Luận án Nghiên cứu nấm Bipolaris oryzae hại hạt giống lúa thu thập tại một số tỉnh phía Bắc và ven biển miền Trung Việt Nam

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

TRẦN THỊ HƯNG

NGHIÊN CỨU NẤM Bipolaris oryzae HẠI HẠT GIỐNG LÚA

THU THẬP TẠI MỘT SỐ TỈNH PHÍA BẮC

VÀ VEN BIỂN MIỀN TRUNG VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ

HÀ NỘI, 2015

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

TRẦN THỊ HƯNG

NGHIÊN CỨU NẤM Bipolaris oryzae HẠI HẠT GIỐNG LÚA

THU THẬP TẠI MỘT SỐ TỈNH PHÍA BẮC

VÀ VEN BIỂN MIỀN TRUNG VIỆT NAM

CHUYÊN NGÀNH BẢO VỆ THỰC VẬT

MÃ SỐ: 62 62 01 12

Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. NGÔ BÍCH HẢO

HÀ NỘI, 2015

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả

nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng

dùng bảo vệ để lấy bất kỳ học vị nào.

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được

cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc.

Hà Nội, ngày 1 tháng 11 năm 2015

Tác giả luận án

Trần Thị Hưng

i

LỜI CẢM ƠN

Thực hiện đề tài “Nghiên cứu nấm Bipolaris oryzae hại hạt giống lúa thu

thập tại một số tỉnh phía Bắc và ven biển miền Trung Việt Nam” tại Học viện Nông

nghiệp Việt Nam và Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống, sản phẩm cây trồng Quốc

gia, tôi đã may mắn nhận được rất nhiều sự quan tâm, động viên và giúp đỡ.

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban Giám đốc Học viện Nông nghiệp

Việt Nam, xin cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của các cán bộ Ban Quản lý đào tạo,

Khoa Nông học, Bộ môn Bệnh cây, Trung tâm Nghiên cứu Bệnh cây nhiệt đới.

Tôi xin cảm ơn Ban Giám đốc, đồng nghiệp tại Trung tâm Khảo kiểm

nghiệm giống, sản phẩm cây trồng Quốc gia tạo điều kiện, giúp đỡ tôi trong suốt

quá trình thực hiện luận án tại Trung tâm.

Trong quá trình thực hiện luận án, tôi đã nhận được nhiều kiến thức quý báu

từ các thầy cô của Bộ môn Bệnh cây - Học viện Nông nghiệp Việt Nam, Hội

Nghiên cứu bệnh hại thực vật Việt Nam, Hội Bảo vệ thực vật, Viện Bảo vệ thực vật.

Tôi trân trọng gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các thầy cô đã giúp tôi hoàn thành các nội

dung nghiên cứu.

Tôi đặc biệt bày tỏ lòng biết ơn tới PGS.TS Ngô Bích Hảo, người đã tận tâm

hướng dẫn và ủng hộ tôi hoàn thành luận án này.

Tôi xin cảm ơn các thành viên trong gia đình đã bên tôi, động viên, khích lệ

và chia sẻ với tôi mọi khó khăn trong thời gian qua.

Tác giả luận án

Trần Thị Hưng

ii

MỤC LỤC

Lời cam đoan

i

ii

Lời cảm ơn

Mục lục

iii

vi

vii

x

Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt

Danh mục các bảng

Danh mục các hình

Bản trích yếu luận án tiến sĩ nông nghiệp

Tóm tắt luận án

xii

xiv

1

PHẦN 1. MỞ ĐẦU

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

Tính cấp thiết của đề tài

1

Mục đích và yêu cầu của đề tài

4

5

6

Những đóng góp mới của đề tài

Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài

PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1

C

ơ sở khoa học nghiên cứu nấm B. oryzae hại hạt giống lúa

hững nghiên cứu về nấm B. oryzae ở nước ngoài

2.2

N

7

2.2.1

2.2.2

2.2.3

2.2.4

2.2.5

2.2.6

2.3

Tên gọi, vị trí phân loại và phân bố địa lý

Hình thái học của nấm B. oryzae

9

Đặc điểm phát sinh phát triển của B. oryzae

Biến đổi gen và biến đổi độc tính

11

15

17

18

25

27

31

Quá trình xâm nhiễm và truyền bệnh thông qua hạt giống lúa

Biện pháp phòng trừ nấm B. oryzae trên hạt giống lúa

N

hững nghiên cứu về nấm B. oryzae tại việt nam

2.3.1

2.3.2

Nấm B. oryzae gây hại trên đồng ruộng và trên hạt giống lúa

Biện pháp phòng trừ nấm B. oryzae trên hạt giống lúa

PHẦN 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 ật liệu, thời gian và địa điểm nghiên cứu

V

iii

3.1.1

3.1.2

3.2

Vật liệu nghiên cứu

31

32

33

34

35

38

39

45

Thời gian và địa điểm nghiên cứu

N

ội dung nghiên cứu

3.2.1

3.2.2

3.2.3

3.2.4

3.3

Điều tra tình hình nấm B. oryzae gây hại trên đồng ruộng và trên hạt giống lúa

Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học và phân tử của nấm B. oryzae

Nghiên cứu đặc điểm gây hại của nấm B. oryzae trên hạt giống lúa

Biện pháp phòng trừ nấm B. oryzae hại hạt giống lúa

Phương pháp nghiên cứu

3.3.1

3.3.2

3.3.3

3.3.4

3.3.5

3.3.6

Phương pháp điều tra ngoài đồng ruộng

Phương pháp lấy mẫu và kiểm nghiệm hạt giống

Phương pháp giám định nấm B. oryzae trên hạt giống lúa

Phương pháp nghiên cứu đặc điểm sinh học và phân tử của nấm B. oryzae

Phương pháp xử lý hạt giống lúa bị nhiễm nấm B. oryzae

Phương pháp xử lý hạt giống lúa nhiễm nấm B. oryzae bằng thuốc hóa học

trên đồng ruộng

47

49

50

3.4

3.5

C

ông thức tính toán

ử lý số liệu

X

PHẦN 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1

Kết quả điều tra tình hình nấm B. oryzae gây hại trên đồng ruộng và

trên hạt giống lúa

50

57

64

74

83

85

88

91

4.1.1

4.1.2

4.2

Tình hình nấm B. oryzae gây hại trên đồng ruộng từ 2010 - 2012

Tình hình nấm B. oryzae gây hại trên hạt giống lúa từ 2010 - 2012

M

ột số đặc điểm sinh học và phân tử của nấm B. oryzae

4.2.1

4.2.2

4.3

Một số đặc điểm sinh học của nấm B. oryzae

Đặc điểm phân tử của nấm B. oryzae tại vùng gen ITS

Đ

ặc điểm gây hại của nấm B. oryzae trên hạt giống lúa

4.3.1

4.3.2

4.3.3

4.3.4

4.3.5

Quá trình xâm nhiễm của nấm B. oryzae vào hạt giống lúa

Vị trí tồn tại và gây hại của nấm B. oryzae trên hạt giống lúa

Đặc điểm gây hại của nấm B. oryzae trên hạt giống lúa

Khả năng gây bệnh của nấm B. oryzae trên cây mầm

Ảnh hưởng của nấm B. oryzae đến tỷ lệ nảy mầm và sức sống cây mầm của

hạt giống lúa

94

iv

4.3.6

Ảnh hưởng của nguồn nấm B. oryzae được bảo tồn trên hạt giống lúa tới tỷ

lệ nảy mầm của hạt giống

97

98

4.4

Phòng trừ nấm B. oryzae hại hạt giống lúa

4.4.1

4.4.2

Biện pháp xây dựng hệ thống quản lý chất lượng hạt giống lúa

Biện pháp xử lý hạt giống lúa

98

103

110

111

113

114

122

PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

5.1

5.2

Kết luận

Kiến nghị

Danh mục các công trình đã công bố

Tài liệu tham khảo

Phụ lục

v

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

ADN

Axit Deoxyribonucleic

Cặp bazơ nitơ

Bp (Base pair)

CSB

Chỉ số bệnh

ITS (internally transcribed spacers)

Vùng liên gien

MBBT

MBT

Mầm bất bình thường

Mầm bình thường

MEA (Malt extract, peptone, glucose, Môi trường có thành phần mạch nha, pepton, đường

agar)

gluco, thạch

PCR (Polymerase Chain Reaction)

PGA (Potato, glucose, agar)

Phản ứng trùng hợp chuỗi

Môi trường có thành phần khoai tây, đường gluco,

thạch

RBLA (Rice bran, leaf, agar)

RLA (Rice leaf, agar)

RLPA (Rice leaf, Potato, agar)

RPA (Rice polish, agar)

RTA (Rice traw, agar)

TLB

Môi trường có thành phần cám gạo, lá lúa, thạch

Môi trường có thành phần lá lúa, thạch

Môi trường có thành phần lá lúa, khoai tây, thạch

Môi trường có thành phần gạo, thạch

Môi trường có thành phần bẹ lúa, thạch

Tỷ lệ bệnh

WA (Water agar)

Môi trường có thành phần nước cất, thạch

vi

DANH MỤC CÁC BẢNG

STT

2.1

Tên bảng

Trang

10

Kích thước cành bào tử và bào tử của nấm B. oryzae tại các địa điểm

nghiên cứu

3.1

4.1

4.2

4.3

4.4

4.5

Nguồn gốc các mẫu hạt giống lúa thu thập tại các tỉnh phía Bắc và ven biển

miền Trung

31

Mức độ nhiễm nấm B. oryzae trên các ruộng giống lúa thuần sản xuất tại

Văn Lâm, Hưng Yên vụ xuân và vụ mùa từ năm 2010 đến 2012

Mức độ nhiễm nấm B. oryzae trên hạt giống lúa thuần sản xuất tại Văn Lâm,

Hưng Yên từ năm 2010 đến 2012

52

53

Mức độ nhiễm nấm B. oryzae trên các ruộng giống lúa lai sản xuất tại Văn

Lâm, Hưng Yên vụ xuân và vụ mùa từ năm 2010 đến 2012

Mức độ nhiễm nấm B. oryzae trên hạt giống lúa lai sản xuất tại Văn Lâm,

Hưng Yên từ năm 2010 đến 2012

55

56

Tình hình nhiễm nấm B. oryzae trên hạt giống lúa thuần thu thập tại các

tỉnh phía Bắc và ven biển miền Trung sản xuất trong vụ xuân từ năm 2010

đến 2012

57

4.6

Tình hình nhiễm nấm B. oryzae trên hạt giống lúa thuần thu thập tại các

tỉnh phía Bắc và ven biển miền Trung sản xuất trong vụ mùa từ năm 2010

đến 2012

58

60

61

62

63

64

4.7

Tình hình nhiễm nấm B. oryzae trên hạt giống lúa lai thu thập các tỉnh phía

Bắc và ven biển miền Trung trong vụ xuân từ năm 2010 đến 2012

Tình hình nhiễm nấm B. oryzae trên hạt giống lúa lai thu thập các tỉnh phía

Bắc và ven biển miền Trung trong vụ mùa từ năm 2010 năm 2012

Mức độ nhiễm nấm B. oryzae trên hạt giống lúa Hương thơm số 1 thu thập

tại một số vùng sinh thái nông nghiệp

4.8

4.9

4.10

4.11

Ảnh hưởng của chế độ canh tác tới tỷ lệ hạt nhiễm nấm B. oryzae của giống

lúa Hương thơm số 1

Ảnh hưởng của địa hình canh tác đến tỷ lệ hạt nhiễm nấm B. oryzae trên

giống Hương thơm số 1

vii

4.12

4.13

Đặc điểm của nấm B. oryzae khi phát triển trên môi trường PGA

Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của nấm B. oryzae trên môi

trường PGA

65

70

71

72

73

4.14

4.15

4.16

4.17

Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến sự phát triển của nấm B. oryzae

Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến khả năng sinh bào tử của nấm B. oryzae

Biến động về tỷ lệ hạt giống lúa nhiễm B. oryzae trong quá trình bảo quản

Ảnh hưởng của hàm lượng amylose, protein đến tỷ lệ hạt nhiễm nấm B.

oryzae trên các giống lúa thuần

74

76

4.18

4.19

Nguồn gốc các mẫu nấm B. oryzae trên hạt giống lúa thu thập tại các tỉnh

phía Bắc và ven biển miền Trung

Kết quả giải trình tự vùng ITS của 10 mẫu nấm B. oryzae thu thập tại các

tỉnh phía Bắc và ven biển miền Trung

78

79

4.20

4.21

4.22

Nguồn gốc các mẫu nấm B. oryzae phân lập từ hạt giống lúa

Kết quả tìm kiếm các trình tự gần gũi trên GenBank

Nguồn gốc các trình tự trên thế giới gần gũi nhất với trình tự của các mẫu

nấm nghiên cứu

80

81

83

4.23

4.24

4.25

Mức đồng nhất trình tự vùng ITS (%) của mẫu nấm B. oryzae phân lập từ

hạt giống lúa tại Việt Nam với các mẫu Bipolaris trên ngân hàng gen

Kết quả điều tra mức độ nhiễm nấm B. oryzae ở các giai đoạn hình thành hạt

trên đồng ruộng tại Thái Bình vụ mùa năm 2012

Kết quả theo dõi mức độ nhiễm nấm B. oryzae ở các giai đoạn hình thành

hạt trên đồng ruộng tại Thái Bình vụ mùa năm 2012

84

86

88

92

4.26

4.27

4.28

4.29

Vị trí tồn tại của nấm B. oryzae trên hạt giống lúa

Sự phát triển của nấm B. oryzae trên bề mặt hạt

Khả năng gây bệnh của nấm B. oryzae trên giống Hương thơm số 1

Mức độ phát triển của bệnh tiêm lửa do nấm B. oryzae gây ra trên lá một số

giống lúa sau 7 ngày lây nhiễm

93

95

4.30

4.31

Mối liên quan giữa tỷ lệ nảy mầm với tỷ lệ hạt nhiễm B. oryzae

Ảnh hưởng của tỷ lệ hạt nhiễm B. oryzae đến tỷ lệ nảy mầm của giống

Hương thơm số 1

95

97

4.32

Ảnh hưởng của sự phát triển của nấm B. oryzae trên hạt đến sức sống cây mầm

viii

4.33

4.34

Tỷ lệ nảy mầm của giống Hương thơm số 1 nhiễm B. oryzae qua thời gian

bảo quản

98

Ảnh hưởng của cấp giống tới mức độ nhiễm nấm B. oryzae trên các giống

lúa thuần

99

101

102

4.35

4.36

4.37

Ảnh hưởng của quá trình phơi, sấy tới tỷ lệ hạt nhiễm nấm B. oryzae

Ảnh hưởng của quá trình làm sạch tới tỷ lệ hạt nhiễm nấm B. oryzae

Kết quả xử lý hạt giống Bao thai lùn nhiễm nấm B. oryzae bằng nước muối,

nước nóng

103

104

106

107

108

4.38

4.39

4.40

4.41

Kết quả xử lý hạt giống lúa Bao thai lùn bị nhiễm nấm B. oryzae bằng dịch

chiết thực vật

Ảnh hưởng của thuốc hóa học đến sự phát triển của nấm B. oryzae trên môi

trường PGA

Kết quả xử lý hạt giống lúa Bao thai lùn bị nhiễm nấm B. oryzae bằng thuốc

hóa học

Kết quả xử lý hạt giống lúa Hương thơm số 1 bị nhiễm nấm B. oryzae bằng

thuốc hóa học gieo cấy trên đồng ruộng

ix

DANH MỤC CÁC HÌNH

STT

Tên hình

Trang

2.1

2.2

2.3

2.4

2.5

2.6

Bản đồ phân bố trên thế giới của nấm B. oryzae

9

10

12

13

14

Bào tử và cành bào tử của nấm B. oryzae

Nấm B. oryzae trên môi trường PGA

Kiểu nảy mầm của nấm B. oryzae trên môi trường RFA

Các dạng cây mầm không bình thường do nấm B. oryzae gây ra

Sơ đồ mô tả vùng địa lý là một yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc gen của nấm

B. oryzae

16

18

25

40

51

54

56

64

67

68

69

77

2.7

2.8

3.1

4.1

4.2

4.3

4.4

4.5

4.6

4.7

4.8

4.9

Phân cấp mức độ gây hại của nấm trên hạt

Cơ chế xâm nhập và cơ chế kháng của cây lúa đối với C. miyabeanus

Sơ đồ minh họa các cụm gen rDNA của sinh vật nhân thật

Triệu chứng nấm B. oryzae gây hại trên lúa

Triệu chứng bệnh do nấm B. oryzae gây hại trên hạt giống lúa

Tình hình nhiễm nấm của hạt giống lúa thu thập từ ruộng có B. oryzae gây hại

Đặc điểm phát triển của nấm B. oryzae trên môi trường PGA

Đặc điểm hình thái của nấm B. oryzae trên môi trường PGA

Bào tử nấm B. oryzae nảy mầm sau 2 giờ

Hình dạng của sợi nấm B. oryzae trong quá trình phát triển

Sản phẩm PCR của nấm B. oryzae

Phân tích phả hệ dựa trên trình tự toàn bộ vùng ITS của các mẫu nấm B.

oryzae thu thập tại các tỉnh phía Bắc và ven biển miền Trung

Tỷ lệ nhiễm nấm B. oryzae tại các giai đoạn tạo hạt

Vị trí nấm B. oryzae tồn tại và gây hại trên hạt giống lúa HT1

Nấm B. oryzae gây hại phôi hạt giống lúa HT1

82

85

86

88

90

91

94

4.10

4.11

4.12

4.13

4.14

4.15

4.16

Các dạng cây mầm hạt giống lúa HT1 bị nấm B. oryzae gây hại

Triệu chứng bệnh do nấm B. oryzae gây ra trên cây mầm

Lây bệnh nhân tạo với nấm B. oryzae và triệu chứng bệnh trên mạ 10 ngày tuổi

Khả năng gây hại của nấm khi nằm trong hạt và bám ngoài vỏ hạt

x

4.17

Hạt giống lúa nhiễm nấm B. oryzae trong quá trình kiểm tra tỷ lệ nảy mầm

trong phòng và ngoài đồng

96

4.18

4.19

Ảnh hưởng của quá trình phơi sấy đến tỷ lệ hạt mang nấm B. oryzae

Sự phát triển của nấm B. oryzae trên môi trường PGA có Cruiser Plus

312,5FS

101

105

107

4.20

Hạt giống lúa được xử lý bằng Till Super 300EC

xi

TRÍCH YẾU LUẬN ÁN

1. Tên tác giả: Trần Thị Hưng

2. Tên luận án: Nghiên cứu nấm Bipolaris oryzae hại hạt giống lúa thu thập tại các tỉnh

phía bắc và ven biển miền trung Việt Nam.

3. Chuyên ngành: Bảo vệ thực vật; Mã số chuyên ngành: 62.62.01.12

4. Cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam

5. Mục đích và đối tượng nghiên cứu của luận án

- Mục đích: Nghiên cứu xác định khả năng lan truyền, gây hại của nấm Bipolaris

oryzae trên hạt giống lúa và các giải pháp phòng chống bệnh tại các tỉnh phía Bắc và ven

biển Miền Trung Việt Nam.

- Đối tượng nghiên cứu: Hạt giống lúa trồng phổ biến trong sản xuất và các nguồn

nấm Bipolaris oryzae gây hại trên hạt thu thập tại các tỉnh phía bắc và ven biển miền trung

Việt Nam.

6. Nội dung nghiên cứu

- Điều tra tình hình bệnh tiêm lửa lúa do Bipolaris oryzae gây hại trên đồng ruộng và trên

hạt giống lúa

- Nghiên cứu một số đặc điểm hình thái và sinh học của nấm Bipolaris oryzae

- Nghiên cứu quá trình nấm Biolaris oryzae xâm nhiễm và gây hại hạt giống lúa

- Nghiên cứu đặc điểm phân tử của nấm Biolaris oryzae tren vùng gene ITS

- Xử lý hạt giống lúa phòng trừ nấm bệnh

7. Các phương pháp nghiên cứu chính đã sử dụng

- Phương pháp điều tra theo QCVN 01-38:2010/BNNPTNT.

- Phương pháp lấy mẫu hạt giống theo TCVN 8548:2011/BNNPTNT.

- Phương pháp kiểm nghiệm hạt giống theo ISTA (2010).

- Hai mồi ITS4 và ITS5 (White et al., 1990) đã được sử dụng để nhân toàn bộ vùng ITS

của các mẫu nấm.

- Tìm kiếm cơ sở dữ liệu Genbank bằng phần mềm trực tuyến BLAST tại NCBI

(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/)

- Giám định nấm trên hạt giống lúa theo Mathur S.B và Olga K. (2003).

- Số liệu được xử lý bằng phần mềm Microsoft Excel, phân tích phương sai (ANOVA).

xii

8. Các kết quả nghiên cứu chính đã đạt được

- Xác định được thực trạng, mức độ tác hại của bệnh do nấm Bipolaris oryzae gây hại trên

đồng ruộng tại Hưng yên và hại hạt giống lúa thu thập tại các tỉnh phía bắc và ven biển

miền trung Việt Nam;

- Xác định được quá trình xâm nhiễm của nấm Bipolaris oryzae vào hạt giống lúa và ảnh

hưởng của nấm tới khả năng nảy mầm của hạt giống;

- Xác định được một số đặc điểm hình thái, đặc tính sinh học nấm Bipolaris oryzae hại hạt

giống lúa;

- Xác định được kết quả bước đầu trong nghiên cứu về đặc điểm phân tử nấm Bipolaris

oryzae trên vùng gene ITS của các nguồn nấm thu thập từ các vùng sinh thái và từ các

giống lúa khác nhau;

- Xác định được một số biện pháp hạn chế lây lan và gây hại của nấm Bipolaris oryzae trên

hạt giống lúa.

xiii

THESIS ABSTRACT

1. Name of PhD student: TRAN THI HUNG

2. Name of the thesis: Study Bipolaris oryzae Cause Disease in Rice Seed Colleted from

the North and Middle Coast of Viet Nam

3. Major:

Plant Protection

62.62.01.12

Code:

4. Training institutions:

5. Introduction of thesis:

Vietnam National University of Agricultural

Bipolaris oryzae caused disease in seeds has been studied in many years, causing

rice damage especially during seed germinaton (S.H.Ou, 1985). In Vietnam, there are two

ways to plant rice seed: sowing seed in nursery to transplant seedlings and sowing directly

on the field. Both methods can be affected in fungus known as the seed-born disease.

During soaking and incubating seed, fungi will develop in rice seed and creating secondary

infection. On the field, method of sowing seed in nursery will cause lack of seedlings or

using higher amount of rice seed. For sowing seed directly on the field, fungi will cause

losing plants leading to increase labour to re-plant or reducing yield.

6. Materials

- Rice seeds.

- Bipolaris oryzae caused disease in seeds.

7. Methods

- QCVN 01-38:2010/BNNPTNT.

- TCVN 8548:2011/BNNPTNT.

- Seed Testing - ISTA (2010).

- Amplification and direct sequencing of fungal ribosomal RNA genes for phylogenetics,

PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications (White et al., 1990).

-

BLAST finds regions of similarity between biological sequences.

- A manual on common laboratory seed health testing methods for detecting fungi (Mathur

S.B and Olga K., 2003).

- Datas analysis by Microsoft Excel and ANOVA.

xiv

8. New academic and reasoning contribution of the thesis:

- Adding data in level damage of Bipolaris oryzae on the field and rice seed

production in Vietnam.

- Adding more biological chacteristic and adding the first reseaching results in

genetic diversity of collected fungi sources from different biographies and different rice

varieties.

- Adding methods to limit Bipolaris oryzae spreading and causing damage on

seedlings.

xv

PHẦN 1. MỞ ĐẦU

1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Không dễ để nhận thấy nấm Bipolaris oryzae Breda de Haan Shoemaker

(B. oryzae) gây hại trên hạt giống hay lây nhiễm làm giảm sản lượng của cây lúa

trên đồng ruộng. Tuy nhiên, có thể nhận thấy B. oryzae đã phá hủy biểu mô của hạt,

làm giảm sức sống của cây mầm (Neergaard, 1966). B. oryzae là nấm gây hại hạt

giống lúa tiêu biểu có thể tồn tại bên trong hạt rất nhiều năm, nấm có thể gây chết

hoặc tạo ra vết bệnh trên cây mầm (Ou, 1985). B. oryzae có thể tồn tại trên cây lúa

trong tất cả các giai đoạn phát triển, nấm có thể gây hại trên lá mầm, phiến lá, bẹ lá,

cổ bông, hạt và phôi. Trên cây mạ, nấm B. oryzae có thể gây ra các triệu chứng thối

vòng quanh lá mầm hoặc làm biến dạng lá sơ cấp và thứ cấp. B. oryzae cũng có thể

xâm nhập vào hạt lúa qua lớp vỏ, là nguyên nhân gây ra hiện tượng “pecky rice”-

một thuật ngữ chỉ hạt bị đốm và biến màu (Webster and Gunnel, 1992). Nấm

B. oryzae đã không được chú ý nhiều trong thời gian gần đây do không gây thiệt hại

nặng về năng suất và kinh tế, B. oryzae cũng không gây thành dịch hại như một số

loài nấm khác, tuy nhiên B. oryzae được coi là nấm gây bệnh trên lúa của nông dân

nghèo ở những vùng đất bị khô hạn và đất nghèo dinh dưỡng (Zadoks, 2002).

B. oryzae là nguyên nhân chính gây ra tỷ lệ nảy mầm thấp của các lô hạt

giống lúa khi gieo trồng tại một số tỉnh phía Bắc và ven biển miền Trung Việt Nam.

B. oryzae được tìm thấy trên tất cả các mẫu hạt giống lúa không đạt yêu cầu về tỷ lệ

nảy mầm theo quy chuẩn kỹ thuật Việt Nam từ năm 1998 đến 2008. B. oryzae đã

gây ra hiện tượng hạt bị chết trước khi nảy mầm và cây mầm không bình thường do

nhiễm B. oryzae sơ cấp hoặc thứ cấp (Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống, sản

phẩm cây trồng Quốc gia, 1998- 2008). Các nghiên cứu về bệnh hạt giống thời điểm

này của Trường Đại học Cần Thơ, Trường Đại học Nông Lâm Huế, Viện nghiên

cứu Lúa đồng bằng sông Cửu Long cũng cho rằng B. oryzae có ảnh hưởng tới tỷ lệ

nảy mầm của hạt giống lúa và giai đoạn mạ trên đồng ruộng tại các tỉnh phía Nam.

Các kết quả nghiên cứu cũng cho thấy nấm B. oryzae không gây ra thiệt hại nặng về

năng suất nhưng đã gây thiệt hại về số lượng và chất lượng hạt giống lúa.

Quá trình phát triển và gây hại của nấm B. oryzae tại Việt Nam có thể nói đã

trải qua hai giai đoạn. Giai đoạn 1 là trong những năm từ giữa đến cuối thế kỷ 20,

với bộ giống lúa cũ và phương thức canh tác chưa được cải tiến, nấm B. oryzae gây

1

hại trên đồng ruộng tương đối phổ biến. Các kết quả nghiên cứu khoa học trong thời

gian này thường tập trung trên đồng ruộng với quá trình gây hại trên bộ lá của cây

lúa. Các biện pháp phòng trừ cũng tập trung trên đồng ruộng, các nghiên cứu về tác

hại của nấm trên hạt và quá trình truyền bệnh qua hạt chưa nhiều. Đây là giai đoạn

đã đưa bệnh do nấm B. oryzae gây ra vào danh sách những bệnh được quan tâm trên

cây lúa, bệnh tiêm lửa. Giai đoạn 2 là vào những năm đầu của thế kỷ 21. Quá trình

chọn tạo giống ở Việt Nam ở giai đoạn này đã phát triển rất nhanh chóng. Nhiều

giống lúa mới đã được công nhận và đưa vào sản xuất với các đặc tính nông sinh

học đa dạng, phong phú. Bệnh do nấm B. oryzae gây ra được kiểm soát thông qua

quá trình khảo nghiệm, là 1 trong 29 tính trạng của các giống lúa mới chọn tạo bắt

buộc phải được đánh giá trong quá trình khảo nghiệm giá trị canh tác và giá trị sử

dụng theo quy định của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn. Bên cạnh đó

phương thức sản xuất lúa được hiện đại hóa, các loại nấm bệnh gây hại trên đồng

ruộng trong đó có B. oryzae đã được kiểm soát nên hạn chế được khả năng gây hại

trong quá trình phát triển của cây lúa. Trong thời gian này, được chính phủ Đan

Mạch trợ giúp, các nghiên cứu về bệnh hạt giống đã cho thấy nấm B. oryzae có ý

nghĩa rất lớn trong việc gây hại trên hạt giống lúa.

Trong những năm gần đây, trên một số giống lúa đang trồng phổ biến tại các

tỉnh phía Bắc, B. oryzae đã gây hại trở lại trên đồng ruộng. Hiện tượng này đã tạo ra

sự lo ngại cho các cơ quan quản lý, công ty sản xuất giống và nông dân. Khi sản

xuất vụ mới, nhu cầu hạt giống lúa rất lớn, việc sử dụng hạt giống vụ trước trồng ở

vụ sau rất khó khăn do áp lực về thời gian. Thời gian từ khi thu hoạch vụ này để

chuyển sang gieo trồng vụ mới (thời gian chuyển vụ) quá ngắn làm cho việc chuẩn

bị hạt giống để bán trên thị trường không kịp. Một số giống chưa hết thời gian ngủ

nghỉ khi được bán tới tay người sử dụng cũng sẽ ảnh hưởng đến chất lượng hạt

giống và quá trình kinh doanh. Để khắc phục tình trạng này các công ty đã sử dụng

ưu thế sẵn về chênh lệch thời vụ giữa các tỉnh miền Trung và miền Bắc để sản xuất

hạt giống tại miền Trung để cung cấp cho các tỉnh phía Bắc. Tại miền Trung, nấm

B. oryzae khá phổ biến trên đồng ruộng nên quá trình vận chuyển hạt giống được

sản xuất tại đây đi các địa phương khác đã tạo điều kiện cho B. oryzae phát triển ở

nơi hạt giống đến. Các công ty cung cấp hạt giống lúa cho rằng đây là nguyên nhân

chính gây ra hiện tượng nấm B. oryzae xuất hiện trở lại trên đồng ruộng tại các tỉnh

phía Bắc. Ngoài ra việc tích lũy bệnh sau một vài vụ do sự tồn tại của nấm B.

oryzae trên đồng ruộng có thể đã tạo điều kiện cho nấm xâm nhiễm vào hạt. Nấm B.

2

oryzae lan truyền thông qua hạt giống không tạo ra quá trình lây lan mạnh trên đồng

ruộng để tạo thành dịch như Pyricularia oryzae hay một số nấm khác nhưng B.

oryzae tồn tại trên hạt cũng là một mắt xích trong quá trình duy trì sự có mặt và

truyền bệnh từ vụ trước tới vụ sau.

Quá trình trao đổi mua bán hạt giống diễn ra rất thường xuyên và dễ dàng

trong khi việc quản lý bệnh trên hạt giống chưa được quan tâm. Đối với nấm B.

oryzae lan truyền qua hạt giống hiện cũng chưa có tiêu chuẩn cụ thể về tỷ lệ hạt

nhiễm nấm là bao nhiêu thì lô hạt giống đạt yêu cầu làm giống và được phép lưu

thông trên thị trường. Chất lượng hạt giống lúa hiện nay rất được quan tâm và được

quản lý theo quy chuẩn Quốc gia. Hạt giống lúa chất lượng tốt có thể được bán với

giá cao hơn 20 lần giá lúa thương phẩm. Hạt giống lúa ngoài ưu điểm vượt trội về

năng suất hay chất lượng thì phải đáp ứng các yêu cầu đặt ra về độ ẩm, độ sạch, hạt

khác giống và tỷ lệ nảy mầm. Trong các chỉ tiêu trên tỷ lệ nảy mầm là quan trọng

nhất, tỷ lệ nảy mầm của một lô hạt giống được yêu cầu tối thiểu phải đạt 80% và

không bị giảm trong thời gian trước khi đem đi gieo trồng. Để đảm bảo tỷ lệ nảy

mầm cao, lô hạt giống lúa phải được loại bỏ các yếu tố có khả năng gây bệnh hoặc

bản thân hạt giống sạch bệnh không mang nguồn bệnh cả ở bên trong hay bám

ngoài vỏ.

Giảm năng suất, tăng công lao động là yếu tố phải được hạn chế. Tại Việt

Nam, sản xuất lúa thường bằng hai hình thức: gieo mạ sau đó cấy chuyển ra ruộng

và gieo sạ trực tiếp trên đồng ruộng. Cả hai phương pháp này đều có khả năng bị

ảnh hưởng do hạt giống bị nhiễm B. oryzae gây ra. Đối với hình thức gieo mạ, tình

trạng thiếu mạ xảy ra do hạt giống bị chết bởi B. oryzae. Đối với hình thức gieo sạ,

B. oryzae có thể gây mất khoảng dẫn tới tăng công lao động cấy dặm hoặc bị giảm

năng suất khi không bù được khoảng mất cây. Với diện tích trồng lúa khoảng 8 triệu

ha của Việt Nam, nếu kiểm soát được khả năng gây hại của nấm B. oryzae thì sẽ tiết

kiệm được một lượng rất lớn hạt giống lúa.

Sử dụng hạt giống lúa có chất lượng tốt trong dự trữ Quốc gia phải được đạt

lên hàng đầu. Hạt giống lúa với mục đích dự trữ Quốc gia hiện nay chưa được kiểm

soát tỷ lệ hạt nhiễm nấm B. oryzae trước khi đem vào kho dự trữ. Các lô hạt giống

lúa có thể bị giảm tỷ lệ nảy mầm và sức sống của cây mầm do nấm B. oryzae. Sử

dụng các lô hạt giống này trong các trường hợp khẩn cấp sẽ gây ra hậu quả rất khó

lường. Ví dụ sau thiên tai, gieo trồng các lô hạt giống có tỷ lệ nảy mầm thấp sẽ rất

khó khắc phục do thời vụ đã muộn.

3