Tài liệu Nghiên cứu bệnh vi khuẩn vàng lá đen gân (xanthomonas campestris pv. campestris) hại cây rau họ hoa thập tự vùng gia lâm, hà nội

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ------------ ---------- KIM NGỌC QUÝ NGHIÊN CỨU BỆNH VI KHUẨN VÀNG LÁ ĐEN GÂN (XANTHOMONAS CAMPESTRIS PV. CAMPESTRIS) HẠI CÂY RAU HỌ HOA THẬP TỰ VÙNG GIA LÂM, HÀ NỘI 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 rằng kết quả nghiên cứu này là của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa từng được sử dụng để bảo vệ một học vị hay một công trình nghiên cứu nào. Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đều đã được cảm ơn. Các thông tin trích dẫn sử dụng trong luận văn đều được ghi rõ các nguồn gốc, xuất xứ. Tác giả luận văn Kim Ngọc Quý Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page i LỜI CẢM ƠN Trong suốt khoảng thời gian thực hiện khóa luận này, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi còn nhận được sự quan tâm, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt nhất từ phía các thầy cô để hoàn thành đề tài. Đầu tiên tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới thầy giáo PGS.TS. Đỗ Tấn Dũng đã hướng dẫn, giúp đỡ tận tình trong suốt thời gian thực hiện đề tài này. Tôi xin cảm ơn tới các thầy cô giáo và cán bộ, Bộ môn Bệnh cây, Khoa Nông học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã quan tâm và tạo mọi điều kiện cho tôi thực hiện đề tài này. Tôi xin chân thành cảm ơn bà con xã Đặng Xá, xã Văn Đức, xã Cổ Bi huyện Gia Lâm, Hà Nội đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình điều tra và thu thập mẫu bệnh hại trên đồng ruộng. Cảm ơn các bạn, các anh, chị và người thân đã động viên, chia sẻ giúp đỡ tôi vượt qua khó khăn để hoàn thành tốt luận văn này. Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Tác giả luận văn Kim Ngọc Quý Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page ii MỤC LỤC Lờ i i Lờ i i i M i ục i Da v nh i Da vi nh ii M 1 Ở 1.1 1 . 1.2 2 . 1.2 2 .1. 1.2 2 .2. Ch 4 ươ 1.1 4 . 1.1 .1. g 4 ( 1.1 5 .2. 1.1 6 .3. 1.1 .4. ( 8 c 1.1 1 .5. 0 1.1 .6. ( 1 c 1 1.2 1 . 2 Ch 1 ươ 5 2.1 1 . 5 2.2 1 . 5 2.3 1 . 5 2.4 1 . 5 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 3 2.5. Phương pháp nghiên cứu 16 2.5.1. Điều tra tình hình bệnh vi khuẩn vàng lá đen gân X. campestris pv. campestris hại cây rau họ hoa thập tự tại Gia Lâm, Hà Nội 2.5.2. 16 Nghiên cứu một số đặc điểm hình thái khuẩn lạc và đặc tính sinh học của loài vi khuẩn X. campestris pv. campestris hại cây rau họ hoa thập tự 2.5.3. 17 Nghiên cứu tính gây bệnh của các mẫu phân lập vi khuẩn X. campestris pv. campestris phân lập từ các cây ký chủ 2.5.4. 20 Khảo sát hiệu lực của một số loại thuốc trong phòng trừ vi khuẩn vàng lá đen gân trên môi trường nhân tạo 21 Phương pháp xử lý số liệu 21 Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 23 2.6. 3.1. Điều tra tình hình bệnh vi khuẩn vàng lá đen gân Xanthomonas campestris pv. campestris hại cây rau họ hoa thập tự tại Gia Lâm, Hà Nội 23 3.1.1. Diễn biến bệnh vi khuẩn vàng lá đen gân (X. campestris pv. campestris) hại cây cải bắp tại Gia Lâm, Hà Nội 3.1.2. 23 Diễn biến bệnh vi khuẩn vàng lá đen gân (X. campestris pv. campestris) hại cây cải thảo tại Gia Lâm, Hà Nội 3.1.3. 25 Diễn biến bệnh vi khuẩn vàng lá đen gân (X. campestris pv. campestris) hại cây súp lơ trắng và súp lơ xanh tại Xã Văn Đức, Gia Lâm, Hà Nội 3.1.4. 27 Diễn biến bệnh vi khuẩn vàng lá đen gân (X. campestris pv. campestris) hại cây su hào tại Gia Lâm, Hà Nội 3.2. 29 Nghiên cứu một số đặc điểm hình thái khuẩn lạc, đặc tính sinh học của loài vi khuẩn X. campestris pv. campestris hại cây rau họ hoa thập tự 31 3.2.1. Phương pháp chẩn đoán và giám định bệnh vi khuẩn vàng lá đen gân 31 3.2.2. Đặc điểm hình thái khuẩn lạc của các mẫu phân lập vi khuẩn X. campestris pv. campestris 3.2.3. 33 Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến sự phát triển của khuẩn lạc các mẫu phân lập vi khuẩn X. campestris pv. campestris Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 35 Page 4 3.2 Ả .4. n 3 h 6 3.2 M .5. ột k 3 h 7 3.3 uẩ . n X. 3 Tiến hành s a u S a v3 à9 3.3 N .1. g pv 3 . 9 3.3 c .2. a m 4 p 0 3.3 es .3. tr is 3.4 K . hả lá 4 đe 2 3.4 N .1. g lá 4 đe 2 3.4 N .2. g và 4 n 4 3.4 N .3. g lá 4 đe 6 KẾT LUẬN 1. K 4 ết 8 2. K 4 iế 9 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 5 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 PHỤ LỤC XỬ LÝ THỐNG KÊ 56 DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Trang 3.1 D . iễ 2 n 4 3.2 D . i 2 6 ễ 3.3 n 2 lơ x 8 3.4 D . i 2 9 ễ 3.5 n 3 X . 1 3.6 c . X 3 . 3 3.7 c . m 3 ẫ 5 3.8 u . k 3 h 7 3.9 u . ẩ n 3 X 8 3.1 X 3 . 8 3.1 1. c a m p 3 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 6 3.1 N 2. g hi c ải 3.1 N 3. g hi ê 3.1 n tr ê 3.1 K 5. h tr ê 3.1 K 6. h tr ê 4 0 4 1 4 2 4 4 4 6 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vii DANH MỤC CÁC HÌNH STT 1.1 . 3.1 . 3.2 . 3.4 . 3.5 . 3.6 . 3.7 . 3.8 . 3.9 . 3.1 0. 3.1 1. T ri D iễ n bi ế n b ệ lơ x D iễ n T ri M à u M à u M à u K h g â K h g â K h g â Tên hình Trang 6 2 5 2 7 2 8 3 0 3 2 3 4 3 4 3 4 4 3 4 5 4 7 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page viii MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm quanh năm nên thuận lợi cho việc gieo trồng nhiều loại cây trồng, trong đó có cây rau thuộc họ hoa thập tự. Rau là loại thực phẩm rất cần thiết cho cuộc sống và không thể thiếu đối với sức khỏe của con người, là loại cây trồng đem lại hiệu quả kinh tế cao và sản phẩm rau cũng là một mặt hàng xuất khẩu có giá trị. Tính đến năm 2005, tổng diện tích trồng rau của cả nước đạt 635,8 nghìn ha, sản lượng 9640,3 ngàn tấn; so với năm 1999 diện tích 459,6 nghìn ha diện tích tăng 175,5 nghìn ha (tốc độ tăng bình quân 3,61%/năm), sản lượng tăng 3071,5 nghìn tấn (sản lượng năm 1999 là 5792,2 nghìn tấn) tốc độ tăng bình quân 7,55%/năm (Tạ Thu Cúc và cs., 2006). Trong đó, phải kể đến vai trò của cây rau họ hoa thập tự, là thực phẩm không thể thiếu trong bữa ăn hàng ngày của mỗi người dân. Rau họ thập tự Brasscicaceae chiếm 50% tổng sản lượng rau và xuất hiện gần như quanh năm trong cả nước, nó còn giải quyết vấn đề rau trái vụ. Các loài rau họ thập tự được trồng với diện tích lớn và có ý nghĩa kinh tế là rau cải xanh, cải ngọt, cải củ, bắp cải, su hào, súp lơ chúng là những cây có giá trị dinh dưỡng cao và được nhiều người ưa thích. Cây rau thuộc họ thập tự có giá trị dinh dưỡng, kinh tế cao, có chứa rất nhiều loại vitamin và các khoáng chất. Trong đó cải bắp cũng dồi dào nguồn kali, canxi, magie, sắt, sulfur, folate, vitamin K, axit folic…Đặc biệt, nguồn vitamin C chứa trong cải bắp còn nhiều hơn cả trong cam, cải bắp còn được xem là chất chống oxy hóa tốt nhất. Tác dụng y học của súp lơ đối với cơ thể con người thì thành phần khoáng chất vitamin của súp lơ rất có ích bởi nó có tác dụng từ nhiều mặt. Kích thích các quá trình trao đổi chất và tham gia vào hoạt động tạo máu để củng cố hệ tim mạch, cũng như các chức năng bảo vệ cơ thể. Vì thế mà súp lơ không chỉ được coi là một món ăn dinh dưỡng quý giá mà còn là một thành phần dinh dưỡng quan trọng đối với trẻ em (Tạ Thu Cúc và cs., 2006). Huyện Gia Lâm, TP. Hà Nội là một trong những nơi có vùng sản xuất rau lớn ở khu vực ngoại thành Hà Nội, là nơi có nhiểu điểm sản xuất rau thu đông và xuân hè như xã Đặng Xá, xã Đa Tốn, xã Văn Đức, xã Cổ Bi. Việc trồng rau tập trung nhiều cây rau họ hoa thập tự đã mang lại nguồn thu nhập kinh tế ổn định cho Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 1 các hộ nông dân. Trong những năm gần đây, khi diện tích trồng cây rau họ thập tự tăng, trồng nhiều vụ trong một năm đã dẫn đến sự tích lũy của nhiều nguồn bệnh gây hại và trở thành vấn đề cần quan tâm trong sản xuất, trong đó có bệnh vàng lá đen gân do vi khuẩn gây ra. Đây là một trong những bệnh hại được coi là quan trọng và nguy hiểm nhất đối với cây rau họ thập tự và có thể dẫn đến thiệt hại nghiêm trọng đến năng suất và chất lượng sản phẩm. Bệnh vàng lá đen gân hại rau họ thập tự còn được gọi là bệnh đen gân, bệnh tắc mạch dẫn do vi khuẩn Xanthomonas campestris pv. campestris gây nên. Bệnh có thể dễ dàng lây lan nhanh trên đồng ruộng và thiệt hại do dịch bệnh gây ra có thể vượt quá 50% trong điều kiện thời tiết ấm áp, ẩm ướt (Mohammad, 1999). Đây là bệnh khá phổ biến trên cải bắp, bệnh làm cháy lá, giảm trọng lượng của cây ký chủ, ảnh hưởng đến năng suất cây trồng, đặc biệt ở các vùng có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm (Alvarez, 2000; Vicente và Holub, 2012). Bệnh được phát hiện đầu tiên do Harman ở Mỹ vào năm 1889. Bệnh rất phổ biến ở châu Âu, châu Á, châu Phi và châu Mỹ (Bradbury, 1986; CABI, 2012). Bệnh có thể làm chết cây ký chủ, làm giảm năng suất thu hoạch và làm giảm chất lượng giá trị sản phẩm. Bệnh vàng lá đen gân gây hại trên nhiều loại cây rau họ hoa thập tự như cải bắp, cải thảo, súp lơ, su hào,…Do đó, việc xác định được tác nhân gây bệnh là điều cần thiết để làm cơ sở cho các biện pháp chống bệnh một cách có hiệu quả, tạo ra sản phẩm rau an toàn. Từ thực tiễn tại những vùng trồng rau màu bị bệnh vàng lá đen gân gây hại trên cây rau họ thập tự, xuất phát từ thực tế và sự phân công của Khoa Nông học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam, với sự hướng dẫn của PGS.TS Đỗ Tấn Dũng chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu bệnh vi khuẩn vàng lá đen gân (Xanthomonas campestris pv. campestris) hại cây rau họ hoa thập tự vùng Gia Lâm, Hà Nội”. 1.2. Mục đích và yêu cầu của đề tài 1.2.1. Mục đích Tìm hiểu tình hình bệnh vi khuẩn vàng lá đen gân hại cây rau họ hoa thập tự vùng Gia Lâm, Hà Nội; nghiên cứu xác định nguyên nhân gây bệnh, một số đặc điểm hình thái, đặc tính sinh học và khảo sát biện pháp phòng trừ bệnh. 1.2.2. Yêu cầu Điều tra thực trạng và mức độ phổ biến của bệnh vi khuẩn vàng lá đen gân Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 2 trên cây rau họ thập tự tại vùng Gia Lâm, Hà Nội năm 2014. Phân ly, nuôi cấy loài vi khuẩn X. campestris pv. campestris, xác định nguyên nhân gây bệnh Nghiên cứu đặc điểm hình thái khuẩn lạc, đặc tính sinh học của vi khuẩn X. campestris pv. campestris. Khảo sát hiệu lực của một số loại thuốc đối với vi khuẩn X. campestris pv. campestris 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 TÀI LIỆU 1.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước 1.1.1. Lịch sử nghiên cứu, tác hại và phân bố của bệnh vi khuẩn vàng lá đen gân (X. campestris pv. campestris) hại cây rau họ hoa thập tự Bệnh vàng lá đen gân được coi là bệnh quan trọng nhất trên cây rau họ hoa thập tự. Bệnh lần đầu tiên được mô tả bởi nhà thực vật học và côn trùng học Harrison Garman ở Lexington, Kentucky, Hoa Kỳ vào năm 1889. Bệnh được phát hiện ở Thái Lan vào năm 1983 (Schaad và Thaveechai, 1983). Kể từ đó, bệnh vàng lá đen gân đã được tìm thấy trong hầu hết các nước, chúng đã được ghi nhận có mặt ở khoảng 85 quốc gia khắp Châu Phi, Châu Á, Bắc Mỹ và Nam Mỹ (Bradbury, 1986; Walangululu và Mushagalusa, 2000; CABI, 2012; Vicente và Holub, 2012). Sự phân bố của bệnh vàng lá đen gân X. campestris pv. campestris, theo CABI (2012) cho đến nay bệnh này đã xuất hiện nhiều quốc gia. Ở châu Âu bao gồm: Bungary, CH Séc, Đan Mạch, Pháp, Đức, Hy Lạp, Thủy Điển, Thụy Sĩ, Anh. Ở châu Á: Brunei, Campuchia, Trung Quốc, Nhật, Malayxia, Nepan, Philippin, Srilanka, Thái Lan, Đài Loan, Thổ Nhĩ Kỳ và Việt Nam (Jensen et al., 2010; CABI, 2012). Ở Châu Phi gồm có Angola, Ethiopia, Ghana, Libya, Malawi, Mozambique, ở Châu Đại Dương bệnh xuất hiện ở New South Wales, Queensland thuộc Ốt-xtrâylia (CABI, 2012 ; Mulema et al., 2012). Loài vi khuẩn X. campestris pv. campestris là tác nhân gây bệnh vàng lá đen gân, một trong những bệnh gây hại nghiêm trọng nhất trên các loại rau, gây ra thiệt hại lớn nhất ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới có khí hậu ẩm ướt, nhưng cũng gây hại nặng ở vùng lạnh hơn, các vùng ven biển ở phía đông bắc châu Âu và Bắc Mỹ (CABI, 2012). Ở Ấn Độ, bệnh lần đầu tiên được phát hiện trên cải bắp từ Bombay, Pradesh, mất mùa lên đến 50% trong cải bắp đã được ghi nhận. Mức độ nghiêm trọng của bệnh này được ghi nhận trong cải bắp giống mẫn cảm như Golden Acre của Ấn Độ, các cây có thể bị nhiễm bất cứ lúc nào trong khoảng thời gian tăng trưởng tức là từ Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 4 cây con cho đến khi trưởng thành (Miller et al., 1996). Theo Alvarez (2000), bệnh vi khuẩn vàng lá đen gân đã trở thành căn bệnh lớn làm hạn chế đến sản xuất cải bắp (Brassica oleracea var. capitata) trồng ở châu Phi, nơi cây trồng với diện tính lớn, gây hại nặng đặc biệt là trong điều kiện thời tiết ấm áp và mùa mưa. Theo Zhao et al. (2000), bệnh vàng lá đen gân do vi khuẩn X. campestris pv. campestris gây ra thiệt hại nặng nề cho các vùng trồng rau họ thập tự tại bang Oklahoma, Hoa Kỳ. Ở Argentina, vi khuẩn X. campestris pv. campestris là tác nhân gây bùng phát thành dịch trên cây cải ngọt (Gaetan và Lopez, 2005). Ở Montenegro, vi khuẩn X. campestris pv. campestris gây hại trên nhiều loại cây rau họ hoa thập tự, năng suất có thể bị giảm 40-50% đã được ghi nhận (Radunović và Balaž, 2012). 1.1.2. Triệu chứng bệnh Theo kết quả nghiên cứu của Alvarez (1994), triệu chứng ở cây được lây bệnh ở giai đoạn lá mầm đã có thể hình thành các vệt hoại tử. Triệu chứng điển hình của bệnh vàng lá đen gân là do nhiễm vi khuẩn, các mô bị nhiễm biến màu từ xanh nhạt sang màu vàng và sau đó chuyển sang màu nâu và chết. Triệu chứng có thể xuất hiện ở bất kỳ giai đoạn tăng trưởng, làm đen mạch dẫn. Các mạch dẫn trong lá bị nhiễm bệnh, thân và rễ đôi khi trở thành màu đen (Mohammad, 1999; Alvarez, 2000). Cây nhiễm bệnh có triệu chứng vết bệnh điển hình dạng chữ “V”. Cây có thể bị nhiễm bệnh vi khuẩn vàng lá đen gân ở bất kỳ giai đoạn sinh trưởng. Ban đầu triệu chứng xuất hiện làm đen dọc theo rìa của lá mầm. Sau đó, lá mầm héo và giảm, nhưng chỉ sau khi các vi khuẩn đã xâm nhập vào lá non và thân cây. Cây con bị bệnh chuyển sang màu vàng nâu, héo và chết. Vi khuẩn thường gặp nhất xâm nhập vào cây thông qua lỗ khí khổng ở mép lá. Kết quả là lá cây héo, vết bệnh hình chữ “V” khu vực bị nhiễm bệnh nhỏ mà mở rộng vào phía trong từ mép lá về phía gân chính làm đen gân (Miller et al., 1996; Mohammad, 1999; Alvarez, 2000). Khi tác nhân gây bệnh từ mép lá tới của các mô mạch dẫn sau sự xâm nhập của vi khuẩn, tổn thương đối với tác nhân gây bệnh thối mềm khác như loài Pectobacterium carotovorum (trước đây còn có tên gọi là Erwinia carotovora) và Pseudomonas marginalis. Đối với bệnh vàng lá đen gân, cây bị tổn thương do Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 5 Xanthomonas campestris gây ra là cơ hội để các tác nhân gây bệnh thối nhũn khác như Pectobacterium carotovorum) tấn công gây hại (Williams, 1980; Mohammad, 1999; Alvarez, 2000). A) B) C) Hình 1.1. Triệu chứng bệnh vi khuẩn vàng lá đen gân A) trên cây cải bắp; B) trên cây súp lơ; C) vết bệnh hình chữ V. (Nguồn ảnh: Mohammad, 1999; và Internet) 1.1.3. Nguyên nhân gây bệnh Bệnh vi khuẩn vàng lá đen gân do X. campestris pv. campestris gây ra. Về phân loại, vi khuẩn X. campestris pv. campestris thuộc (CABI, 2012): Giới : Bacteria Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 6 Bộ : Xanthomonadales Họ : Xanthomonadaceae Chi : Xanthomonas Loài : Xanthomonas campestris Dạng chuyên hóa: Xanthomonas campestris pv. campestris Vi khuẩn X. campestris pv. campestris còn có tên gọi khác là (CABI, 2012): Bacillus campestris Pammel (1895); Pseudomonas campestris (Pammel) Smith (1897); Bacterium campestris (Pammel) Chester (1897); Phytomonas campestris (Pammel) Bergey (1923); Xanthomonas campestris pv. campestris (Dowson) Dye et al. (1980). Các tác giả trên thế giới thường sử dụng thuật ngữ chủng để chỉ các mẫu vi khuẩn X. campestris pv. campestris khác nhau về bất cứ đặc điểm nào như nguồn gốc phân lập, hình thái, sinh học, sinh thái và di truyền. Chủng (strain) của vi khuẩn X. campestris pv. campestris khác nhau tùy thuộc vào cây ký chủ, phân bố, độc tính, mối quan hệ dịch tễ và đặc tính sinh lý của vi khuẩn (Alvarez, 1994). Bên cạnh phương pháp truyền thống xác nòi dựa vào phạm vi ký chủ và dựa vào phản ứng sinh hóa, nhờ thành tựu của sinh học phân tử, ngày nay phân tích ADN trở thành phương pháp chính xác và phù hợp để xác định chủng nhiều loại ký sinh, trong đó có các nòi, chủng của vi khuẩn X. campestris pv. campestris gây bệnh đốm vàng gân đen hại cây họ thập tự. Theo Vicente et al. (2001, 2006), Fargier và Manceau (2007) cho biết, bằng phân tích ADN qua phương pháp RFLP đã xác định vi khuẩn X. campestris được xếp vào 3 nhóm độc tính gây 3 loại bệnh khác nhau trên cây rau họ thập tự gồm: i) Loài X. campestris pv. campestris và loài X. campestris pv. aberrans gây bệnh thối đen; ii) Loài X. campestris pv. raphani gây bệnh đốm lá; iii) Loài X. campestris pv. incanae gây bệnh cháy lá. Bệnh vàng lá đen gân (bệnh thối đen) hại cây rau họ hoa thập tự do loài Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 7 X. campestris pv. campestris gây hại được coi là loài gây hại quan trọng nhất trên cây rau ăn lá như cải bắp, cải thảo, cải ngọt, súp lơ và nhiều loài cây cải hoang dại Brassica spp. (Bradbury, 1986). Vi khuẩn X. campestris pv. campestris bao gồm có 6 nòi (race) từ nòi 1 đến nòi 6, trong đó, nòi 1 và nòi 4 là các nòi quan trọng đối với cây cải bắp Brassica oleracea và các nòi này phân bố rộng rãi ở các vùng trên thế giới (Vicente et al., 2001, Taylor et al., 2002, Ignatov et al., 2007). Cho đến thời gian gần đây, nòi 7 của vi khuẩn X. campestris pv. campestris cũng đã được xác định (Fargier và Manceau, 2007; Jensen et al., 2007, 2010). Tác giả Fargier và Manceau (2007) còn đưa ra nòi 8 và nòi 9 vào hệ thống phân loại đối với các mẫu phân lập có phổ ký chủ hẹp. Theo Bila et al. (2013), nòi 1 của vi khuẩn X. campestris pv. campestris gây hại trên nhiều cây họ hoa thập tự tại Mozambique. Vi khuẩn X. campestris pv. campestris là loài vi khuẩn có dạng hình gậy, thuộc gam âm hiếu khí, kích thước 0,4-0,5 x 0,7-3 µ m, có một lông roi ở đầu, có vỏ nhờn, hảo khí, khuẩn lạc màu vàng, phân giải rất chậm gelatin theo Schaad (1988), phân giải đường glucose, lactose, saccharose tạo ra axit yếu, phân giải tinh bột, không có khả năng khử nitrate, có khả năng tạo khí indole, H2S và NH3, catalase dương tính và oxidase âm tính, vi khuẩn phát triển ở 35°C sản xuất Levan, có khả năng tạo H2S, thủy phân Tween 80, gelatin, esculin có khả năng tạo indol và hydrogen sulfide và phát triển ở 35°C và không phát triển trên môi trường TTC 0,1% và 0,02%. Vi khuẩn sản sinh axit từ đường arabinose, arginine, dulcitol, galactose, d-glucose, maltose, mannose, sorbitol, sucrose (Schaad, 1988; Schaad et al., 2001). Toàn bộ genome của vi khuẩn X. campestris pv. campestris đã được giải mã thành công, đăng ký trên Ngân hàng Gen (GenBank) với các mã số NC_003902, NC_010688 (Qian et al., 2005). 1.1.4. Đặc điểm xâm nhiễm và phát triển của bệnh vi khuẩn vàng lá đen gân (X. campestris pv. campestris) hại cây rau họ hoa thập tự Vi khuẩn xâm nhập vào cây, lá thông qua vết thương tổn gây ra bởi côn trùng, qua mưa, hoặc qua vết thương cơ giới khác, bệnh mở rộng và tiến về trong gân lá, chuyển sang màu vàng nâu và khô. Gân lá bị nhiễm bệnh, thân và rễ chuyển Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 8 sang màu đen. Trên súp lơ, bệnh thường xuất hiện trên những chiếc lá gần trên. Lá bắp cải và súp lơ nhiễm vi khuẩn X. campestris pv. campestris thường còi cọc, chuyển sang màu vàng nâu, héo, trong trường hợp cây có thể chết (Mohammad, 1999; Alvarez, 2000). Vi khuẩn lây lan qua các gân lá vào thân. Một mặt cắt ngang điển hình của một thân cây bị nhiễm bệnh hoặc cuống lá cho thấy một vòng đen do vi khuẩn xâm nhập vào gân lá. Cây bị ảnh hưởng có thể nhanh chóng thối trước khi hoặc sau khi thu hoạch do các sinh vật mềm mục nát thứ cấp. Vi khuẩn mềm thối thường xâm nhập tổn thương đen thối, có mùi hôi. (Mohammad, 1999; Alvarez, 2000). Phạm vi nhiệt độ tối ưu cho vi khuẩn phát triển và phát triển triệu chứng là từ 25°C đến 30°C. Một tốc độ chậm hơn tăng trưởng được quan sát thấy ở nhiệt độ o thấp như 5°C và lên đến 35°C. Tuy nhiên dưới 18 C các cây vẫn bị nhiễm có triệu trứng. Độ ẩm, trời có sương, sương mù, hay mưa là điều kiện thuận lợi cho khả năng lây và phát triển bệnh. Theo các điều kiện tối ưu, các triệu chứng có thể xuất hiện trên các cây 7-14 ngày sau khi nhiễm bệnh. Ở nhiệt độ thấp, các triệu chứng phát triển chậm hơn (Miller et al., 1996; Mohammad, 1999; Alvarez, 2000). Điều kiện ấm áp và ẩm ướt thuận lợi cho vi khuẩn và sự phát triển của bệnh. Độ ẩm là cần thiết cho vi khuẩn X. campestris pv. campestris xâm nhập vào cây, vi khuẩn có thể thông qua các lỗ khí khổng xâm nhập vào cây. Vào mùa xuân, khi cây giống xuất hiện, vi khuẩn chuyển từ lá mầm vào lá non trực tiếp hoặc thông qua các lỗ khí. Các vi khuẩn di chuyển cho đến khi đạt mô mạch và từ đó lan rộng ra. Mầm bệnh lây lan từ cây này sang cây khác bằng nước tưới thiết bị, côn trùng và các động vật khác và trong các loại cây trồng rất nhạy cảm, chẳng hạn như súp lơ, trực tiếp thông qua khí khổng (Mohammad, 1999). Việc sử dụng hạt giống sạch bệnh có ý nghĩa quan trọng đối với sự phát sinh gây hại của bệnh thối đen, một số kết quả thí nghiệm đã cho biết mức độ lây nhiễm ban đầu là 0,5% có thể tăng lên 65% chỉ trong vòng ba tuần (Williams, 1980; Mohammad, 1999). Vi khuẩn X. campestris có thể lây từ hạt giống và tỷ lệ nhiễm là 0,03% nhưng có thể gây ra dịch bệnh và vi khuẩn có thể sống sót trong các tàn dư cây trồng và cây cỏ dại trong thời gian hai năm (Alvarez, 2000; Köhl và van der Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 9 Wolf, 2005). Theo kết quả nghiên cứu của Roberts et al. (2007), sự lây lan của bệnh thối đen hại cây rau họ thập tự có thể được nhiều hơn nữa nhanh hơn, lây lan của mầm bệnh nhanh đến mức trong một thí nghiệm gần như 100% các cây cấy ghép đã bị nhiễm khuẩn trong một khối 15 khay (xấp xỉ khoảng 4.500 cây) sáu tuần sau khi gieo từ một lây nhiễm chính duy nhất. Các cây ký chủ của vi khuẩn X. campestris pv. campestris gồm các cây thuộc họ hoa thập tự, trong đó bao gồm cải bắp, cải xanh, súp lơ, cải xoăn, củ cải, su hào, súp lơ xanh, súp lơ trắng và các cây cải hoang dại. Vi khuẩn tồn tại trong hạt giống cây trồng và các tàn dư còn lại trên đồng ruộng, tồn tại đặc biệt tốt và trong nhiều cỏ dại bao gồm mù tạt đen, mù tạc, su hào, súp lơ, cải xoong (Mohammad, 1999; CABI, 2012; Vicente et al., 2012). Vi khuẩn X. campestris pv. campestris là loài còn có khả năng tồn tại trong đất, lan truyền nhờ nước tưới, nước mưa, gió bụi, qua hạt giống, côn trùng môi giới, tuyến trùng và qua dụng cụ chăm sóc,v.v... (CABI, 2012). 1.1.5. Phương pháp chẩn đoán bệnh vi khuẩn vàng lá đen gân a) Phương pháp chẩn đoán bằng kỹ thuật lam ép Từ các mẫu lá bệnh thu thập trên đồng ruộng, sau đó khử trùng bề mặt lá bệnh bằng cồn 70% và chọn những vết bệnh điển hình bằng dao mổ đã vô trùng. Cắt ngang vết bệnh và đặt vào giọt nước cất vô trùng trên lam kính, sau đó quan sát dịch vi khuẩn trên kính hiển vi (Schaad et al., 2001). b) Các phương pháp chẩn đoán khác Ngoài các phương pháp thông thường dùng trong chẩn đoán, giám định vi khuẩn gây bệnh vàng lá đen gân hại cây rau họ thập tự, hiện nay trên thế giới đã ứng dụng các kỹ thuật phân tử để phát hiện nhanh chóng và chính xác tác nhân gây bệnh như phương pháp phân tích FAME (fatty acid methyl ester), SDS-PAGE (sodium dodecyl sulphate polyacryamide gel electrophoresis), rep-PCR (Repetitiveelement polymerase chain reaction), PCR, Dot-Blot,… (Chitarra et al., 2002; Massomo et al., 2003; Park et al., 2004; Berg et al., 2006; Simões et al., 2007, Zaccardelli et al., 2007; Lema et al., 2012). Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 10 1.1.6. Nghiên cứu về biện pháp phòng chống bệnh vi khuẩn vàng lá đen gân (X. campestris pv. campestris) a) Biện pháp canh tác Biện pháp canh tác là một trong những biện pháp được coi là mang lại hiệu quả kinh tế nhất trong phòng chống bệnh vàng lá đen gân. Trên thế giới, việc chọn lọc và phát triển các giống kháng trong việc kiểm soát bệnh vàng lá đen gân đã thu được nhiều thành công. Tuy nhiên, sự biểu hiện tính kháng chịu ảnh hưởng rất nhiều của các nhân tố môi trường như nhiệt độ, ẩm độ đất, lượng mưa, chu kỳ sáng, …các nguồn phổ biến nhất và có khả năng hữu ích của kháng bệnh vàng lá đen gân xảy ra trong hệ gen cải bắp khác bao gồm Brassica rapa, B.nigra, B.napus, B.carinata và B.juncea. Sử dụng các giống cải bắp kháng bệnh như Tenacity, Gideon, Gloria (Shimelis, 2005). Việc áp dụng các biện pháp luân canh cây trồng không phải là cây ký chủ của vi khuẩn X. campestris pv. campestris đặc biệt là với cây trồng nước được coi là biện pháp hữu hiệu trong việc giảm mật độ vi khuẩn tồn tại trong đất và tàn dư cũng như giúp hạn chế tối đa nguồn bệnh từ vụ trước. Biện pháp xen canh cũng đem lại hiệu quả trong phòng chống bệnh vàng lá đen gân vi khuẩn. Thường xuyên vệ sinh đồng ruộng, nhặt bỏ tàn dư cây bệnh và cây ký chủ của vi khuẩn gây bệnh (Taylor et al., 2002; Seebold et al., 2008). Ngoài ra còn một số biện pháp khác nhằm hạn chế sự phát sinh, phát triển của bệnh như thu hạt giống khỏe, sạch bệnh trên những cây không bị nhiễm bệnh để giống, xử lý hạt giống trước khi gieo trồng. Vi khuẩn gây bệnh vàng lá đen gân có thể tồn tại trên và trong hạt. Xử lý nước nóng có thể được sử dụng để tiêu diệt các vi khuẩn có thể xâm nhiễm được hạt giống. Đối với cải bắp và cải bruxen, ngâm hạt giống trong 25 phút ở 50°C nước, cải thảo, bông cải xanh, súp lơ, cải xoăn, su hào, củ cải, ngâm trong 20 phút ở 50°C nước. Mù tạc, cải xoong và củ cải ngâm trong nước 50°C trong 15 phút (Seebold et al., 2008). b) Biện pháp sinh học Dùng các vi khuẩn đối kháng như Bacillus subtilis R14, B. pumilus C116, B.megaterium pv. cerealis RAB7 và B. cereus C210.,...cũng có tác dụng hạn chế tác Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 11