TRANG THÔNG TIN VỀ LUẬN ÁN
Tên luận án: Nghiên cứu và ứng dụng xạ khuẩn trong phòng trị bệnh đạo ôn hại lúa do nấm Pyricularia oryzae Cav. trên vùng đất nhiễm mặn.
Chuyên ngành: Bảo vệ thực vật Mã ngành: 62620112
Họ tên nghiên cứu sinh: Đặng Nguyệt Quế
Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Lê Minh Tường và PGS. TS. Trần Thị Thu Thuỷ
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Cần Thơ
1. Tóm tắt nội dung luận án
Bệnh đạo ôn do nấm Pyricularia oryzae (P. oryzae) gây ra là một trong những dịch hại nghiêm trọng đối với sản xuất lúa (Oryza sativa L.) ở Đồng bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL), đặc biệt trên vùng đất nhiễm mặn canh tác lúa-tôm. Ứng dụng biện pháp sinh học ngày càng phổ biến và là phương pháp tiềm năng để phòng trị bệnh đạo ôn. Tuy nhiên, cần nghiên cứu xác định chủng vi sinh vật hiệu quả hơn và có khả năng thích ứng tốt trên ruộng lúa-tôm. Xạ khuẩn được xem là tác nhân sinh học tiềm năng vì có thể phát triển mạnh trong môi trường mặn trung bình từ 6-8 %.
Đề tài “Nghiên cứu và ứng dụng xạ khuẩn trong phòng trị bệnh đạo ôn hại lúa do nấm Pyricularia oryzae Cav. trên vùng đất nhiễm mặn” được thực hiện nhằm mục tiêu:
(i) Chọn chủng xạ khuẩn có khả năng chịu mặn và đối kháng tốt với nấm Pyricularia oryzae trong điều kiện phòng thí nghiệm.
(ii) Nghiên cứu cơ chế đối kháng thông qua khả năng tiết enzyme phân giải chitin và β-1,3-glucan của các chủng xạ khuẩn có triển vọng.
(iii) Định danh các chủng xạ khuẩn có triển vọng đến mức độ loài.
(iv) Đánh giá khả năng phòng trị bệnh đạo ôn của các chủng xạ khuẩn trong điều kiện nhà lưới.
(v) Đánh giá hiệu quả phòng trị bệnh đạo ôn của các chủng xạ khuẩn chịu mặn được chọn ở điều kiện ngoài đồng.
Kết quả đã phân lập được 9 dòng nấm P. oryzae gây bệnh đạo ôn hại lúa trên vùng đất nhiễm mặn tại ĐBSCL. Trong đó, dòng Po1-CM gây hại nặng nhất và được dùng làm nguồn bệnh cho các thí nghiệm sau.
Đề tài đã phân lập được 126 chủng xạ khuẩn từ mô hình lúa tôm ở ĐBSCL, một trong những mô hình canh tác nông nghiệp bền vững thích ứng với biến đổi khí hậu. Có 3 chủng xạ khuẩn trong số các chủng xạ khuẩn phân lập thể hiện sự ức chế mạnh mẽ đối với sự phát triển của nấm P. oryzae trong điều kiện mặn. Các chủng xạ khuẩn tiềm năng được xác định lần lượt là Streptomyces fradiae (S06-MBL), Streptomyces bikiniensis (S09-MBL) và Streptomyces lavendulae (S17-MBL) bằng cách khảo sát đặc điểm nuôi cấy, đặc tính sinh lý sinh hoá và phân tích trình tự gen 16S-rRNA.
Thử nghiệm đối kháng trong điều kiện mặn và thử nghiệm khả năng ức chế mọc mầm bào tử cho thấy 3 chủng S06-MBL, S09-MBL và S17-MBL có hiệu suất đối kháng cao (~ 78%) và ức chế hiệu quả sự nảy mầm của bào tử nấm P. oryzae trong phòng thí nghiệm khoa Nông nghiệp, Đại học Cần Thơ.
Kết quả cho thấy cả 3 chủng S06-MBL, S09-MBL và S17-MBL đều có khả năng tiết enzyme chitinase với bán kính vòng phân giải từ 18,5 đến 23,3 mm; hàm lượng enzyme chitinase từ 0,28 đến 0,51 IU/ml ở thời điểm 7 ngày sau khi bố trí thí nghiệm. Đồng thời, 3 chủng này cũng có khả năng tiết enzyme β-1,3-glucanase thông qua bán kính vòng phân giải từ 11,6 đến 14,0 mm; hàm lượng enzyme β-1,3-glucanase từ 0,07 đến 0,15 IU/ml ở thời điểm 14 ngày sau khi bố trí thí nghiệm.
Hiệu quả phòng trị bệnh đã được khẳng định thêm bằng các thí nghiệm trong nhà lưới và ngoài đồng tại tỉnh Bạc Liêu. Khi xử lý áo hạt giống lúa và phun lên lá huyền phù xạ khuẩn S06-MBL, S09-MBL và S17-MBL mật số 108 cfu/ml vào thời điểm 2 ngày trước và 2 ngày sau khi lây bệnh nhân tạo cho tỷ lệ bệnh thấp, chỉ số bệnh thấp và hiệu quả giảm bệnh cao (53,3% – 73,9%) vào 14 ngày sau lây bệnh nhân tạo. Biện pháp áo hạt và phun lên lá huyền phù xạ khuẩn S09-MBL và S17-MBL (mật số 108 cfu/ml) vào 20, 40 và 60 NSS làm giảm bệnh đạo ôn lá và bệnh đạo ôn cổ bông; đồng thời tăng số lượng hạt chắc/bông và tăng năng suất thực tế trên đất nhiễm mặn.
Các kết quả nghiên cứu cho thấy xạ khuẩn S. bikiniensis (S09-MBL) and S. lavendulae (S17-MBL) ức chế hiệu quả nấm P. oryzae và phòng trị hiệu quả bệnh đạo ôn ở vùng canh tác lúa tôm tại Bạc Liêu. Tiềm năng ứng dụng các chủng xạ khuẩn chịu mặn này để phòng trị bệnh đạo ôn ở các vùng nhiễm mặn đã được thảo luận và đề xuất. Kết quả nghiên cứu cho thấy đất nhiễm mặn canh tác lúa tôm là một nguồn phong phú để phân lập các chủng xạ khuẩn chịu mặn có tiềm măng kiểm soát sinh học. Từ đó cũng mở ra hướng nghiên cứu tiếp theo là tạo sản phẩm sinh học từ hai loài xạ khuẩn S. bikiniensis và S. lavendulae để ứng dụng vào chương trình phòng trừ tổng hợp bệnh đạo ôn hại lúa trên vùng đất nhiễm mặn.
2. Những kết quả mới của luận án
– Đề tài nghiên cứu đã tuyển chọn được 3 chủng xạ khuẩn S06-MBL, S09-MBL và S17-MBL có khả năng phòng trị bệnh đạo ôn hại lúa trong điều kiện nhà lưới, trong đó 2 chủng S09-MBL và S17-MBL cho hiệu quả cao trong điều kiện đồng ruộng canh tác lúa – tôm tại Bạc Liêu.
– Khả năng đối kháng của 3 chủng xạ khuẩn S06-MBL, S09-MBL và S17-MBL đối với nấm P. oryzae có liên quan đến khả năng tiết hai loại enzyme chủ yếu trong việc phân huỷ vách tế bào nấm bệnh đạo ôn là enzyme chitinase và enzyme β-1,3-glucanase.
– Đã xác định được loài của 3 chủng xạ khuẩn là: S06-MBL là loài Streptomyces fradiae, S09-MBL là loài Streptomyces bikiniensis và S17-MBL là loài Streptomyces lavendulae, các loài này khác với các loài xạ khuẩn đã được nghiên cứu ứng dụng trong phòng trừ bệnh đạo ôn trước đây.
3. Các ứng dụng/khả năng ứng dụng trong thực tiễn, các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu
3.1 Các ứng dụng/khả năng ứng dụng trong thực tiễn
Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học quan trọng, phục vụ tốt cho công tác giảng dạy, nghiên cứu khoa học và đào tạo bậc đại học và sau đại học. Luận án đã tìm ra các chủng xạ khuẩn chịu mặn có khả năng phòng trị bệnh đạo ôn hại lúa do nấm P. oryzae gây ra trên vùng đất nhiễm mặn. Kết quả nghiên cứu là tiền đề cho những nghiên cứu tiếp theo nhằm tìm ra chế phẩm sinh học từ xạ khuẩn có nguồn gốc từ đất nhiễm mặn để phòng trị bệnh đạo ôn hại lúa trong mô hình canh tác lúa tôm vừa hiệu quả, vừa an toàn và thân thiện với môi trường.
3.2 Các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu
Đánh giá tính an toàn của hai chủng xạ khuẩn S09-MBL và S17-MBL đối với môi sinh. Tiếp tục khảo sát thêm khả năng kích thích tính kháng bệnh đạo ôn của hai chủng xạ khuẩn S09-MBL và S17-MBL trên lúa trồng ở vùng đất nhiễm mặn. Nghiên cứu sản xuất chế phẩm sinh học từ hai chủng xạ khuẩn S09-MBL và S17-MBL để thuận tiện cho ứng dụng phòng trị bệnh đạo ôn hại lúa trên diện rộng.
