Tài liệu Nghiên cứu nấm bipolaris oryzae hại hạt giống lúa thu thập tại một số tỉnh phía bắc và ven biển miền trung việt nam[full]

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM TRẦN THỊ HƯNG NGHIÊN CỨU NẤM Bipolaris oryzae HẠI HẠT GIỐNG LÚA THU THẬP TẠI MỘT SỐ TỈNH PHÍA BẮC VÀ VEN BIỂN MIỀN TRUNG VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÀ NỘI, 2015 HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM TRẦN THỊ HƯNG NGHIÊN CỨU NẤM Bipolaris oryzae HẠI HẠT GIỐNG LÚA THU THẬP TẠI MỘT SỐ TỈNH PHÍA BẮC VÀ VEN BIỂN MIỀN TRUNG VIỆT NAM CHUYÊN NGÀNH BẢO VỆ THỰC VẬT MÃ SỐ: 62 62 01 12 Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. NGÔ BÍCH HẢO HÀ NỘI, 2015 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 án là trung thực, khách quan và chưa từng dùng bảo vệ để lấy bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày 1 tháng 11 năm 2015 Tác giả luận án Trần Thị Hưng i LỜI CẢM ƠN Thực hiện đề tài “Nghiên cứu nấm Bipolaris oryzae hại hạt giống lúa thu thập tại một số tỉnh phía Bắc và ven biển miền Trung Việt Nam” tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam và Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống, sản phẩm cây trồng Quốc gia, tôi đã may mắn nhận được rất nhiều sự quan tâm, động viên và giúp đỡ. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban Giám đốc Học viện Nông nghiệp Việt Nam, xin cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của các cán bộ Ban Quản lý đào tạo, Khoa Nông học, Bộ môn Bệnh cây, Trung tâm Nghiên cứu Bệnh cây nhiệt đới. Tôi xin cảm ơn Ban Giám đốc, đồng nghiệp tại Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống, sản phẩm cây trồng Quốc gia tạo điều kiện, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án tại Trung tâm. Trong quá trình thực hiện luận án, tôi đã nhận được nhiều kiến thức quý báu từ các thầy cô của Bộ môn Bệnh cây - Học viện Nông nghiệp Việt Nam, Hội Nghiên cứu bệnh hại thực vật Việt Nam, Hội Bảo vệ thực vật, Viện Bảo vệ thực vật. Tôi trân trọng gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các thầy cô đã giúp tôi hoàn thành các nội dung nghiên cứu. Tôi đặc biệt bày tỏ lòng biết ơn tới PGS.TS Ngô Bích Hảo, người đã tận tâm hướng dẫn và ủng hộ tôi hoàn thành luận án này. Tôi xin cảm ơn các thành viên trong gia đình đã bên tôi, động viên, khích lệ và chia sẻ với tôi mọi khó khăn trong thời gian qua. Tác giả luận án Trần Thị Hưng ii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt vi Danh mục các bảng vii Danh mục các hình x Bản trích yếu luận án tiến sĩ nông nghiệp xii Tóm tắt luận án xiv PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1 1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1 1.2 Mục đích và yêu cầu của đề tài 4 1.3 Những đóng góp mới của đề tài 4 1.4 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 4 1.5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 5 PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 6 2.1 Cơ sở khoa học nghiên cứu nấm B. oryzae hại hạt giống lúa 6 2.2 Những nghiên cứu về nấm B. oryzae ở nước ngoài 7 2.2.1 Tên gọi, vị trí phân loại và phân bố địa lý 7 2.2.2 Hình thái học của nấm B. oryzae 9 2.2.3 Đặc điểm phát sinh phát triển của B. oryzae 11 2.2.4 Biến đổi gen và biến đổi độc tính 15 2.2.5 Quá trình xâm nhiễm và truyền bệnh thông qua hạt giống lúa 17 2.2.6 Biện pháp phòng trừ nấm B. oryzae trên hạt giống lúa 18 2.3 Những nghiên cứu về nấm B. oryzae tại việt nam 25 2.3.1 Nấm B. oryzae gây hại trên đồng ruộng và trên hạt giống lúa 25 2.3.2 Biện pháp phòng trừ nấm B. oryzae trên hạt giống lúa 27 PHẦN 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 31 Vật liệu, thời gian và địa điểm nghiên cứu iii 31 3.1.1 Vật liệu nghiên cứu 31 3.1.2 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 32 3.2 Nội dung nghiên cứu 33 3.2.1 Điều tra tình hình nấm B. oryzae gây hại trên đồng ruộng và trên hạt giống lúa 33 3.2.2 Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học và phân tử của nấm B. oryzae 33 3.2.3 Nghiên cứu đặc điểm gây hại của nấm B. oryzae trên hạt giống lúa 34 3.2.4 Biện pháp phòng trừ nấm B. oryzae hại hạt giống lúa 34 3.3 Phương pháp nghiên cứu 34 3.3.1 Phương pháp điều tra ngoài đồng ruộng 34 3.3.2 Phương pháp lấy mẫu và kiểm nghiệm hạt giống 35 3.3.3 Phương pháp giám định nấm B. oryzae trên hạt giống lúa 38 3.3.4 Phương pháp nghiên cứu đặc điểm sinh học và phân tử của nấm B. oryzae 39 3.3.5 Phương pháp xử lý hạt giống lúa bị nhiễm nấm B. oryzae 45 3.3.6 Phương pháp xử lý hạt giống lúa nhiễm nấm B. oryzae bằng thuốc hóa học trên đồng ruộng 47 3.4 Công thức tính toán 47 3.5 Xử lý số liệu 49 PHẦN 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 50 Kết quả điều tra tình hình nấm B. oryzae gây hại trên đồng ruộng và trên hạt giống lúa 50 4.1.1 Tình hình nấm B. oryzae gây hại trên đồng ruộng từ 2010 - 2012 50 4.1.2 Tình hình nấm B. oryzae gây hại trên hạt giống lúa từ 2010 - 2012 57 4.2 Một số đặc điểm sinh học và phân tử của nấm B. oryzae 64 4.2.1 Một số đặc điểm sinh học của nấm B. oryzae 64 4.2.2 Đặc điểm phân tử của nấm B. oryzae tại vùng gen ITS 74 4.3 Đặc điểm gây hại của nấm B. oryzae trên hạt giống lúa 83 4.3.1 Quá trình xâm nhiễm của nấm B. oryzae vào hạt giống lúa 83 4.3.2 Vị trí tồn tại và gây hại của nấm B. oryzae trên hạt giống lúa 85 4.3.3 Đặc điểm gây hại của nấm B. oryzae trên hạt giống lúa 88 4.3.4 Khả năng gây bệnh của nấm B. oryzae trên cây mầm 91 4.3.5 Ảnh hưởng của nấm B. oryzae đến tỷ lệ nảy mầm và sức sống cây mầm của hạt giống lúa 94 iv 4.3.6 Ảnh hưởng của nguồn nấm B. oryzae được bảo tồn trên hạt giống lúa tới tỷ lệ nảy mầm của hạt giống 97 4.4 Phòng trừ nấm B. oryzae hại hạt giống lúa 98 4.4.1 Biện pháp xây dựng hệ thống quản lý chất lượng hạt giống lúa 98 4.4.2 Biện pháp xử lý hạt giống lúa 103 PHẦN 5 . KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 110 5.1 Kết luận 110 5.2 Kiến nghị 111 Danh mục các công trình đã công bố 113 Tài liệu tham khảo 114 Phụ lục 122 v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ADN Axit Deoxyribonucleic Bp (Base pair) Cặp bazơ nitơ CSB Chỉ số bệnh ITS (internally transcribed spacers) Vùng liên gien MBBT Mầm bất bình thường MBT Mầm bình thường MEA (Malt extract, peptone, glucose, agar) Môi trường có thành phần mạch nha, pepton, đường gluco, thạch PCR (Polymerase Chain Reaction) Phản ứng trùng hợp chuỗi PGA (Potato, glucose, agar) Môi trường có thành phần khoai tây, đường gluco, thạch RBLA (Rice bran, leaf, agar) Môi trường có thành phần cám gạo, lá lúa, thạch RLA (Rice leaf, agar) Môi trường có thành phần lá lúa, thạch RLPA (Rice leaf, Potato, agar) Môi trường có thành phần lá lúa, khoai tây, thạch RPA (Rice polish, agar) Môi trường có thành phần gạo, thạch RTA (Rice traw, agar) Môi trường có thành phần bẹ lúa, thạch TLB Tỷ lệ bệnh WA (Water agar) Môi trường có thành phần nước cất, thạch vi DANH MỤC CÁC BẢNG STT 2.1 Tên bảng Trang Kích thước cành bào tử và bào tử của nấm B. oryzae tại các địa điểm nghiên cứu 3.1 10 Nguồn gốc các mẫu hạt giống lúa thu thập tại các tỉnh phía Bắc và ven biển miền Trung 4.1 31 Mức độ nhiễm nấm B. oryzae trên các ruộng giống lúa thuần sản xuất tại Văn Lâm, Hưng Yên vụ xuân và vụ mùa từ năm 2010 đến 2012 4.2 Mức độ nhiễm nấm B. oryzae trên hạt giống lúa thuần sản xuất tại Văn Lâm, Hưng Yên từ năm 2010 đến 2012 4.3 53 Mức độ nhiễm nấm B. oryzae trên các ruộng giống lúa lai sản xuất tại Văn Lâm, Hưng Yên vụ xuân và vụ mùa từ năm 2010 đến 2012 4.4 55 Mức độ nhiễm nấm B. oryzae trên hạt giống lúa lai sản xuất tại Văn Lâm, Hưng Yên từ năm 2010 đến 2012 4.5 52 56 Tình hình nhiễm nấm B. oryzae trên hạt giống lúa thuần thu thập tại các tỉnh phía Bắc và ven biển miền Trung sản xuất trong vụ xuân từ năm 2010 đến 2012 4.6 57 Tình hình nhiễm nấm B. oryzae trên hạt giống lúa thuần thu thập tại các tỉnh phía Bắc và ven biển miền Trung sản xuất trong vụ mùa từ năm 2010 đến 2012 4.7 58 Tình hình nhiễm nấm B. oryzae trên hạt giống lúa lai thu thập các tỉnh phía Bắc và ven biển miền Trung trong vụ xuân từ năm 2010 đến 2012 4.8 Tình hình nhiễm nấm B. oryzae trên hạt giống lúa lai thu thập các tỉnh phía Bắc và ven biển miền Trung trong vụ mùa từ năm 2010 năm 2012 4.9 62 Ảnh hưởng của chế độ canh tác tới tỷ lệ hạt nhiễm nấm B. oryzae của giống lúa Hương thơm số 1 4.11 61 Mức độ nhiễm nấm B. oryzae trên hạt giống lúa Hương thơm số 1 thu thập tại một số vùng sinh thái nông nghiệp 4.10 60 63 Ảnh hưởng của địa hình canh tác đến tỷ lệ hạt nhiễm nấm B. oryzae trên giống Hương thơm số 1 64 vii 4.12 Đặc điểm của nấm B. oryzae khi phát triển trên môi trường PGA 4.13 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của nấm B. oryzae trên môi 65 trường PGA 70 4.14 Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến sự phát triển của nấm B. oryzae 71 4.15 Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến khả năng sinh bào tử của nấm B. oryzae 72 4.16 Biến động về tỷ lệ hạt giống lúa nhiễm B. oryzae trong quá trình bảo quản 73 4.17 Ảnh hưởng của hàm lượng amylose, protein đến tỷ lệ hạt nhiễm nấm B. oryzae trên các giống lúa thuần 4.18 74 Nguồn gốc các mẫu nấm B. oryzae trên hạt giống lúa thu thập tại các tỉnh phía Bắc và ven biển miền Trung 4.19 76 Kết quả giải trình tự vùng ITS của 10 mẫu nấm B. oryzae thu thập tại các tỉnh phía Bắc và ven biển miền Trung 78 4.20 Nguồn gốc các mẫu nấm B. oryzae phân lập từ hạt giống lúa 78 4.21 Kết quả tìm kiếm các trình tự gần gũi trên GenBank 79 4.22 Nguồn gốc các trình tự trên thế giới gần gũi nhất với trình tự của các mẫu nấm nghiên cứu 4.23 80 Mức đồng nhất trình tự vùng ITS (%) của mẫu nấm B. oryzae phân lập từ hạt giống lúa tại Việt Nam với các mẫu Bipolaris trên ngân hàng gen 4.24 Kết quả điều tra mức độ nhiễm nấm B. oryzae ở các giai đoạn hình thành hạt trên đồng ruộng tại Thái Bình vụ mùa năm 2012 4.25 81 83 Kết quả theo dõi mức độ nhiễm nấm B. oryzae ở các giai đoạn hình thành hạt trên đồng ruộng tại Thái Bình vụ mùa năm 2012 84 4.26 Vị trí tồn tại của nấm B. oryzae trên hạt giống lúa 86 4.27 Sự phát triển của nấm B. oryzae trên bề mặt hạt 88 4.28 Khả năng gây bệnh của nấm B. oryzae trên giống Hương thơm số 1 92 4.29 Mức độ phát triển của bệnh tiêm lửa do nấm B. oryzae gây ra trên lá một số giống lúa sau 7 ngày lây nhiễm 93 4.30 Mối liên quan giữa tỷ lệ nảy mầm với tỷ lệ hạt nhiễm B. oryzae 95 4.31 Ảnh hưởng của tỷ lệ hạt nhiễm B. oryzae đến tỷ lệ nảy mầm của giống 4.32 Hương thơm số 1 95 Ảnh hưởng của sự phát triển của nấm B. oryzae trên hạt đến sức sống cây mầm 97 viii 4.33 Tỷ lệ nảy mầm của giống Hương thơm số 1 nhiễm B. oryzae qua thời gian bảo quản 4.34 98 Ảnh hưởng của cấp giống tới mức độ nhiễm nấm B. oryzae trên các giống lúa thuần 99 4.35 Ảnh hưởng của quá trình phơi, sấy tới tỷ lệ hạt nhiễm nấm B. oryzae 101 4.36 Ảnh hưởng của quá trình làm sạch tới tỷ lệ hạt nhiễm nấm B. oryzae 102 4.37 Kết quả xử lý hạt giống Bao thai lùn nhiễm nấm B. oryzae bằng nước muối, nước nóng 4.38 103 Kết quả xử lý hạt giống lúa Bao thai lùn bị nhiễm nấm B. oryzae bằng dịch chiết thực vật 4.39 104 Ảnh hưởng của thuốc hóa học đến sự phát triển của nấm B. oryzae trên môi trường PGA 4.40 106 Kết quả xử lý hạt giống lúa Bao thai lùn bị nhiễm nấm B. oryzae bằng thuốc hóa học 4.41 107 Kết quả xử lý hạt giống lúa Hương thơm số 1 bị nhiễm nấm B. oryzae bằng thuốc hóa học gieo cấy trên đồng ruộng ix 108 DANH MỤC CÁC HÌNH STT Tên hình Trang 2.1 Bản đồ phân bố trên thế giới của nấm B. oryzae 9 2.2 Bào tử và cành bào tử của nấm B. oryzae 10 2.3 Nấm B. oryzae trên môi trường PGA 12 2.4 Kiểu nảy mầm của nấm B. oryzae trên môi trường RFA 13 2.5 Các dạng cây mầm không bình thường do nấm B. oryzae gây ra 14 2.6 Sơ đồ mô tả vùng địa lý là một yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc gen của nấm B. oryzae 16 2.7 Phân cấp mức độ gây hại của nấm trên hạt 18 2.8 Cơ chế xâm nhập và cơ chế kháng của cây lúa đối với C. miyabeanus 25 3.1 Sơ đồ minh họa các cụm gen rDNA của sinh vật nhân thật 40 4.1 Triệu chứng nấm B. oryzae gây hại trên lúa 51 4.2 Triệu chứng bệnh do nấm B. oryzae gây hại trên hạt giống lúa 54 4.3 Tình hình nhiễm nấm của hạt giống lúa thu thập từ ruộng có B. oryzae gây hại 56 4.4 Đặc điểm phát triển của nấm B. oryzae trên môi trường PGA 64 4.5 Đặc điểm hình thái của nấm B. oryzae trên môi trường PGA 67 4.6 Bào tử nấm B. oryzae nảy mầm sau 2 giờ 68 4.7 Hình dạng của sợi nấm B. oryzae trong quá trình phát triển 69 4.8 Sản phẩm PCR của nấm B. oryzae 77 4.9 Phân tích phả hệ dựa trên trình tự toàn bộ vùng ITS của các mẫu nấm B. oryzae thu thập tại các tỉnh phía Bắc và ven biển miền Trung 82 4.10 Tỷ lệ nhiễm nấm B. oryzae tại các giai đoạn tạo hạt 85 4.11 Vị trí nấm B. oryzae tồn tại và gây hại trên hạt giống lúa HT1 86 4.12 Nấm B. oryzae gây hại phôi hạt giống lúa HT1 88 4.13 Các dạng cây mầm hạt giống lúa HT1 bị nấm B. oryzae gây hại 90 4.14 Triệu chứng bệnh do nấm B. oryzae gây ra trên cây mầm 91 4.15 Lây bệnh nhân tạo với nấm B. oryzae và triệu chứng bệnh trên mạ 10 ngày tuổi 91 4.16 Khả năng gây hại của nấm khi nằm trong hạt và bám ngoài vỏ hạt 94 x 4.17 Hạt giống lúa nhiễm nấm B. oryzae trong quá trình kiểm tra tỷ lệ nảy mầm trong phòng và ngoài đồng 96 4.18 Ảnh hưởng của quá trình phơi sấy đến tỷ lệ hạt mang nấm B. oryzae 4.19 Sự phát triển của nấm B. oryzae trên môi trường PGA có Cruiser Plus 4.20 101 312,5FS 105 Hạt giống lúa được xử lý bằng Till Super 300EC 107 xi TRÍCH YẾU LUẬN ÁN 1. Tên tác giả: Trần Thị Hưng 2. Tên luận án: Nghiên cứu nấm Bipolaris oryzae hại hạt giống lúa thu thập tại các tỉnh phía bắc và ven biển miền trung Việt Nam. 3. Chuyên ngành: Bảo vệ thực vật; Mã số chuyên ngành: 62.62.01.12 4. Cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam 5. Mục đích và đối tượng nghiên cứu của luận án - Mục đích: Nghiên cứu xác định khả năng lan truyền, gây hại của nấm Bipolaris oryzae trên hạt giống lúa và các giải pháp phòng chống bệnh tại các tỉnh phía Bắc và ven biển Miền Trung Việt Nam. - Đối tượng nghiên cứu: Hạt giống lúa trồng phổ biến trong sản xuất và các nguồn nấm Bipolaris oryzae gây hại trên hạt thu thập tại các tỉnh phía bắc và ven biển miền trung Việt Nam. 6. Nội dung nghiên cứu - Điều tra tình hình bệnh tiêm lửa lúa do Bipolaris oryzae gây hại trên đồng ruộng và trên hạt giống lúa - Nghiên cứu một số đặc điểm hình thái và sinh học của nấm Bipolaris oryzae - Nghiên cứu quá trình nấm Biolaris oryzae xâm nhiễm và gây hại hạt giống lúa - Nghiên cứu đặc điểm phân tử của nấm Biolaris oryzae tren vùng gene ITS - Xử lý hạt giống lúa phòng trừ nấm bệnh 7. Các phương pháp nghiên cứu chính đã sử dụng - Phương pháp điều tra theo QCVN 01-38:2010/BNNPTNT. - Phương pháp lấy mẫu hạt giống theo TCVN 8548:2011/BNNPTNT. - Phương pháp kiểm nghiệm hạt giống theo ISTA (2010). - Hai mồi ITS4 và ITS5 (White et al., 1990) đã được sử dụng để nhân toàn bộ vùng ITS của các mẫu nấm. - Tìm kiếm cơ sở dữ liệu Genbank bằng phần mềm trực tuyến BLAST tại NCBI (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/) - Giám định nấm trên hạt giống lúa theo Mathur S.B và Olga K. (2003). - Số liệu được xử lý bằng phần mềm Microsoft Excel, phân tích phương sai (ANOVA). xii 8. Các kết quả nghiên cứu chính đã đạt được - Xác định được thực trạng, mức độ tác hại của bệnh do nấm Bipolaris oryzae gây hại trên đồng ruộng tại Hưng yên và hại hạt giống lúa thu thập tại các tỉnh phía bắc và ven biển miền trung Việt Nam; - Xác định được quá trình xâm nhiễm của nấm Bipolaris oryzae vào hạt giống lúa và ảnh hưởng của nấm tới khả năng nảy mầm của hạt giống; - Xác định được một số đặc điểm hình thái, đặc tính sinh học nấm Bipolaris oryzae hại hạt giống lúa; - Xác định được kết quả bước đầu trong nghiên cứu về đặc điểm phân tử nấm Bipolaris oryzae trên vùng gene ITS của các nguồn nấm thu thập từ các vùng sinh thái và từ các giống lúa khác nhau; - Xác định được một số biện pháp hạn chế lây lan và gây hại của nấm Bipolaris oryzae trên hạt giống lúa. xiii THESIS ABSTRACT 1. Name of PhD student: TRAN THI HUNG 2. Name of the thesis: Study Bipolaris oryzae Cause Disease in Rice Seed Colleted from the North and Middle Coast of Viet Nam 3. Major: Plant Protection Code: 62.62.01.12 4. Training institutions: Vietnam National University of Agricultural 5. Introduction of thesis: Bipolaris oryzae caused disease in seeds has been studied in many years, causing rice damage especially during seed germinaton (S.H.Ou, 1985). In Vietnam, there are two ways to plant rice seed: sowing seed in nursery to transplant seedlings and sowing directly on the field. Both methods can be affected in fungus known as the seed-born disease. During soaking and incubating seed, fungi will develop in rice seed and creating secondary infection. On the field, method of sowing seed in nursery will cause lack of seedlings or using higher amount of rice seed. For sowing seed directly on the field, fungi will cause losing plants leading to increase labour to re-plant or reducing yield. 6. Materials - Rice seeds. - Bipolaris oryzae caused disease in seeds. 7. Methods - QCVN 01-38:2010/BNNPTNT. - TCVN 8548:2011/BNNPTNT. - Seed Testing - ISTA (2010). - Amplification and direct sequencing of fungal ribosomal RNA genes for phylogenetics, PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications (White et al., 1990). - BLAST finds regions of similarity between biological sequences. - A manual on common laboratory seed health testing methods for detecting fungi (Mathur S.B and Olga K., 2003). - Datas analysis by Microsoft Excel and ANOVA. xiv 8. New academic and reasoning contribution of the thesis: - Adding data in level damage of Bipolaris oryzae on the field and rice seed production in Vietnam. - Adding more biological chacteristic and adding the first reseaching results in genetic diversity of collected fungi sources from different biographies and different rice varieties. - Adding methods to limit Bipolaris oryzae spreading and causing damage on seedlings. xv PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Không dễ để nhận thấy nấm Bipolaris oryzae Breda de Haan Shoemaker (B. oryzae) gây hại trên hạt giống hay lây nhiễm làm giảm sản lượng của cây lúa trên đồng ruộng. Tuy nhiên, có thể nhận thấy B. oryzae đã phá hủy biểu mô của hạt, làm giảm sức sống của cây mầm (Neergaard, 1966). B. oryzae là nấm gây hại hạt giống lúa tiêu biểu có thể tồn tại bên trong hạt rất nhiều năm, nấm có thể gây chết hoặc tạo ra vết bệnh trên cây mầm (Ou, 1985). B. oryzae có thể tồn tại trên cây lúa trong tất cả các giai đoạn phát triển, nấm có thể gây hại trên lá mầm, phiến lá, bẹ lá, cổ bông, hạt và phôi. Trên cây mạ, nấm B. oryzae có thể gây ra các triệu chứng thối vòng quanh lá mầm hoặc làm biến dạng lá sơ cấp và thứ cấp. B. oryzae cũng có thể xâm nhập vào hạt lúa qua lớp vỏ, là nguyên nhân gây ra hiện tượng “pecky rice”một thuật ngữ chỉ hạt bị đốm và biến màu (Webster and Gunnel, 1992). Nấm B. oryzae đã không được chú ý nhiều trong thời gian gần đây do không gây thiệt hại nặng về năng suất và kinh tế, B. oryzae cũng không gây thành dịch hại như một số loài nấm khác, tuy nhiên B. oryzae được coi là nấm gây bệnh trên lúa của nông dân nghèo ở những vùng đất bị khô hạn và đất nghèo dinh dưỡng (Zadoks, 2002). B. oryzae là nguyên nhân chính gây ra tỷ lệ nảy mầm thấp của các lô hạt giống lúa khi gieo trồng tại một số tỉnh phía Bắc và ven biển miền Trung Việt Nam. B. oryzae được tìm thấy trên tất cả các mẫu hạt giống lúa không đạt yêu cầu về tỷ lệ nảy mầm theo quy chuẩn kỹ thuật Việt Nam từ năm 1998 đến 2008. B. oryzae đã gây ra hiện tượng hạt bị chết trước khi nảy mầm và cây mầm không bình thường do nhiễm B. oryzae sơ cấp hoặc thứ cấp (Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống, sản phẩm cây trồng Quốc gia, 1998- 2008). Các nghiên cứu về bệnh hạt giống thời điểm này của Trường Đại học Cần Thơ, Trường Đại học Nông Lâm Huế, Viện nghiên cứu Lúa đồng bằng sông Cửu Long cũng cho rằng B. oryzae có ảnh hưởng tới tỷ lệ nảy mầm của hạt giống lúa và giai đoạn mạ trên đồng ruộng tại các tỉnh phía Nam. Các kết quả nghiên cứu cũng cho thấy nấm B. oryzae không gây ra thiệt hại nặng về năng suất nhưng đã gây thiệt hại về số lượng và chất lượng hạt giống lúa. Quá trình phát triển và gây hại của nấm B. oryzae tại Việt Nam có thể nói đã trải qua hai giai đoạn. Giai đoạn 1 là trong những năm từ giữa đến cuối thế kỷ 20, với bộ giống lúa cũ và phương thức canh tác chưa được cải tiến, nấm B. oryzae gây 1 hại trên đồng ruộng tương đối phổ biến. Các kết quả nghiên cứu khoa học trong thời gian này thường tập trung trên đồng ruộng với quá trình gây hại trên bộ lá của cây lúa. Các biện pháp phòng trừ cũng tập trung trên đồng ruộng, các nghiên cứu về tác hại của nấm trên hạt và quá trình truyền bệnh qua hạt chưa nhiều. Đây là giai đoạn đã đưa bệnh do nấm B. oryzae gây ra vào danh sách những bệnh được quan tâm trên cây lúa, bệnh tiêm lửa. Giai đoạn 2 là vào những năm đầu của thế kỷ 21. Quá trình chọn tạo giống ở Việt Nam ở giai đoạn này đã phát triển rất nhanh chóng. Nhiều giống lúa mới đã được công nhận và đưa vào sản xuất với các đặc tính nông sinh học đa dạng, phong phú. Bệnh do nấm B. oryzae gây ra được kiểm soát thông qua quá trình khảo nghiệm, là 1 trong 29 tính trạng của các giống lúa mới chọn tạo bắt buộc phải được đánh giá trong quá trình khảo nghiệm giá trị canh tác và giá trị sử dụng theo quy định của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn. Bên cạnh đó phương thức sản xuất lúa được hiện đại hóa, các loại nấm bệnh gây hại trên đồng ruộng trong đó có B. oryzae đã được kiểm soát nên hạn chế được khả năng gây hại trong quá trình phát triển của cây lúa. Trong thời gian này, được chính phủ Đan Mạch trợ giúp, các nghiên cứu về bệnh hạt giống đã cho thấy nấm B. oryzae có ý nghĩa rất lớn trong việc gây hại trên hạt giống lúa. Trong những năm gần đây, trên một số giống lúa đang trồng phổ biến tại các tỉnh phía Bắc, B. oryzae đã gây hại trở lại trên đồng ruộng. Hiện tượng này đã tạo ra sự lo ngại cho các cơ quan quản lý, công ty sản xuất giống và nông dân. Khi sản xuất vụ mới, nhu cầu hạt giống lúa rất lớn, việc sử dụng hạt giống vụ trước trồng ở vụ sau rất khó khăn do áp lực về thời gian. Thời gian từ khi thu hoạch vụ này để chuyển sang gieo trồng vụ mới (thời gian chuyển vụ) quá ngắn làm cho việc chuẩn bị hạt giống để bán trên thị trường không kịp. Một số giống chưa hết thời gian ngủ nghỉ khi được bán tới tay người sử dụng cũng sẽ ảnh hưởng đến chất lượng hạt giống và quá trình kinh doanh. Để khắc phục tình trạng này các công ty đã sử dụng ưu thế sẵn về chênh lệch thời vụ giữa các tỉnh miền Trung và miền Bắc để sản xuất hạt giống tại miền Trung để cung cấp cho các tỉnh phía Bắc. Tại miền Trung, nấm B. oryzae khá phổ biến trên đồng ruộng nên quá trình vận chuyển hạt giống được sản xuất tại đây đi các địa phương khác đã tạo điều kiện cho B. oryzae phát triển ở nơi hạt giống đến. Các công ty cung cấp hạt giống lúa cho rằng đây là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng nấm B. oryzae xuất hiện trở lại trên đồng ruộng tại các tỉnh phía Bắc. Ngoài ra việc tích lũy bệnh sau một vài vụ do sự tồn tại của nấm B. oryzae trên đồng ruộng có thể đã tạo điều kiện cho nấm xâm nhiễm vào hạt. Nấm B. 2 oryzae lan truyền thông qua hạt giống không tạo ra quá trình lây lan mạnh trên đồng ruộng để tạo thành dịch như Pyricularia oryzae hay một số nấm khác nhưng B. oryzae tồn tại trên hạt cũng là một mắt xích trong quá trình duy trì sự có mặt và truyền bệnh từ vụ trước tới vụ sau. Quá trình trao đổi mua bán hạt giống diễn ra rất thường xuyên và dễ dàng trong khi việc quản lý bệnh trên hạt giống chưa được quan tâm. Đối với nấm B. oryzae lan truyền qua hạt giống hiện cũng chưa có tiêu chuẩn cụ thể về tỷ lệ hạt nhiễm nấm là bao nhiêu thì lô hạt giống đạt yêu cầu làm giống và được phép lưu thông trên thị trường. Chất lượng hạt giống lúa hiện nay rất được quan tâm và được quản lý theo quy chuẩn Quốc gia. Hạt giống lúa chất lượng tốt có thể được bán với giá cao hơn 20 lần giá lúa thương phẩm. Hạt giống lúa ngoài ưu điểm vượt trội về năng suất hay chất lượng thì phải đáp ứng các yêu cầu đặt ra về độ ẩm, độ sạch, hạt khác giống và tỷ lệ nảy mầm. Trong các chỉ tiêu trên tỷ lệ nảy mầm là quan trọng nhất, tỷ lệ nảy mầm của một lô hạt giống được yêu cầu tối thiểu phải đạt 80% và không bị giảm trong thời gian trước khi đem đi gieo trồng. Để đảm bảo tỷ lệ nảy mầm cao, lô hạt giống lúa phải được loại bỏ các yếu tố có khả năng gây bệnh hoặc bản thân hạt giống sạch bệnh không mang nguồn bệnh cả ở bên trong hay bám ngoài vỏ. Giảm năng suất, tăng công lao động là yếu tố phải được hạn chế. Tại Việt Nam, sản xuất lúa thường bằng hai hình thức: gieo mạ sau đó cấy chuyển ra ruộng và gieo sạ trực tiếp trên đồng ruộng. Cả hai phương pháp này đều có khả năng bị ảnh hưởng do hạt giống bị nhiễm B. oryzae gây ra. Đối với hình thức gieo mạ, tình trạng thiếu mạ xảy ra do hạt giống bị chết bởi B. oryzae. Đối với hình thức gieo sạ, B. oryzae có thể gây mất khoảng dẫn tới tăng công lao động cấy dặm hoặc bị giảm năng suất khi không bù được khoảng mất cây. Với diện tích trồng lúa khoảng 8 triệu ha của Việt Nam, nếu kiểm soát được khả năng gây hại của nấm B. oryzae thì sẽ tiết kiệm được một lượng rất lớn hạt giống lúa. Sử dụng hạt giống lúa có chất lượng tốt trong dự trữ Quốc gia phải được đạt lên hàng đầu. Hạt giống lúa với mục đích dự trữ Quốc gia hiện nay chưa được kiểm soát tỷ lệ hạt nhiễm nấm B. oryzae trước khi đem vào kho dự trữ. Các lô hạt giống lúa có thể bị giảm tỷ lệ nảy mầm và sức sống của cây mầm do nấm B. oryzae. Sử dụng các lô hạt giống này trong các trường hợp khẩn cấp sẽ gây ra hậu quả rất khó lường. Ví dụ sau thiên tai, gieo trồng các lô hạt giống có tỷ lệ nảy mầm thấp sẽ rất khó khắc phục do thời vụ đã muộn. 3