Chào mừng Ngày Nhà giáo Việt Nam 20/11/2003 Thông tin khoa học Số 15 11 ðại học An Giang 11/2003 (Systemic Acquired Resistance) (Systemic Acquired Resistance) (Systemic Acquired Resistance) (Systemic Acquired Resistance) – –– – một hướng đi mới trong phòng trò một hướng đi mới trong phòng trò một hướng đi mới trong phòng trò một hướng đi mới trong phòng trò bệnh cháy lá lúa ? bệnh cháy lá lúa ?bệnh cháy lá lúa ? bệnh cháy lá lúa ? Nguyễn Phú Dũng I. MỞ ðẦU Bệnh cháy lá lúa (Pyricularia oryzae) là một trong những bệnh hại phổ biến và nguy hiểm gây thiệt hại năng suất cho lúa ở ðồng Bằng Sơng Cửu Long (ðBSCL) (Phạm Minh Sang và ctv.1996). Theo số liệu của Cục Bảo Vệ Thực Vật phía Nam cho biết vào năm 1990, miền Bắc bị nhiễm cháy lá 632.000 ha, còn ở miền Nam thì hầu như tỉnh nào cũng có bệnh xuất hiện và gây thiệt hại, nặng nhất là tỉnh Long An với 33.000 ha, An giang với 88.981 ha trong đó vụ ðơng Xn 2001 là 76.765 ha (Chi cục bảo vệ thực vật An Giang 2001). Bệnh gây hại nặng ở vụ ðơng Xn và nhẹ hơn ở vụ Hè Thu, nhưng lúc nào bệnh cũng xuất hiện do trong vài thập niên gần đây nơng dân sử dụng giống lúa cao sản, thâm canh tăng vụ nên cây lúa hiện diện quanh năm tạo điều kiện cho bệnh lưu tồn và phát triển như huyện Chợ Mới, An Giang với 3 vụ/năm. ðể phòng trị bệnh này, cho đến nay biện pháp hố học vẫn là phổ biến. Tuy nhiên, biện pháp này vẫn còn hạn chế nhiều, một mặt do đặc điểm phát triển của nấm bệnh, mặt khác nơng dân sử dụng thuốc hố học khi mầm bệnh vượt q mức phòng trị, ơ nhiễm mơi trường sống… Biện pháp sử dụng giống có tính kháng trên diện tích rộng sẽ gây áp lực chọn lọc của sâu bệnh, điều này dễ phát sinh ra nòi sinh học mới phá vỡ tính kháng của cây trồng (Kiyosawa S, 1989; Way và Heong, 1994; Noda và ctv, 1998), thực tế thì đã phát hiện nhiều nòi gây bệnh cháy lá lúa ở ðBSCL (Dư et al, 1998; ðịnh et al, 1999). Việc sử dụng chất kích kháng lưu dẫn (System Acquired Resistance, SAR), giúp cây có phản ứng tự bảo vệ khi được chủng trước vi sinh vật và sau đó lây nhiễm với cùng hoặc khác chủng vi sinh vật gây bệnh đã được nghiên cứu nhiều và cho kết quả khả quan (Sticher et al, 1997). SAR ở cây trồng được kích thích bởi các yếu tố ngoại sinh đã được nhiều nhà khoa học chứng minh, đặc biệt ở lúa thì các yếu tố vơ hay hữu sinh được sử dụng để kích kháng SAR chống lại bệnh cháy lá như các hố chất tổng hợp được sử dụng để kích kháng gồm Salicyclic Acid (SA), Acetyl Salicylic Acid (ASA), Di-Potassium Phosphate (K 2 HP0 4 ), CuCl 2 , Sodium Salicylate … cũng được ghi nhận (Manandhar et al 1998, Kloepper et al 1992). Theo các nghiên cứu trong nhà lưới của Lê Thanh Phong, Trịnh Ngọc Th, Diệp ðơng Tùng và Phạm Văn Kim (1999) cũng cho thấy các hố chất K 2 HP0 4 , Na 2 Si0 3 , Acid Benzoid, CuCl 2 … có hiệu quả kích kháng bệnh cháy lá lúa. Vì vậy việc tìm ra biện pháp nhằm nâng cao hiệu quả phòng trừ bệnh cũng như bảo vệ mơi trường là điều cần thiết, trong đó kích kháng có thể được xem như là biện pháp có triển vọng. II. Nội Dung 2.1. ðịnh nghĩa SAR là kích thích tính kháng bệnh lưu dẫn (ở thực vật), thường được gọi là “kích kháng”. Vậy kích kháng là gì? Nghĩa là khi chúng ta dùng một tác nhân (vi sinh vật hay hố chất khơng phải là thuốc bảo vệ thực vật) tác động lên lá, chồi non hoặc lên hạt, giúp cho cây có khả năng kháng với một bệnh mà chúng ta xem xét. Tuy nhiên cây được kích kháng trở nên kháng bệnh chỉ ở một mức độ nào đó. 2.2. Cơ chế Ở một số giống cây trồng có mang tính kháng bệnh, khi bị mầm bệnh tấn cơng, cây sẽ có phản ứng để chống lại sự xâm nhiễm của mầm bệnh, nhờ đó cây thốt khoải bệnh hoặc chỉ bệnh nhẹ. Cơ ngun kháng bệnh này do nhiều cơ chế khác nhau, trong đó có thể do cây tiết ra các chất chống lại sự xâm nhiễm của mầm bệnh hoặc do phản ứng tự chết của mơ cây, do đó cây khơng bị mầm bệnh gây hại (Phạm Văn Kim, 2000). Ở cây trồng có các gen điều khiển tế bào tiết ra các chất giúp mơ cây kháng lại với một bệnh nào đó. Trong điều kiện bình thường, các gen này bị một gen ức chế bên cạnh ức chế. Do bị ức chế nên các gen này khơng hoạt động được. Ta gọi đó là các gen kháng bệnh ẩn. Khi ta sử dụng các tác nhân gây kích kháng lên lá cây, kích thích các thụ thể có ở bề mặt lá. Các thụ thể này tạo ra tín hiệu và truyền đến nhân tế bào và tác động vào các gen điều tiết. Gen điều tiết bị tác động nên khơng hoạt động và khơng còn gen ức chế các gen kháng bệnh ẩn, nhờ đó tế bào cây có thể tiết ra các chất kháng bệnh. Chào mừng Ngày Nhà giáo Việt Nam 20/11/2003 Thông tin khoa học Số 15 12 ðại học An Giang 11/2003 2.3. Tác nhân gây kích kháng 2.3.1. Tác nhân hữu sinh Vi khuẩn và nấm là hai tác nhân thường được dùng trong nghiên cứu gây sự kích kháng chống lại bệnh trên cây trồng. Các vi sinh vật này khơng có tác động đối kháng với mầm bệnh thì mới được xem là tác nhân gây kích kháng. 2.3.2. Tác nhân vơ sinh Sử dụng các hố chất khơng phải là thuốc bảo vệ thực vật làm tác nhân gây kích kháng. Các hố chất này khơng có tác động trực tiếp lên mầm bệnh, mà chỉ gây kích thích tính kháng bệnh của cây. 2.4. Các kết quả ứng dụng kích kháng trong và ngồi nước 2.4.1. Kết quả nghiên cứu trên thế giới ðã có nhiều cơng trình nghiên cứu khoa học về việc sử dụng hố chất để kích thích tính kháng ở cây trồng để chống lại sự xâm nhiễm của nấm hoặc vi khuẩn như: * Yamada và ctv (1990), đã sử dụng Methanol trích từ hạt lúa mì và lúa mạch để chống lại nấm Pyricularia oryzae rất mạnh. * Phun Silincon dạng bột mịn (Si0 2 ) cho thấy kích kháng SAR do gia tăng hoạt động của phân hố tố đối với Chitin (Schneider and Ulrich, 1994). * Salicyclic acid (SA) trong cây lúa và cây thuốc lá được tổng hợp từ Cinnamic acid qua Benzoic acid. Khi tiêm chủng vi khuẩn khơng gây bệnh Pseudomonas syrinae D20 hoặc chủng nấm gây bệnh Magnaporthe grisea trong cây thì thấy có tương quan đến tính kháng bệnh (Silverman và ctv, 1995). * SA cũng kích thích tính kháng bệnh trên dưa leo chống lại nấm Colletotrichum và trên lúa mạch chống lại bệnh phấn trắng (Erysiphe graminis f. sp. hordei) theo Manandhar (1998). Cũng theo tác giả này thì K 2 HP0 4 gây ra tính kháng bệnh trên cây dưa leo, nho và bắp. * Xử lý Nickel nitrate trên callus ở cây lúa có tác dụng là tăng hoạt động của Phenylalanine amonialyase và Peroxidase, sẽ kích kháng đối với bệnh cháy bìa lá lúa do Xanthomonas campestris pv. oryzae (Rajoppan và ctv, 1995). * Theo Asai và Nakai (1998), thì việc xử lý hạt và phun trên lá lúa bằng chất Ethyleneimine và Ethylmethanosulfonate sẽ kích thích tính kháng chống lại bệnh cháy bìa lá lúa do Xanthomonas campestris pv. oryzae Riêng về bệnh cháy lá lúa do nấm Pyricularia oryzae, thì cũng có rất nhiều cơng trình nghiên cứu khoa học theo hướng sử dụng hố chất để kích thích tính kháng nhằm chống lại bệnh này như: * Song và ctv (1994), cho rằng sử dụng hai acid béo 11(s), 12(s), 13(s)- trihydroxy-(9z,15z)-octadecadienoic acid và 11(R)-hydroxy-12(s),13(s)-epoxy-(9z,15z)- octadecadienoic acid, phun qua lá trước hay sau khi nhiễm bệnh giúp tăng tính kháng bệnh của lúa đối với bệnh cháy lá lúa và giúp giảm bệnh hơn 50%. * Phun SA 0,01mM lên lá mạ, thì SA kích thích làm cho hai chất Phenylalanine amonialyase (PAL) và Peroxidase (POD) hoạt động trong cây tăng lên, khi đó hàm lượng lignin cũng tăng lên và tích luỹ độc tố Monilactone, là một chất kháng sinh thực vật giúp kìm hãm sự nẩy mầm của bào tử nấm Magnaporthe grisea theo Cai và ctv (1996). * Theo Manandhar (1998), xử lý cây lúa với chất Ferric chioride, K 2 HP0 4 , Probenazole và SA thì các chất này có khả năng làm cho cây lúa tiết ra chất kháng sinh thực vật gây kích kháng chống lại nấm Magnaporthe grisea. * Xử lý cây lúa chất PAL và Cinnamyl-alcoho- dehydrogenase, thấy cây lúa có tính kháng với nấm Magnaporthe grisea theo Thieron và ctv (1995). * Manandhar và ctv (1998), nói rằng Yoshida (1992) đã sử dụng chất 2,6- dichloro-iso-niconitinamid là tác nhân làm tăng hoạt động của Jasmonic acid trong cây lúa nhằm kìm hãm sự phát triển của bệnh cháy lá lúa và cho rằng chất này là chất có khả năng kích kháng chống lại bệnh do nấm Magnaporthe grisea. * SA, Acetyl Salicylic Acid (ASA), Di-Potassium Phosphate (K 2 HP0 4 ), CuCl 2 , Sodium Salicylate … cũng được ghi nhận có khả năng kích kháng bệnh cháy lá lúa (Manandhar et al 1998, Kloepper et al 1992). 2.4.2. Kết quả nghiên cứu trong nước Cho đến nay cũng đã có nhiều cơng trình nghiên cứu về bệnh cháy lá lúa được thực hiện trong nước, đặc biệt ở ðại Học Cần Thơ và Viện Lúa Ơ Mơn như: * Sử dụng hố chất như Ethrel 800ppm, Saccharine 0,05mM, Bion 200ppm, Natrium silicate 4mM và CuCl 2 0,05mM cho hiệu quả kích kháng bệnh cháy lá lúa kéo dài đến 18 ngày sau khi phun trên lá lúa. Ngồi ra, các hố chất Chitosan glucosamine, Napthalene acetic acid 30ppm, KH 2 P0 4 5mM, Aspirin (Acetylsalicylic acid) 0,4mM, SA 0,4mM, Ascorbic acid 1mM và Benzoic acid cũng gây kích kháng bệnh nhưng khơng kéo dài được lâu (Lê Thanh Phong, Trịnh Ngọc Th, Diệp ðơng Tùng, Võ Bình Minh và Phạm Văn Kim, 1999). Chào mừng Ngày Nhà giáo Việt Nam 20/11/2003 Thông tin khoa học Số 15 13 ðại học An Giang 11/2003 * SA, ASA, K 2 HP0 4 và Chitosan được xử lý 1 và 2 giờ trước khi chủng bệnh với P.oryzae trên 2 giống OM 269 và OM 1723, cho thấy có ảnh hưởng đến tính kháng lưu dẫn (Phạm Văn Dư và ctv, 2000). * Hạt lúa được xử lý với Na 2 B 4 0 7 thì có khả năng làm giảm diện tích bệnh trên lá từ 19-27% trong thí nghiệm nhà lưới và 7% bệnh trên bơng ở thí nghiệm đồng ruộng (Phạm Văn Dư và ctv, 2001). * Tính kháng bệnh đạo ơn ở cây lúa được ghi nhận khi xử lý hạt với K 2 HP0 4 20-23mM thì khơng gây hại đến tỷ lệ nẩy mầm, chiều dài rễ và phát triển chồi và K 2 HP0 4 15mM phun trên lá ở giống lúa CMK 39(Khao Dawk Mali) vào các ngày 10, 35 và 65 ngày sau khi sạ thì có thể làm tăng tính kháng qua việc giảm số vết bệnh đang phát triển, tổng vết bệnh trên lá và tỷ lệ đạo ơn cổ bơng (Phạm Văn Dư và ctv, 2000). * Sử dụng Acibenzolar-S-methyl kích kháng bệnh cháy lá lúa khi xử lý hạt, thì có thể kéo dài tính kháng đến 30 ngày sau khi sạ (Diệp ðơng Tùng, 2000). * Xử lý hạt lúa bằng cách ngâm với CuCl 2 0,05mM, cây lúa thì có khả năng kích kháng bệnh cháy lá lúa từ 9- 24 ngày sau khi sạ và khi phun trên lá vào 20 ngày sau khi sạ thì làm giảm đến nhỏ hơn 50% tỉ lệ bệnh trên lá lúa và có thể kéo dài đến 43 ngày sau khi sạ (Trịnh Ngọc Th, 1999). 2.4.3. Các thử nghiệm trên đồng ruộng Sử dụng K 2 HP0 4 để k ích kháng và cho kết quả giảm được bệnh trên lá đến 54% và giảm thối cổ gié 60%. K 2 HP0 4 15mM và phun vào 10, 35 và 65 ngày sau khi sạ đối với giống lúa CMK 39. Ngồi ra xử lý hạt lúa với CuCl2 0.05mM trong 24 giờ trước khi ủ giúp cây lúa nẩy mầm sớm và mạnh hơn, cây mạ mọc mạnh và giúp giảm bệnh cháy lá đến 60%, ở giai đoạn 30 ngày tuổi và kéo dài hiệu lực đến hơn 30 ngày. Mặt khác thí nghiệm Natritetraborac 0.2 - 0.35mM xử lý hạt trước ngâm ủ và phun với nồng độ 0.05 – 0.35mM sẽ giúp giảm bệnh và tăng năng suất từ 10 đến 12% trong thí nghiệm ở trại thực nghiệm của Viện Nghiên Cứu Lúa ðBSCL. Một số hố chất khác cũng có hiệu quả kích kháng lưu dẫn như: benzoic acid, saccharin, Oxalic acid… Hiện nay, việc triển khai ứng dụng kết quả nghiên cứu kích kháng đã được thực hiện ở một vài địa phương nhằm đánh giá hiệu quả kích kháng đích thực trên đồng ruộng ở diện rộng như Nơng Trường cờ ðỏ, Thốt Nốt, xã An Bình (Cần Thơ), Thạnh Trị (Sóc Trăng), Bạc Liêu, Cai Lậy (Tiền Giang)… Qua đó từng bước hồn thiện dần kỹ thuật và khả năng ứng dụng để xem “kích kháng” như là biện pháp phòng trị sinh học đối với bệnh cháy lá lúa. III. KẾT LUẬN Với nhiều cơng trình nghiên cứu hiệu quả kích kháng cho thấy đây là biện pháp có triển vọng giúp giảm bớt một lần phun thuốc đặc trị bệnh cháy lá lúa trong giai đoạn đầu của cây lúa. Xử lý hạt với chất kích kháng vừa rẻ tiển, ít tốn cơng nhưng có tác dụng kích thích hạt lúa nẩy mầm, cây mạ mọc khoẻ và mạnh hơn. Ngồi ra, chất kích kháng khơng là thuốc bảo vệ thực vật và được sử dụng với nồng độ lỗng nên khơng gây ơ nhiễm cho mơi trường. Có thể nói “kích kháng” là một hướng đi mới trong phòng trị sinh học đối với bệnh cháy lá lúa ở nước ta  . một hướng đi mới trong phòng trò một hướng đi mới trong phòng trò một hướng đi mới trong phòng trò bệnh cháy lá lúa ? bệnh cháy lá lúa ?bệnh cháy lá lúa ? bệnh cháy lá lúa ? Nguyễn. (Systemic Acquired Resistance) (Systemic Acquired Resistance) (Systemic Acquired Resistance) (Systemic Acquired Resistance) – – – một hướng đi mới trong phòng trò một hướng đi mới. nên khơng gây ơ nhiễm cho mơi trường. Có thể nói “kích kháng” là một hướng đi mới trong phòng trị sinh học đối với bệnh cháy lá lúa ở nước ta 