Luận văn Xác định một số loài nấm hiện diện trên cây lúa (Oryza Ssativa) nhiễm bệnh đạo ôn và cháy lá thu thập tại tỉnh An Giang và Kiên Giang

Nội dung tài liệu: Luận văn Xác định một số loài nấm hiện diện trên cây lúa (Oryza Ssativa) nhiễm bệnh đạo ôn và cháy lá thu thập tại tỉnh An Giang và Kiên Giang

1. BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VÀ ĐÀO TẠO VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ --------------- Vũ Thị Tuyết Nhung XÁC ĐỊNH MỘT SỐ LOÀI NẤM HIỆN DIỆN TRÊN CÂY LÚA (Oryza sativa) NHIỄM BỆNH ĐẠO ÔN VÀ CHÁY LÁ THU THẬP TẠI TỈNH AN GIANG VÀ KIÊN GIANG LUẬN VĂN THẠC SĨ: SINH HỌC THỰC NGHIỆM TP.Hồ Chí Minh, tháng 4 năm 2021
2. BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VÀ ĐÀO TẠO VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ --------------- Vũ Thị Tuyết Nhung XÁC ĐỊNH MỘT SỐ LOÀI NẤM HIỆN DIỆN TRÊN CÂY LÚA (Oryza sativa) NHIỄM BỆNH ĐẠO ÔN VÀ CHÁY LÁ THU THẬP TẠI TỈNH AN GIANG VÀ KIÊN GIANG Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm Mã số: 8420114 LUẬN VĂN THẠC SĨ: SINH HỌC THỰC NGHIỆM NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. Nguyễn Hoàng Dũng TP.Hồ Chí Minh, tháng 4 năm 2021
3. i LỜI CAM ĐOAN Người thực hiện đề tài xin cam đoan: Đề tài này là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân, được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Nguyễn Hoàng Dũng. Các số liệu thu thập và kết quả phân tích trong đề tài là trung thực, đề tài không trùng với bất kỳ đề tài nghiên cứu khoa học nào. Những thông tin tham khảo đều được trích dẫn cụ thể nguồn sử dụng. Tp.HCM, ngày tháng năm 2021 Người thực hiện Vũ Thị Tuyết Nhung
4. ii LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến ban lãnh đạo Viện Sinh học Nhiệt đới, Viện Hàn Lâm Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam đã tạo điều kiện cho tôi đi học và đã hỗ trợ toàn bộ kinh phí, máy móc trang thiết bị để tạo điều kiện giúp tôi hoàn thành đề tài tốt nghiệp này. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và tri ân sâu sắc đối với TS. Nguyễn Hoàng Dũng Trưởng phòng Vi Sinh, Viện Sinh Học Nhiệt Đới, Viện Hàn Lâm Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam cũng như phụ trách hướng dẫn đề tài cho tôi đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn, giảng dạy, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt thời gian thực hiện đề. Tôi xin chân thành cảm ơn Học viện Khoa học và Công nghệ, đặc biệt là các thầy cô giáo trực tiếp giảng dạy các chuyên đề của toàn khóa học đã tạo điều kiện, đóng góp ý kiến cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn anh chị phòng Vi sinh, Viện Sinh Học Nhiệt Đới, Viện Hàn Lâm Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam và các bạn lớp Sinh học thực nghiệm đã luôn đồng hành, chia sẻ và giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập và thực hiện đề tài. Bên cạnh đó, công lao không thể thiếu khi kể đến góp phần không nhỏ trong quá trình tôi thực hiện luận văn thạc sỹ đó chính là nguồn năng lượng sống từ gia đình và bạn bè tôi. Tôi muốn nói lời cảm ơn tới gia đình vì đã chăm sóc, động viên tôi cả về thể chất lẫn tinh thần, luôn mang cho tôi những động lực cố gắng. Xin trân trọng cảm ơn! Người thực hiện Vũ Thị Tuyết Nhung
5. iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................. i LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................. ii MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ................................................................ v DANH MỤC BẢNG ...................................................................................................... vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ .................................................................. vii MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1 1. Đặt vấn đề .................................................................................................................... 1 2. Mục tiêu đề tài ............................................................................................................. 2 3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................................... 2 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài ........................................................................... 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ĐỀ TÀI ............................................................................. 4 1.1. TÌNH HÌNH NẤM GÂY BỆNH TRÊN CÂY LÚA TẠI TỈNH AN GIANG VÀ KIÊN GIANG .................................................................................................................. 4 1.1.1. Tình hình nấm gây bệnh trên lúa tại tỉnh An Giang .............................................. 4 1.1.2. Tình hình nấm gây bệnh trên lúa tại tỉnh Kiên Giang ........................................... 5 1.2. MỘT SỐ BỆNH HẠI THƯỜNG GẶP TRÊN CÂY LÚA ...................................... 5 1.2.1. Bệnh đạo ôn ........................................................................................................... 5 1.2.2. Bệnh cháy lá .......................................................................................................... 8 1.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VÀ NGOÀI NƯỚC ..................... 10 CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................ 14 2.1. THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU ....................................................... 14 2.1.1. Thời gian .............................................................................................................. 14 2.1.2. Địa điểm .............................................................................................................. 14 2.2. ĐỐI TƯỢNG VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU ...................................................... 14
6. iv 2.2.1. Đối tượng nghiên cứu .......................................................................................... 14 2.2.2. Dụng cụ và thiết bị .............................................................................................. 14 2.2.3. Môi trường và hóa chất ....................................................................................... 15 2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................................................... 16 2.3.1. Phương pháp thu mẫu .......................................................................................... 16 2.3.2. Phân lập và làm thuần .......................................................................................... 16 2.3.3. Thí nghiệm lây bệnh nhân tạo ............................................................................. 17 2.3.4. Định danh nấm bằng phương pháp phân tích hình thái học và bằng phương pháp giải trình tự vùng gen ITS.............................................................................................. 18 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................ 23 3.1. THU MẪU .............................................................................................................. 23 3.1.1. Thu mẫu tại tỉnh An Giang .................................................................................. 23 3.1.2. Thu mẫu tại tỉnh Kiên Giang ............................................................................... 23 3.2. PHÂN LẬP, LÀM THUẦN VÀ QUAN SÁT HÌNH THÁI ................................. 24 3.2.1. Phân lập, làm thuần và quan sát hình thái ở tỉnh An Giang ................................ 24 3.2.2. Phân lập, làm thuần và quan sát hình thái ở tỉnh Kiên Giang ............................. 30 3.3. TÁI NHIỄM THEO QUY TẮC KOCH ................................................................. 38 3.4. ĐỊNH DANH CÁC CHỦNG NẤM ĐƯỢC PHÂN LẬP BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC PHÂN TỬ .................................................................................................. 44 3.4.1 Khuếch đại vùng gen ITS ..................................................................................... 44 3.4.2 Giải trình tự gene ITS ........................................................................................... 45 CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................ 51 4.1. KẾT LUẬN ............................................................................................................ 51 4.2. KIẾN NGHỊ ............................................................................................................ 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 52 PHỤ LỤC ........................................................................................................................ 1
7. v DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT P:C:I Phenol:Chloroform:Isoamyl Alcohol CTAB Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide ĐBSCL Đồng bằng sông Cửu Long DNA Deoxyribonucleotide Acid EDTA Ethylene Diamin Tetracetic Acid ETS External Transcribed Spacer NCBI National Center for Biotechnology Informatic PCR Polymerase Chain Reaction PDA Potato Dextrose Agar RNA Ribonucleic acid SHPT Sinh học phân tử
8. vi DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1. Kết quả phân lập làm thuần mẫu ở tỉnh An Giang ............................. 24 Bảng 3.2. Kết quả phân lập làm thuần mẫu ở tỉnh Kiên Giang .......................... 30 Bảng 3.3. Kết quả phân lập làm thuần mẫu tái nhiễm ........................................ 40 Bảng 3.4. Trình tự tương đồng trên ngân hàng gen NCBI chủng nấm T 1.3 ..... 46 Bảng 3.5. Trình tự tương đồng trên ngân hàng gen NCBI chủng nấm T 2.3 ..... 47 Bảng 3.6. Trình tự tương đồng trên ngân hàng gen NCBI chủng nấm T 3.3 ..... 48 Bảng 3.7. Trình tự tương đồng trên ngân hàng gen NCBI chủng nấm T 4.3 ..... 48
9. vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1. Bệnh đạo ôn trên lúa ...................................................................................... 7 Hình 1.2. Bệnh cháy lá trên lá lúa ................................................................................... 9 Hình 3.1. Mẫu lá lúa bị nhiễm bệnh thu được tại tỉnh An Giang ................................. 23 Hình 3.2. Mẫu lá lúa bị nhiễm bệnh thu được tại tỉnh Kiên Giang .............................. 24 Hình 3.3. Hình thái nấm trên môi trường PDA và hình thái bào tử mẫu ..................... 26 Hình 3.4. Hình thái nấm trên môi trường PDA và hình thái bào tử mẫu ..................... 27 Hình 3.5. Hình thái nấm trên môi trường PDA và hình thái bào tử mẫu ..................... 28 Hình 3.6. Hình thái nấm trên môi trường PDA và hình thái bào tử mẫu ..................... 28 Hình 3.7. Hình thái nấm trên môi trường PDA và hình thái bào tử mẫu ..................... 29 Hình 3.8. Hình thái nấm trên môi trường PDA và hình thái bào tử mẫu ..................... 29 Hình 3.9. Hình thái nấm trên môi trường PDA và hình thái bào tử mẫu ..................... 30 Hình 3.10. Hình thái nấm trên môi trường PDA và hình thái bào tử mẫu ................... 34 Hình 3.11. Hình thái nấm trên môi trường PDA và hình thái bào tử mẫu ................... 34 Hình 3.12. Hình thái nấm trên môi trường PDA và hình thái bào tử mẫu ................... 35 Hình 3.13. Hình thái nấm trên môi trường PDA và hình thái bào tử mẫu ................... 35 Hình 3.14. Hình thái nấm trên môi trường PDA và hình thái bào tử mẫu ................... 36 Hình 3.15. Hình thái nấm trên môi trường PDA và hình thái bào tử mẫu ................... 36 Hình 3.16. Hình thái nấm trên môi trường PDA và hình thái bào tử mẫu ................... 37 Hình 3.17. Hình thái nấm trên môi trường PDA và hình thái bào tử mẫu ................... 38 Hình 3.18. Mẫu lúa BC15 trước và sau khi tái nhiễm .................................................. 40 Hình 3.19. Hình thái nấm trên môi trường PDA và hình thái bào tử mẫu ................... 42 Hình 3.20. Hình thái nấm trên môi trường PDA và hình thái bào tử mẫu ................... 42 Hình 3.21. Hình thái nấm trên môi trường PDA và hình thái bào tử mẫu ................... 43 Hình 3.22. Hình thái nấm trên môi trường PDA và hình thái bào tử mẫu ................... 44 Hình 3.23. Phổ điện di của đoạn ITS được khuếch đại của 4 Chủng nấm ................... 45 Hình 3.24. Cây phát sinh loài dựa trên phân tích trình tự vùng gen ITS ...................... 49
10. 1 MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Lúa là loài cây lương thực có sản lượng đứng thứ ba trên thế giới sau ngô, và lúa mì, đứng thứ hai trên thế giới về diện tích gieo trồng chỉ sau lúa mì. Lúa được trồng ở 112 nước, là lương thực của hơn 54% dân số thế giới [1], [2]. Đặc biệt ở các nước Đông Nam Á, lúa là cây lương thực đứng vị trí hàng đầu do có giá trị dinh dưỡng cao và nhiều công dụng khác, về giá trị kinh tế lúa gạo là mặt hàng xuất khẩu của một số nước trong khu vực [2]. Cây lúa đã và đang là cây trồng số một của nền sản xuất nông nghiệp Việt Nam, là cây lương thực quan trọng nhất đối với vấn đề an ninh lương thực ở nước ta [3]. Trong những năm gần đây Việt Nam đã có nhiều thành tựu trong sản xuất nông nghiệp, nhiều tiến bộ khoa học về giống, cơ cấu sản xuất, biện pháp canh tác, được áp dụng vào sản xuất đã góp phần nâng cao năng suất lúa gạo. Theo Hội nghị lúa gạo vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long tại An Giang năm 2017, vùng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) chiếm hơn 50% sản lượng và hơn 90% lượng gạo xuất khẩu của cả nước [4], [5], [6]. Tuy nhiên, cùng với sự gia tăng năng suất và diện tích cây trồng thì tình hình dịch bệnh ngày càng lây lan nhanh và khó kiểm soát, gây thiệt hại nghiêm trọng cho ngành sản xuất lúa [7]. Bệnh đạo ôn và cháy lá là bệnh gây hại nhiều trên cây, bệnh được ghi nhận ở hầu hết các quốc gia trồng lúa trên thế giới và ngày càng trở nên nghiêm trọng hơn do ảnh hưởng của quá trình thâm canh trong sản xuất nông nghiệp kết hợp với tác động của biến đổi khí hậu tạo điều kiện thuận lợi cho nấm gây bệnh hại phát triển [7]. Bệnh đạo ôn do nấm Pyricularia oryzae gây ra, bệnh gây hại nghiêm trọng trên cả lá và cổ bông, mức độ tác hại của bệnh liên quan nhiều đến nhiều yếu tố như giống lúa, thời kỳ sinh trưởng của cây lúa. Bệnh gây hại trên lá làm cho bộ lá bị lụi, cháy khô, trổ kém, nấm xâm nhập vào cổ bông, cổ gié làm cho bông gãy, hạt bị lép, lửng, làm giảm nghiêm trọng đến năng suất, thậm chí không cho thu hoạch. Bệnh cháy lá do vi khuẩn Xanthomonas oryzae gây ra là một trong những bệnh hại phổ biến trong các nước trồng lúa. Ở Việt Nam, công tác chọn tạo giống lúa kháng bệnh bạc lá chưa được coi trọng có thể do khả năng