Phân lập và tuyển chọn một số dòng vi khuẩn từ hạt ngũ cốc lên men có khả năng đối kháng với nấm Rhizoctonia solani gây bệnh chết cây con trên ớt (Capsicum annuum L.) trong điều kiện in vitro
Cây ớt (Capsicum sp.) thuộc họ cà (Solanaceae) là loại rau gia vị được trồng phổ biến ở vùng Đồng bằng sông Cửu Long, là cây rau ăn trái có giá trị cao ở thị trường trong nước và xuất khẩu (Mai Thị Phương Anh và ctv., 1996). Bên cạnh nguồn dinh dưỡng dồi dào như vitamin A, C, B1, B2…, trái ớt còn chứa các hợp chất chống oxy hóa như Capsaicine (C18H27NO3), là một chất có vị cay giúp tạo cảm giác ngon miệng khi ăn và kích thích quá trình tiêu hóa (Mai Thị Phương Anh và ctv., 1996).
Cũng như nhiều loại cây trồng khác, chất lượng và sản lượng ớt bị đe dọa nghiêm trọng bởi các loại bệnh hại, trong đó có bệnh chết gục cây con do nấm Rhizoctonia solani gây ra là bệnh gây hại quan trọng do mầm bệnh có thể xâm nhiễm và gây hại trong suốt quá trình sinh trưởng của cây (Pernezny and Momol, 2006). Tuy nhiên, việc sử dụng thuốc hóa học liên tục trong thời gian dài để phòng trừ bệnh hại sẽ làm mầm bệnh dễ hình thành tính kháng, dễ phát sinh loài mới, gây ô nhiễm môi trường, mất cân bằng hệ sinh thái nông nghiệp, đồng thời còn gây ra hiện tượng lưu tồn các hóa chất độc hại trong nông sản gây ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng (Trần Ánh Lụa, 2016). Biện pháp phòng trừ sinh học dựa trên sự vận dụng các tương tác của vi sinh vật với nhau, để phát huy vai trò của vi sinh vật có lợi có khả năng kiểm soát các tác nhân gây bệnh thông qua các cơ chế như tiết kháng sinh hay gián tiếp kích thích tính kháng bệnh cây trồng để ức chế sự phát triển của mầm bệnh, đây là hướng phát triển bền vững trong sản xuất nông nghiệp trong tương lai do những ưu điểm của chúng như thân thiện và an toàn với môi trường (Silva et al., 2004; Agrios, 2005). Một số nghiên cứu ở Việt Nam trong việc áp dụng vi sinh vật đối kháng để phòng trừ sinh học bệnh đối với nấm R. solani gây ra được ghi nhận, điển hình như nghiên cứu của Lưu Thế Hùng (2014) cho thấy chủng Bacillus amyloliquefaciens có khả năng quản lý tốt bệnh đốm vằn trên lúa do nấm R. solani với hiệu quả giảm bệnh đạt 47,6% trong điều kiện nhà lưới, hay nghiên cứu của Ngô Thị Kim Ngân (2014) cho thấy hai chủng xạ khuẩn KS-ST6b và TO-VL11d với hiệu suất đối kháng trong điều kiện phòng thí nghiệm lần lượt là 59,6% và 60,8%. Tuy nhiên, các nghiên cứu nhằm phòng trừ nấm R. solani gây bệnh chết gục cây con trên cây ớt bằng tác nhân sinh học phần lớn chỉ tập trung khai thác nhóm vi sinh vật ở khu vực vùng rễ của cây trồng (PGPR) mà ít quan tâm đến các cộng đồng vi sinh vật khác. Bên cạnh đó, trong các nghiên cứu trước đây, Tohno et al. (2013) cho thấy trong thời gian lên men hạt gạo, một số loài vi khuẩn có khả năng tiết ra các hợp chất ức chế vi sinh vật gây hại như bacteriocin, bacilyxin, chlotetaine, iturin A, mycobacillin, bacillomycin,... Do đó, nghiên cứu này được thực hiện nhằm mục tiêu phân lập và tuyển chọn một số dòng vi khuẩn từ một số hạt ngũ cốc lên men như hạt gạo, bắp, đậu nành và mè có khả năng đối kháng với nấm R. solani gây bệnh chết gục cây con trên cây ớt nhằm đa dạng tác nhân phòng trừ sinh học trong việc quản lý bệnh cây trồng, giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường do hóa chất bảo vệ thực vật gây ra.
Nghiên cứu do nhóm tác giả: Nguyễn Hửu Thiện , Nguyễn Thị Thúy Kiều , Nguyễn Thị Thu Nga (Bộ môn Bảo vệ thực vật, Khoa Nông nghiệp, Trường Đại học Cần Thơ) và Nguyễn Khởi Nghĩa (Bộ môn Khoa học đất, Khoa Nông nghiệp, Trường Đại học Cần Thơ)
Phương tiện nghiên cứu: Nguồn nấm bệnh Rhizoctonia solani được cung cấp từ Bộ môn Bảo vệ thực vật, Khoa Nông nghiệp, Trường Đại học Cần Thơ, được phân lập từ cây ớt bị nhiễm bệnh chết cây con có độc tính gây bệnh cao. Hạt gạo lức, bắp, đậu nành, mè và sữa tươi tiệt trùng của công ty cổ phần sữa Vinamilk Việt Nam.
Phương pháp nghiên cứu:
- Phân lập và tuyển chọn một số dòng vi khuẩn từ 4 loại hạt ngũ cốc lên men gồm gạo, bắp, đậu nành và mè.
- Khảo sát khả năng ức chế của các dòng vi khuẩn phân lập lên sự phát triển khuẩn ty của nấm Rhizoctonia solani trong điều kiện in vitro.
- Đánh giá hiệu quả đối kháng của 3 dòng vi khuẩn ký hiệu M2, M3 và G5 tuyển chọn đối với nấm R. solani trong điều kiện in vitro.
- Định danh dòng vi khuẩn ký hiệu G5 có khả năng đối kháng tốt với nấm R. solani gây bệnh chết gục cây con bằng phương pháp giải mã trình tự đoạn gene 16S rRNA.
- Xử lý số liệu Số liệu thí nghiệm được xử lý trên phần mềm Excel và kiểm định thống kê ANOVA, so sánh bằng phép thử Tukey bằng phần mềm Minitab 16.2.
Kết luận: Ba mươi ba dòng vi khuẩn đã được phân lập từ các loại hạt ngũ cốc lên men gồm bắp, gạo, mè và đậu nành trên môi trường MRS agar. Thông qua chỉ số hiệu suất đối kháng và kết quả khảo sát khả năng đối kháng có thể thấy dòng vi khuẩn G5 đạt hiệu quả đối kháng cao nhất với nấm R. solani ở điều kiện thí nghiệm vi khuẩn được chủng trước nấm 24 giờ khi so với 3 điều kiện thí nghiệm còn lại. Kết quả giải mã trình tự đoạn gen 16S rDNA của dòng vi khuẩn G5 được định danh là Bacillus velezensis G5.
Đề nghị: Tiếp tục nghiên cứu thêm ảnh hưởng của một số yếu tố môi trường lên khả năng đối kháng với nấm R. solani, trong điều kiện phòng thí nghiệm đối với dòng vi khuẩn Bacillus velezensis G5. Nghiên cứu cơ chế đối kháng với nấm bệnh cây trồng của dòng vi khuẩn G5. Khảo sát khả năng đối kháng của dòng vi khuẩn G5 trong điều kiện nhà lưới trong việc phòng trừ bệnh chết gục cây con trên ớt.
ntdien
Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Tập 57, Số 1B (2021): 132-142