Ảnh minh họa

Chuối (Musa ssp.), có nguồn gốc từ Đông Nam Á, được trồng rộng rãi ở khắp các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Bởi vì chuối giàu dinh dưỡng và tinh bột nên được coi là cây lương thực quan trọng thay thế sau gạo, lúa mì và ngô để giảm nạn đói của con người ở châu Phi bởi Tổ chức Nông lương Liên hợp quốc (Song & cs., 2018). Năm 2019, sản lượng chuối trên toàn thế giới là hơn 113 triệu tấn; hai nước trồng chuối lớn nhất là Ấn Độ (36,7%) và Trung Quốc (13,8%) (Tzean & cs., 2019). Tuy nhiên, bệnh héo vàng do nấm Fusarium oxysporum f. sp. cubense (Foc) là một trong những loại bệnh gây hại nặng nề nhất đối với chuối, gây thiệt hại lớn về kinh tế trong thời gian dài. Đặc biệt, chủng Foc 4 nhiệt đới (Foc TR4) có thể lây nhiễm vào hơn 80% các giống chuối (Ghag & cs., 2015; Zhang & cs., 2019). Bệnh hại này đã được tìm thấy ở các vùng sản xuất chuối lớn của các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới (Ghag & cs., 2015). Ở Việt Nam, chủng Foc TR4 gây hại trên chuối tiêu, chuối tây xuất hiện nhiều vùng trồng chuối ở các tînh Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Hưng Yên, Lào Cai, Hà Nội (Trần Ngọc Hùng & cs., 2020). Việc quân lý hiệu quả và lâu dài đối với bệnh héo vàng trên chuối vẫn còn là thách thức, phần lớn do cây ký chủ lâu năm và nấm bệnh tồn tại lâu trong đất (Ploetz & Evans, 2015). Hiện nay, phương pháp được sử dụng phổ biến nhất để kiểm soát bệnh héo vàng trên chuối là sử dụng thuốc hóa học để tiêu diệt trực tiếp mấm bệnh trong đất. Ưu điểm của việc kiểm soát hóa học là nhanh chóng, tiết kiệm, đơn giản và hiệu quả trong thời gian ngắn. Tuy nhiên các đặc tính của đất và sự đa dạng của vi sinh vật sẽ bị phá hủy do sử dụng hóa chất trong thời gian dài. Ngoài ra còn tiềm ẩn nguy cơ về môi trường và an toàn thực phẩm. Các biện pháp nông nghiệp để kiểm soát bệnh nh luân canh, cải tạo đất tiêu tốn rất nhiều thời gian, công sức và không phù hợp với các vườn chuối thâm canh hiện đại quy mô lớn. So với các cách phòng ngừa khác nhau, biện pháp sinh học sử dụng vi sinh vật đối kháng nấm Foc được coi là giải pháp chiến lược phòng trị bệnh héo vàng chuối hiệu quả để giảm việc sử dụng thuốc diệt nấm (Bubici & cs., 2019).

Xạ khuẩn có khả năng tạo ra các chất chuyển hóa thứ thấp quan trọng, sản xuất ra 70% các chất kháng khuẩn. Streptomysec là chi quan trọng nhất và là nguồn cung cấp 2/3 tất cả các kháng sinh tự nhiên (Lucas & cs., 2012). Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng các hợp chất có hoạt tính sinh học liên quan chặt chẽ tới gen mã hóa polyketide synthase (PKS) và nonribosomal peptide synthetase (NRPS). NRPS sinh tổng hợp chất thứ cấp không thông qua ribosome tạo dạng peptide như quá trình tổng hợp các protein và axit amin. PKS là các enzyme chính cæn thiết để tổng hĉp polyketide - hĉp chçt chuyển hóa thĀ cçp (Albright & cs., 2014; Ginolhac & cs., 2004).

Bệnh héo vàng chuối do nấm Fusarium oxyspoum f. sp. cubense (Foc) gây thiệt hại nặng nề nhất đối với chuối. Đặc biệt, chủng Foc TR4 có thể lây nhiễm hầu hết các giống chuối. So với các biện pháp truyền thống, biện pháp sinh học sử dụng vi sinh vật trong phòng trừ bệnh được coi là biện pháp chiến lược. Trong nghiên cứu này, chủng xạ khuẩn VNUA27 được phân lập, đánh giá khả năng đối kháng với nấm Foc TR4. Đánh giá ảnh hưởng của dịch nuôi cấy chủng xạ khuẩn VNUA27 đến sự phát triển của hệ sợi và nảy mầm của bào tử nấm Foc TR4. Trên cơ sở nghiên cứu các đặc điểm hình thái, sinh lý, sinh hóa và phân tích vùng trình tự 16S rARN chủng xạ khuẩn VNUA27 đã được xác định là Streptomyces diastatochromogenes VNUA27.

Kết quả nghiên cứu cho thấy, chủng xạ khuẩn VNUA27 đối kháng mạnh với nấm Foc TR4 (54,78% . Sợi nấm Foc TR4 sau khi được xử lý bằng dịch nuôi của chủng VNUA27 bị co lại và biến dạng. Các mẫu bào tử của nấm Foc TR4 được xử lý bằng dịch nuôi của chủng xạ khuẩn VNUA27 cho thấy một tỉ lệ lớn bào tử không nảy mầm (ức chế 82,42%). Đặc biệt, nghiên cứu này đã phát hiện ra gen chức năng KSa tham gia vào quá trình sinh tổng hợp các chất chuyển hóa thứ cấp của chủng VNUA27. Chủng xạ khuẩn VNUA27 là chủng tiềm năng giúp phòng trừ nấm Foc TR4 đạt hiệu quả cao bằng biện pháp sinh học.

nhnhanh