The effect of Actinomycete isolates in controlling corn sheath blight disease

Le Minh Tuong * and Do Thanh Tuyen

* Corresponding author (lmtuong@ctu.edu.vn)

Article Sidebar

Full Text: PDF

Received: 20 Apr 2021
Accepted: 26 Oct 2016
Published: 24 Oct 2016
Title: The effect of Actinomycete isolates in controlling corn sheath blight disease
DOI: 10.22144/ctu.jsi.2016.071
Views
72
Downloads
44
Crossref
Scopus
Google Scholar
Europe PMC
How to Cite
Tường, L. M., & Tuyền, Đ. T. (2016). The effect of Actinomycete isolates in controlling corn sheath blight disease. CTU Journal of Science, (CĐ Nông nghiệp), 62-69. https://doi.org/10.22144/ctu.jsi.2016.071
Issue
No. Special issue on Agriculture (2016)
Section
Agriculture

Abstract

The research was conducted in the laboratory and nethouse of Plant Protection Department, Can Tho University to screen actinomycetes able to control sheath blight disease on corn caused by Rhizoctonia solani. The antibacterial ability of Actinomycete isolates was examined with 5 replications in laboratory conditions. The results showed that 2 actinomycete isolates KS – ST6b and TO – VL11d had strong antagonism with inhibition radius of 11,3mm and 12,8mm and antagonistic efficacy of 59.6% and 60.8% respectively at 48 hours after testing. The biocontrol ability of those 2 actinomycete isolates then was tested with 4 replications in nethouse conditions. The results showed that 2 actinomycete isolates, KS – ST6b and TO – VL11d, were able to control sheath blight disease on corn. The treatment of TO – VL11d twice applied at 2 days before and after inoculation indicated ability to control the disease at 15 days after testing as high as of Validan 3DD treatment.
Keywords: Actinomycetes, corn, Rhizoctonia solani, sheath blight disease

Tóm tắt

Nghiên cứu được thực hiện trong điều kiện phòng thí nghiệm và nhà lưới thuộc Bộ môn Bảo vệ Thực vật, Trường Đại học Cần Thơ nhằm tìm ra chủng xạ khuẩn có khả năng quản lý bệnh đốm vằn trên bắp do nấm Rhizoctonia solani gây ra. Khả năng đối kháng của các chủng xạ khuẩn đối với nấm R. solani gây bệnh đốm vằn trên bắp được thực hiện trong điều kiện phòng thí nghiệm với 5 lần lặp lại. Kết quả cho thấy, 2 chủng xạ khuẩn KS–ST6b và TO–VL11d thể hiện khả năng đối kháng cao với nấm R. solani thông qua bán kính vòng vô khuẩn lần lượt là 11,3 mm và 12,8 mm, hiệu suất đối kháng (HSĐK) lần lượt là 59,6% và 60,8% ở thời điểm 48 giờ sau khi cấy. Khả năng quản lý bệnh đốm vằn của 2 chủng xạ khuẩn KS–ST6b và TO–VL11d được thực hiện trong điều kiện nhà lưới với 4 lần lặp lại. Kết quả cho thấy, cả 2 chủng xạ khuẩn đều có khả năng quản lý bệnh đốm vằn trên bắp do nấm R. solani gây ra. Trong đó chủng KS–ST6b khi xử lý phun kết hợp 2 ngày trước và 2 ngày sau khi lây bệnh (NSLB) nhân tạo cho hiệu quả quản lý bệnh cao tương đương với nghiệm thức xử dụng thuốc hóa học Validan 3DD ở thời điểm 15 ngày sau thí nghiệm.
Từ khóa: Bệnh đốm vằn, cây bắp, Rhizoctonia solani, xạ khuẩn

Article Details

References

- Hiệu quả giảm bệnh (Nguyễn Ngọc Thiều, 2008):

Trong đó:

+ CCVBđc: chiều cao tương đối vết bệnh ở nghiệm thức đối chứng.

+ CCVBi: chiều cao tương đối vết bệnh ở nghiệm thức xử lý xạ khuẩn

Các số liệu ghi nhận được xử lý bằng phần mềm Microsoft Office Excel và phân tích bằng phần mềm thống kê MSTATC qua phép thử DUNCAN.

Kết quả trình bày ở Bảng 1 cho thấy, khả năng đối kháng của 16 chủng xạ khuẩn đối với nấm R. solani thể hiện qua bán kính vòng vô khuẩn (BKVVK) với nhiều mức độ khác nhau. Ở thời điểm 24 giờ sau khi cấy (GSKC), ghi nhận được 9 chủng xạ khuẩn thể hiện khả năng đối kháng với nấm R. solani với BKVVK dao động từ 4,1 mm đến 18,2 mm. Trong đó, chủng TO-VL11d có BKVVK cao nhất là 18,2 mm, kế đến là chủng KS-ST6b, có BKVVK là 16,1 mm cao hơn và khác biệt có ý nghĩa so với các nghiệm thức còn lại. Ở thời điểm 36 GSKC, ghi nhận được 10 chủng xạ khuẩn thể hiện khả năng đối kháng với nấm R. solani, trong đó chủng xạ khuẩn TO-VL11d vẫn duy trì khả năng đối kháng mạnh nhất với BKVVK là 13,1 mm, kế đến là chủng KS-ST6b, có BKVVK là 11,3 mm cao hơn và khác biệt có ý nghĩa so với các chủng còn lại. Kết quả tương tự ở thời điểm 48 GSKC, 2 chủng xạ khuẩn TO-VL11d và KS-ST6b, vẫn thể hiện khả năng đối kháng cao hơn và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức còn lại.

Bảng 1: Bán kính vòng vô khuẩn (mm) của các chủng xạ khuẩn đối với nấm Rhizoctonia solani qua các thời điểm quan sát (giờ sau khi cấy)

Ghi chú: Ở trong cùng một cột, các chữ giống nhau thì không khác biệt trong phép thử Duncan *: khác biệt ở mức ý nghĩa 5%

Đến 72 GSKC, có 12 chủng xạ khuẩn thể hiện khả năng đối kháng với nấm R. solani là BM-VL12, BT-VL20, CT-ST1b, CTA-HG22, KS-ST6b, KS-ST7b, KS-ST8b, PĐ-CT11, TO-VL11a, TO-VL12c, TO-VL11d, VT-HG5. Trong đó, 3 chủng xạ khuẩn TO-VL11d, KS-ST6b, KS-ST8b có BKVVK cao lần lượt là 11,1 mm; 10,7 mm; 10,3 mm cao hơn và khác biệt ý nghĩa so với các chủng còn lại (Hình 1). Đến thời điểm 120 GSKC, khả năng đối kháng với nấm R. solani của các chủng xạ khuẩn giảm dần và chỉ còn 8 chủng xạ khuẩn thể hiện khả năng đối kháng. Trong đó, chủng TO-VL11d có BKVVK cao nhất là 10,8 mm và khác biệt ý nghĩa thống kê so với các chủng còn lại. Tương tự, ở thời điểm 168 GSKC, BKVVK của các chủng xạ khuẩn giảm dần. Tuy nhiên, chủng TO-VL11d vẫn duy trì khả năng đối kháng cao nhất với BKVVK là 10,3 mm, kế đến là chủng xạ khuẩn KS-ST6b,có BKVVK là 8,8 mm, cao hơn và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các chủng xạ khuẩn thí nghiệm còn lại.

Hình 1: Khả năng đối kháng của các chủng xạ khuẩn đối với nấm R. solani ở 72 GSKC

Nhìn chung, BKVVK của các chủng xạ khuẩn được thí nghiệm giảm dần theo thời gian. Tuy nhiên, 2 chủng xạ khuẩn TO-VL11d và KS-ST6b, thể hiện khả năng đối kháng với nấm R. solani tốt nhất với BKVVK cao và thời gian duy trì khả năng đối kháng bền đến thời điểm 168 giờ sau khi cấy.

HSĐK của các chủng xạ khuẩn thí nghiệm được trình bày ở Bảng 2. Ở thời điểm 24 GSKC, có 10 nghiệm thức thể hiện khả năng ức chế sự phát triển khuẩn ty nấm R. solani. Trong đó, chủng TO-VL11d có HSĐK cao nhất là 50,1%, kế đến là chủng xạ khuẩn KS-ST6b cao hơn và khác biệt ý nghĩa so với các nghiệm thức còn lại. Tương tự đến thời 36 GSKC, 2 chủng xạ khuẩn TO-VL11d và KS-ST6b, vẫn duy trì khả năng đối kháng với nấm R. solani cao nhất với HSĐK lần lượt là 51,60% và 46,9% cao hơn và khác biệt có ý nghĩa so với các chủng xạ khuẩn còn lại. Kết quả tương tự ở thời điểm 48 GSKC, 2 chủng xạ khuẩn TO-VL11d và KS-ST6b vẫn cho HSĐK cao hơn và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức còn lại.

Bảng 2: Hiệu suất đối kháng (%) của các chủng xạ khuẩn đối với nấm Rhizoctonia solani qua các thời điểm quan sát (giờ sau khi cấy)

Ghi chú: Ở trong cùng một cột, các chữ giống nhau thì không khác biệt trong phép thử Duncan *: khác biệt ở mức ý nghĩa 5% trong phép thử Duncan. Số liệu được chuyển đổi sang arcsin

Kết quả Bảng 1 và Bảng 2 cho thấy, 2 chủng xạ khuẩn TO-VL11d và KS-ST6b có khả năng ức chế sự phát triển khuẩn ty của nấm R. solani gây bệnh đốm vằn hại bắp với BKVVK, HSĐK cao và ổn định đến thời điểm 48 giờ sau khi cấy. Ngô Thị Kim Ngân (2014) đã ghi nhận rằng, các chủng xạ khuẩn CT-ST1b, KS-ST6b, KS-ST8b, TO-VL11d đều có khả năng đối kháng cao với nấm R. solani gây bệnh đốm vằn hại lúa với BKVVK lần lượt là 8,4 mm; 9,8 mm; 6,6 mm; 15,2 mm và HSĐK lần lượt là 65,86%; 69,77%; 63,50%; 71,44% ở thời điểm 14NSKC. Ngoài ra, 2 chủng xạ khuẩn CT-ST1b, và KS-ST8b có khả năng hòa tan lân mạnh nhất, giúp cho cây trồng phát triển và hấp thu lân một cách dễ dàng hơn trong điều kiện đất có hàm lượng lân tổng số cao nhưng phosphate hữu dụng thấp. Chủng KS-ST6b có khả năng tiết IAA cao nhất có thể giúp gia tăng tỷ lệ nảy mầm cũng như chiều dài rễ (Ngô Thị Kim Ngân, 2014).

Tỷ lệ (%) chiều cao vết bệnh/chiều cao cây

Thời điểm 5 NSLB nhân tạo cho thấy các nghiệm thức có sử dụng xạ khuẩn cho tỷ lệ chiều cao vết bệnh/chiều cao cây thấp hơn và khác biệt ý nghĩa so với nghiệm thức đối chứng âm (Bảng 3). Nghiệm thức đối chứng thuốc Validan 3 DD cho tỷ lệ chiều cao vết bệnh/chiều cao cây thấp nhất là 2,57%, kế đến là nghiệm thức sử dụng xạ khuẩn KS – ST6b và TO – VL11d cho cho trung bình tỷ lệ chiều cao vết bệnh/chiều cao cây lần lượt là 4,46%; 4,37% thấp hơn và khác biệt ở mức ý nghĩa 5% so với nghiệm thức đối chứng âm (8,93%).

Ở thời điểm 10 NSLB (Bảng 4), tất cả các nghiệm thức đều cho cho tỷ lệ chiều cao vết bệnh/chiều cao cây tăng so với 5 NSLB. Giữa các nghiệm thức thì chiều cao vết bệnh/chiều cao cây thấp nhất vẫn là nghiệm thức đối chứng thuốc Validan 3 DD (9,3%), kế đến là nghiệm thức TO – VL11d cho tỷ lệ chiều cao vết bệnh/chiều cao cây là 13.53%, thấp hơn và khác biệt ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức còn lại. Giữa các thời điểm xử lý thì phun trước và phun kết hợp trước + phun sau khi chủng bệnh 2 ngày cho tỷ lệ chiều cao vết bệnh/chiều cao cây lần lượt là 14,58%; 14,53%, thấp hơn và khác biệt ý nghĩa so với nghiệm thức chỉ phun sau 2 ngày (15,6%). Phân tích tương tác giữa các thời điểm xử lý và chủng xạ khuẩn cho thấy, nghiệm thức chủng TO – VL11d phun trước phun kết hợp trước + sau cho tỷ lệ chiều cao vết bệnh/chiều cao cây thấp hơn và khác biệt ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức sử dụng chủng xạ khuẩn còn lại và nghiệm thức đối chứng âm.

Bảng 3: Tỷ lệ (%) chiều cao vết bệnh/chiều cao cây ở thời điểm 5 NSLB nhân tạo

Ghi chú: Các trung bình nghiệm thức trong bảng theo sau bởi một hay những chữ cái (in thường) giống nhau thì khác biệt không ý nghĩa thống kê trong phép thử Duncan với mức ý nghĩa 5%. Các trung bình nhân tố X (so theo cột), nhân tố Y (so theo hàng) theo sau bởi một hay những chữ cái (in hoa) thì khác biệt không ý nghĩa thống kê trong phép thử Duncan với mức ý nghĩa 5%

Bảng 4: Tỷ lệ (%) chiều cao vết bệnh/chiều cao cây ở thời điểm 10 NSLB nhân tạo

Ghi chú: Các trung bình nghiệm thức trong bảng theo sau bởi một hay những chữ cái (in thường) giống nhau thì khác biệt không ý nghĩa thống kê trong phép thử Duncan với mức ý nghĩa 5%. Các trung bình nhân tố X (so theo cột), nhân tố Y ( so theo hàng) theo sau bởi một hay những chữ cái (in hoa) thì khác biệt không ý nghĩa thống kê trong phép thử Duncan với mức ý nghĩa 5%

Ở thời điểm 15 NSLB (Bảng 5) giữa các nghiệm thức thì tỷ lệ chiều cao vết bệnh/chiều cao cây thấp nhất vẫn là nghiệm thức đối chứng thuốc Validan 3DD (16,64, khác biệt ý nghĩa so với các nghiệm thức còn lại. Kế đến là nghiệm thức TO – VL11d có tỷ lệ chiều cao vết bệnh/chiều cao cây 21,15%, thấp hơn và khác biệt ý nghĩa so với nghiệm thức còn lại. Phân tích tương tác giữa các thời điểm xử lý và chủng xạ khuẩn cho thấy, nghiệm thức chủng TO – VL11d phun kết hợp trước + phun sau cho tỷ lệ chiều cao vết bệnh/chiều cao cây là 17,62% và thấp tương đương với nghiệm thức đối chứng thuốc hóa học Validan 3DD.

Bảng 5: Tỷ lệ (%) chiều cao vết bệnh/chiều cao cây ở thời điểm 15 NSLB nhân tạo

Ghi chú: Các trung bình nghiệm thức trong bảng theo sau bởi một hay những chữ cái (in thường) giống nhau thì khác biệt không ý nghĩa thống kê trong phép thử Duncan với mức ý nghĩa 5%. Các trung bình nhân tố X (so theo cột), nhân tố Y (so theo hàng) theo sau bởi một hay những chữ cái (in hoa) thì khác biệt không ý nghĩa thống kê trong phép thử Duncan với mức ý nghĩa 5%

Hiệu quả (%) giảm bệnh

Ở thời điểm 5 NSLB (Bảng 6), các nghiệm thức có sử dụng xạ khuẩn cho hiệu quả giảm bệnh cao hơn so với nghiệm thức đối chứng âm. Cao nhất là nghiệm thức đối chứng thuốc Validan 3 DD cho hiệu quả giảm bệnh là 71,2%, kế đến là nghiệm thức chủng KS – ST6b và TO – VL11d cho hiệu quả lần lượt là 50,21%; 50,83%.

Bảng 6: Hiệu quả giảm bệnh (%) ở thời điểm 5 NSLB nhân tạo

Ghi chú: Các trung bình nghiệm thức trong bảng theo sau bởi một hay những chữ cái (in thường) giống nhau thì khác biệt không ý nghĩa thống kê trong phép thử Duncan với mức ý nghĩa 5%. Các trung bình nhân tố X (so theo cột), nhân tố Y (so theo hàng) theo sau bởi một hay những chữ cái (in hoa) thì khác biệt không ý nghĩa thống kê trong phép thử Duncan với mức ý nghĩa 5%

Ở thời điểm 10 NSLB (Bảng 7), nghiệm thức đối chứng thuốc Validan 3 DD cho hiệu quả giảm bệnh cao nhất là 59,89%, kế đến là nghiệm thức xử lý xạ khuẩn TO – VL11d cho hiệu quả giảm bệnh là 41,67% cao hơn và khác biệt ý nghĩa so với các nghiệm thức còn lại. Giữa các thời điểm xử lý thì phun trước và phun kết hợp trước + phun sau khi lây bệnh 2 ngày cho hiệu quả giảm bệnh cao hơn và khác biệt ý nghĩa so với nghiệm thức phun sau 2 ngày.

Bảng 7: Hiệu quả giảm bệnh (%) ở thời điểm 10 NSLB nhân tạo

Ghi chú: Các trung bình nghiệm thức trong bảng theo sau bởi một hay những chữ cái (in thường) giống nhau thì khác biệt không ý nghĩa thống kê trong phép thử Duncan với mức ý nghĩa 5%. Các trung bình nhân tố X (so theo cột), nhân tố Y ( so theo hàng) theo sau bởi một hay những chữ cái (in hoa) thì khác biệt không ý nghĩa thống kê trong phép thử Duncan với mức ý nghĩa 5%

Bảng 8: Hiệu quả giảm bệnh (%) ở thời điểm 15 NSLB nhân tạo

Ghi chú: Các trung bình nghiệm thức trong bảng theo sau bởi một hay những chữ cái (in thường) giống nhau thì khác biệt không ý nghĩa thống kê trong phép thử Duncan với mức ý nghĩa 5%. Các trung bình nhân tố X (so theo cột), nhân tố Y (so theo hàng) theo sau bởi một hay những chữ cái (in hoa) thì khác biệt không ý nghĩa thống kê trong phép thử Duncan với mức ý nghĩa 5%

Ở thời điểm 15 ngày sau khi chủng bệnh (Bảng 8), nghiệm thức đối chứng thuốc Validan 3 DD vẫn cho hiệu quả giảm bệnh cao nhất là 47,18%, kế đến là nghiệm thức xử lý xạ khuẩn TO – VL11d cho hiệu quả giảm bệnh cao hơn và khác biệt ý nghĩa so với nghiệm thức KS – ST6b. Giữa các thời điểm xử lý thì nghiệm thức kết hợp phun trước + phun sau khi chủng bệnh 2 ngày cho hiệu quả giảm bệnh cao hơn và khác biệt ý nghĩa thống kê so với 2 nghiệm thức còn lại. Phân tích tương tác giữa các thời điểm xử lý và chủng xạ khuẩn xử lý cho thấy nghiệm thức TO – VL11d kết hợp phun trước + phun sau cho hiệu quả giảm bệnh cao tương đương với nghiệm thức đối chứng thuốc hóa học Validan 3DD.

Tóm lại, kết quả thí nghiệm cho thấy chủng TO – VL11d khi xử lý kết hợp phun 2 ngày trước và phun 2 NSLB nhân tạo cho hiệu quả phòng trị bệnh đốm vằn trên bắp tương đương nghiệm thức sử dụng thuốc hóa học thông qua tỷ lệ chiều cao vết bệnh/chiều cao cây thấp và hiệu giảm bệnh cao ở thời điểm 15 ngày NSLB nhân tạo. Kết quả này phù hợp với Lê Thị Mỹ Linh (2014), cho rằng xạ khuẩn phun trước + phun sau cho hiệu quả phòng trị bệnh thán thư trên gấc do nấm Colletotrichum spp. gây ra ở điều kiện nhà lưới. Có được kết quả này có thể là do xạ khuẩn phát triển, chiếm chỗ, cạnh tranh thức ăn và tiết ra kháng sinh ức chế sự phát triển của nấm R. solani. Theo Sahaya và Dhanaseeli (2012), xạ khuẩn có khả năng ức chế được sự phát triển của nấm Rhizoctonia solani bằng cách sản xuất ra các chất độc hại dễ bay hơi và không bay hơi, chất chuyển hoá và enzyme thuỷ phân như chitinase và β-1,4-endoglucanase.

Hai chủng xạ khuẩn KS – ST6b và TO – VL11d có khả năng đối kháng cao với nấm R. solani gây bệnh đốm vằn trên bắp trong điều kiện phòng thí nghiệm

Chủng xạ khuẩn KS – ST6b khi xử lý kết hợp phun 2 ngày trước và 2 NSLB nhân tạo cho hiệu quả phòng trị bệnh đốm vằn trên bắp tương đương thuốc hóa học Validan 3DD.

Đề nghị đánh giá khả năng phòng trị của chủng KS – ST6b đối với bệnh đốm vằn trên bắp trong điều kiện ngoài đồng.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Backman, P. A., M. Wilson and J. F. Murphy (1997). Bacteria for biological control of plant disease. In: Rechcigl N. A. and J. E. Rechecigl, Environmentally Safe Approaches to Crop Diseaes Control. Lewis Publishers, Baco Raton, Florida, 95-109.

Hồ Tuấn Anh (2016). Khảo sát khả năng đối kháng của các chủng xạ khuẩn đối với nấm Rhizoctonia solani Kuhn gây bệnh đốm vằn trên bắp trong điều kiện phòng thí nghiệm. Luận văn tốt nghiệp kỹ sư Bảo vệ thực vật. Bộ môn Bảo vệ Thực vật. Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng. Trường Đại học Cần Thơ.

Lê Thị Mỹ Linh (2014). Khảo sát đặc điểm hình thái của nấm Colletotrichum spp. gây hại trên cây gấc (Momordica cochinchinensis) và nghiên cứu biện pháp phòng trị. Luận văn tốt nghiệp cao học ngành Bảo vệ thực vật. Trường Đại học Cần Thơ.

Ngô Thị Kim Ngân (2014). Khảo sát đặc tính của các chủng xạ khuẩn có khả năng đối kháng với nấm Rhizoctonia solani Kuhn gây bệnh đốm vằn trên lúa. Luận văn tốt nghiệp cao học ngành Bảo vệ Thực vật. Trường Đại học Cần Thơ

Nguyễn Đắc Khoa, (2000). Các kết quả nghiên cứu về vi sinh vật đối kháng với nấm Rhizoctonia solani trong những năm từ 1974 đến 1999. Luận văn tốt nghiệp đại học. Trường Đại học Cần Thơ.

Nguyễn Ngọc Thiều (2008), Khảo sát khả năng kích kháng của một số dịch trích thực vật đối với bệnh đốm vằn do nấm Rhizoctonia solani Kuhn trên lúa, Luận văn tốt nghiệp kỹ sư Nông học, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng, Trường Đại học Cần Thơ.

Nguyễn Thị Thanh Thuỷ (2009). Vi sinh vật đại cương. Trường Đại học Nông Lâm Hà Nội. Hà Nội.

Prasad, B.N. and M.R. Kumar (2011). Comparative Efficacy of Different Isolates of Trichoderma Spp. Against Rhizoctonia Solani, Incitant of Sheath Blight of Rice. Indian Journal of Fundamental and Applied Life Sciences, 1(3): 107-11.

Sahaya, M.R. and M.Dhanaseeli (2012). Biocontrol potential of selected actinomycete and its metabolites against Rhizoctonia solani. Indian Journal Of Natural Sciences, 3(12): 965-1054.

Tian, X. L., L. X. Cao, H. M. Tan, Q. G. Zeng, Y. Y. Jia, W. Q. Han, & S. N. Zhou (2004). Study on the communitise of endophytic fungi and endophytic actinomycetes from rice and the antipathogenic activities in vitro. World Journal of Microbiology and Biotechnology,20: 303-309.

Trần Thị Xuân An (2009). Vi sinh vật. Trường Đại học Nông Lâm Huế. Huế.

Waksman, S. A. (1961). The actinomycetes classification, identification and descriptions of genera and species. vol 2. The Willians and Wilkink Co., Baltimore. USA.