nghiên cứu khả năng sử dụng chất kích kháng trong phòng trừ bệnh hại trên cây cà chua tại hà nội
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.45 MB, 84 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
------------------
NGHIÊM THU HÀ
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CHẤT
KÍCH KHÁNG TRONG PHÒNG TRỪ BỆNH HẠI
TRÊN CÂY CÀ CHUA TẠI HÀ NỘI
LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP
HÀ NỘI – 2011
BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
------------------
NGHIÊM THU HÀ
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CHẤT
KÍCH KHÁNG TRONG PHÒNG TRỪ BỆNH HẠI
TRÊN CÂY CÀ CHUA TẠI HÀ NỘI
LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP
Chuyên ngành: Bảo vệ thực vật
Mã số: 60.62.10
Người hướng dẫn khoa học: TS. TRẦN NGUYỄN HÀ
HÀ NỘI - 2011
LỜI CAM ðOAN
Tôi xin cam ñoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là
trung thực và chưa hề ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào.
Tôi xin cam ñoan mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn ñã ñược
cảm ơn và các thông tin trích dẫn ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày tháng năm 2011
Tác giả
Nghiêm Thu Hà
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………….
i
LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình thực hiện ñề tài tôi ñã gặp rất nhiều khó khăn,
vướng mắc nhưng ñược sự ñộng viên về tinh thần, sự giúp ñỡ về kiến thức
của các Thầy cô, gia ñình, bạn bè, ñồng nghiệp … ñến nay tôi ñã hoàn
thành ñề tài, Tôi xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn chân thành ñến:
TS,Trần Nguyễn Hà, Thầy ñã hướng dẫn và chỉ bảo tận tình cho tôi
trong suốt quá trình tôi thực hiện ñề tài,
Các Thầy, Cô trong Bộ môn Bệnh cây - Nông dược, Khoa Nông học,
trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội nhiệt tình giúp ñỡ tôi,
Các anh chị Trạm BVTV Hoài ðức ñã tạo ñiều kiện về thời gian và
giúp ñỡ kỹ thuật trong suốt quá trình thực hiện ñề tài,
Ông Tạ Công Chín chủ nhiệm HTX ðồng Nhân và ông Trịnh Quang
Soạn xã viên HTX ðồng Nhân, xã ðông La, huyện Hoài ðức ñã hết sức
giúp ñỡ tôi,
Tôi xin trân trọng cảm ơn !
Hà Nội, ngày tháng năm 2011
Tác giả
Nghiêm Thu Hà
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………….
ii
MỤC LỤC
LỜI CAM ðOAN
i
LỜI CẢM ƠN
ii
MỤC LỤC
iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
vi
DANH MỤC BẢNG
vii
DANH MỤC HÌNH
ix
I. MỞ ðẦU
1
1.1. Tính cấp thiết của ñề tài
1
1.2 Mục ñích và yêu cầu của ñề tài
3
1.2.1 Mục ñích của ñề tài
3
1.2.2 Yêu cầu của ñề tài
3
II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
4
2.1 Cơ sở khoa học
4
2.1.1 Cơ chế tính kháng của thực vật
4
2.1.2. Tính kháng bệnh ñược xếp theo hai nhóm cơ chế: Kháng bệnh
thụ ñộng và kháng bệnh chủ ñộng (Phạm Văn Kim, 2002)
6
2.1.3. Kích thích tính kháng bệnh thực vật
7
2.2. Tình hình nghiên cứu chất kích kháng thực vật (plants elicitor) trên
thế giới.
15
2.3. Tình hình nghiên cứu chất kích kháng thực vật (plants elicitor)
trong nước.
16
III. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
20
NGHIÊN CỨU
20
3.1 ðối tượng, thời gian và ñịa ñiểm nghiên cứu
20
3.2 Vât liệu nghiên cứu
20
3.3 Dụng cụ thí nghiệm
20
3.4 Nội dung nghiên cứu
21
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………….
iii
3.5 Phương pháp nghiên cứu
21
3.5.1. Phương pháp ñiều tra ngoài ñồng ruộng
21
3.5.2. Phương pháp nghiên cứu trong phòng
21
3.5.3. Phương pháp nghiên cứu trong nhà lưới
23
3.5.4. Phương pháp bố trí thí nghiệm ngoài ñồng ruộng
24
3.6. Các chỉ tiêu theo dõi và xử lý số liệu
25
3.6.1. Các chỉ tiêu theo dõi
25
3.6.2. Xử lý số liệu
26
IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
27
4.1. Tình hình bệnh hại trên cây cà chua năm 2011 tại Hà Nội
27
4.1.1. Tình hình bệnh hại cà chua vụ xuân hè 2011 tại Hà Nội
27
4.1.2. Diễn biến bệnh ñốm vòng hại cà chua do nấm A. solani gây ra
trên các chân ruộng khác nhau vụ xuân hè tại Hoài ðức, Hà Nội
28
4.1.3. Diễn biến tình hình bệnh ñốm vòng do nấm A. solani gây ra trên
các giống cà chua vụ xuân hè 2011 tại Hà Nội
30
4.2. Kết quả thử nghiệm Bion 200ppm, SA 1000 ppm, CuCl2 0,05 mM,
Phytoxin VS trên lá cà chua HT9 trong nhà lưới
31
4.2.1. Kết quả thử nghiệm Bion 200ppm ñối với nấm A. solani gây
bệnh ñốm vòng trên lá cà chua HT9
31
4.2.2. Kết quả thử nghiệm SA 1000ppm ñối với nấm A. solani gây bệnh
ñốm vòng trên lá cà chua HT9.
36
4.2.3. Kết quả thử nghiệm CuCl2 0,05mM ñối với nấm A. solani gây
bệnh ñốm vòng trên lá cà chua HT9
41
4.2.4. Kết quả thử nghiệm Phytoxin VS ñối với nấm A. solani gây bệnh
ñốm vòng trên lá cà chua HT9
45
4.3. Ảnh hưởng của các chất kích kháng Bion 200ppm, SA 1000 ppm,
CuCl2 0,05 mM, Phytoxin VS ñến bệnh ñốm vòng do nấm A.solani gây
ra trên lá cà chua HT9
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………….
49
iv
4.4. Kết quả nghiên cứu ngoài ñồng.
54
4.4.1. Kết quả nghiên cứu tại Hoài ðức, Hà Nội.
54
4.4.2. Kết quả nghiên cứu tại Long Biên, Hà Nội
56
V. KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ
58
5.1. Kết luận
58
5.2. ðề nghị
59
TÀI LIỆU THAM KHẢO
62
PHỤ LỤC
65
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………….
v
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
TT
Ký hiệu
Tên ñầy ñủ
1
mM
: Milimol (1mM = 10-3M)
2
ppm
: Phần triệu
3
SA
: Salicylic acid
4
CuCl2
: Clorua ñồng
5
NST
: Ngày sau trồng
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………….
vi
DANH MỤC BẢNG
STT
Tên bảng
Trang
4.1. Thành phần và mức ñộ phổ biến của bệnh hại cà chua vụ xuân hè
2011 tại Hà Nội
27
4.2. Diễn biến bệnh ñốm vòng hại cà chua do nấm A. solani gây ra trên
các chân ruộng khác nhau vụ xuân hè tại Hà Nội
29
4.3. Diễn biến tình hình bệnh ñốm vòng do nấm A. solani gây ra trên các
giống cà chua vụ xuân hè 2011 tại Hà Nội
30
4.4. Ảnh hưởng của Bion 200ppm ñến kích thước vết bệnh ñốm vòng trên
lá cà chua HT9 do nấm A. solani gây ra
32
4.5. Hiệu quả phòng trừ của Bion 200ppm ñến kích thước vết bệnh ñốm
vòng trên lá cà chua HT9 do nấm A. solani gây ra
34
4.6. Ảnh hưởng của SA 1000ppm ñến ñường kính vết bệnh ñốm vòng
trên lá cà chua HT9 do nấm A. solani gây ra
36
4.7. Hiệu quả phòng trừ của SA 1000ppm ñến kích thước vết bệnh ñốm
vòng trên lá cà chua HT9 do nấm A. solani gây ra
38
4.8. Ảnh hưởng của CuCl2 0,05mM ñến kích thước vết bệnh ñốm vòng
trên lá cà chua HT9 do nấm A. solani gây ra
41
4.9. Hiệu quả phòng trừ của CuCl2 0,05mM ñến kích thước vết bệnh ñốm
vòng trên lá cà chua HT9 do nấm A. solani gây ra
42
4.10. Ảnh hưởng của Phytoxin VS ñến kích thước vết bệnh ñốm vòng trên
lá cà chua HT9 do nấm A. solani gây ra
45
4.11. Hiệu quả phòng trừ của Phytoxin VS ñến kích thước vết bệnh ñốm
vòng trên lá Phytoxin VS do nấm A. solani gây ra
47
4.12. Ảnh hưởng của Bion 200ppm, SA 1000 ppm, CuCl2 0,05 mM,
Phytoxin VS ñến kích thước vết bệnh ñốm vòng trên lá cà chua HT9
do nấm A. solani gây ra
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………….
50
vii
4.13. Hiệu quả phòng trừ của Bion 200ppm, salicylic acid 1000 ppm,
ñồng clorua 0,05 mM, Phytoxin VS ñến kích thước vết bệnh ñốm
vòng trên lá cà chua do nấm A. solani gây ra
52
4.14. Thành phần và mức ñộ bệnh hại cà chua Mỹ 902 tại HTX ðồng
Nhân, xã ðông La, Hoài ðức, Hà Nội
54
4.15. Ảnh hưởng của các chất kích kháng ñến số quả trên cây cà chua Mỹ
902 ñã ñược xử lý các chất kích kháng
55
4.16. Thành phần và mức ñộ bệnh hại trên cây cà chua HT9 tại Giang
Biên, Long Biên, Hà Nội
56
4.17. Ảnh hưởng của các chất kích kháng ñến số quả trên cây cà chua
HT9 ñã ñược xử lý các chất kích kháng tại ruộng thí nghiệm ở Giang
Biên, Long Biên, Hà Nội
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………….
57
viii
DANH MỤC HÌNH
STT
Tên hình
Trang
2.1. Phản ứng của thực vật sau sự tương tác giữa các gen trội của ký chủ
và ký sinh
2.2. Quá trình sinh tổng hợp Salicylic acid trong thực vật
5
5
4.1. Hiệu quả phòng trừ của Bion 200ppm ñến kích thước vết bệnh ñốm
vòng trên lá cà chua HT9 do nấm A. solani gây ra
34
4.2. Hiệu quả phòng trừ của SA 1000ppm ñến kích thước vết bệnh ñốm
vòng trên lá cà chua HT9 do nấm A. solani gây ra
39
4.3. Hiệu quả phòng trừ của CuCl2 0,05mM ñến kích thước vết bệnh ñốm
vòng trên lá cà chua HT9 do nấm A. solani gây ra
43
4.4. Hiệu quả phòng trừ của Phytoxin VS ñến kích thước vết bệnh ñốm
vòng trên lá cà chua HT9 do nấm A. solani gây ra
47
4.5. Hiệu quả phòng trừ của Bion 200ppm, salicylic acid 1000 ppm, ñồng
clorua 0,05 mM, Phytoxin VS ñến kích thước vết bệnh ñốm vòng
trên lá cà chua HT9 do nấm A. solani gây ra
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………….
52
ix
I. MỞ ðẦU
1.1. Tính cấp thiết của ñề tài
Sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng là những yếu tố chính cấu
thành nên năng suất, chất lượng của lương thực, thực phẩm, ñặc biệt là các
loại rau xanh. Rau xanh là cây thực phẩm có giá trị dinh dưỡng, kinh tế cao và
không thể thiếu trong bữa ăn hàng ngày của con người. Diện tích trồng rau ở
nước ta ñã không ngừng tăng lên trong những năm gần ñây. Năm 1997, diện
tích trồng rau ở nước ta là 297,3 nghìn ha, năm 2000 là 340 nghìn ha, ñến
năm 2004 diện tích trồng rau ñã lên tới 614,5 nghìn ha, chiếm xấp xỉ 7% ñất
sản xuất nông nghiệp và 10% ñất cây hàng năm ( Trần Khắc Thi, Nguyễn
Công Hoa-2005).
Trong các loại rau ñược gieo trồng ở nước ta, cà chua là một loại rau
phổ biển nhất với sản lượng là 48 triệu tấn, chiểm vị trí thứ 2 sau khoai tây
(F.A.O- 2004). Cà chua còn chiếm tỷ trọng lớn nhất về mặt chế biến trong số
các loại cây rau, như sử dụng trong chế biến ñồ uống, nước ép, nước sốt, sử
dụng trong dạng tương, làm bột. ðây cũng là một trong những mặt hàng xuất
khẩu của nhiều nước trên thế giới.
Canh tác cà chua cũng như các cây rau khác ở Việt Nam gặp phải rất
nhiều vấn ñề ảnh hưởng tới năng suất và hạn chế diện tích trồng trọt. Do cà
chua gieo trồng thích hợp trong ñiều kiện thời tiết nóng ẩm, những ñiều kiện
này cũng thuận lợi cho các loại sâu bệnh phát triển. Một số bệnh hại trên cà
chua như sương mai, mốc sương, héo xanh vi khuẩn, xoăn lá virus gây hại
nặng ở tất cả các vùng trồng cà chua, làm giảm năng suất, thậm chí gây thất
thu. Việc phòng chống bệnh hại cà chua hiện nay gặp rất nhiều khó khăn.
Nhiều biện pháp phòng chống ñã ñược ñưa ra, nhưng cho ñến nay biện pháp
hóa học vẫn là chủ yếu.
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………….
1
Từ nhiều năm qua, các nhà khoa học trên thế giới ñã nghiên cứu khá
kỹ việc sử dụng chất kích kháng thực vật (plants elicitor) trên cây trồng
khích thích cây trồng sinh ra phản ứng tự vệ chống lại bệnh hại và ñã ñạt
ñược nhiều kết quả khả quan. Việc sử dụng các chất kích kháng (SAR3,
oxalic acid, chitosan, CuCl2…) góp phần tích cực trong phòng trừ dịch hại,
bảo vệ cây trồng ñể ngày càng có nhiều sản phẩm nông nghiệp sạch cung
ứng cho con người và thúc ñẩy phát triển một nền nông nghiệp sạch, an
toàn và bền vững.
Ở Việt Nam từ năm 1998 ñến nay, các nhà khoa học ở vùng ðồng bằng
sông Cửu Long ñã tiến hành nghiên cứu và ứng dụng thành công các chất
kích kháng như SAR3, CuCl2, oxalit acid, chitosan, Biobac-1 ðHCT và
Biosar-3 ðHCT… trong quản lý bệnh ñạo ôn, bệnh cháy lá và bệnh khô vằn
trên lúa tại Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cần Thơ… ðặc biệt từ năm 2004, một số tác
giả ở Cần Thơ ñã nghiên cứu khả năng kích thích tính kháng của 1 số chất
như clorua canxi, clorua ñồng, chitosan, salicylic acid, … ñối với bệnh thán
thư trên cây dưa leo, cà chua và ớt. Tuy nhiên, những nghiên cứu và sử dụng
chất kích kháng trên các cây trồng khác ñặc biệt trên cây rau ở Việt Nam ñến
nay chưa nhiều.
Xuất phát từ thực tiễn trên tôi tiến hành thực hiện ñề tài:
“Nghiên cứu khả năng sử dụng chất kích kháng trong phòng trừ bệnh
hại trên cây cà chua tại Hà Nội.”
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………….
2
1.2 Mục ñích và yêu cầu của ñề tài
1.2.1 Mục ñích của ñề tài
Tìm hiểu ảnh hưởng của một số chất kích kháng ñến khả năng phòng
trừ một số bệnh nấm, ñặc biệt là bệnh ñốm vòng do nấm Alternaria solani gây
ra hại trên cây cà chua trong ñiều kiện sản xuất của nông dân.
1.2.2 Yêu cầu của ñề tài
- ðiều tra thành phần bệnh hại cà chua, diễn biến của một số nấm bệnh gây
hại chính trên cây cà chua, ñặc biệt là bệnh ñốm vòng do nấm Alternaria
solani gây ra tại phường Giang Biên, quận Long Biên và xã ðông La, huyện
Hoài ðức, Hà Nội vụ thu ñông năm 2010 và vụ xuân hè năm 2011.
- Khảo sát hiệu quả kích kháng của một số chất kích kháng: Bion, Salicylic
acid, CuCl2 và chế phẩm sinh học Phytoxin VS trong nhà lưới và ngoài ñồng
ruộng. Xác ñịnh chất kích kháng có triển vọng có thể ứng dụng rộng rãi trong
thực tế sản xuất.
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………….
3
II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
2.1 Cơ sở khoa học
2.1.1 Cơ chế tính kháng của thực vật
Kết quả của sự tương tác này kích thích một nhóm chất ñược gọi là
eliciteurs trong ñó PAL (Phenylalanine amonialyase) là một eliciteurs quan
trọng thúc ñẩy quá trình sinh tổng hợp Salicylic acid từ Phenylanine và nhóm
protein PR (protein relative).
Qua các nghiên cứu trong và ngoài nước cho thấy cơ chế tính kháng
của thực vật ñối với các ký sinh ñặc thù ñược hình thành bởi sự tương tác gen
– gen.
Tính kháng (Resistance) chỉ ñược thể hiện khi các ký chủ có gen kháng
trội R và ký sinh có gen không ñộc Arv (Arvirulent), và ngược lại ký sinh dễ
dàng xâm nhập.
Theo Metraux; Thomas Gaffney Paul Sileverman; H, Kessman)
Salicylic acid ñóng một vai trò quan trọng, nồng ñộ của acid này ñược gia
tăng sau tương tác giữa ký chủ và ký sinh thông qua con ñường shikimate từ
glucose 6-P của chu trình glycolitic và sản phẩm cuối là o-d
glucosylsalicilate. Công thức phân tử của o –d glucosylsalicilate gồm 2 phần
chính 1-glucosyl có cấu trúc dạng thuyền, 2 –salicylic acid. Số lượng
monomer (glucosyl) bị phụ thuộc bởi receptor. Mỗi ký sinh gây bệnh ñều
mang một tín hiệu riêng, receptor của tế bào cây sẽ giải mã, trương trường
hợp bộ gen của ký sinh Avr 1 avr2 và bộ gen của ký chủ R1 r2 (kháng) cây sẽ
tổng hợp o –d glucosylsalicylate phù hợp với nồng ñộ xác ñịnh sẽ khởi ñộng
hai nhóm enzym – polyphenoloxydase và peroxydase xúc tác quá trình hình
thành những hợp chất vòng phân tử lượng thấp, có khả năng oxy hóa cao,
những hợp chất này tham gia vào những phản ứng bảo vệ. Một trong những
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………….
4
phản ứng loại này ñược biết ñến là phản ứng siêu nhậy cảm (hypersensitive
reacton).
Hình 2.1. Phản ứng của thực vật sau sự tương tác giữa các gen trội của
ký chủ và ký sinh
Hình 2.2. Quá trình sinh tổng hợp Salicylic acid trong thực vật
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………….
5
2.1.2. Tính kháng bệnh ñược xếp theo hai nhóm cơ chế: Kháng bệnh thụ
ñộng và kháng bệnh chủ ñộng (Phạm Văn Kim, 2002)
a, Kháng bệnh thụ ñộng
Kháng bệnh thụ ñộng là dạng kháng bẩm sinh có sẵn trong cây trước
khi mầm bệnh xâm nhiễm, dù có sự hiện diện hay không có sự hiện diện của
mầm bệnh (Phạm Văn Kim, 2000) [12]. Khi mô cây bị mầm bệnh xâm nhiễm,
lập tức cây trồng có khả năng chống lại sự tấn công ñó bằng cách tạo các cấu
trúc bên ngoài (như lớp lông phủ ngoài mặt lá, ñộ dày của lớp cutin, lớp
silicon ở biểu bì lá) cản trở sự xâm nhập hay các hóa chất ñộc như hợp chất
phenol, anthacyani… hay ñộ chua của dịch tế bào ở bên trong cây hoặc trên
bề mặt cây chủ có thể chống lại sự tích tụ của mầm bệnh.
b, Kháng bệnh chủ ñộng
Kháng bệnh chủ ñộng là dạng kháng mà cây có phản ứng chống lại khi
mầm bệnh tấn công. Khi mầm bệnh xâm nhập vào cây, cây sẽ sản sinh ra các
cơ chế chống lại mầm bệnh. Trong tình trạng không có mầm bệnh thì cơ chế
này không có sẵn hoặc có sẵn với mức rất kém, không ñủ chống lại với mầm
bệnh (Phạm Văn Kim, 2002) [12].
Các cơ chế kháng bệnh chủ ñộng của cây trồng gồm 3 phương thức:
Cây tạo ra cấu trúc ñặc biệt ngăn cản sự tấn công của mầm bệnh (hình thành
tầng rời hay tách bỏ những mô bị nhiễm, hình thành tầng mô rỗng, hình thành
những tylose và chất keo bao quanh vết bệnh hoặc sự phồng lên và chai ñi của
vách tế bào biểu mô nơi tiếp xúc với các ñĩa áp của nấm ký sinh); cây tổng
hợp và tiết ra các chất tự vệ ñể chống lại với mầm bệnh (phenol hoặc
polyphenol, các enzyme, các chất trung hòa ñộc tố của mầm bệnh, các chất
kháng sinh thực vật phytoaleuxin) ñể tiêu diệt hay hạn chế sự phát triển của
mầm bệnh và phản ứng tự chết của mô cây (phản ứng siêu nhạy) ñể chống lại
sự xâm nhập và phát triển của mầm bệnh.
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………….
6
2.1.3. Kích thích tính kháng bệnh thực vật
Kích thích tính kháng bệnh ở thực vật gọi tắt là “kích kháng”, là một
trong những biện pháp phòng trừ bệnh có hiệu quả theo cơ chế tác ñộng vào
hệ thống phòng thủ của cây ñể cây tự thể hiện tính kháng (Phạm Văn Dư,
2003) [6]. Phương pháp giúp cho cây trồng có khả năng kháng ñược bệnh ở
một mức ñộ nào ñó khi ñược xử lý chất kích kháng.
Chất kích kháng có thể là một loài vi sinh vật không gây bệnh, không
mang tính ñộc ñối với cây trồng hoặc có thể là một loại hóa chất không ñộc và
không có tác ñộng trực tiếp tiêu diệt mầm bệnh như những hóa chất ñược
dùng trong nông dược (Phạm Văn Kim, 2002) [12].
Khả năng kích kháng của cây có thể biểu hiện về mặt cấu trúc hay sinh
hóa, có thể tác ñộng tại chỗ hay lưu dẫn ñến các bộ phận khác của cây
(Agrios, 1997).
2.1.3.1. Cơ chế kích kháng
Ở thực vật, trong các tế bào luôn có các gen có khả năng ñiều khiển tế
bào tiết ra các chất nhằm kháng lại một loại bệnh nào ñó. Tuy nhiên trong
ñiều kiện bình thường các gen này không ñược thể hiện do bị một gen ức chế
nằm bên cạnh kiểm soát.
Cơ chế của kích kháng theo Steiner (1995) khi ta tác ñộng bằng cách ngâm
ủ hạt hay phun lên lá bằng các chất kích kháng, các chất này sẽ tác ñộng lên
bề mặt lá, giúp các thụ thể trên bề mặt lá phát ra tín hiệu (là những dòng ion
hay tín hiệu ñiện tử trong cây) nhằm tác ñộng vào các gen ức chế, kích hoạt
các gen kháng có trong nhân tế bào giúp cho tế bào cây tiết ra các chất kháng
bệnh [14].
2.1.3.2. Tác nhân gây kích kháng
Cũng theo Phạm Văn Kim (2002) thì có hai loại tác nhân gây kích
kháng là tác nhân sinh học và hóa học. Trong ñó, vi khuẩn và nấm là hai tác
nhân sinh vật thường ñược dùng trong nghiên cứu sự kích kháng chống lại
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………….
7
bệnh hại cây trồng. ðể ñược coi là tác nhân kích kháng thì các vi sinh vật này
phải không có tác ñộng ñối kháng với mầm bệnh. ðối với tác nhân hóa học
thì các hóa chất ñược sử dụng làm chất kích kháng không phải là thuốc bảo vệ
thực vật và các hóa chất này không có tác ñộng trực tiếp ñến mầm bệnh, mà
chỉ có tác ñộng kích thích cây kháng với bệnh và ñược sử dụng với nồng ñộ
rất thấp (nồng ñộ kích kháng).
2.1.3.3. Phân loại kích kháng
Căn cứ vào hiệu quả kích kháng, chia ra hai loại kích kháng là kích
kháng tại chỗ (localized induced resistance) và kích kháng lưu dẫn (systemic
acquired resistance).
a, Kích kháng lưu dẫn
Kích thích tính kháng bệnh lưu dẫn (gọi tắt là kích kháng) trong cây ñã
ñược nghiên cứu từ những năm 1933 (Chester, 1933) và ngày nay các nhà
khoa học ñã hiểu khá nhiều về cơ chế kích kháng (Phạm Văn Kim, 2006).
Kích kháng là sử dụng một tác nhân, có thể là một vi sinh vật hoặc một hóa
chất không gây ô nhiễm môi trường, tác ñộng lên một bộ phận của cây thuộc
giống nhiễm (có thể là hạt lúa nảy mầm hoặc lá cây), qua ñó kích thích sự
hoạt ñộng của các cơ chế kháng bệnh có trong cây kịp thời giúp cây kháng lại
bệnh khi bị mầm bệnh tấn công.
Kích thích tính kháng lưu dẫn (SAR = systemic acquired resistance) là
một hiện tượng trong ñó cơ chế tự vệ riêng của cây trồng ñược tạo cảm ứng
bởi việc xử lý trước có hoặc không có tác nhân sinh học hoặc hóa học, SAR
ñã ñược khảo nghiệm bởi nhà sinh học thực vật trong 100 năm qua như là một
biện pháp làm tăng tính kháng lại bệnh nấm, vi khuẩn và virus trên cây trồng
như là khoai tây, lúa mì và lúa nước (Agrios, 1997) [1].
Kích kháng lưu dẫn là hiện tượng kích kháng không chỉ thể hiện tại vị
trí ñược xử lý bởi các tác nhân kích kháng mà còn truyền ñến những mô cây
cách xa nơi ñược xử lý kích kháng (Ryal và ctv, 1996) [15].
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………….
8
Theo Hammerchmidt và Kuc (1995) [9] có hai ñiều kiện dẫn ñến kích
kháng lưu dẫn:
- Cây ñược xử lý trước với tác nhân có thể kích thích những phản ứng
sinh hóa bên trong tế bào.
- Có sự lignin hóa nhanh hơn hoặc ít nhất thấy ñược sự tự phát huỳnh
quang của những phendic tích tụ quanh vị trí ñĩa áp của nấm bệnh.
b, Kích kháng tại chỗ
Kích kháng tại chỗ là loại kích kháng mà hiệu quả kích thích tính
kháng chỉ xảy ra tại vị trí ñược xử lý bởi các tác nhân kích kháng.
Theo Chunlin Liu và ctv (2008), ñối với cây dưa chuột nhận thấy
Salicylic acid chỉ có tác dụng kích kháng vị trí, trong khi ñó Bion có thể kích
kháng lưu dẫn và kích kháng tại chỗ.
Theo tác giả một số tác giả thì 3 tác nhân kích kháng là clorua ñồng
(sản phẩm BIOSAR - 3) 0,05mM, acibenzolar - S - methyl 200 ppm a,i, và
bào tử nấm hoại sinh Sporothrix sp, (Colletotrichum sp,) trong huyền phù
chứa 106 - 107 bào tử/ml ñều cho hiệu quả kích kháng lưu dẫn.
Trên thực tế, kích kháng lưu dẫn hữu ích hơn kích kháng tại chỗ và
ñược quan tâm nghiên cứu nhiều hơn. Theo Nguyễn Phú Dũng (2005) [4]
trích dẫn cho rằng cơ chế của hiện tượng kích kháng lưu dẫn bao gồm:
- Cơ chế truyền tín hiệu: Cây trồng bắt ñầu nhận những phân tử báo
hiệu chỉ ra sự hiện diện của mầm bệnh ngay khi mầm bệnh tiếp xúc với cây
trồng. Mầm bệnh phóng thích ra môi trường các chất như glycoprotein,
carbohydrate, acid béo, peptides và oligosaccharide (Agrios, 1997). Các chất
này hoạt ñộng như chất mồi (elicitor), chúng sẽ tác ñộng lên mặt ngoài của tế
bào biểu bì ký chủ, kích thích giúp ký chủ biết ñược có mầm bệnh tấn công và
một loạt các phản ứng sinh hóa và sự thay ñổi cấu trúc di truyền trong tế bào
cây xảy ra nhằm cố gắng ñẩy lùi mầm bệnh và những enzyme gây ñộc. Sự
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………….
9
nhận ra, chuyển tín hiệu báo ñộng, phản ứng của tế bào nhanh hay chậm ñã
làm cho tế bào của ký chủ là nhiễm bệnh hay kháng bệnh.
Chất mồi có nguồn gốc từ mầm bệnh ñược nhận biết bởi ký chủ, những
chuỗi báo hiệu ñược gửi ra protein tế bào ký chủ và ñến những gen trong nhân
làm chúng trở nên hoạt ñộng, ñể sản xuất ra các chất ngăn chặn mầm bệnh
hoặc những sản phẩm hướng tới ñiểm tế bào bị tấn công. Những chuỗi báo
ñộng có khi chỉ có hiệu quả tại chỗ và có khi ñược chuyển ñến tế bào lân cận
hay ñược lưu dẫn khắp cây. Theo Agrios (1997), các hợp chất tín hiệu kích
thích sinh ra protein PR (- Các protein có liên quan ñến sự phát sinh bệnh
(pathogensis-related-protein: PRs) là acid salicylic, oligogalaturonides ñược
giải phóng từ vách tế bào cây; kích kháng bằng Bion kích thích sự hình thành
và tăng lên một cách nhanh chóng các chất oxi hóa và các protein có liên quan
ñến tính chống bệnh của cây – PR1 (Chunlin Liu và ctv, 2008); ethylene có
vai trò tăng cường tính nhạy cảm của mô ñối với hoạt ñộng của acid salicylic
trong việc kích kháng lưu dẫn (Lawton, 1996) và một số chất khác.
- Sự lignin hóa: Sự lignin hóa là một cơ chế quan trọng trong tính
kháng, cơ chế này xảy ra sau khi bị nhiễm do những sinh vật như nấm, vi
khuẩn, virus và tuyến trùng (Mauch-Mani, 1994). Vách tế bào ñược lignin
hóa có tác dụng ngăn cản sự xâm nhiễm ñĩa áp của mầm bệnh, ngăn cản
dưỡng chất tự do ñi vào, do ñó làm cho mầm bệnh chết (Sticher và ctv.,
1997). Tiền chất của lignin và những hợp chất phenolic khác, là chất ñộc
ñối với mầm bệnh (Hammerschmidt và Kuc, 1995) [9], do sự gắn vào vách
tế bào mầm bệnh làm cho chúng trở nên vững chắc và không thấm nước
hơn gây khó khăn cho sự phát triển, hấp thu nước và chất dinh dưỡng ñối
với mầm bệnh. Bên cạnh sự lignin, một số PR protein là cấu thành của
vách tế bào (glycine-rich glycoprotein) và sự oxy hóa liên kết chéo vách tế
bào bởi peroxidase, giúp tăng cường sức bền vững của vách tế bào (Sticher
và ctv., 1997).
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………….
10
Các protein có liên quan ñến sự phát sinh bệnh (pathogensisrelated-protein: PRs): PRs là những loại protein ñược tích lũy trong vùng
ngoại bào hoặc trong không bào sau khi có sự tấn công của mầm bệnh
(Sticher và ctv, 1997). Theo ông thì PRs có vai trò giúp hình thành tính kháng
bệnh trên một số cây trồng: thuốc lá, Arabidopsis thaliana, cà chua, khoai tây,
dưa chuột. Người ta phân loại các PRs bao gồm: PR-1, là một protein kháng
nấm chưa xác ñịnh ñược chức năng rõ ràng; PR-2, một nhóm của β-1,3glucanase có hoạt tính kháng nấm; PR-3, một nhóm của chitinase kháng nấm
và kháng vi khuẩn; PR-4, các PR protein có trọng lượng phân tử thấp và chưa
ñược biết chức năng; PR-5, là một osmotin tương tự thaumatin; proteinase, αamylase, peroxidase, cysteine và glycine-rich proteins (Agrios, 1997) [1].
Mức ñộ thể hiện của những protein này thay ñổi trong những loài cây
khác nhau. Trên cây thuốc lá, theo Alexander (1993) ñược Bruce A, Stermer
(1995) trích dẫn cho rằng PR-1 có liên quan ñến kích kháng làm giảm sự xâm
nhiễm do Peronospora tabacina gây ra. Theo Richmond (1979) ñược Ngô
Thành Trí và ctv (2004) trích dẫn thấy rằng sự biểu hiện của β-1,3-glucanase
và chitinase có liên quan ñến việc chống lại nấm Rhizoctonia solani. Trên cây
lúa, có sự gia tăng hoạt tính PR-2 (β-1,3-glucanase) và PR-3 (chitinase) khi bị
nhiễm với nấm Pyricularia grisea, hoặc khi xử lý với dịch chiết nuôi cấy từ
nấm này.
Theo tác giả Trần Thị Thu Thủy và ctv (2006) [17], sau khi bị nấm gây
bệnh xâm nhiễm và lan rộng ra, tế bào ký chủ phản ứng lại với nhiều cách
như tích tụ H2O2 ñể oxy hóa các chất ñộc do nấm bệnh tiết ra, tích tụ
polyphenol, là chất diệt vi sinh vật ñể tấn công nấm gây bệnh và tăng cường
chất lignin cho vách ñược cứng hơn, ngăn cản sự lan ra chung quanh của nấm
gây bệnh. Các phản ứng này ñều ñược phát hiện bởi các khảo sát mô học qua
kính hiển vi quang học và kính hiển vi huỳnh quang.
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………….
11
2.1.3.4. Các chất kích kháng ñược sử dụng trong thí nghiệm
Các hóa chất ñược sử dụng trong nghiên cứu gồm 4 chất: Bion, Clorua
ñồng, Chitosan, Salycilic acid.
a, Bion (Acibenzolar-S-methyl)
- Tên khoa học: Acibenzolar-S-methyl
- Tên thương mại: Bion
- Thành phần: S -methyl benzo [1,2,3] thiadiazole - 7 - carbothioate
(IUPAC), 1,2,3 - benzothiadiazole - 7 - carbothioic acid S - methyl ester
(CAS),
- Công thức phân tử rút gọn: C8H6N2OS2
- Công thức hóa học :
- ðặc ñiểm và tính chất: Bion là một hoạt chất của sản phẩm bảo vệ
thực vật, có tác dụng diệt nấm, hoạt hoá cây trồng (plant activator). Bion có
dạng bột màu trắng ñến trắng ngà, ñộ hòa tan trong nước là 7,7 mg/l hay 7,7
ppm (ở 25oC), nhiệt ñộ nóng chảy 133oC, nhiệt ñộ sôi 267oC. ðộ ñộc của
Bion trên chuột: LD50 qua miệng >2,000 mg/kg ; LD50 Qua da >2,000
mg/kg, LC50 qua hô hấp > 5,000 mg/ m3 không khí.
- Thí nghiệm sử dụng Bion 200ppm, cách pha: pha 2g Bion với 10 lít
nước thu ñược dung dịch Bion pha loãng với nồng ñộ 200ppm.
b, ðồng (II) Clorua (CuCl2)
- Tên thường gọi là ñồng (II) clorua
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………….
12
- Công thức hóa học: CuCl2, thường tồn tại ở dạng ngậm nước
CuCl2,2H2O
- Dạng tồn tại: Tinh thể lăng trụ màu xanh, hình thoi, chảy rữa ngoài
không khí.
- Trọng lượng phân tử: 170, 48
- Nhiệt ñộ sôi: Dung dịch clorua ñồng bão hòa sôi ở 1590C
- Khả năng hòa tan trong nước ở 31, 50C là 44, 7%
Thí nghiệm sử dụng dung dịch CuCl2 0,05mM, cách pha: Pha 0,1 g
CuCl2 với 10 lít nước, ñược dung dịch CuCl2 0,05mM
c, Salicylic acid (SA)
- Tên khoa học: 2-Hydroxybenzoic acid
- Thành phần: : assay : 99,0% min, heavy metals 20 ppm max, water
0,5 % max, ash 0,1 % max, loss on drying 0,5 % max.
- Công thức phân tử: C7H6O3
- Cấu trúc Salicylic acid:
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………….
13
- ðặc ñiểm: SA có dạng bộ màu trắng, nóng chảy ở 159oC, nhiệt ñộ sôi
là 211oC ở 20mm Hg, SA kém hòa tan trong nước (0,2 g/100 ml H2O ở 20°C,
ñộ hòa tan trong Chloroform 0,19 M, ethanol 1,84 M, methanol 2,65 M,
Salicylic acid ñược sử dụng trong sản xuất các polymer tinh thể lỏng và ñược
sử dụng trong sản xuất mỹ phẩm, dược phẩm, thuốc nhuộm, thuốc trừ sâu và
các hợp chất hóa học khác.
Trong thí nghiệm có sử dụng SA với nồng ñộ 1000 ppm. Cách pha: pha
10g SA với 10 lít nước thu ñược dung dịch SA pha loãng với nồng ñộ
1000ppm.
d, Exin 4,5HP (hay còn gọi là Phytoxin VS)
- Chế phẩm Phytoxin VS là
chế phẩm phòng bệnh, chính vì vậy
sử dụng ñịnh kỳ sẽ mang lại hiệu quả
cao, cây sạch bệnh. Chế phẩm hoàn
toàn không gây ñộc cho người, gia
súc và môi trường.
- Nồng ñộ Salicylic acid 4,5%,
- Cách sử dụng: Một gói 10g
pha cho 8 lít nước phun ñều trên mặt
lá, phun từ 3-4 lần/vụ.
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………….
14
