Cẩm nang chẩn đoán bệnh cây - P3: Quy trình chuẩn đoán

P1 | P2 | P3 | P4 | P5 | P6 | P7 | P8 | P9 | P10 | P11 | P12 | P13 | P14

Các bước chính trong quy trình chẩn đoán bệnh hại cây trồng là:

• Thu thập mẫu bệnh ngoài đồng ruộng

• Kiểm tra các mẫu bệnh thu thập được trong phòng thí nghiệm

• Lây bệnh nhân tạo

• Chẩn đoán bệnh.

Các bước này được minh họa trong hình dưới

Nghiên cứu cụ thể quy trình chuẩn đoán bệnh hại cây trồng

Trong phần này, hai nghiên cứu cụ thể được trình bày để minh họa cho quy trình chẩn đoán:

• Chẩn đoán nguyên nhân gây bệnh thối nõn dứa - Phytophthora nicotianae

• Điều tra một phức hợp bệnh – héo trên gừng do vi khuẩn và nấm Fusarium.

Sơ đồ quy trình chuẩn đoán bệnh hại cây trồng

• Nghiên cứu cụ thể chẩn đoán 1

Chẩn đoán nguyên nhân gây bệnh thối nõn dứa - Phytophthora nicotianae

Minh họa một ví dụ về các bước trong quy trình chẩn đoán.

Các bước phân lập, làm thuần và lây bệnh nhân tạo nấm gây thối nõn dứa, Phytophthora nicotianae (Ảnh do Đặng Lưu Hoa cung cấp)

• Nghiên cứu cụ thể chẩn đoán 2

Điều tra một phức hợp bệnh - héo trên gừng do vi khuẩn và nấm Fusarium

Giới thiệu

Bệnh héo trên gừng được ghi nhận lần đầu tiên tại Quảng Nam vào năm 2000. Bệnh gây ra thiệt hại nghiêm trọng, nhiều nông dân thất thu 100%. Một nghiên cứu sơ bộ năm 2006 cho thấy bệnh héo có nguyên nhân do cả vi khuẩn và nấm Fusarium. Một cuộc điều tra hệ thống về phức hợp bệnh này đã được tiến hành vào tháng 1 năm 2007, một phần trong dự án CP/2002/115 “Chẩn đoán, khuyến nông và phòng trừ bệnh hại cây trồng tại các tỉnh miền Trung Việt Nam” (2005-2008) của Trung tâm Nghiên cứu Nông nghiệp Quốc tế Australia.

Mục tiêu của nghiên cứu là phân lập, tìm ra các tác nhân có liên quan đến bệnh và xác định tầm quan trọng của chúng đối với bệnh. Mười cây bị bệnh đã được thu thập từ 10 ruộng khác nhau thuộc hai huyện Phú Ninh và Tiên Phước, hai khu vực trồng gừng chính tại Quảng Nam. Các ruộng được lựa chọn ngẫu nhiên để lấy mẫu trước khi mẫu được kiểm tra chi tiết.

Trên ruộng

Thông tin được thu thập từ nông dân tại mỗi ruộng trồng. Các nông dân xác nhận là có hai loại héo: héo nhanh và héo chậm. Lá cây bị héo nhanh có triệu chứng giống như 'luộc trong nước sôi'. Ngược lại, lá những cây bị héo chậm có hiện tượng biến vàng. Những nhận xét này cho thấy rằng có hai bệnh liên quan và các triệu chứng héo đã mô tả được giả thiết là héo vi khuẩn (héo nhanh) và héo Fusarium (héo chậm).

Thảo luận với nông dân về bệnh héo trên gừng

Điều tra bệnh héo gừng ở Quảng Nam vào tháng 1 năm 2007: (a) gừng với triệu chứng héo nhanh, (b) cây gừng bị vàng, dấu hiệu của héo chậm, (c) các ruộng gần nhau, một ruộng bị héo nhanh, một ruộng không có triệu chứng héo, (d) và (e) các mẫu cây được đào lên một cách cẩn thận bằng dao rựa, giữ cho hệ thống rễ còn nguyên, (f) túi mẫu với nhãn đánh số điểm lấy mẫu, tên nông dân và ngày lấy mẫu

Trong phòng thí nghiệm

Chuẩn bị mẫu cấy

Rễ cây được rửa cẩn thận để loại bỏ đất bẩn. Sau đó kiểm tra mẫu cây và lấy các mẫu nhỏ lấy từ những phần bị bệnh trên cây đem vào phòng thí nghiệm để kiểm tra dưới kính hiển vi và phân lập tác nhân gây bệnh (Hình dưới).

Nhẹ nhàng rửa đất khỏi rễ - Kiểm tra cây (lá, mầm, củ, rễ) và ghi lại triệu chứng

Tuyến trùng nốt sưng (Meloidogyne sp.) có trong một số mẫu rễ - Cắt củ ra khỏi rễ và thân

Hình trên: Chuẩn bị và kiểm tra các mẫu cây bị bệnh héo gừng để chọn lọc mẫu cho phòng thí nghiệm

Phân lập các vi sinh vật có khả năng gây bệnh từ mô bệnh

Các củ gừng được khử trùng bề mặt, gọt vỏ và khử trùng bề mặt lần nữa. Từ mỗi củ cắt ra một lát, sau đó các miếng cấy nhỏ lại được cắt ra từ lát cắt trên và cấy lên môi trường peptone PCNB (pentachloronitrobenzene) và môi trường chọn lọc cho Phytophthora. Lấy một miếng cấy nhỏ, dằm nát và dùng que cấy khuẩn cấy lên môi trường King's B để phân lập vi khuẩn.

Củ được khử trùng bề mặt trong cồn êtylic 70% trong 5 giây và hơ qua lửa đèn cồn

Củ được gọt vỏ (bỏ lớp ngoài) sau đó khử trùng bề mặt lần nữa trong cồn êtylic 70%

Củ đã gọt vỏ được hơ qua lửa đèn cồn và một lát cắt được cắt ra ở phần củ giáp với thân lá, tất cả dụng cụ đều được khử trùng

Năm miếng cấy nhỏ được cắt ra từ lát cắt, cấy hai miếng lên môi trường PPA và hai miếng lên môi trường PSM

Miếng cấy còn lại được dằm nát trong nước vô trùng trên một lam kính và dùng que cấy khuẩn cấy lên môi trường King's B để phân lập vi khuẩn

Hình trên: Quy trình phân lập các vi sinh vật có khả năng gây bệnh từ củ gừng

Kết quả phân lập các tác nhân có khả năng gây bệnh

Fusarium spp. đã được phân lập từ củ (Hình trên) của những cây có triệu chứng héo chậm - vàng lá và có tuyến trùng nốt sưng - ở một số điểm điều tra. Những mẫu nấm phân lập được làm thuần bằng cách cấy đơn bào tử và được giám định là Fusarium oxysporum.

Các mẫu nấm F. oxysporum có hình thái giống hệt nhau trên môi trường thạch lá cẩm chướng và môi trường thạch đường dextrose khoai tây, chỉ ra rằng chúng có thể là nấm gây bệnh. (Các mẫu cấy của F. oxysporum hoại sinh thường có hình thái không đồng nhất.)

Phân lập Fusarium oxysporum từ miếng cấy gừng trên môi trường chọn lọc (aga peptone pentachloronitrobenzene) cho Fusarium

Không phân lập được Phytophthora từ củ gừng.

Chẩn đoán nhanh Ralstonia solanacearum dùng Bộ Kít Pocket Diagnostic® cho kết quả dương tính đối với củ lấy từ ba cây có triệu chứng héo nhanh, chứng tỏ là vi khuẩn này có trong mô củ. Dùng Kít thử tương tự cho kết quả âm tính đối với củ từ một cây có triệu chứng héo chậm (héo vàng) - F. oxysporum đã được phân lập từ củ này.

Nhiều khuẩn lạc khác nhau đã được phân lập từ môi trường King's B và không thể xác định một cách chính xác khuẩn lạc thuần R. solanacearum. Bởi vì các cây được lấy làm mẫu có những triệu chứng từ hiển nhiên đến rất nặng và đã phải chịu tình trạng đất rất ướt trước khi lấy mẫu, đây là điều kiện thuận lợi cho sự xâm nhập của các vi khuẩn không gây bệnh vào mô cây đã bị bệnh.

Vì lý do trên, một thí nghiệm chỉ thị sinh học đã được tiến hành để tìm cách phân lập được vi khuẩn R. solanacearum. Mô bên trong của các củ lấy thêm từ những mẫu cây thu thập tại sáu ruộng trước đó đã được cắt thành từng miếng nhỏ và lắc kỹ với 30 mL nước vô trùng. Sau đó dung dịch này được đổ vào những lọ nhỏ và cắm vào đó các cây con cà chua và ớt vừa được cắt bỏ phần rễ và gốc thân (ớt và cà chua được dùng như cây chỉ thị để bẫy vi khuẩn). Các lọ nhỏ này được đặt trong nhà kính ở 25-30°C. Trong vòng 4-8 ngày, một số ngọn ớt và cà chua biểu hiện triệu chứng héo đi và thử thấy dịch khuẩn ứa ra. Những cây con đối chứng được cắm vào nước vô trùng vẫn khỏe bình thường.

Thí nghiệm chỉ thị sinh học để phân lập Ralstonia solanacearum từ củ gừng bị bệnh: (a) ngọn cây chỉ thị ở công thức đối chứng (trái) ngọn cây chỉ thị héo trong nước chiết từ các miếng gừng (phải), (b) ngọn ớt bị héo có triệu chứng hóa nâu ở mạch dẫn, (c) phân lập R. solanacearum từ ngọn ớt, (d) và (e) lây bệnh nhân tạo trên mướp đắng với vi khuẩn đã được phân lập từ cây chỉ thị.

Một đoạn thân của mỗi cây chỉ thị bị héo được dầm nát trong nước vô trùng và dùng que cấy khuẩn cấy lên môi trường King's B. Sau đó, một khuẩn lạc từ môi trường này được cấy truyền để làm thuần và tiêm vào thân cây mướp đắng 6-tuần tuổi để đánh giá khả năng gây bệnh. Một số cây mướp đắng biểu hiện triệu chứng héo rũ và quá trình phân lập được lặp lại với những cây này để lấy mẫu vi khuẩn R. solanacearum thuần gửi đi giám định tại một trung tâm tiêu chuẩn quốc tế.

Lây bệnh nhân tạo để xác định nguyên nhân chính gây bệnh

Fusarium oxysporum f. sp. zingiberi đã được ghi nhận rộng rãi tại nhiều nước là nguyên gây bệnh héo Fusarium ở gừng. Tuy nhiên, những mẫu nấm F. oxysporum phân lập được từ gừng ở Quảng Nam cần được lây bệnh nhân tạo trên các giống gừng ở địa phương để chứng minh rằng đó là nấm gây bệnh chứ không phải nấm hoại sinh. Vì vậy, những mẫu Fusarium đại diện được cấy lên giá thể hạt kê/trấu để dùng cho việc lây bệnh nhân tạo.

Bởi vì R. solanacearum cũng được biết đến là nguyên nhân gây ra bệnh héo vi khuẩn trên gừng, các mẫu R. solanacearum cũng được dùng lây bệnh nhân tạo trên các giống gừng địa phương để hoàn tất quy tắc Koch (tiêu chí dùng để thiết lập mối liên hệ nhân quả giữa tác nhân gây bệnh và bệnh).

Để giám định chính xác tác nhân gây bệnh, các mẫu vi khuẩn R. solanacearum thuần cũng được gửi đi giám định tại một phòng thí nghiệm tiêu chuẩn quốc tế. Loài vi khuẩn này rất đa dạng, bao gồm nhiều chủng khác nhau gây hại trên các ký chủ khác nhau và đòi hỏi áp dụng các biện pháp luân canh cây trồng khác nhau để phòng trừ bệnh.

Các mẫu tuyến trùng nốt sưng Meloidogyne cũng được gửi tới một phòng thí nghiệm tiêu chuẩn để giám định loài một cách chính xác.

Sau khi lây bệnh nhân tạo thành công

Khi đã khẳng định được các vi sinh vật gây héo là nguyên nhân gây bệnh trên gừng, các cán bộ đã tìm kiếm nguồn gừng sạch bệnh trồng trên những ô trình diễn nhỏ nơi đất không có nguồn bệnh. Đất được coi là không có nguồn bệnh nếu các vụ cây trồng trước đó không có héo vi khuẩn (và tuyến trùng nốt sưng). Lưu ý rằng R. solanacearum có phổ ký chủ rất rộng.

Mặc dù F. oxysporum f. sp. zingiberi chỉ gây ra bệnh trên gừng, nó có thể tồn tại ở rễ của những cây không phải là ký chủ và không biểu hiện triệu chứng. Vệ sinh tốt cho cây trồng là vô cùng cần thiết sao cho đất từ những ruộng có bệnh không được đưa vào ruộng sạch bệnh qua giầy dép và các dụng cụ làm ruộng.

Cuốn cẩm nang này được sắp xếp thành các phần sau:

• Phần 1: Phần giới thiệu
• Phần 2: Tổng quát về sức khỏe thực vật và các yếu tố ảnh hưởng
• Phần 3: Quy trình chẩn đoán tác nhân gây bệnh trong phòng thí nghiệm và ngoài đồng ruộng
• Phần 4: Các triệu chứng bệnh cây
• Phần 5: Quy trình và thiết bị làm việc trên đồng ruộng
• Phần 6: Quy trình và thiết bị làm việc trong phòng thí nghiệm
• Phần 7: Giới thiệu sơ lược về phân loại nấm
• Phần 8: Các phương pháp lây bệnh nhân tạo
• Phần 9: Quản lý bệnh hại tổng hợp
• Phần 10: Các bệnh do nấm có nguồn gốc từ đất
• Phần 11: Các bệnh thường gặp trên một số cây trồng có ý nghĩa kinh tế
• Phần 12: Ảnh hưởng sức khỏe từ nấm gây bệnh
• Phần 13: Thiết kế, xây dựng và vận hành các phòng thí nghiệm và nhà lưới dùng cho chẩn đoán
• Phần 14: Phụ lục về cách làm que cấy dẹp, sức khỏe an toàn trong công việc, cũng như các công thức nấu môi trường, các phương pháp khử trùng, và các phương pháp lưu giữ mẫu nấm.