Tuyển chọn vi sinh vật và phát triển chế phẩm sinh học

Đây là những nghiên cứu của Đề tài “Nghiên cứu tuyển chọn vi sinh vật và phát triển chế phẩm sinh học phòng trừ tuyến trùng Pratylenchus SP và Meloidogyne SP gây hại trên cà phê” do TS Nguyễn Văn Nam – Trung tâm Nghiên cứu bảo vệ sức khỏe cây trồng và vật nuôi.

TS Nam cho biết, có nhiều nguyên nhân gây bệnh vàng lá trên cây cà phê kinh doanh và cà phê tái canh. Tuyến trùng là một trong những nguyên nhân chính gây bệnh rễ trên cây cà phê. Trên cây cà phê có nhiều loại tuyến trùng gây hại: Pratylenchus coffeae, Meloidogyne exigua, Helicotylenchus SP, Tylenchus SP, Xiphinema SP và Aphenlenchus SP. Trong đó tuyến trùng Pratylenchus coffeae là loài có quan hệ mật thiết với Fusarium oxysporum gây bệnh rễ cho cà phê vối và cà phê chè. Hơn nữa, Pratylenchus coffeae và Fusarium oxysporum là tác nhân gây bệnh chính và nghiêm trọng trên các vườn cà phê già cỗi. Cả cà phê vối và cà phê chè đều nhiễm bệnh này. Tuyến trùng Meloidogyne SP và tuyến trùng gây loét rễ Radopholus SP.

TS Nam cũng cho biết thêm, hiện nay có nhiều hướng nghiên cứu để giải quyết vấn đề này như biện pháp hóa học, sinh học, biện pháp canh tác, biện pháp phòng trừ tổng hợp, nhưng chưa có một quy trình thực sự hiệu quả và bền vững.

Việc nghiên cứu các biện pháp sinh học tìm ra những vi sinh vật đa chức năng, các hợp chất thảo mộc để kết hợp cùng những biện pháp kỹ thuật khác để phòng trừ tuyến trùng là lựa chọn lâu dài và bền vững phù hợp với nền nông nghiệp bền vững, thân thiện với môi trường.

“Có một số chế phẩm sinh học để phòng trừ tuyến trùng, tuy nhiên hiệu lực chưa cao và chưa áp dụng rộng rãi. Trong điều kiện như vậy cùng với các yêu cầu ngày càng khắc khe về tiêu chuẩn an toàn vệ sinh thực phẩm và xây dựng thương hiệu cà phê Việt Nam trên thị trường thế giới”, TS Nam cho biết.

Nấm nội ký sinh khó nhân nuôi, tuy nhiên nấm thuộc bộ bất toàn khá dễ nuôi trên môi trường nhân tạo. Trong quá trình nhân nuôi sinh khối nấm để phát triển thành chế phẩm nhiều yếu tố ảnh hưởng đến lượng sinh khối và chất lượng sản phẩm: Dinh dưỡng của môi trường nuôi cấy, nhiệt độ, ẩm độ, độ pH và ánh sáng…

Có 3 phương pháp lên men nhân nuôi sinh khối, đó là phương pháp lên men chìm, phương pháp lên men xốp tạo chế phẩm nấm, phương pháp lên men bề mặt không vô trùng tạo chế phẩm nấm.

Vi sinh vật sau khi lên men để thu sinh khối, bước tiếp theo là phát triển để tạo thành chế phẩm. Một chế phẩm tốt phải có các đặc điểm như bảo tồn được sự sống của vi sinh vật, chống lại tác động xấu từ môi trường bên ngoài, dễ pha chế, sử dụng, hiệu lực chế phẩm cao: khi phát triển chế phẩm tùy theo điều kiện và loài vi sinh vật có thể có một chất sau, đó là chất man, chất ổn định bảo vệ vách tế bào vi sinh vật, chất hạn chế phát triển và nhiễm tạp, chất bám dính, chất khuyến tán, chất kích hoạt và dinh dưỡng.

Cho đến nay nhiều loài vi nấm được nghiên cứu và sử dụng trong phòng trừ tuyến trùng như Myrothecium verucaria, Peacilomyces lilaccinus… và phần lớn chúng đều được thương mại hóa thành các chế phẩm ứng dụng trong kiểm soát tuyến trùng ký sinh gây hại cây trồng ở khắp nơi trên giới.

Theo TS Nam cho biết, thế hệ đầu tiên của chế phẩm vi nấm trừ tuyến trùng gồm có Royal 300, Royal 350, Biocon (BioactRWG), Ditera, Deny và ZK-7 đã được sử dụng ở nhiều nước trên thế giới.

Trong giai đoạn đầu, những khó khăn chính của các chế phẩm trừ tuyến trùng có nguồn gốc từ nấm là hiệu quả thấp và không ổn định. Để giải quyết những vấn đề, thế hệ tiếp theo của các chế phẩm trừ tuyến trùng từ nấm cần phải được biến đổi bằng công nghệ di truyền. Thứ hai, để tồn tại trong cơ thể vật chủ chống lại hệ miễn dịch của vật chủ, một số protein vỏ bảo vệ có thể rất hữu ích. Thứ ba là các loài nấm bẫy tuyến trùng với những cấu trúc bẫy khác nhau có tiềm năng cao trong kiểm soát sinh học, nhưng mật độ bào tử thấp làm hạn chế tính ứng dụng của chúng bởi sự kém phong phú trong môi trường.

Trong thời gian gần đây, một số gene ức chế sự hình thành bào tử, chính vì vậy để tăng cường sự hình thành bào tử có thể đạt được bằng cách làm ra ngoài các gene. Mặc dù hiện nay các chủng nấm biến đổi gen bị hạn chế sử dụng bởi các chính sách của chính phủ, nhưng những lợi ích của thế hệ tiếp theo của các chế phẩm vi nấm diệt tuyến trùng được thể hiện khá rõ ràng so với thế hệ trước và với các chất hóa học diệt tuyến trùng. Trong khi những nghiên cứu về cơ chế xâm nhiễm của nấm chống lại tuyến trùng vẫn tiếp diễn, viễn cảnh về thế hệ tiếp theo của các chế phẩm vi nấm diệt tuyến trùng với hiệu quả cao và ổn dịnh sẽ không còn xa nữa.