
đã được ghi nhận là số nấm quan trọng của đồng cỏ và thảo nguyên. Chúng
xuất hiện nhiều hơn trên đồng cỏ và vùng rừng mở sau đó mới đến rừng đóng,
rừng nguyên sinh và đầm lầy. Trước tiên là cộng đồng cây trồng tiếp đến sinh
thái học, phân bố không gian, sự tương tác qua lại và môi trường đất đã chi
phối việc xuất hiện và phân bố của các loài nấm.
Theo những nghiên cứu gần đây của tác giả Caretta et al (1999) trên
quần thể nấm trên đồng cỏ tự nhiên ở Kenya của tác giả Caretta đã xác định
được 92 dạng trong trong 52 giống từ 26 loài cỏ. Fusarium chlamydosporium
Wollenweb. & Reink.; Fusarium equiseti (Corda) Sacc.; Fusarium
avenaceum (Corda) Sacc. được tìm thấy trong số các loài Fusarium chiếm tỷ
lệ riêng rẽ trong số mẫu cỏ đã lấy là: 19%, 23% và 4%. Theo Claridge,
Dawah, Wilson (1997) cũng đã chỉ ra rằng các dòng Fusarium tìm thấy từ cây
đại kích là nguyên nhân gây hại kinh tế có ý nghĩa (làm mất năng suất lên tới
92%) ở vùng cỏ ở Bắc Mỹ, bằng chứng chứng minh rằng các loài Fusarium
có khả năng xuất hiện và phát triển ở các vùng đất không canh tác.
Sự xuất hiện của các loài nấm Fusarium trong đất đồng cỏ và đất rừng
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 4
từ các vùng khí hậu khác nhau của Úc đã được tác giả Burgess et al nghiên
cứu kỹ lưỡng đã xác định được 15 loài Fusarium từ đất đồng cỏ ở Tây Úc dựa
trên số vùng rộng lớn trồng trọt. Sự xuất hiện của chúng có liên quan giữa
thời tiết và mối quan hệ phong phú của một số loài. Fusarium oxysporum;
Fusarium equiseti (Fusarium solani; Fusarium semitectum) đã được tìm thấy
ở tất cả các vùng khí hậu. Tuy nhiên, một số loài đã tìm thấy xuất hiện hạn
chế trong một vùng khí hậu nhất định. Ví dụ: Fusarium longipes; Fusarium
beomiforme chỉ tìm thấy ở vùng khí hậu nhiệt đới và Fusarium sambucinum
chỉ tìm thấy ở vùng núi cao và vùng có khí hậu lạnh. Nghiên cứu của Burgess
and Summerell (1992) đã phát hiện thấy các loài nấm Fusarium phát hiện từ
đất cỏ, đất rừng và đất rừng trồng ở Queenland. Từ những kết quả nghiên cứu
trên cho thấy rằng Fusarium phát hiện ở đất cỏ phong phú hơn đất rừng trồng
và đất rừng.
2.1.2. Tác hại của nấm Fusarium
Fusarium Link ex. Fr. là một trong những chi nấm quan trọng nhất về
mặt kinh tế. Theo những nghiên cứu của Burgess (1981). Các loài Fusarium
phân bố rộng khắp ở hầu hết các vùng địa lý khác nhau trên thế giới. Chi nấm
Fusarium bao gồm các loài hoại sinh, nội ký sinh và cả các loài ký sinh gây
hại thực vật. Cũng một nghiên cứu khác của Burgess et al (1994) cho thấy
chúng là nguyên nhân gây ra rất nhiều loại bệnh cây trong đó có thối rễ, cổ rễ,
thân, sẹo, cháy bông, thối bắp và các bệnh héo. Theo tác giả Moore et al
(2001) thì các bệnh héo do các dạng chuyên hoá thuộc loài Fusarium
oxysporum gây ra trên rất nhiều loài thực vật thuộc nhiều họ khác nhau. Ví
dụ: Bệnh Panama trên chuối do Fusarium oxysporum Schlecht f. sp. Cubense
(E. F. Smith) Snyd. & Hans và héo trên bông do Fusarium oxysporum f. sp
vasinfectum (Atk.) Snyd. & Hans đã gây thiệt hại to lớn cho ngành công
nghiệp bông ở Australia.
Bệnh lụi bông ngũ cốc vụ đông do Fusarium graminearum Schwabe
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 5
(Gibberella zeae (Schwabe) Petch) gây thiệt hại nghiêm trọng ở nhiều nơi
trên thế giới mà những nơi đó có phong tục canh tác không làm đất khi trồng
trọt (Krebs et al 2000). Thối bắp và thối thân ngô do nấm Fusarium
verticillioides, Fusarium subglutinans và Fusarium proliferatum (Matsush.)
Nirenberg gây ra đã được phát hiện ở hầu hết các vùng trồng ngô trên khắp
thế giới. Theo kết quả nghiên cứu của Ploets (2001) thì bệnh bệnh biến dạng
quả xoài là bệnh duy nhất gây hại nặng trên cây xoài do Fusarium
subglutinans gây ra làm giảm năng suất quả tới 80% ở Ấn Độ và 90% ở một
số vườn xoài ở Ai Cập.
Một số loài Fusarium thường sống dưới dạng nội ký sinh và gây hại
trên các giống cây trồng như: ngô, lúa miến, kê và nhiều loại cỏ nhiệt đới
khác đã được tác giả Leslie et al (1990) đã phát hiện sự có mặt phổ biến của
Fusarium moniliforme Sheldon ký sinh trên ngô và lúa, miến mà không thấy
biểu hiện triệu chứng ra bên ngoài.
Bệnh đã gây thiệt hại về kinh tế rất đáng kể, đã có những ước tính thiệt hại
năng suất do nấm Gibberella fujikuroi gây bệnh lúa von ở một số vùng như
Hokkaido (Nhật Bản) có khoảng 20% sản lượng lúa bị mất, nơi thiệt hại cao nhất
là vùng Kinki - Chugoku (Nhật Bản) sản lượng lúa bị mất lên tới 40 - 50%. Ở
những vùng phía Đông Uttar Pradesh (Ấn Độ) bị giảm tới 15% sản lượng lúa,
những vùng phía Bắc Thái Lan sản lượng lúa bị mất khoảng 3,7 tới 14,7% (Ou,
1985). Còn ở những vùng Đông Nam Á (Châu Á), bệnh lúa von thường xuyên
xuất hiện, gây hại nhưng ở tỷ lệ xuất hiện bệnh thấp: ở tỉnh Laguna (Philippin) với
giống lúa IR 42 sản lượng lúa bị mất khoảng 1- 13% (Nuque et al.,1980).
2.1.3. Phân loại
Fusarium được mô tả đầu tiên bởi Link (1809) là loài với các bào tử
dạng hình thoi không có vách ngăn sinh ra từ stroma. Đây là chi vô tính được
xác nhận bởi Fries (1821) trong điều khoản của ngân hàng bệnh cây IBCN.
Khi đi sâu nghiên cứu xác định đặc điểm hình thái nấm sự xuất hiện bào tử
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 6
lớn với các tế bào cuối hình bàn chân là nét đặc sắc quan trọng của chi thay vì
sự có mặt của stroma (Booth C, 1971).
Lịch sử phân loại Fusarium không ổn định. Trong thế kỷ đầu tiên sau
khi chi được thành lập , hơn 1.000 loài đã được xác định trên cơ sở quan sát
bề ngoài và dựa vào phạm vi ký chủ (Toaussoun and Nelson, 1975). Và một
trăm năm sau có rất nhiều loài nấm trong chi Fusarium đã được định tên.
Những loài nấm này thường được mô tả một cách không đầy đủ, chỉ dựa vào
việc quan sát bào tử được sinh ra trong tế bào cây bệnh chứ không phải từ
việc nuôi cấy thuần khiết trên môi trường nhân tạo (Nelson et al 1983). Từ đó
dẫn đến có rất nhiều tên khác nhau đặt tên cho một loài nấm. Cho tới đầu
những năm 1900 đã có hơn 100 loài, giống và dạng đã được các tác giả mô tả
(Taylor et al. 2000).
Theo chẩn đoán của Link, những nghiên cứu đầu tiên về Fusarium
tập trung vào việc xác định, chẩn đoán và liệt kê các loài gây bệnh thực
vật. Một điểm chung là phân lập nấm từ các cá thể loài thực vật đại diện
cho cá thể loài nấm. Có nhiều loài, nhiều đề xuất đặc biệt, và nhiều môi
trường cho việc chẩn đoán, xác định chủng và loài rất phức tạp. Trong
vòng một thời gian tương đối ngắn một số lượng lớn (>1000) các loài
Fusarium được mô tả. Giai đoạn nhầm lẫn này kéo dài tới giữa những năm
1930 khi nghiên cứu Wollenweber & Reinking’s cải tiến khái niệm về các
loài trong chi này và cung cấp hướng dẫn xác định các ký chủ độc lập dựa
trên đặc trưng của các chủng có liên quan.
Wollenweber, được coi là người tiên phong của việc phân loại nấm
Fusarium hiện đại nhất làm việc tại Viện quản lý đất và rừng Hoàng gia Đức
đã giám định lại một số lượng lớn các loài nấm Fusarium trong một thời gian
dài. Ông đã tiến hành lấy mẫu và nuôi cấy các loài nấm Fusarium trên nhiều
loại môi trường khác nhau để nghiên cứu các đặc tính hình thái của chúng.
Qua nghiên cứu sâu như vậy ông đã dần dần giảm số loài nấm Fusarium
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 7
thông qua quá trình loại bỏ và hợp nhất các loài nấm cùng loài mà khác tên
với nhau (Appel, Wollenweber, 1910). Những nghiên cứu của ông cuối cùng
cũng được xuất bản thành cuốn sách “Die Fusarien” năm 1935 cùng với đồng
tác giả O.A.Reiking. Họ đã xác định được 65 loài, 55 giống và 22 dạng và
phân chia chúng theo 16 nhóm (Nelson et al, 1994).
Kể từ đó, phân loại Fusarium đã trải qua nhiều tranh cãi và thay đổi dẫn
đến nhiều hệ thống phân loại khác nhau. Một trong những hệ thống phân loại
ra đời đã gây nhiều tranh cãi và thay đổi trong việc phân loại nấm Fusarium là
hệ thống phân loại của Snyder và Hasen ra đời (Snyder and Hasen, 1940,
1941, 1945). Trong hệ thống này số lượng loài Fusarium trong 16 nhóm của
Wollenweber và Reinking đã giảm xuống còn 9 loài. Đóng góp lớn nhất của
Snyder và Hasen là việc giới thiệu phương pháp cấy đơn bào tử để tạo được
những mẫu nấm thuần rất thuận tiện cho việc giám định bằng hình thái và kết
quả giám định chính xác và có độ tin cậy rất cao. Việc sử dụng hệ thống phân
loại này đã dẫn đến việc bỏ qua nhiều thông tin từ những nghiên cứu trước
đây về bệnh và sinh thái học của Fusarium. Song song với những nghiên cứu
đã được công bố của Snyder và Hasen, một số hệ thống phân loại Fusarium
khác đã ra đời. Messiaen and Cassini (1968) đi theo hệ thống phân loại của
Snyder và Hasen với 9 loài và 9 giống.
Theo nghiên cứu của tác giả Raillo (1950) công nhận 55 loài nấm
Fusarium, 10 chủng (dưới loài), 55 giống, 61 dạng thuộc 17 nhóm và 12 dưới
nhóm (nhóm phụ). Bà cho rằng dạng của tế bào đỉnh bào tử là một đặc tính
quan trọng cho việc xác định loài. Tiếp theo công việc của Raillo, Bilai đã sửa
chữa lại hệ thống phân loại Fusarium và chia chi này thành 9 nhóm gồm 26
loài và 29 giống. Hệ thống phân loại Fusarium của Raillo và Bilai không được
biết đến nhiều và không được sử dụng rộng rãi như các hệ thống phân loại
nấm Fusarium khác.
Hệ thống phân loại của Booth (1971) là sự dung hòa giữa hai hệ thống
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 8
phân loại nấm Fusarium của Wollenweber, Reinking và Snyder, Hasen (1940,
1941, 1945). Sự đóng góp lớn nhất của Booth là sự phát hiện tế bào sinh bào
tử để dựa vào đó làm cơ sở cho việc định loại các loài nấm của Fusarium. Các
tiêu chí này cho phép phân biệt các loài sản sinh ra các bào tử nhỏ một cách
đáng tin cậy hơn bởi vì đặc tính này khá ổn định trên các môi trường khác
nhau và dưới các điều kiện môi trường khác nhau (Nelson et al, 1994).
Giai đoạn hữu tính (Giai đoạn quả thể) của 28 loài Fusarium đã được
Booth (1981) liệt kê tập trung ở 3 chi: Gibberella Sacc., Calonectria de Not.
Và Nectria Fries (Booth C, 1981). Tuy nhiên giai đoạn hữu tính của một số
loài nấm Fusarium có tầm quan trọng về kinh tế như: Fusarium oxysporum và
Fusarium culmorum vẫn chưa tìm thấy. Gibberella là chi hữu tính phổ biến
nhất của rất nhiều loài nấm Fusarium. Chi này do Sacardo đưa ra năm 1877
và được xác định bằng quả thể mà đen hoặc màu xanh đậm. Hầu hết các loài
Gibberella được mô tả ở cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20 đều dựa vào những
quả thể lấy từ các cây gỗ trong tự nhiên. Theo hai nhóm tác giả Dejardins
(2003) và Samuel et al (2001) qua kết quả nghiên cứu đã cho rằng rất nhiều
trong số chúng vẫn chưa được kiểm tra lại. Gần đây, một khóa học phân loại
các loài Gibberella đã được Samuels công bố và xuất bản thành sách với 21
loài chính.
Khái niệm loài trong phân loại nấm Fusarium
Cũng trong công trình nghiên cứu của mình tác giả Leslie et al (2001)
đã cho rằng những thay đổi trong phân loại chi nấm này đã liên tục xảy ra kể
từ khi việc áp dụng khái niệm loài sinh học và loài phát sinh trở nên quan
trọng. Sự kết hợp của khái niệm loài hình thái, loài sinh học và loài phát sinh
đã làm nên một khái niệm loài trong phân loại nấm Fusarium.
Khái niệm loài hình thái:
Khái niệm loài hình thái được coi là khái niệm phổ biến nhất mà các
nhà khoa học và các nhà sinh học nói chung sử dụng (Mayden RL, 1997).
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 9
Theo nghiên cứu của các tác giả Taylor et al (2000) đã cho rằng hầu hết các
loài nấm được mô tả dựa vào đặc tính hình thái. Các đặc tính hình thái được
sử dụng cho việc phân loại các loài Fusarium bao gồm kích thước và hình
dạng bào tử, dạng hình thành bào tử, loại cành bào tử, sự có mặt của hậu bào
tử và các đặc tính thứ cấp như: màu sắc và hình thái tản nấm.
Khái niệm loài sinh học:
Kết quả nghiên cứu của các tác giả Mayr E. (1940), (1963) đã nghiên
cứu sâu về các loài sinh học. Loài sinh học là loài “nhóm các quần thể tự
nhiên mà các cá thể giao phối hoặc có khả năng giao phối nhau và không có
khả năng sinh sản với các nhóm quần thể khác”. Một nghiên cứu khác của các
tác giả Taylor et al (2000) thì cho rằng khái niệm loài sinh học có vai trò quan
trọng trong nấm học và đã được áp dụng để phân biệt giữa các loài khác nhau
về di truyền mà đặc điểm hình thái không thể phân biệt được. Khái niệm loài
sinh học được áp dụng rộng rãi trong nhóm nấm có tên gọi “Gibberella
fujikuroi complex” thuộc chi Fusarium.
Khái niệm loài phát sinh:
Có nhiều định nghĩa khác nhau về loài phát sinh (Phylogenetic), nhưng
định nghĩa được sử dụng nhiều nhất là của Cracraft (1983), trong đó loài phát
sinh được định nghĩa là “nhóm cá thể sinh vật nhỏ nhất có thể phân loại được
mà trong đó có mẫu hình cha mẹ của tổ tiên và dòng dõi”. Theo kết quả
nghiên cứu của các tác giả O’Donnell K, Cigelnik E (1997); O’Donnell K, Gray
LE (1995); O’Donnell K, Cigelnik E, Nirenberg H (1988a) và nghiên cứu của
các tác giả Steenkamp et al (2000) cho rằng khái niệm loài phát sinh đã được sử
dụng trong phân loại nấm Fusarium trong khoảng 10 năm và hầu hết các nghiên
cứu đều tập trung vào Fusarium oxysporum, Fusarium solani và đặc biệt là
“Gibberella fujikuroi complex” số lượng loài trong Gibberella fujikuroi complex
đã tăng lên gấp 3 lần kể từ khi khái niệm loài phát sinh được áp dụng. Tên gọi
“Gibberella fujikuroi complex” được sử dụng như một tiện lợi trong quá trình
nghiên cứu và phân loại các loài nấm Fusarium.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 10
- Xem thêm -