CHƯƠNG 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
1.2 Bệnh héo xanh do vi khuẩn ralstonia solanacearum
1.2.2 Mức độ phổ biến và gây hại
Bệnh gây hại trên 278 loài cây thuộc trên 44 họ thực vật khác nhau, trong đó đáng chú ý là các cây có ý nghĩa kinh tế cao nhƣ cà chua, khoai tây, thuốc lá, ớt, cà, lạc, vừng, hồ tiêu, đậu tương, dâu tằm, chuối,… (Lê Lương Tề và Vũ Triệu Mân, 1999). Loài Ralstonia solanacearum gây bệnh héo xanh là loài bán kí sinh điển hình, đa kí chủ với nhiều chủng, nòi sinh học khác nhau, thể hiện tính độc và khẳ năng gây bệnh cũng nhƣ sự phân bố địa lí của bệnh héo xanh ở các vùng sinh thái khác nhau (Nguyễn Văn Viên và Đỗ Tấn Dũng, 2003). Bệnh héo xanh do vi khuẩn Ralstonia solanacearum là bệnh hại nghiêm trọng ở hầu hết các vùng trồng cà ở Việt Nam, các vùng nhiệt đới, bán nhiệt đới và các vùng trên thế giới có khí hậu ấm áp (Vũ Triệu Mân và Lê Lương Tề, 1998).
1.2.3 Đặc điểm hình thái và phân loại khuẩn lạc
* Đặc điểm hình thái
Vi khuẩn Ralstonia solanacearum hình gậy hoặc hình que, ngắn, hai đầu hơi trũn, cú 1 − 3 lụng roi ở đỉnh đầu, kớch thước khoảng 0,5 − 1,5 àm, phản ứng nhuộm gram âm là loài vi sinh vật tồn tại trong đất gây ra các bệnh chết héo (héo xanh, héo rũ) trên nhiều loại cây trồng nhƣ lạc, khoai tây, cà chua, ớt, thuốc lá phổ biến rộng khắp ở các vùng gây tác hại lớn cho sản xuất. Trên môi trường nhân tạo khuẩn lạc màu trắng kem nhẵn bóng, nhờn vi khuẩn có tính độc gây bệnh. Trên môi trường TZC khuẩn lạc giữ màu hồng, rìa trắng (Lê Lương Tề và Vũ Triệu Mân, 1999). Vi khuẩn có thể sống lâu trong đất, trong tàn dƣ cây bệnh, trong các cây kí chủ phụ, cỏ dại,… (Chu Thị Thơm và ctv., 2005).
* Phân loại
Theo Lê Lương Tề và Vũ Triệu Mân (1999), cho đến nay việc phân loại chúng thường dựa theo hai cơ sở khác nhau. Các pathovars, các race (chủng, nhóm nòi) phân loại dựa trên phổ cây ký chủ của chúng và vùng địa lí phân bố.
Chủng 1: Có phổ ký chủ rộng, các cây họ đậu, họ cà,… Phân bố ở vùng đất thấp, nhiệt đới, cận nhiệt đới (Biovar 1, 3 và 4).
Chủng 2: Chủ yếu tấn công trên những cây thuộc họ chuối nhƣ chuối tam bội, chuối lá, chuối sợi. Phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đơi châu Mỹ và châu Á (Biovar 2 và 3).
Chủng 3: Chủ yếu tấn công trên khoai tây (cà chua), phân bố ở vùng nhiệt độ thấp hơn, vùng đất núi cao nhiệt đới và cận nhiệt đới (Biovar 2).
Chủng 4: Gây hại trên cây gừng (Philippines) ( Biovar 3 và 4).
Chủng 5: Hại trên cây dâu tằm (Trung Quốc) (Biovar 5).
Theo Biovar: Dựa vào các mẫu sinh lý, sinh hóa khác nhau của các mẫu phân lập, 5 Biovar có thể đƣợc nhận dạng dựa vào khả năng sử dụng và oxy hóa 3 disaccharides (cellobiose, lactose, maltose) và 3 rƣợu 6 cacbon (ducitol, mannitol, sorbitol).
Theo Floyd (2008) thì Ralstonia solanacearum thuộc lớp Betaproteobacteria, bộ Burkholderiales, họ Ralstoniaceae. Ở Việt Nam loài Ralstonia solanacearum đƣợc xác định là có chủng (race) 1, gồm nòi sinh học (Biovar) 3 và 4, đây là chủng có phạm vi ký chủ rộng, tồn tại lâu trong đất (Đỗ Tấn Dũng, 2001).
Theo Lê Lương Tề (2002), kết quả nghiên cứu của trường Đại học Nông Nghiệp I − Hà Nội, viện Nghiên Cứu Rau Quả, viện Di Truyền Nông Nghiệp, viện Kĩ Thuật Nông Nghiệp Việt Nam trong 10 năm qua đã cho thấy quần thể kí sinh của vi khuẩn gây bệnh héo xanh ở vùng Đồng Bằng Sông Hồng và một số tỉnh phía Bắc Việt Nam bao gồm dòng sinh học 1, 3 và 4 thuộc race 1 (theo hệ thống phân chủng của Hayward, 1964) trong đó phổ biến và chiếm ƣu thế nhất là dòng 3 với dòng có độc tính cao ở vùng này là dòng BN.1 đã đƣợc sử dụng để nghiên cứu nhân tạo đánh giá các giống kháng trong tập đoàn giống cà chua trong nước và nhập nội từ trung tâm rau Châu Á (AVRDC).
1.2.4 Tính gây độc của vi khuẩn
Nghiên cứu về mặt sinh học phân tử cho thấy tính gây độc của các dòng vi khuẩn có tính độc Ralstonia solanacearum quyết định bởi các gen gây độc hrp (theo Lê Lương Tề và Vũ Triệu Mân, 1999). Khi phân lập 5 chủng vi khuẩn từ cây cà chua, khoai tây, thuốc lá, lạc, cây cà nhiễm bệnh héo xanh đều thể hiện tính độc và khả năng gây bệnh khác nhau trên các loài cây kí chủ của nó. Tuy nhiên mỗi chủng vi khuẩn cũng thể hiện tính gây bệnh khác nhau khi lây nhiễm trên các loài cây kí chủ. Mẫu phân lập vi khuẩn trên cây cà chua có tính gây bệnh cao trên cà chua (89,9%), trên cây cà (83,3%), trên khoai tây (79,9%), trên thuốc lá (76,7%), nhƣng lại có tính gây bệnh thấp trên cây lạc (tỉ lệ phát bệnh chỉ đạt dưới 49,9%) (Đỗ Tấn Dũng, 2004).
1.2.5 Đặc điểm sinh học và sinh thái
Theo Phạm Văn Kim (2000), nhiệt độ thích hợp cho Ralstonia solanacearum phát triển là 26 – 30oC, nhiệt độ tối thiểu là 18oC, tối đa là 41oC, nhiệt độ làm cho vi khuẩn chết là 52oC trong vòng 10 phút. Theo Tạ Thu Cúc (2002), vi khuẩn này thích hợp trong phạm vi pH tương đối rộng, độ pH thích hợp cho vi khuẩn Ralstonia solanacearum phát triển từ 6,8 − 7,2. Nguồn bệnh chủ yếu trong đất, tàn dư, hạt giống,… (Lê Lương Tề và Vũ Triệu Mân, 1998).
Theo Đỗ Tấn Dũng (2004), bệnh phát triển gây hại trong điều kiện khí hậu và ẩm độ cao, mƣa gió bão nhiều, bệnh phát sinh và gây thiệt hại nặng trên chân đất pha cát, đất thịt nhẹ, chân đất bị nhiễm phèn,…
1.2.6 Sự xâm nhiễm, phát sinh bệnh, khả năng lây lan và lưu tồn bệnh
Theo Phạm Văn Kim (2000), bệnh héo xanh do vi khuẩn Ralstonia solanacearum có thể xâm nhiễm và gây hại bằng một trong hai cách: Có thể các chất nhầy bên ngoài vi khuẩn (các polysaccharide có phân tử to) làm tăng độ nhờn của nước và muối khoáng do rễ hấp thu, từ đó làm giảm đáng kể lượng nước và muối khoáng cung cấp cho phần trên của cây làm cây héo và chết. Hoặc do chất nhờn là các phân tử to nên không lọt đƣợc qua các lỗ sang trên mạch
mộc, bị giữ lại và làm nghẽn mạch mộc, từ đó làm nước và muối khoáng không di chuyển đƣợc lên phía trên cung cấp cho cây dẫn đến cây héo chết vì thiếu nước.
Theo Lê Lương Tề và Vũ Triệu Mân (1999), sau khi xâm nhiễm vào cây vi khuẩn lan rộng theo bó mạch, sinh sản và phát triển, sinh sản ra men, độc tố dẫn đến sự phá hủy tế bào, cản trở mạch dẫn nước, dinh dưỡng và nhựa cây gây héo nhanh và chết. Ngoài ra vi khuẩn này còn có thể xâm nhiễm dễ dàng vào rễ, gốc, thân, cành, cuốn lá,… Qua các vết thương xây sát do nhổ cây giống, do côn trùng, tuyến trùng, do kĩ thuật canh tác của nông dân và vi khuẩn có thể xâm nhiễm qua các lỗ tự nhiên (Đỗ Tấn Dũng, 2001). Sau khi xâm nhập vào rễ lan tới mạch dẫn xylem, sinh sản và phát triển ở đó, chúng sản sinh ra các men pectinaza và cellulaza để phân hủy mô, sinh ra độc tố dạng exopolysaccarit (EPS) và lipopolysaccaritb (LPS) làm mạch dẫn bị nghẽn cản trở sự vận chuyển nước và nhựa trong cây làm cây bị héo nhanh chóng và dẫn đến chết.
Dựa trên nghiên cứu của Đỗ Tấn Dũng (2004) thì phương pháp lây nhiễm nhân tao bệnh héo xanh do vi khuẩn trên cà chua và ớt là tiêm vào nách lá và tạo vết thương ở rễ sẽ cho tỉ lệ bệnh cao hơn so với nhúng rễ và nhiễm hạt trên các giống ớt kháng và nhiễm bệnh héo xanh vi khuẩn. Mặt khác vi khuẩn gây bệnh là loài kí sinh đa thực với chủng nòi khác nhau, phân bố rộng, xâm nhiễm gây hại hệ thống mạch, bó dẫn, lan truyền trên đồng ruộng bằng nhiều con đường khác nhau (Nguyễn Văn Viên và Đỗ Tấn Dũng, 2003).
1.2.7 Một số nghiên cứu về bệnh héo xanh do vi khuẩn Ralstonia Solanacearm
* Ngoài nước
Ở Nhật Bản vi khuẩn gây bệnh héo xanh đƣợc công bố gây hại trên 40 loài, trong 20 họ thực vật. Dựa vào kết quả lây bệnh nhân tạo các dòng vi khuẩn ở Nhật Bản, Tsuchiya và ctv. (2004) đã phân chia các chủng vi khuẩn Ralstonia solanacearum thành 4 nhóm gây bệnh. Ở Hoa Kì, biovar 1 có khả năng gây ra bệnh héo xanh trên các cây trồng nhƣ cà tím, hạt tiêu, thuốc lá, khoai tây và cà chua (Patrice, 2008)
Nghiên cứu về sự phân bố địa lý và đặc tính chuyên hóa của cây kí chủ của loài Ralstonia solanacearum, Denny Hayward (2005) cho thấy trên một số cây trồng nhƣ khoai tây, một số cây họ cà chúng phân bố rộng (trừ Mỹ và Canada) do biovar 2 gây hại. Trên chuối và các cây họ chuối vùng Caribean, Brazil và một số nước châu Á (Philippines, Indonesia,…) biovar 1 gây hại. Biovar 3 và 4 gây hại trên nhiều loại cây trồng ở vùng địa lý châu Á, Australia, biovar 3 và 4 gây hại trên cây gừng ở châu Á.
* Trong nước
Lê Lương Tề (1997) đã nghiên cứu về triệu chứng của bệnh héo xanh, đặc tính sinh học, quy luật phát sinh và phát triển của bệnh và một số hướng phòng trừ. Nghiên cứu về tính phổ biến của bệnh héo xanh trên cây trồng cạn, tác giả Đỗ Tấn Dũng (1995) cho rằng bệnh héo xanh vi khuẩn phát sinh và phát triển, gây hại nghiêm trọng trên cây cà chua, khoai tây, lạc.
Hà Minh Trung và ctv. (1989) khi nghiên cứu bệnh héo xanh vi khuẩn trên các giống khoai tây nhập nội đã chỉ ra rằng triệu chứng, nguyên nhân gây bệnh chết xanh của khoai tây trên đồng ruộng là do Pseudomonas solanacearum gây ra. Tác giả chỉ ra rằng loại bỏ củ bệnh, củ xây xát sẽ góp phần hạn chế sự lây lan và phát triển của bệnh.
Đỗ Tấn Dũng và ctv. (1997) đã nghiên cứu một số yếu tố sinh thái ảnh hưởng đến sự phát sinh và phát triển của bệnh héo xanh vi khuẩn hại thuốc lá nhƣ: Thời vụ gieo trồng, địa thế đất đai, chế độ luân canh. Các kết quả nghiên cứu về các phương pháp chẩn đoán bệnh, đặc tính sinh học, tính gây bệnh của vi khuẩn và một số biện pháp phòng trừ cũng đƣợc tác giả đề cập.