Thanh long là một trong những cây ăn quả cho giá trị xuất khẩu cao, được trồng nhiều ở Bình Thuận, Long An, Tiền Giang. Tuy nhiên những năm gần đây, dịch hại, đặc biệt là bệnh đốm nâu thanh long đã làm giảm năng suất, chất lượng sản phẩm. Bệnh này do nấm Neoscytalidium dimidiatum (thuộc họ Botryosphaeriaceae, bộ Botryosphaeriales; lớp nấm túi Ascomycetes) gây ra.
Biểu hiện bệnh đốm nâu trên lá thanh long. Ảnh: Đình Tường.
Sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật có gốc Azoxystrobin, Sifenoconazole... kiểm soát bệnh đốm nâu thanh long tương đối hiệu quả. Nhưng do dư lượng thuốc bảo vệ thực vật trong sản phẩm, việc xuất khẩu thanh long ra các thị trường khó tính như EU, Mỹ, Nhật... gặp rào cản.
Trước vấn đề này, Viện Môi trường Nông nghiệp (Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam) đã nghiên cứu sử dụng vi sinh vật làm tác nhân sinh học kiểm soát bệnh đốm nâu thanh long. Đây là hướng nghiên cứu tích cực, đáp ứng được yêu cầu về chất lượng, an toàn để xuất khẩu, tiêu dùng trong nước cũng như góp phần hạn chế sử dụng hoá chất trong sản xuất nông nghiệp.
Để xác định mật độ vi sinh vật, các nghiên cứu của Viện Môi trường Nông nghiệp đã dựa trên phương pháp nuôi cấy trên môi trường thạch đĩa, tính số lượng vi sinh vật trên ml hoặc trên gam mẫu thông qua số khuẩn lạc phát triển trong các đĩa môi trường.
Dựa trên việc xác định hoạt tính sinh học (khả năng ức chế nấm) của các chủng vi sinh vật theo phương pháp đo vòng khuyếch tán trên môi trường thạch, Bộ môn Sinh học Môi trường (Viện Môi trường Nông nghiệp) đã sử dụng kỹ thuật sinh học phân tử giải trình tự đoạn gen 16s ARN riboxom của các chủng vi sinh vật nghiên cứu.
Đốm nâu trên cây thanh long là bệnh rất khó phòng trừ, vì vậy giải pháp sinh học là hết sức quan trọng để phòng chống bệnh này. Ảnh: Đình Tường.
Đồng thời, nhóm nghiên cứu đã so sánh với các trình tự có sẵn trong ngân hàng gen quốc tế EMBL bằng phương pháp FASTA 33 để định loại đến loài các chủng vi sinh vật.
Cặp mồi được thiết kế dựa trên trình tự đoạn gen mã hoá 16s ARN riboxom của chủng E.coli (JO1695), tương ứng với các vị trí nucleotit 15-33 (cho mồi xuôi) và 1548-1532 (cho mồi ngược). Tên vi sinh vật được xác định với xác suất tương đồng cao nhất. Sau khi đối chiếu với danh mục các loài vi sinh vật an toàn của Cộng đồng Châu Âu, nhóm nghiên cứu đã xác định và đảm bảo được tính an toàn của chủng vi sinh vật lựa chọn.
Từ các mẫu đất của các vườn thanh long bị bệnh đốm nâu được lấy ở Bình Thuận, Long An, Tiền Giang, nhóm các nhà khoa học của Viện Môi trường Nông nghiệp đã tiến hành phân lập và tuyển chọn được 10 chủng vi sinh vật có hoạt tính ức chế nấm Neoscytalidium dimidiatum, trong đó có 7 chủng thuộc nhóm vi khuẩn và 3 chủng thuộc nhóm xạ khuẩn.
Kết quả đánh giá hoạt tính sinh học theo phương pháp khuếch tán trên thạch đĩa cho thấy các công thức đối chứng (sử dụng nước cất khử trùng) đều không xuất hiện vòng ức chế nấm Neoscytalidium dimitiatum.
Cụ thể, chủng A1 có khả năng ức chế nấm Neoscytalidium dimitiatum thấp (đường kính vòng ức chế = 13,0mm), chủng A3 và B7 có đường kính vòng ức chế cao nhất (21,0±3 và 23,0±3 mm) và được nhóm nghiên cứu lựa chọn sử dụng làm vật liệu.
Hình ảnh vòng đối kháng nấm Neoscytalidium dimitiatum (ảnh trên) và khuẩn lạc chủng (ảnh dưới) của B7, A3. Ảnh: Đình Tường.
Theo Bộ môn Sinh học Nông nghiệp, khuẩn lạc B7 được nuôi cấy trên môi trường KB có hình tròn, mép hình răng cưa, màu trắng sữa. Nuôi cấy lắc trên môi trường dịch thể sau 48 giờ mật độ tế bào đạt cao nhất 7.109 CFU/ml.
Trình tự gen rARN 16S của chủng B7 tương đồng 100% (1414/1414 bp) với đoạn 16S của vi khuẩn Bacillus polyfermenticus; tương đồng 99,9% (1413/1414 bp) với đoạn 16S của vi khuẩn Bacillus axarquiensis, Brevibacterium halotolerans. Dựa vào kết quả xác định trình tự gen và đặc điểm sinh hóa của vi khuẩn nghiên cứu, chủng B7 có đặc điểm trùng với chủng vi khuẩn có tên Bacillus polyfermenticus
Còn khuẩn lạc A3 nuôi cấy trên môi trường Gauze có hình tròn, đường kính 2,2-2,5mm, màu phớt hồng, chân khuẩn lạc bám sâu trong môi trường. Nuôi cấy lắc trên môi trường dịch thể, sau 72 giờ tạo thành hạt nhỏ kích cỡ khoảng 1mm, làm trên môi trường nuôi cấy, trên thành bình tạo thành vòng váng màu trắng, bám chặt vào thành bình, mật độ tế bào đạt 2.109 CFU/ml.
Trình tự ARNr 16S chủng A3 tương đồng 100% (1500/1500 bp) với đoạn ADNr 16S của Streptomyces fradiae và Streptomyces rubrolavendulae; 99,8 % (1497/1500 bp) với Streptomyces roseoflavus. Dựa vào kết quả xác định trình tự gen và đặc điểm sinh hóa của xạ khuẩn nghiên cứu, chủng A3 có đặc điểm trùng với chủng xạ khuẩn có tên Streptomyces fradiae.
Việc ứng dụng các chủng vi sinh vật để kháng bệnh đốm nâu trên cây thanh long cần tiếp tục phổ biến, nhân rộng. Ảnh: Đình Tường.
Về an toàn sinh học, theo Hướng dẫn số 90/679/EWG của Cộng đồng châu Âu, nhóm tác nhân sinh học được phân làm 4 cấp độ an toàn, trong đó chỉ các vi sinh vật ở cấp độ 1 và 2 được ứng dụng trong sản xuất ở điều kiện bình thường. Mức an toàn sinh học 1 - 4 là các mức an toàn sinh học chung, chủ yếu cho các tác nhân sinh học như vi khuẩn, virus, nấm, ký sinh trùng (kể cả có và không có biến đổi gen).
Kết quả đối chiếu với danh mục cho thấy, chủng vi khuẩn Bacillus polyfermenticus và chủng xạ khuẩn Streptomyces fradiae được xếp vào nhóm vi sinh vật có độ an toàn sinh học mức 2, có thể ứng dụng rộng rãi trong sản xuất chế phẩm đối kháng nấm Neoscytalidium dimimtiatum. Sản phẩm áp dụng các phương pháp kháng bệnh đốm nâu thanh long đủ điều kiện xuất sang Châu Âu.
Bệnh đốm nâu thanh long từng được xem là "nan y" với nhiều vựa thanh long lớn. Từ đầu mùa mưa năm 2012, bệnh lây lan mạnh, với diện tích gần 1.000 ha, tỷ lệ nhiễm nặng từ 10% trở lên chiếm trên 80% và gây hại từ 20 - 50%.
Sau khi có những hướng dẫn sử dụng chế phẩm vi sinh, kết hợp vệ sinh mầm bệnh tại vườn, vệ sinh đồng ruộng, thăm vườn thường xuyên, loại bỏ những cành, quả bị bệnh, thu gom chôn lấp, rắc vôi bột tiêu hủy, đến nay bệnh đốm nâu thanh long không còn đáng ngại.
Bên cạnh sử dụng thuốc, Viện Cây ăn quả miền Nam (Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam) khuyên người dân chủ động bón phân NPK hoặc các nguyên tố trung vi lượng đầy đủ, hợp lý, không bón quá nhiều đạm giai đoạn cây ra chồi làm chồi mập mạp nhưng lại dễ bị nhiễm bệnh.
Nếu trong vườn có nhiễm bệnh nặng, người dân cần hạn chế để chồi trong thời tiết mưa. Ngoài ra, các loại phân hữu cơ hoai mục hoặc phân vi sinh cần được bón thêm, giúp hệ thống rễ cây khỏe mạnh, hút dưỡng chất nhiều và khả năng tiêu diệt nguồn bệnh trong đất.
