XII Phòng trừ tổng hợp bệnh vi khuẩn Nguyên tắc để xây dựng biện pháp phòng trừ bệnh vi khn Trong viƯc tỉ chøc v tiÕn h nh biện pháp phòng trừ bệnh vi khuẩn gây cần ý vi khuẩn gây bệnh khác mức độ ký sinh Một nhóm lớn gồm lo i vi khuẩn l bán hoại sinh v gây bệnh cho trờng hợp định Vi khuẩn n y xâm nhập v gây bệnh cho trờng hợp lý n o m bị suy yếu nh chăm sóc kém, thiếu phân, thiếu nớc, thời tiết không thuận lợi,v.v Nhiệm vụ chủ yếu để phòng trõ víi nhãm vi khn g©y bƯnh c©y n y l loại trừ điều kiện giúp cho bệnh xâm nhập v phát triển, đồng thời tăng cờng chăm sóc cho để tăng tính chống bệnh Một số lớn lo i vi khuẩn gây bệnh l lo i ký sinh thùc sù, chóng chØ cã thĨ sống trên t n d m Trong trờng hợp n y biện pháp kỹ thuật canh tác không dễ d ng ngăn cản ph¸t sinh v ph¸t triĨn cđa bƯnh, nh−ng ë mét mức độ định l m cho bệnh phát triển v l m giảm nhẹ tác hại bệnh Để tổ chức tốt việc phòng trừ vi khuẩn gây bệnh thuộc nhóm n y cần nắm đợc quy luật phát triển chúng tự nhiên Mỗi loại vi khuẩn tự nhiên có đặc điểm phát triển riêng, thờng l phức tạp Muốn nắm đợc đặc điểm n y cần nghiên cứu tìm hiểu đặc tính sinh vật học vi khuẩn mối tơng quan chúng với điều kiện môi trờng xung quanh Đặc điểm phát triển vi khuẩn gây bệnh thay đổi phụ thuộc v o điều kiện ngoại cảnh v điều kiện kỹ thuật canh t¸c,v.v Mét sè biƯn ph¸p chđ u th−êng đợc áp dụng để phòng trừ bệnh vi khuẩn gây - Thực vệ sinh thực vật, loại bỏ mầm bệnh lu trữ t n d bệnh sau thu hoạch - Luân canh với loại trồng l ký chủ, kết hợp với tiêu diệt cỏ dại, t n d bệnh để tạo điều kiện cách li v hạn chế lây lan, tích luỹ nguồn bệnh đất - Chăm sóc tốt, bón phân cân đối hợp lý, tránh bón đơn nhiều đạm vô Tăng cờng sử dụng phân hữu cơ, phân chuồng đ ủ hoai mục - Chän läc v sư dơng gièng chèng chÞu bƯnh vi khuẩn có suất cao vùng v vụ dễ nhiễm bệnh nặng Biện pháp sử dụng giống chống chịu bệnh thay giống cảm nhiễm bệnh l biƯn ph¸p chđ u cã ý nghÜa kinh tÕ v hiệu phòng chống bệnh vi khuẩn - Sử dơng h¹t gièng, cđ gièng, vËt liƯu l m gièng bệnh : cách lấy giống từ không nhiễm bệnh, nhân giống phơng pháp nuôi cấy mô phân sinh (khoai tây Erwinia carotovora pv atroseptica); xư lý h¹t gièng b»ng n−íc nãng (500C Trư ng đ i h c Nơng nghi p – Giáo trình B nh đ i cương - 103 20 chèng Xanthomonas campestris, v.v ) xử lý dung dịch formol : 90, xử lý số thuốc kháng sinh nh Phytobacteriomycin, Streptomycin để phòng chống vi khuẩn hại da chuuột, đậu đỗ,v.v - Phòng trừ loại côn trùng môi giới truyền bệnh gây vết thơng tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn lây nhiễm (các loại rệp, sâu vẽ bùa hại cam quít, ) - BiƯn ph¸p sinh häc, sư dơng chÕ phÈm sinh học phòng chống bệnh vi khuẩn, tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật đối kháng (Pseudomonas fluorescens, Bacillus subtilis, Bacillus polymyxa, hoạt động tiêu diệt v ức chế phát triển vi khuẩn hại Trư ng đ i h c Nơng nghi p – Giáo trình B nh đ i cương - 104 Chơng VII Virus gây bệnh I Lịch sử nghiên cứu bệnh virus hại thực vật * Sự phát virus hại thực vật A Mayer (1886) đ phát lây lan bệnh khảm thuốc nhng ông coi l mét bƯnh vi khn D.Ivanopski (1892) sau ph¸t hiƯn bệnh ông cho l chất độc M i tới M.Bayerinck (1898) xác định virus l nguyên nhân gây bệnh nhỏ bé vi khuẩn Các công trình A.Mayer, D.Ivanopski, M.Bayerinck v sau n y l Loeffler, Frosch, 1898 đ mở đầu cho m«n virus häc ë thùc vËt v sau n y l môn virus học động vật v ngời ph¸t triĨn v trë th nh mét ng nh khoa học lớn sinh học đại giới Các công trình nghiên cứu virus tiếp sau đ dần xác định xác virus hại thực vật Virus (TMV) lần đầu đ đợc quan sát thấy v o năm 1931 1939 kính hiển vi điện tử Từ việc nghiên cứu hình thái học virus đ đợc phát triển nhanh chóng ngời ta phát hình thái nhiều virus Phơng pháp huyết đợc sử dụng năm 30 đ tạo chuyển biến lớn nghiên cứu virus Tuy vậy, sau nhiều năm sử dụng phơng pháp quan sát huyết thông thờng hiệu cao, phơng pháp Latex không khắc phục đợc Năm 1977, Clark v Adams lần đ phát triển phơng pháp ELISA để chẩn đoán bệnh virus phơng pháp n y đ thu đợc kết khả quan Đến năm 1982 ngời ta đ sử dụng phơng pháp DNA probe v phơng pháp PCR (Polymeraza chain reaction) Phơng pháp n y giúp việc chẩn đoán virus thực vật xác v nhanh chóng trờng hợp chØ cã triƯu chøng bƯnh rÊt nhĐ hay bƯnh ho n to n dạng ẩn phát đợc Các tiến đ đợc ứng dụng nghiên cứu tạo sạch, tạo giống chống bƯnh Ng−êi ta sư dơng gen ho¸ m vá protein virus để gây miễn dịch v phơng pháp Cross protection (bảo vệ chéo) đ đợc ứng dụng có hiệu Ng y nay, với đóng góp Frankin, M.V.H Van Regenmortel, C.M Fauquet, D.H.L Bishop v nhiỊu t¸c giả việc phân loại virus v nhiều nh khoa học nghiên cứu sinh lý, sinh hoá, hình thái, sinh thái học, môn virus học đ trở th nh môn khoa học đại v phát triển, tìm nhiều quy luật sinh học II Những thiệt hại bệnh virus thực vật 2.1 Những thiệt hại chung cđa bƯnh virus thùc vËt BƯnh virus thùc vËt gây thiệt hại lớn l cho trång bÞ chÕt nhanh Trư ng đ i h c Nơng nghi p – Giáo trình B nh ñ i cương - 105 chóng m l chúng l m cho bị thoái hoá, giảm sức sống, dần t n lụi lâu năm số virus sau gây bệnh nặng mùa có thời tiết v nhiệt độ ôn ho , nhng nhiệt độ thấp hay cao thờng gây nên tợng triệu chứng (latent periode) l m cho ngời sản xuất bị nhầm lẫn, không phát đợc bị bệnh v mức nguy hiểm bệnh, đến lúc n o không khả phục hồi theo chu kỳ bệnh nữa, ho n to n t n lụi, biết đ muộn Virus gây nên thiệt hại nặng nề v nhanh chóng vụ trồng thờng năm nh− virus g©y bƯnh lóa v ng lơi bƯnh v ng lúa, bệnh xoăn c chua, bệnh virus khoai tây, bệnh khảm sọc h nh tây Bệnh virus hại lúa, virus hại sắn đ huỷ diệt h ng chục vạn châu v châu Phi mét thêi gian ng¾n ch−a tíi 30 ng y từ cánh đồng xanh tơi trở th nh v ng óa, chÕt lơi ThiƯt h¹i quan träng thø hai cđa virus l ¶nh h−ëng cđa bƯnh tíi phÈm chất sản phẩm nông nghiệp: hạt lúa bị bệnh v ng lụi thờng bị lép không cho thu hoạch, trờng hợp đợc thu hoạch hạt thờng nhỏ v hạt gạo bị đen, ăn có vị đắng Khoai tây bị virus gây hại l m cho cằn cỗi, khảm loang lổ, củ khoai nhỏ, h m lợng tinh bột v chất dinh dỡng thấp Có trờng hợp bệnh chủng đặc biƯt cđa virus l m vá qu¶, cđ cã vÕt loét, bẩn giảm giá trị thơng phẩm, nh khoai tây bị nhiễm chủng virus Y c chua bị xoăn bé, múi khô v hoa rụng; suất v phẩm chất thấp Virus Tristeza hại cam nặng vùng bờ biển Địa trung Hải, Trung Mỹ, Đông Nam l m cho qu¶ cam chÝn Ðp v rơng sím, qu¶ non đ úa v ng vỏ, nớc cam nhạt không mùi, vị Bệnh virus nguy hiểm chỗ: virus ký sinh bắt buộc tế b o ký chủ tế b o bị huỷ hoại, chết, virus bị hoạt tính Khi tế b o non phát triển mạnh, virus phát triển mạnh, tạo triệu chứng điển hình c©y non hay bé phËn non cđa mét c©y ChÝnh nhân giống vô tính invitro, virus có khả lây lan lớn việc phát triển công nghệ sinh học v vùng trồng trọt công nghệ cao Đối với trồng nhân giống vô tính nh cam, quýt, khoai tây, khoai lang, sắn nhân nuôi cấy mô, chiết, ghép virus l nguy huỷ diệt lớn nhiều lo i trồng Chúng khó phát v khó loại trừ Chính vậy, chúng trở th nh kẻ thù nguy hiểm công nghệ sinh học nớc phát triển, việc tiêu diệt bệnh hại, loại trừ bệnh hại, tạo v chống chịu virus, phytoplasma, viroide l công việc quan trọng sản xuất nông nghiệp 2.2 Thiệt hại bệnh virus Việt Nam ViƯt Nam l mét ®Êt n−íc cã chiỊu d i gần 2000 km, khí hậu nhiệt đới gió mùa Trong năm có mùa đông lạnh phía bắc Chính vậy, trồng v thảm thực vật Việt Nam bốn mùa xanh tơi Đây l điều kiện để bƯnh virus ë ViƯt Nam rÊt phong phó vỊ Trư ng đ i h c Nơng nghi p – Giáo trình B nh đ i cương - 106 số lợng v chủng loại Bệnh đ gây nhiều thiệt hại nặng nề cho sản xuất Ví dụ: bệnh v ng lụi đ t n phá h ng trăm ng n lúa ë miỊn nói, trung du v ®ång b»ng hai miỊn Bắc, Nam Bệnh v ng cam, quýt đ huỷ diệt nhiều vờn cam, nhiều vờn khác tình trạng thoái hoá, giảm suất nghiêm trọng Các bông, hồ tiêu, ca cao bị bệnh gây hại Cây họ c nh thuốc lá, c chua, khoai tây, loại rau bầu, bí, họ đậu: đậu tơng, đậu xanh, đậu đen ăn nh chuối, dứa, đu đủ mắc bệnh Ngo i lơng thực, công nghiệp, ăn quả.v.v virus hại loại thuốc, hoa, cảnh có thĨ nãi r»ng virus l mét lo¹i bƯnh nguy hiĨm, phá hoại hầu hết loại trồng Bệnh gây nên thoái hoá dẫn đến t n lụi trång, thËm chÝ cã thĨ hủ diƯt nhanh chãng nh÷ng diện tích lớn sản xuất trồng trọt Bệnh l m giảm suất trồng m l m giảm phẩm cấp sản phẩm Vì l loại bệnh gây hại to n diện v rÊt nguy hiÓm cho ng nh trång trät ë nớc ta nh giới III Đặc tính chung cđa virus h¹i thùc vËt 3.1 Virus h¹i thùc vật l nucleoprotein nhỏ bé Những virus dạng cÇu nhãm Luteo virus kÝch th−íc chØ tõ 23- 24nm Những virus dạng cầu nhóm Ilavirus có kích thớc biến ®éng tõ 26 - 35 nm H¬n m−êi nhãm virus khác có kích thớc biến động khoảng 29nm, 30 - 34nm Virus lớn dạng cầu l Tomato spotted wilt cịng chØ cã ®−êng kÝnh 80nm Nhãm Rhabdoviridae l virus d¹ng vi khuÈn to nhÊt (135 - 380 x 45 - 95nm) Virus d i nhÊt l c¸c virus dạng sợi nhóm Clostero virus d i 2000 x 12nm Chúng nhỏ bé nh nên việc tìm kiếm phát chúng đòi hỏi phải có phơng pháp ®Ỉc biƯt 3.2 Virus ký sinh ë møc ®é tÕ b o v chúng có khả nhân lên tÕ b o Ng−êi ta ph¸t hiƯn thÊy virus nhiƠm thể nhỏ bé nh mycoplasma, vi khuẩn, nấm thực vật thợng đẳng, ngời, động vËt … Theo c¸c t i liƯu, hiƯn ng−êi ta đ biết tới 2000 lo i virus gây bệnh cho sinh vật có 1/2 ( khoảng 1000 lo i) l virus hại thực vật cha kể đến chủng loại chúng 3.3 Virus có cấu tạo đơn giản, chúng có th nh phÇn chÝnh l protein v axit nucleic Lâi axit nucleic bên đợc bao lớp vỏ protein (capside) Th−êng axit nucleic cđa virus g©y bƯnh c©y hầu hết l virus có genom l ARN chuỗi ®¬n (+), chØ cã mét sè Ýt genom ARN l mạch kép v có Khoảng 25 lo i l virus có lõi ADN mạch kép Virus gây bệnh thờng có loại protein Tr ng ñ i h c Nông nghi p – Giáo trình B nh đ i cương - 107 3.4 Virus có khả hoạt động chống chịu với điều kiện ngoại cảnh: xác định khả chống chịu n y tiêu: thời gian tồn dạng dịch, ngỡng pha lo ng v nhiệt độ l m hoạt tính (Q10 ) 3.5 Virus có khả biến dị: virus dƠ d ng t¹o th nh chđng (strain) míi ký chủ v môi trờng sống thay đổi v virus hoạt tính (nói cách khác l virus chết) Virus có nhiều đặc tính khác, với nguyên nhân gây bệnh khác chóng nhá bÐ m cÊu tróc vËt lý, cÊu tạo hoá học, cách xâm nhiễm, sinh sản v di chun tÕ b o c©y ký chđ, triƯu chøng tạo th nh ký chủ khác biệt Tuy nhiên, đ trải qua h ng trăm năm virus đợc phát giíi cho tíi c¸c nh virus häc vÉn ch−a đến kết luận xác: virus có phải l mét sinh vËt theo ®óng nghÜa cđa nã hay không? Bên cạnh đặc điểm giống nh sinh vật nh đặc điểm xâm nhiễm v gây bệnh, di truyền v biến dị, có bị hoạt tính (chết) Virus lại tách ARN v protein riêng, råi ghÐp genom (ARN) cđa nã víi mét vá protein khác, virus lại trở lại hoạt động bình thờng Virus tạo th nh dạng kết tinh tế b o Những đặc điểm n y ho n to n l đặc điểm thể sống Tuy nhiên, virus đợc xếp v o nhóm vi sinh vật gây bệnh cho cây, cho ngời v cho gia súc, chúng có nhiều đặc điểm giống sinh vật nhỏ bé, phân loại n y mang tính tơng đối IV Triệu chứng bệnh virus hại thực vật Việc phân loại triệu chứng bệnh virus hại thực vật có ý nghĩa quan trọng chẩn đoán, phòng trừ v nghiên cứu bệnh hại Tuy nhiên, phân loại bệnh có tính chất tơng đối diễn biến triệu chứng bệnh phức tạp v cách phân loại tuỳ thuộc v o quan điểm tác giả khác Qua nghiên cứu bệnh virus thực vật, nhiều tác giả đ chia bệnh th nh nhóm sau: 4.1 Khảm lá: Bệnh virus thờng xâm nhiễm v o gây tợng khảm lá, loang lổ, chỗ xanh đậm, chỗ xanh nhạt, chỗ biến v ng l triệu chứng phổ biến với hầu hết bệnh virus hại Có thể nêu ví dụ số bệnh sau: virus khảm thuốc lá, khảm ớt, khảm da chuột, khảm đậu, khảm khoai tây a) Khảm đốm chết có hình nhẫn Nh bệnh đốm hình nhẫn đu đủ, mận, thuốc lá, hoa cẩm chớng b) Hiện tợng gân chết, sáng gân, biến dạng, Virus khảm khoai tây (dạng khảm nhăn) tạo chết gân khoai tây, gân thuốc (biến dạng gân virus quăn gây ra) c) Hiện tợng khảm lá, lùn Khảm kèm theo lùn l dạng bệnh phổ biÕn ë c©y bƯnh virus: nh− Trư ng đ i h c Nơng nghi p – Giáo trình B nh ñ i cương - 108 bệnh khảm lùn ngô, bệnh v ng lùn lúa, xoăn lùn bông, 4.2 Biến dạng: nh xoăn c chua, khoai tây, xoăn hồ tiêu, xoăn ớt, khảm nhăn khoai tây,Ngo i biến dạng tợng biến dạng củ Nh bệnh đốm héo c chua, bệnh v ng lùn khoai tây, bệnh virus táo, nho, mận gây biến dạng 4.3 Biến m u: nh biến v ng lúa, v ng cam, v ng đậu, 4.4 Hiện tợng t n lụi: còi cọc, lùn, mọc búi nh bệnh lùn bụi lạc, bệnh lúa cỏ, bệnh Tristeza cam, bƯnh chïm ngän chi 4.5 G©y vÕt chÕt ë thân cây: Bệnh v ng cam, gây vết lâm ë th©n c©y cam chanh v virus s−ng c nh táo Cách chia nhóm đợc trình b y có ý nghĩa để nhận biết bệnh nhanh thông qua việc quan sát thực tế Một số tác giả đ chia triƯu chøng bƯnh th nh c¸c nhãm: Nhãm bƯnh nhiƠm hƯ thèng (nhiƠm to n c©y) v nhãm bƯnh nhiễm phân (gây vết chết cục bộ) Cách chia nhóm n y giúp cho việc chẩn đoán bệnh hại sơ lúc đầu Tuy nhiên, trờng hợp n o có virus vừa gây vết chết vừa nhiƠm hƯ thèng ViƯc ph©n nhãm vÉn chØ cã tÝnh chất tơng đối Tuy nhiên, l cách chia nhóm có giá trị cao cách chia nhóm theo triệu chứng đơn 4.6 Tính chống chịu virus thực vËt Virus l mét ký sinh rÊt nhá bÐ, ký sinh tut ®èi tÕ b o thùc vËt Trong trờng hợp virus bị tách khỏi tế b o, nằm dịch cây, chúng khó tồn Nghiên cứu vấn đề n y có ý nghĩa quan trọng nhóm virus truyền học muốn truyền bệnh phải sống thời gian dịch truyền đến tế b o sống khác thực vật Nhiều tác giả đ đến nhận xét: yếu tố - kéo d i đời sống virus dịch bị ôxi hoá môi trờng, tác động mức nhiệt độ cao, thấp khác nhau, khả dịch chứa virus bị pha lo ng ma, môi trờng, có ảnh hởng rõ rệt đến việc bảo tồn sức lây bệnh virus qua mét ký chđ míi Víi nhËn xÐt trªn nh virus học đ khảo sát khả chống chịu virus với môi trờng thí nghiệm đơn giản: + Thời gian tồn virus dạng dịch: lấy 10 hay 20 ống nghiệm đ khử trïng cã nót kÝn, ®Ĩ ë ®iỊu kiƯn nhiƯt ®é phòng thí nghiệm v quy định thời gian lấy ống nghiệm lây bệnh cho khoẻ Thời gian n o kéo d i m dịch khả lây nhiễm bệnh ngời gọi l thời gian tồn dạng dịch virus Ví dơ: - Virus Y khoai t©y (PVY): 15 - - Virus khảm mía (SCMV): ng y - Virus khảm thuốc (TMV): tháng - Virus X khoai tây (PVX): tháng Tr ng ủ i h c Nơng nghi p – Giáo trình B nh ñ i cương - 109 + Ng−ìng pha lo ng: cịng bè trí thí nghiệm tơng tự v lây bệnh cho khoẻ mức pha lo ng: giữ nguyên dịch chiết từ nhiễm virus, pha lo ng 1/2, 1/4, 1/8 1/16 1/32 1/64 1/128 ng−ìng pha lo ng sÏ l møc pha lo ng cao nhÊt m dịch chứa virus giữ đợc khả lây bệnh Sau mức pha virus không lây bệnh đợc Ví dụ: - Virus Y khoai t©y (PVY) l 10-2 - Virus X khoai t©y (PVX) l 10-5 - Virus khảm thuốc (TMV) l 10-6 + Nhiệt độ l m hoạt tính (Q10): l nhiệt độ bình đun cách thuỷ (cố định nhiệt 10 phút) m nhiệt độ virus bắt đầu ho n to n khả lây bệnh VÝ dơ: - virus Y khoai t©y (PVY) Q10 = 520C Virus X khoai t©y (PVX) Q10 = 720C - Virus khảm thuốc lá(TMV) Q10 = 930C - 960C tuỳ theo chđng T theo chđng virus m Q10 cã thĨ dao ®éng v i ®é VÝ dơ virus TMV cã thĨ cã chđng cã Q10 biÕn ®éng tõ 93 0C - 960C V Hình thái cấu tạo virus thực vật 5.1 Hình thái Virus thực vật v virus hại sinh vật nói chung có hình dạng v kích thớc đa dạng Chúng có dạng hình gậy ngắn, hình gậy d i, hình cầu, hình khối đa diện, hình sợi ngắn, sợi d i, hình vi khuẩn v nhiều dạng khác a) Nhóm virus hình gậy - Virus khảm thuốc (TMV) kích thớc 15 x 300nm - Virus khảm đậu h lan kích th−íc 46 – 200 x 22nm - Virus kh¶m säc lúa mạch kích thớc 100 150 x 20nm b) Nhóm virus có hình sợi mềm - Virus X khoai t©y (PVX) kÝch th−íc 480 – 580 x 13nm (sợi ngắn) - Virus A khoai tây (PVA) kích th−íc 680 - 900 x 13nm (sỵi d i trung bình) - Virus Tristeza hại cam, chanh v virus biến v ng củ cải đờng có kích thớc từ 800 - 2000 x 12 nm (sỵi d i nhÊt) Thc nhãm Potex virus (d), Poty virus (e), Clostero virus (f) c) Nhóm virus có cấu tạo đối xứng dạng hình cầu - Virus đốm chết thuốc dạng cầu, đờng kính 30 nm - Virus khảm da chuột dạng cầu, đờng kính 29 nm Tr ng ủ i h c Nơng nghi p – Giáo trình B nh ñ i cương - 110 - Virus khảm súp lơ dạng cầu, ®−êng kÝnh 50 nm Thuéc nhãm Tymo virus (g), Cucumo virus (h), Caulimo virus (i) d) Nhãm virus cã cÊu tạo đối xứng hình vi khuẩn - Virus đốm chết v ng rau diÕp, kÝch th−íc 300 x 52nm Nhãm Alfaifa mosaic virus 28 – 58 x 18nm Thuéc nhãm Rhado virus (k) e) Các nhóm virus có hình dạng khác: l nhóm Germini virus v Tenui virus 5.2 Cấu tạo a) Cấu tạo Bình thờng virus đợc cấu tạo từ protein v axit nucleic, số virus đặc biệt chứa polyamin, lipit men đặc hiệu (nh thực thể khuẩn Bacteriophage) Tỷ lệ axit nucleic v protein thay đổi với loại virus kh¸c Axit nucleic th−êng chiÕm tõ - 40%, protein nhiều thờng chiếm từ 60 - 95%, l−ỵng axit nucleic thÊp v protein cao cã thĨ thÊy virus có hình sợi d i trái lại l−ỵng axit nucleic cao v protein thÊp cã thĨ thÊy virus có dạng hình cầu Trọng lợng to n thể virus khác nhau, từ 4,6 triệu đơn vị trọng lợng phân tử virus khảm cỏ Brome, 39 triệu virus khảm thuốc v 73 triệu bệnh virus giòn thân thc l¸, b) Protein cđa virus thùc vËt Cịng đợc tạo th nh từ nhiều axit amin nh alalin, acginin, sistein, glixin, lizin, lesin, fenilalamin, treonin, prolin, triptophan, tirozin, valin, axit asparagimic, axit alutamic, C¸c axit nucleic cđa virus: ARN hay ADN định chất protein chúng (th nh phần cấu tạo, xếp, ) Ví dụ: virus khảm thuốc (TMV) l virus có dạng hình trụ ngắn (hình gậy ngắn) kích thớc đo đợc 300 x 15nm Các phân tử protein đợc xếp theo hình xoắn (lò xo) bao quanh, chuỗi axit nucleic (ARN) hình trụ có lõi rỗng Các phần tử protein cúng xếp dạng xo¾n bao quanh gäi l vá (capside) cđa virus Líp vỏ virus khảm thuốc có 161/3 đơn vị phân tử protein cho vòng xoắn, v virus có 130 vòng xoắn virus hình sợi xoắn mềm nh− nhãm Potex virus, nhãm Poty virus, nhãm Clostero virus, sù s¾p xÕp cđa lâi axit nucleic (ARN) v vỏ protein tơng tự virus khảm thuốc Trư ng đ i h c Nơng nghi p – Giáo trình B nh đ i cương - 111 virus hình cầu nh nhóm Luteo virus, nhóm Cucumo virus, phân tử protein v axit nucleic xếp đối xứng qua tâm hình cầu giống nh khối đa diện Các virus có dạng hình vi khuẩn, nh virus thuộc họ Rhaboviridae v Caulimoviridae l virus có cấu tạo đối xứng qua trục xuyên tâm Đối với số virus ADN thuộc họ Caulimoviridae protein đợc xếp vòng quanh, sợi ADN nằm th nh vòng khép kín (hình dạng virus đợc mô tả hình) c) Axit nucleic virus thực vật Phần lớn virus thực vật có cấu tạo genom l ARN chuỗi (+) v vỏ bọc ngo i l protein Một số có ARN chuỗi kép, khoảng 25 virus thực vật chứa lõi ADN chuỗi kép, ngợc lại virus động vật phần lớn l virus có genom l ADN Cả ARN v ADN l chuỗi phân tử d i, chứa h ng trăm hay nhiều l h ng ng n đơn vị nhỏ đợc gọi l nucleotit Chuỗi polynucleotit n y có phân tử lợng l 2,5.106 (ở virus khảm thuốc lá) d) ThĨ kÕt tinh cđa virus Mét sè virus điều kiện định môi trờng tạo th nh tinh thể Năm 1935, W M Stanley đ tách đợc tinh thể virus khảm thuốc (TMV) Virus chØ t¹o th nh tinh thĨ chóng ë trạng thái tĩnh (virion) Một số virus tạo thể kết tinh ta xö lý amonisunphat Ng y nay, ng−êi ta cã thĨ t¹o tinh thĨ virus ống nghiệm chất tợng n y l tác dụng lực nối kết phân tử v phụ thuộc cấu tạo lý hoá bề mặt vật thể nhỏ bé không phân biÖt l sinh vËt hay phi sinh vËt Trong thÝ nghiƯm y häc ng−êi ta ® l m kÕt tinh virus gây bệnh bại liệt tạo điểm đẳng ®iƯn èng nghiƯm Tinh thĨ cđa virus thùc vËt đợc quan sát thấy rõ dới kính hiển vi quang học thông thờng l virus thuộc nhóm Tabamo virus hay Poty virus, Tuy nhiªn, sù xuÊt chúng phụ thuộc v o tình trạng lúc lấy mẫu v điều kiện môi trờng e) Chức axit nucleic v protein: cấu tạo thể virus thực vật có chức khác nhau: axit nucleic giữ vai trò định tính di truyền x©m nhiƠm v l©y bƯnh cđa virus thùc vËt, protein có tác dụng bảo vệ, bám giữ v có vai trò quan trọng virus truyền bệnh qua môi giới truyền bệnh VI Sự xâm nhiễm tổng hợp virus míi 6.1 Sù x©m nhiƠm cđa virus Virus x©m nhập v o tế b o qua vết thơng nhẹ sây sát v nhờ tiếp xúc giọt dịch chứa virus cọ sát tiếp xúc bệnh, khoẻ m virus xâm nhập v o tÕ b o Virus cßn cã thĨ trun bệnh trờng hợp hạt phấn hoa bị nhiễm virus đợc rơi v o no n thực vật Trong mô đ bị nhiễm bệnh virus di chuyển tÕ Trư ng đ i h c Nơng nghi p – Giáo trình B nh đ i cương - 112 b o chÊt cđa tÕ b o v cã thĨ ®i sang tế b o khác thông qua sợi liên b o hay vết thơng mở vách tÕ b o 6.2 Sù t¸i sinh virus a) Kh¸i niệm Sự tái sinh (replication) hay sinh sản l hình th nh phân tử virus từ phân tử virus ban đầu Sau xâm nhập v o tế b o ký chủ, tái sinh virus trải qua giai đoạn: Tháo vỏ để giải phóng gien virus Tỉng hỵp protein virus Tỉng hỵp gien virus Lắp ráp phân tử virus b) Đặc điểm chung Sự tái sinh virus, khác tùy nhóm, nhng có đặc điểm chung sau Virus sư dơng vËt liƯu cđa tÕ b o ký chủ (amino acid, nucleotide) để tổng hợp protein v acid nucleic cđa chÝnh virus Virus sư dơng lợng tế b o ký chủ (chủ yếu dới dạng hợp chất cao nh ATP) để tỉng hỵp protein v acid nucleic cđa chÝnh virus Virus sử dụng máy tổng hợp protein tế b o ký chủ (ribosome, tRNA v enzyme liên quan) để tổng hợp protein virus Quá trình tổng hợp dựa khuôn mRNA virus Tất virus thùc vËt sư dơng ribosome 80 S cđa tÕ b o ký chủ Hầu hết virus thực vật tổng hợp số enzyme cần thiết cho trình tổng hợp gien virus Ví dụ: a Tất virus RNA m hóa RdRp (RNA-dependent RNA polymerase) RdRp l mét enzyme polymer hãa v cã chức tổng hợp RNA khuôn RNA b Các geminivirus (có gien DNA sợi vòng đơn) m hóa Rep (replication) protein Rep l enzyme có chức polyme hóa nhng có chức cắt v nối phân tử DNA virus trình tổng hợp sợi DNA virus Tóm lại, tái sinh virus phơ thc ho n to n v o bé m¸y tỉng hỵp protein v acid nucleic cđa tÕ b o ký chñ Së dÜ nh− vËy l virus nãi chung v virus thùc vËt nãi riªng chØ m hãa mét sè Ýt gien; vÝ dơ c¸c begomovirus chØ m hãa - gien, c¸c potyvirus chØ m hãa 10 gien Do ph¶i dùa ho n to n v o vËt chÊt cđa tÕ b o thùc vËt ®Ĩ sinh sản, virus đ phát triển mạnh non v tÕ b o non mét c©y ë gi cỗi, trình n y chậm lại hay hầu nh ngừng hẳn Chính vậy, tuổi non v phần non l nơi virus sinh sản mạnh Các điều kiện ngoại cảnh nh: nhiệt độ cao, thấp, độ pH Tr ng ñ i h c Nông nghi p – Giáo trình B nh đ i cương - 113 môi trờng, ánh sáng, chế độ dinh dỡng, chăm sóc Một chất đợc nhiều nh khoa học xác nhận có chất protein tên l interferon cã thĨ s¶n sinh ë tÕ b o ký chủ virus xâm nhập Với nồng độ thấp khoảng phần triệu gram đ có khả ức chế sinh sản virus Chính lý bệnh virus không gây đợc tác hại huỷ diệt m thờng gây thoái hoá Sự huỷ diệt xảy điều kiện môi trờng v bệnh thuận lợi cho virus sinh sản v lây nhiễm, nh trận dịch bệnh lúa v ng lụi nớc ta năm 1960 6.3 Sự di chuyển virus tÕ b o c©y Virus x©m nhËp v o tế b o cây, chúng di chuyển theo dòng tế b o chất có trờng hợp virus di chuyển theo dòng nhựa nguyên v dòng nhựa luyện cây, lẫn v o di chuyển chất dinh dỡng, nớc hay muối khoáng mạch dẫn thùc vËt Virus di chuyÓn tõ tÕ b o n y qua tế b o khác qua cầu nối nguyên sinh cách chậm chạp Quan sát virus khoai tây xâm nhập v o ký chđ ë d−íi thÊp cđa c©y khoai t©y non, G Samuel ® ghi nhËn: sau ng y virus míi nhiễm hết đơn, sau ng y nhiễm hết đoạn gân kép v phần đoạn thân sát gốc, sau ng y nhiễm hết dọc theo gân v (các l¸ kh¸c ch−a hỊ nhiƠm virus) Sau 10 ng y nhiễm hết ngọn, thân v kép nơi virus lây nhiễm v o tíi 25 ng y sau virus míi nhiƠm trªn to n khoai tây bị lây nhiễm Sự dịch chuyển virus to n tạo th nh bệnh nhiễm hệ thống với triệu chứng to n nh khảm lá, xoăn lá, lùn cây, lùn bụi Có trờng hợp virus cho lây nhiễm cục lá, tạo vết chết, không lây lan to n c©y th−êng gäi l c©y nhiƠm bƯnh cơc bộ: l dạng vết chết hoại thuốc dại, c độc dợc, cúc bách nhật nhiễm virus TMV, PVX VII Phân loại virus thực vật Việc phân loại virus gây bệnh đợc chẩn đoán theo Uỷ ban quốc tế phân lo¹i virus (International committee on taxonomy of viruses – gäi tắt l ICTV) dựa v o đặc điểm cấu tạo, hình thái virus nh mối quan hệ huyết v đặc tính khác nh đặc điểm truyền lan, lây nhiễm, phạm vi kí chủ đặc biệt l đặc điểm di truyền ARN v ADN Tên gọi virus hại thực vật quy định dùng tiếng Anh bao gồm tên kí chủ chính, triệu chứng bệnh kí chủ v cuối l từ virus Ví dụ: virus gây bệnh khảm thuốc - Tobacco mosaic virus - viÕt t¾t l TMV Theo Agrios G.N, 1997 hệ thống phân loại tất c¸c lo i virus thùc vËt thuéc ng nh virus (Kingdom: viruses) Trong ng nh t theo cÊu t¹o cđa axit nucleic chúng đợc chia l m nhóm ARN virus v ADN virus dùa v o axit nucleic cña virus l ADN ARN Chúng sử dụng bảng phân loại theo Claude Fauquet (2001) A/ Nhóm ARN virus a) Các virus có ARN sợi đơn dơng (ss ARN +) + ARN virus dạng hình gậy: gồm 32 lo i Trư ng đ i h c Nơng nghi p – Giáo trình B nh đ i cương - 114 - ssARN (+) Gièng Tobamovirus VÝ dơ: Tobacco mosaic virus (virus kh¶m thc l¸) - 2ssARNs Gièng Tobravirus VÝ dơ: Tobacco rattle virus - 2-4 ssARNs: virus h×nh gËy trun qua nÊm Gièng Furovirus ngn gèc tõ ®Êt) VÝ dơ: Soil-borne wheat mosaic virus (virus khảm lúa mì có - 3ss ARNsS Gièng Hordeivirus VÝ dô: Barley stripe mosaic virus (virus khảm sọc nhỏ lúa đại mạch) + ARN virus dạng sỵi mỊm: 280 lo i - 1ssARN Carlavirus VÝ dơ: Carnation latent virus (virus Èn hoa cÈm ch−íng) Trichovirus VÝ dụ: Apple cholorotic leafspot virus (virus đốm v ng táo) Potexvirus Ví dụ: Potato virus X (virus khảm khoai tây) Họ Potyviridae - 1ssARN virus hình sợi mềm d i Gièng Closterovirus: VÝ dô: Beet yellows virus (virus v ng củ cải đờng) + ARN virus dạng hình cầu: 165 lo i - 1ssARN (+) Họ: Sequivirisdae Waikavirus VÝ dơ: Rice tungro spherical virus (virus tungro d¹ng cầu hại lúa) Họ: Tombusviridae Giống: Tombusvirus Ví dụ: Tomato bushy stunt virus (virus chïn ngän t n lôi c chua) Gièng Carmovirus VÝ dơ: Carnation mottle virus (virus ®èm l¸ cÈm ch−íng) Gièng Machlomovirus VÝ dơ: Maize chlorotic mottle virus (virus đốm v ng ngô) Giống Necrovirus Ví dụ: Tobacco necrosis virus (bệnh đốm chết thuốc lá) Giống Luteovirus VÝ dô: Barley yellow drawf virus (virus v ng lïn) Gièng Sobemovirus VÝ dơ: Southern bean mosaic virus (virus kh¶m đậu) Tr ng ủ i h c Nụng nghi p – Giáo trình B nh đ i cương - 115 Gièng Tymovirus VÝ dơ: Turnip yellow mosaic virus (virus kh¶m v ng củ cải) - 2ssARN (+) Họ: Comoviridae Giống: Comovirrus Ví dụ: Cowpea mosaic virus (virus khảm đậu ®ịa) Nepovirus VÝ dơ: Tobacco ringspot virus (virus ®èm h×nh nhÉn thuèc l¸) - 3ssARN (+) Hä: Bromoviridae Gièng: Ilavirus VÝ dơ: Tobacco streak virus (virus säc lín thc l¸) Cucumovirus Ví dụ: Cucumber mosaic virus (virus khảm da chuột) Alfamovirus Ví dụ: Alfalfa mosaic virus (virus khảm cỏ đinh lăng) + Các virus có ARN sợi đơn ©m ( - ssARN): gåm 90 lo i - 1(-) ssARN Hä: Rhadoviridae Nucleorhadovirus VÝ dô; Potato yellow dwarf virus (virus v ng lïn khoai t©y) - (-) ssARNs Hä: Bunyaviridae Gièng: Tospovirus VÝ dô: Tomato spotted wilt virus (virus ®èm hÐo c chua) - (-) ssARNs Gièng: Tenuivirus VÝ dơ: Rice stripe virus (virus säc nhá l¸ lúa) b) ARN sợi kép (ds ARN) + Virus hình cÇu: 40 lo i 2dsARN Hä: Reoviridae Gièng: Fijivirus VÝ dơ: Rice Fiji disease virus (virus bƯnh Fiji lóa) Oryzavirus Ví dụ: Rice ragged stunt virus (virus xoăn lóa) B/ Nhãm ADN virus a) ADN sỵi kÐp (ds ADN): 21 lo i + ds ADN virus hình cầu: Giống Caulimovirus Ví dụ: Cauliflower mosaic virus (virus khảm súplơ) Trư ng đ i h c Nơng nghi p – Giáo trình B nh đ i cương - 116 + Virus h×nh vi khn kh«ng cã vá bäc: Gièng Badnavirus VÝ dơ: Rice tungro baciliform virus (virus tungro d¹ng vi khn h¹i lóa) b) ADN sợi đơn (ss ADN): 55 lo i + Virus hình ch y Gây hại mầm, lan truyÒn qua r y Hä Geminiviridae Gièng Geminivirus VÝ dụ: Maize streak virus (virus sọc lớn ngô) Gây hại hai mầm, lan truyền qua bọ phấn VÝ dơ: Bean golden mosaic virus (virus kh¶m v ng đậu) + Virus hình cầu đơn Ví dụ: Banana bunchy top virus (virus chïn ngän chuèi) VIII Sù truyÒn bƯnh virus thùc vËt Virus thùc vËt x©m nhËp v o khoẻ truyền lan sang đời sau trồng nhiều đờng khác nhờ môi giới truyền bệnh (vector) không nhờ môi giíi trun bƯnh Nh−ng nãi chung l virus kh«ng thĨ tự lan truyền, chúng phải nhờ trợ giúp bên ngo i để lây lan Ta tạm chia cách truyền bệnh virus thực vËt l m nhãm: 8.1 Sù trun bƯnh virus không nhờ môi giới a) Truyền bệnh qua nhân giống v« tÝnh thùc vËt - Qua nu«i cÊy m«: virus cã thĨ trun dƠ d ng qua nu«i cÊy m« tÕ b o thùc vËt NÕu tÕ b o bÞ nhiễm virus đợc đem nuôi cấy v nhân lên số lợng lớn đợc tạo th nh cã thĨ bÞ nhiƠm bƯnh tõ 90 – 100% ë mức độ bệnh khác - Truyền qua hom giống chiết từ bị bệnh, qua mắt ghép, c nh ghép, chồi ghép, gốc ghép bị nhiễm bệnh Các trồng nhân giống vô tính củ nh khoai tây, số hoa, cảnh, củ v thân nh khoai lang, sắn có nguy bị virus phá hoại diện tích lớn, không kiểm soát đợc nguồn giống ban đầu b) Truyền bệnh qua hạt giống v qua phấn hoa Virus thờng không truyền qua hạt giống Bệnh virus truyền qua phấn hoa không chØ nhiƠm v o h¹t gièng m cã thĨ nhiƠm v o hay mầm mọc từ hạt giống ®ã Quan träng h¬n chóng cã thĨ trun qua trình thụ phấn hoa để xâm nhập v o c©y mĐ Virus cịng cã thĨ qua phÊn hoa m l©y tõ c©y Trư ng đ i h c Nơng nghi p – Giáo trình B nh đ i cương - 117 n y qua khác đồng ruộng Có khoảng 100 virus lan truyền đợc qua hạt giống Tuy nhiên, thùc tÕ chØ cã mét sè Ýt h¹t mang virus Một v i trờng hợp cá biệt nh: TRSV tỷ lƯ nhiƠm bƯnh rÊt cao cã thĨ ®Õn 100% sè hạt bệnh (cây đậu tơng) BSMV nhiễm hạt lúa mạch từ 50 100%, virus TMV nhiễm ngo i vỏ hạt (Barley) Hạt họ đậu bị nhiễm nhiều loại virus (đậu tơng v loại đậu ăn quả) Do cần ý chọn lọc giống bệnh để chống virus nhiễm hạt tạo bị bệnh th nh nguồn bệnh ban đầu nguy hiểm cho trồng ban đầu sau n y c) Virus trun bƯnh b»ng c¬ häc, tiÕp xóc Trun bƯnh virus học tiếp xúc thờng xảy với nhóm bệnh virus có tính chống chịu cao với điều kiện môi trờng Trong thiên nhiên mọc d y, giao t¸n bƯnh cã thĨ trun l¸ bệnh cọ sát v o khoẻ, đặc biệt l ruộng trồng rau v trồng h ng năm Thờng mùa ma b o ë n−íc ta, giã m¹nh tõ cÊp 3, trở lên dễ gây vết thơng nên tỷ lệ nhiễm bệnh cao Các vết thơng gây nên côn trùng, động vật khác, máy móc, dụng cụ Khi chăm bón, thu hái tạo vết thơng thân cây, lá, rễ, khoẻ l điều kiện virus dạng giọt dịch lây nhiễm từ bệnh sang Các virus khảm khoai tây X, virus bệnh khảm thuốc l virus dễ d ng lây bệnh qua vết thơng giới, tiếp xúc Các virus có khả chống chịu với điều kiện ngoại cảnh nh− virus Y, virus A ë khoai t©y l©y trun học yếu v truyền côn trùng dễ d ng Virus có khả truyền bệnh qua vết thơng nhẹ 8.2 Sự truyền bệnh virus môi giới Môi giới (vector) l vật trung gian giúp cho virus cã thĨ tõ mét c©y bƯnh x©m nhËp v o khoẻ để thực trình xâm nhiễm, gây bệnh Từ năm 1895 Takata, 1901 Takami (Nhật Bản) đ phát bọ rầy Inazuma dorsalis v bọ rầy Nephotettix cineticeps l môi giới truyền bệnh lúa lùn Nhật Bản Năm 1916 Doolittle phát rệp Aphis gossypii truyền bệnh khảm da chuột Năm 1920, O.Botjes thÊy rƯp Myzus persicae trun bƯnh cn l¸ khoai tây Theo Harris (1981) có tới 381 lo i động vËt cã thĨ trun bƯnh virus h¹i thùc vËt, ®ã 94% thc ng nh ch©n khíp (athropoda) v 6% thuộc ng nh giun tròn (Nematoda) Côn trùng l nhóm môi giới đặc biệt quan trọng chiếm tới 99% lo i thc ng nh ch©n khíp trun bƯnh virus thùc vËt Trư ng đ i h c Nơng nghi p – Giáo trình B nh đ i cương - 118 a) C¸c phơng thức truyền qua môi giới Virus truyền bệnh môi giới có nhiều kiểu truyền bệnh khác nhau: - Trun bƯnh theo kiĨu trun sinh häc nghÜa l cã mèi quan hƯ sinh häc gi÷a virus v thể côn trùng, virus có thời gian tiềm ẩn thể côn trùng, qua tuyến nớc bọt v o hệ thống tiêu hoá thấm qua th nh ruột v o máu lại trở tuyến nớc bọt Sau giai đoạn tiềm ẩn n y virus đợc tăng nồng độ đợc cô đặc hay mét v i tr−êng hỵp virus cã thĨ sinh sản thể côn trùng Các tác giả đ chia kiểu truyền bệnh qua côn trùng v động vật th nh nhóm virus + Nhãm trun theo kiĨu bỊn v÷ng: l nh÷ng virus cã thể sống bền vững thể côn trùng thêi gian v tõ mét v i tiÕng ®Õn mét v i tuần lễ có khả lây bệnh cho Ví dụ: - virus gây bệnh xoăn c chua (Tomato leafcurl virus) - Virus g©y bƯnh cn khoai tây (Potato leafroll virus) + Nhóm truyền bệnh theo kiểu không bền vững Gồm virus khả tồn thể côn trùng từ v i phút tới Đó l virus lây bệnh nhanh chóng khoảng thời gian từ 15 giây đến 30 phút hút bệnh sau lây lan Điển hình l virus thuộc nhóm Potyvirus nh: - Bệnh khảm lùn ngô (Maize dwarf mosaic virus) - Bệnh khảm v ng đậu (Bean yellow mosaic virus) + Nhóm truyền bệnh nưa bỊn v÷ng Nh÷ng virus thc nhãm n y cã kiểu truyền bệnh trung gian hai nhóm Có thể kể điển hình l virus Tungro hại lúa, virus Tristeza hại cam chanh b) Côn trùng truyền virus C«n trïng chiÕm tíi 99% sè lo i thc ng nh chân khớp (athropoda, Harris, 1981), lo i côn trïng cã thĨ trun bƯnh virus h¹i thùc vËt thc bộ: -Bộ cánh (Homoptera) -Bộ cánh nửa (Hemiptera) -Bộ cánh cứng (Coleoptera) -Bộ cánh thẳng (orthoptera) - Bộ cánh tơ (Thysanoptera) Đó l có nhiều họ v lo i côn trùng truyền bệnh Các họ rệp muéi (Aphididae), hä ve sÇu (Cicadellidae), hä muéi bay (Delphasidae), hä ve sÇu sõng Trư ng đ i h c Nơng nghi p – Giáo trình B nh ñ i cương - 119 ... chứa virus giữ đợc khả lây bệnh Sau mức pha virus không lây bệnh đợc Ví dơ: - Virus Y khoai t©y (PVY) l 1 0-2 - Virus X khoai tây (PVX) l 1 0-5 - Virus khảm thuốc (TMV) l 1 0-6 + Nhiệt độ l m hoạt tính... lùn Khảm kèm theo lùn l dạng bệnh phổ biến bệnh virus: nh− Trư ng đ i h c Nơng nghi p – Giáo trình B nh đ i cương - 108 bƯnh kh¶m lïn ngô, bệnh v ng lùn lúa, xoăn lùn... – Giáo trình B nh ñ i cương - 104 Chơng VII Virus gây bệnh I Lịch sử nghiên cứu bệnh virus hại thực vật * Sự phát virus hại thực vật A Mayer (1886) đ phát lây lan bệnh