Luận án Tuyển chọn, nghiên cứu đặc tính kháng tác nhân gây bệnh và tạo chế phẩm phòng trừ bệnh rễ của các chủng vi khuẩn vùng rễ cây hồ tiêu (Piper nigrum L.) tại Tây Nguyên

Tên luận án:

TUYỂN CHỌN, NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH KHÁNG TÁC NHÂN GÂY BỆNH VÀ TẠO CHẾ PHẨM PHÒNG TRỪ BỆNH RỄ CỦA CÁC CHỦNG VI KHUẨN VÙNG RỄ CÂY HỒ TIÊU (Piper nigrum L.) TẠI TÂY NGUYÊN

Ngành:

Công nghệ sinh học

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tập trung giải quyết vấn đề cấp thiết về bệnh hại rễ trên cây hồ tiêu (Piper nigrum L.), một loại cây công nghiệp có giá trị kinh tế cao nhưng đang chịu ảnh hưởng nặng nề bởi các dịch bệnh như chết nhanh (do Phytophthora capsici) và vàng lá chết chậm (do tuyến trùng Meloidogyne kết hợp nấm Fusarium sp.), đặc biệt tại vùng Tây Nguyên. Các phương pháp hóa học hiện hành gây ô nhiễm môi trường và không bền vững. Do đó, nghiên cứu này hướng tới việc phát triển giải pháp sinh học thân thiện môi trường, sử dụng vi khuẩn vùng rễ (rhizobacteria).

Mục tiêu chính của luận án là tuyển chọn, nghiên cứu đặc tính kháng các tác nhân gây bệnh và bước đầu tạo chế phẩm phòng trừ bệnh rễ từ các chủng vi khuẩn vùng rễ cây hồ tiêu tại Tây Nguyên. Công trình đã phân lập và mô tả hình thái 269 chủng vi khuẩn vùng rễ từ các vườn hồ tiêu khỏe mạnh. Qua các thử nghiệm in vitro và trong điều kiện vườn ươm, ba chủng vi khuẩn tiềm năng nhất đã được tuyển chọn và định danh là Bacillus velezensis RB.DS29 (kháng Phytophthora capsici), Bacillus subtilis RB.CJ41 (kháng Fusarium oxysporum) và Bacillus velezensis RB.EK7 (kháng tuyến trùng Meloidogyne sp.).

Nghiên cứu cũng đã làm rõ cơ chế kháng bệnh của các chủng này, bao gồm việc tổng hợp các enzyme thủy phân như chitinase, protease, β-glucanase và các hợp chất thứ cấp có hoạt tính kháng nấm và tuyến trùng như Metronidazole-oh, Sulfadiazin, Nalidixic acid, cùng các dẫn xuất của Uracil, Thymine và hexahydropyrrolo [1,2-a] pyrazine-1,4-dione. Đặc biệt, các dẫn xuất của Uracil đã gây tử vong 58,3-100% tuyến trùng tuổi 2 và giảm tỷ lệ nở trứng xuống 13,7-59,7% in vitro. Cuối cùng, luận án đã xây dựng quy trình nhân sinh khối và bước đầu tạo ra ba chế phẩm sinh học dạng bột từ các chủng tuyển chọn. Các chế phẩm này duy trì hoạt tính ổn định sau 6 tháng bảo quản, với khả năng đối kháng Phytophthora sp. đạt 53,67%, kháng Fusarium sp. đạt 51,67% và gây tử vong tuyến trùng Meloidogyne sp. đạt 92,67% in vitro, mở ra hướng ứng dụng bền vững trong sản xuất hồ tiêu.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU
  • 1. Tính cấp thiết của luận án
  • 2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án
  • 3. Các nội dung nghiên cứu chính của luận án
    • 1. Tuyển chọn các chủng vi khuẩn phân lập từ vùng rễ cây hồ tiêu tại Tây Nguyên, định danh các chủng có tiềm năng kháng Phytophthora, Fusarium và kháng tuyến trùng Meloidogyne gây bệnh rễ trên cây hồ tiêu tại Tây Nguyên.
    • 2. Nghiên cứu đặc tính và xác định hoạt chất kháng Phytophthora, Fusarium, tuyến trùng Meloidogyne của các chủng vi khuẩn tiềm năng được tuyển chọn.
    • 3. Bước đầu tạo chế phẩm vi sinh phòng trừ nấm và tuyến trùng từ các chủng vi khuẩn tuyển chọn.
• CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
  • 1.1. Tổng quan về cây hồ tiêu
    • 1.1.1. Vị trí phân loại
    • 1.1.2. Đặc điểm thực vật học cây hồ tiêu
  • 1.2. Thực trạng sản xuất hồ tiêu của Việt Nam và các tỉnh Tây Nguyên
    • 1.2.1. Diện tích, năng suất và sản lượng hồ tiêu ở các tỉnh Tây Nguyên
    • 1.2.2. Tình hình sâu bệnh hại trên cây hồ tiêu ở Tây Nguyên
  • 1.3. Bệnh hại rễ cây hồ tiêu
  • 1.4. Các giải pháp tổng hợp để kiểm soát dịch bệnh trên cây hồ tiêu và sản xuất bền vững
  • 1.5. Vai trò của các chủng vi khuẩn vùng rễ trong kiểm soát sinh học
    • 1.5.1. Vùng rễ và vi sinh vật vùng rễ
    • 1.5.2. Sự phân bố của vi khuẩn vùng rễ
    • 1.5.2. Cơ chế kháng bệnh rễ trên cây hồ tiêu của vi khuẩn vùng rễ
  • 1.6. Tình hình nghiên cứu hiện nay về vi sinh vật vùng rễ kháng bệnh rễ trên cây hồ tiêu
    • 1.6.1. Trên thế giới
    • 1.3.2. Trong nước
• CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
  • 2.1. Vật liệu nghiên cứu
  • 2.2. Phương pháp nghiên cứu
    • 2.2.1. Phương pháp tuyển chọn các chủng vi khuẩn phân lập từ vùng rễ cây hồ tiêu tại Tây Nguyên, định danh các chủng có tiềm năng kháng Phytophthora, Fusarium và kháng tuyến trùng Meloidogyne gây bệnh rễ trên cây hồ tiêu tại Tây Nguyên
    • 2.2.2. Nghiên cứu đặc tính và xác định hoạt chất kháng Phytophthora, Fusarium, tuyến trùng Meloidogyne của các chủng vi khuẩn tiềm năng được tuyển chọn
      • Phân tách, xác định cấu trúc và hoạt tính kháng tuyến trùng, kháng nấm của các hợp chất thứ cấp từ chủng vi sinh vật tuyển chọn
    • 2.2.3. Bước đầu tạo chế phẩm vi sinh phòng trừ nấm và tuyến trùng từ các chủng vi khuẩn tuyển chọn
    • 2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu
• CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
  • 3.1. Tuyển chọn các chủng vi khuẩn phân lập từ vùng rễ cây hồ tiêu tại Tây Nguyên, định danh các chủng có tiềm năng kháng Phytophthora, Fusarium và kháng tuyến trùng Meloidogyne gây bệnh rễ trên cây hồ tiêu tại Tây Nguyên
    • 3.1.1. Tuyển chọn các chủng vi khuẩn vùng rễ cây hồ tiêu có tiềm năng kháng Phytophthora, Fusarium, tuyến trùng Meloidogyne gây bệnh rễ ở cây hồ tiêu trong điều kiện in vitro
    • 3.1.2. Tuyển chọn các chủng vi khuẩn vùng rễ cây hồ tiêu có tiềm năng kháng Phytophthora, Fusarium, tuyến trùng Meloidogyne gây bệnh rễ ở cây hồ tiêu trong điều kiện vườn ươm
      • 3.1.2.1. Tuyển chọn các chủng vi khuẩn vùng rễ có tiềm năng kháng n Phytophthora capsici trong điều kiện vườn ươm
      • 3.1.2.2. Tuyển chọn chủng vi sinh vật vùng rễ có khả năng kháng nấm Fusarium trên cây hồ tiêu con trong điều kiện vườn ươm
      • 3.1.2.3. Tuyển chọn chủng vi sinh vật vùng rễ có khả năng kháng tuyến trùng trên cây hồ tiêu con trong điều kiện vườn ươm
    • 3.1.3. Định danh các chủng có tiềm năng kháng Phytophthora, Fusarium, kháng tuyến trùng Meloidogyne gây bệnh rễ ở cây hồ tiêu
  • 3.2. Nghiên cứu đặc tính và xác định hoạt chất kháng Phytophthora/Fusarium, tuyến trùng Meloidogyne của các chủng vi khuẩn tiềm năng được tuyển chọn
    • 3.2.1. Nghiên cứu điều kiện nhân sinh khối của các chủng vi khuẩn vùng rễ tuyển chọn
    • 3.2.2. Xác định đặc tính kháng Phytophthora, Fusarium của chủng vi khuẩn tuyển chọn
      • 3.2.2.1. Xác định đặc tính kháng nấm Phytopthora của chủng vi khuẩn tuyển chọn
      • 3.2.2.2. Xác định đặc tính kháng nấm Fusarium của chủng vi khuẩn tuyển chọn
      • 3.2.2.3. Xác định đặc tính kháng tuyến trùng Meloidogyne sp. của chủng vi khuẩn ngoại sinh vùng rễ tuyển chọn
    • 3.2.3. Phân tách, xác định cấu trúc và hoạt tính kháng tuyến trùng, kháng nấm của các hợp chất thứ cấp từ chủng vi sinh vật tuyển chọn
  • 3.3. Bước đầu tạo chế phẩm vi sinh phòng trừ nấm và tuyến trùng từ các chủng vi khuẩn tuyển chọn
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
  • 1 Kết luận
  • 2. Kiến nghị
• NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ