Héo xanh vi khuẩn

Giới thiệu chung

Bệnh héo xanh vi khuẩn do Ralstonia solanacearum (Smith) Yabuuchi et al (đầu tiên được đặt tên là Bacillus solanacearum Smith – 1896. Sau đó được gọi trong nhiều năm là Pseudomonas solanacearum) ¹ là một trong những tác nhân đem lại những thiệt hại to lớn cho những nơi có trồng lạc ở các vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới, bao gồm các nước châu Á (trong đó có Việt Nam). Héo xanh vi khuẩn lạc là một trong những cản trở lớn cho ngành trồng lạc ở Trung Quốc, Indonesia và Việt Nam. Thiêt hại về năng suất thường là 10 đến 30%. Đôi khi đạt trên 60% (Mehan et al., 1994).

Ở châu Phi người ta thấy bệnh xuất hiện, gây hại tại Angola, Burkina Faso, Burundi, Congo, Ethiopia, Gabon, Gambia, Kenya, Madagascar, Malawi, Mozambiquie,… (CABI,2005).

Từ chỗ R. solanacearum chỉ được coi là vi khuẩn đặc hữu của vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới thì ngày nay người ta cũng phát hiện chúng hiện đang là một mối đe dọa liên tục ở vùng khí hậu ôn đới. Tại Bắc Âu, mầm bệnh đã được phát hiện trong cỏ dại họ cà mọc ven sông.¹ Tại Anh và phần còn lại của EU các loại cây trồng quan trọng nhất bị ảnh hưởng là khoai tây và cà chua.¹ R. solanacearum được coi là một mối đe dọa lớn đối với nông nghiệp ở Mỹ bởi vì nó gây ra thối nâu khoai tây (Brown rot ). Người ta tính rằng thiệt hại hàng năm do bệnh thối nâu (R. solanacearumchủng 3, typ sinh học – biovar 2) vào khoảng 950 triệu đô la. Chính vì vậy nó thuộc đối tượng kiểm dịch.¹

R. solanacearum có phạm vi ký chủ phong phú. Nó có thể gây hại trên 250 loại thực vật của 50 họ (Hayward 1994). Thực sự như vậy. Ngoài lạc, vi khuẩn còn gây ra hiện tượng héo xanh trên khoai tây, cà chua, cà tím, chuối (Hình 1 a, b, c, d), gừng, thuốc lá, ớt ngọt, hoa hồng, đậu tương,…Người ta còn thấy sự hiện diện của vi khuẩn  trên những cây dại họ cà (Solanum dulcamara – Bittersweet nightshade, Woody nightshade ) được coi như là nguồn gốc của nhiều đợt bùng phát bệnh thối nâu khoai tây; Ragweed là thực vật có hoa thuộc chi Ambrosia trong họ Cúc,…

Hình 1.a	Hình 1.b

Hình 1.c	Hình 1.d

Hình 1 (a, b, c, d): Triệu chứng do R. solanacearum (chủng 2) gây bệnh Moko trên chuối ở Nam Mỹ (ở Philippin gọi là bugtok).

R. solanacearum đã được phân thành năm chủng dựa trên sự khác biệt và sáu biovars (typ sinh học) trên cơ sở những đặc tính hóa sinh.³

Mặc dù qua nhiều thập kỷ nhưng bệnh héo vi khuẩn hại lạc nói riêng và các bệnh héo do R. solanacearum vẫn là một vấn đề “nóng” của nhiều quốc gia và các tổ chức quốc tế trên toàn thế giới. Chính vì mức độ nguy hiểm của mình mà R. solanacearum được quan tâm nghiên cứu kỹ về hình thái học, bệnh lý học,… Tuy nhiên, những nghiên cứu gặp nhiều khó khăn vì R. solanacearum nhanh chóng mất khả năng tồn tại cũng như độc tính của nó trong môi trường nhân tạo. 

1.1 Triệu chứng

R. solanacearum gây bệnh ngay từ lúc hạt giống mới nảy mầm (hình 2). Trụ mầm bị bệnh mọng nước, có dịch nhầy bao quanh. Trụ mầm teo tóp, nhỏ hơn mầm khỏe. Mầu sắc chuyển từ vàng nhạt sang nâu cả bên trong lẫn bên ngoài. 

Hình 2: R. solanacearum gây hại trên hạt giống nảy mầm.

Triệu chứng rất giống với bệnh do Fusarium gây ra (điều khác biệt là không có vết nhớt trên thân). Triệu chứng này có thể phát triển lên phần thân mầm sát mặt đất. Bộ rễ của những cây con này thường không phát triển mạnh sau đó.

Cây con phát triển từ những mầm bị bệnh nhẹ thường có biểu hiện héo khi có 1 – 2 lá thật. Tuy nhiên, chúng có thể hồi phục nếu hệ rễ phát triển mạnh đủ cung cấp nước và dinh dưỡng cho cây. Cây con bị nhiễm bệnh thường còi cọc, có biểu hiện thiếu dinh dưỡng. Lá chuyển sang màu vàng nhạt. 

Rễ phụ những cây bị bệnh có màu nâu và vết nhớt bao quanh. Vết nhớt mọng nước này có thể phát triển lên phân thân sát mặt đất và có mùi hôi đặc biệt. Các rễ trụ có thể biểu hiện hoặc không biểu hiện triệu chứng với những vết dài mầu vàng nhạt hoặc nâu.

Trên những cây trưởng thành triệu chứng lá bị héo có thể nhìn thấy được sau 2 – 3 tuần sau trồng. Biểu hiện đầu tiên là hơi rủ xuống hoặc uốn vào của một hay nhiều lá. Khi bệnh phát triển, đầu lá cuộn tròn lại. Lá trở nên khô, có màu nâu và chết. Trong giai đoạn đầu, lá non với điều kiện độ cao ban ngày có thể héo nhưng chúng có thể hồi phục lại vào chiều mát và đêm. Khu vực lá xung quanh gân có màu nâu. Thông thường thân chính của cây trồng bị bệnh vẫn có thể đứng thẳng mặc dù tất cả các lá héo và chết.

Hình 3: Triệu chứng héo lá do R. solanacearum.

Khi xâm nhập vào bên trong thân, R. solanacearum hòa tan các thành tế bào và tạo ra khối nhớt gồm vi khuẩn và các mảnh vỡ của tế bào. Quá trình polysaccharides hóa cao trong thân cũng làm tăng độ nhớt. Kết quả cuối cùng là các mạch gỗ bị lấp đầy bởi các khối nhớt này. Điều này dẫn đến quá trình vận chuyển dinh dưỡng và nước bị đình trệ.⁸ Hậu quả lá cây, thân cây bị héo rũ.

Bên trong thân cây, các bó mạch dẫn lúc đầu có màu xám bạc sau đổi màu vàng nâu. Ở phân thân bị bệnh có vệt dài màu nâu sẫm đến đen. Khi bệnh phát triển thì vỏ cây và phần bên trong trở thành nâu sẫm. Hình 4

Hình 4: Triệu chứng do R. solanacearum gây ra trong thân (Ảnh của Clemson University, USDA Cooperative Extension Slide Series, Bugwood.org).

Khi cắt ngang thân cây thì xuất hiện dịch nhớt, dính, màu xám trắng hay nâu nhạt rỉ ra. Sau khi cắt ngang và giữ chúng trong một thời gian ngắn rồi mới tách ra thì có sợi nhỏ (do dịch trong thân tiết ra) nối hai phần thân với nhau. Nếu đem một đầu đã cắt cho vào một cốc nước sạch thì sẽ nhìn thấy dịch khuẩn tiết ra từ phần thân đã cắt.¹ Hình 5 (a,b).

Hình 5.a	Hình 5.b

Hình 5.c	Hình 5.d

Hình 5 (c, d): Ảnh minh họa dịch vi khuẩn tiết ra từ thân cây bị bệnh vi khuẩn (ảnh d của M. Williamson)

Nhìn chung, để chuẩn đoán bệnh này người ta dựa vào sự đổi màu đen trong các mạch gỗ và một phương pháp khác để kiểm tra rất đơn giản có thể áp dụng trong phòng thí nghiệm lẫn ở ngoài đồng. Đó là “kiểm tra dòng dịch vi khuẩn” như mô tả ở trên (Mehan et al., 1994).⁴ Phương pháp thử nhanh trên có thể sơ bộ phân biệt triệu chứng héo do R. solanacearum với triệu chứng héo do các tác nhân khác gây ra như Fusarium spp., Verticillium spp., Erwinia chrysanthemi và Clavibacter michiganensis ssp. Sepedonicus. Tuy nhiên, một kết luận chính xác cần phải được thực hiện bằng cách nuôi cấy trên môi trường thạch Tetrazolium chloride (TZC) trong phòng thí nghiệm.⁵

Ngoài những triệu chứng như mô tả ở trên thì mặc dù bệnh thường tiến triển cho đến khi cây bị héo toàn bộ và chết, nhưng biểu hiện của các triệu chứng và mức độ phát triển của bệnh có thể khác nhau tùy thuộc vào tính nhạy cảm của cây chủ và mật độ, độc tính của vi khuẩn gây bệnh. Trong trường hợp cây bị nhiễm không hiển thị héo thì triệu chứng bên ngoài đặc trưng có thể là cây còi cọc, dễ nhổ khỏi đất.

1.2 Nguyên nhân

Bệnh héo xanh vi khuẩn hại lạc do R. solanacearum. Nó được mô tả như là một dạng vi khuẩn không hình thành bào tử (bào tử trong thuật ngữ vi khuẩn có cấu trúc bảo tồn chứ không phải là đơn vị sinh sản như nấm); nhuộm Gram âm; háo khí; khử nitrat và hình thành ammoniac; hình que, kích thước 0.5-0.7 x1.5 - 2.0µm; có roi ở một đầu. Hình 6.

Hình 6: R. solanacearum sp.

Roi của vi khuẩn giúp cho quá trình di chuyển đến các vị trí khác nhau trên cây. Tuy nhiên, tùy theo môi trường sống mà vi khuẩn có dạng “tĩnh” – không di chuyển và “động” – di động. Ví dụ: các vi khuẩn trong các lá héo thường là ở dạng “tĩnh”, nhưng sẽ trở thành dạng “động” sau vài giờ trong môi trường mới.

Nhiệt độ thích hợp cho R. solanacearum phát triển trong môi trường từ 28^oC đến 32^oC, nhưng nó không thể phát triển ở nhiệt độ > 41^oC. Trên môi trường thạch rắn, khuẩn lạc riêng biệt thường thấy sau khi 36-48h trong điều kiện nhiệt độ 28^oC. 

Trên môi trường này, khuẩn lạc còn độc tính có màu trắng kem với màu hồng, hình dạng không đều, là dịch lỏng và không trong suốt.(hình 7a) còn khuẩn lạc mất độc tính là đỏ sẫm, có hình tròn đều, nhỏ hơn, trắng như kem, ở thể khô.⁸ (Champoiseau và những người khác 2009 ). Hình 7 (b).

Hình 7.a	Hình 7.b
Hình 7 (a,b): Khuẩn lạc R. solanacearum trên môi trường TZC.

Mặc dù độc lực của R. solanacearum nhanh chóng mất khi nuôi cấy trong phòng thí nghiệm nhưng nó có thể tồn tại trong nhiều năm ở nước cất vô trùng hoặc trên môi trường thạch nghiêng được phủ dầu khoáng vô trùng và bảo quản ở nhiệt độ phòng.⁶

Dựa trên phạm vi chủ, đặc tính sinh hóa, mức độ nhạy cảm với thực thể khuẩn và các phản ứng huyết thanh khác nhau mà người ta xác định được phân bố địa lý, phạm vi ký chủ,… của 5 chủng R. solanacearum như sau:

Chủng 1 bao gồm với số lượng phong phú các cây họ cà (cà chua, khoai tây, ớt,…); cây không phải họ cà như đậu tương, lạc, hướng dương,…; cây cảnh; …Ngoài ra, mặc dù chiếm tỷ lệ nhỏ còn có: chuối, bầu bí, đậu đũa,…Chủng 1 có mặt ở khắp năm châu lục, bao gồm cả châu Âu với ngoại lệ các nước thuộc EU.⁷

Chủng 2 bao gồm chuối, chuối mễ (Musa spp.), cây cảnh hoang dã (Heliconia spp).  Phân bố chủ yếu ở Nam Mỹ và Philippin.⁷

Chủng 3 bao gồm cà tím, khoai tây, cà chua, cây dại Solanum Dulcamara và S. nigrum, Capsicum spp (thực vật có hoa họ Cà Solanaceae),…Chủng này có mặt ở khắp năm châu. Được coi là đối tượng kiểm dịch ở EU, Mỹ và Canada.⁷

Chủng 4 bao gồm gừng, các cây hoa cảnh thuộc Chi gừng. Phổ biến ở châu Á.⁷

Chủng 5 chủ yếu trên cây họ Dâu (Moraceae). Chủng này giới hạn ở Trung Quốc.⁷

1.3 Phát sinh gây hại

R. solanacearum có thể tồn tại và duy trì mật độ, khả năng gây bệnh trong đất vài năm.⁷ Một số lượng lớn  R. solanacearum có thể được phóng thích từ rễ cây có bệnh và thậm chí cả ở những cây chưa có biểu hiện triệu chứng. Bên cạnh đó, dịch khuẩn (thường được sử dụng như một dấu hiệu để phát hiện) trên bề mặt cây trồng, có thể nhập vào đất xung quanh rễ, từ đó xâm nhiễm gây bệnh cho cây.

Chính vì vậy con đường lây nhiễm của R. solanacearum vào cây qua vết thương ở rễ là rất lớn. Bất kỳ loại vết thương đầu tiên nào ở rễ cũng là nguồn gốc cung cấp một điểm vào cho vi khuẩn. Những vết thương này có thể do tự nhiên, nhưng cũng có thể do tuyến trùng, côn trùng đất, do hoạt động chăm sóc. Mặc dù nguồn bệnh có sẵn trong đất và dễ dàng xâm nhiễm qua rễ nhưng mức độ gây hại còn phụ thuộc vào mật độ vi khuẫn có sẵn xung quanh rễ đủ để gây hại hay không. Do đó con đường xâm nhập của vi khuẩn vao cây qua rễ có 3 giai đoạn sau: tích lũy mật độ quanh khu vực rễ (> 250.000 vi khuẩn/g đất); xâm nhập vào phần “vỏ rễ” qua các vết nứt tự nhiên hoặc vết thương cơ giới; lan truyền trong cây qua các bó mạch. Trên rễ, vi khuẩn thường xâp nhập ở hai địa điểm: đầu mút rễ và chỗ giao nhau giữa các sợi rễ (nách) hoặc những rễ mới phát triển. Các địa điểm này thường có lớp biểu bì mềm, yếu hơn các vị trí khác. Hơn nữa các đầu mút rễ thường tiết dịch do đó tạo điều kiện vi khuẩn di chuyển nhờ roi có ở một đầu thân.

Trên đồng ruộng, nước cũng là một yếu tố giúp cho việc truyền bệnh xảy ra từ cây này sang cây khác. Việc sử dụng nguồn nước nhiễm vi khuẩn sẽ đem lại những tác hại to lớn vì giúp vận chuyển vi khuẩn từ nơi này sang nơi khác. Chế độ tưới phun mưa không những dễ tạo những vết thương cơ giới mà nó còn “bắn” các vi khuẩn từ các giọt dịch có trên thân, lá sang các cây khỏe liền kề.

Tất nhiên, hạt giống nhiễm bệnh là nguồn bệnh đầu tiên và rất quan trọng để bệnh phát triển trên đồng ruộng.

Sau khi xâm nhập vào cây (có thể có sẵn trong hạt giống, hoặc là qua các tế bào khí khổng, qua các vết thương), R. solanacearum nhân lên và di chuyển trong hệ thống bó mạch của cây trước khi các triệu chứng héo vi khuẩn xảy ra (héo nên được coi là tác dụng phụ dễ thấy nhất mà thường xảy ra sau khi mật độ vi khuẩn tăng lên nhanh chóng). Nhờ các bó mạch mà vi khuẩn có thể xâm nhập vào không gian bào của các tế bào nhu mô của vỏ và lõi của các bộ phân trên cây. Trong quá trình hoạt động vi khuẩn làm tắc nghẽn các mạch dẫn gây ra hiện tượng héo lá, cây.

Sự phát triển của R. solanacearum thích hợp trong thời tiết nóng ẩm. Nhiệt độ thích hợp 27^oC – 32^oC. Vi khuẩn không tồn tại trong điều kiện nhiệt độ > 40^oC và < 4^oC

C. Bệnh sẽ trở nên nghiêm trọng hơn trên các loại đất sét pha thoát nước kém hơn so với trên đất cát. Nó thích đất có tính axit nhẹ. 

Vi khuẩn gây bệnh có thể tồn tại trong đất hơn 3 năm. Tuy nhiên, giảm đáng kể sau 1 năm sống được trong điều kiện ngập nước, chẳng hạn như trong ruộng lúa. 

Để quản lý dịch hại cần áp dụng các biện pháp:

Biện pháp canh tác

Hạt giống được lựa chọn có nguồn gốc từ cây trồng sạch bệnh.

Làm đất kỹ. Bón thêm vôi để nâng cao pH vì vi khuẩn thích hợp với môi trường axit nhẹ.

Luân canh với các loại cây trồng không phải là ký chủ của vi khuẩn. Đây là biện pháp bắt buộc và quan trọng nhất để giảm thiểu sự gây hại. Ngũ cốc là thích hợp nhất trong công thức luân canh.

Cần loại bỏ kịp thời các loại cỏ dại là ký chủ phụ của vi khuẩn xung quanh ruộng lạc.

Thăm đồng thường xuyên. Phát hiện và loại bỏ kịp thời các cá thể bị bệnh. Trong quá trình chăm sóc hạn chế gây tổn thương rễ.

Sử dụng nguồn nước sạch không bị nhiễm bởi vi khuẩn. Xây dựng chế độ tưới hợp lý.

Biện pháp thuốc BVTV

Sử dụng thuốc BVTV theo 4 đúng.

(Liên hệ với chúng tôi)

D.A.M

Tài liệu tham khảo