Rau xanh mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe của con người. Rau thuộc họ thập tự, danh pháp khoa học Brassicaceae (còn được biết đến là Cruciferae), là một nhóm rau ăn lá quan trọng. Theo từ điển bách khoa toàn thư, họ thập tự có khoảng 350 chi, nhiều loài trong đó có tầm quan trọng kinh tế to lớn, cung cấp nhiều loại rau cho con người. Nhóm rau này cung cấp chất xơ, vitamin, khoáng chất… giúp phòng chống nhiều bệnh cho con người.

Rau thuộc họ thập tự rất dễ bị côn trùng và vi sinh vật bao gồm vi nấm, vi khuẩn tấn công và gây bệnh. Các bệnh do vi sinh vật gây nên bao gồm bệnh thối nhũn, bệnh đốm vòng, bệnh thối hạch, bệnh thối rễ, thối thân… xuất hiện ở mọi lứa tuổi từ lúc nảy mầm đến khi thu hoạch và thậm chí sau thu hoạch. Bệnh thối nhũn và thối rễ gây thiệt hại nghiêm trọng nhất. Trong đó có bệnh thối nhũn do vi khuẩn E. carotovora và bệnh thối rễ do nấm Pythiaceae.

Thuốc bảo vệ hóa học đã từng được coi là toàn năng với hiệu quả nhanh, dễ sử dụng và giá thành rẻ. Tuy nhiên việc lạm dụng thuốc hóa học đã góp phần lớn gây ô nhiễm môi trường đang ở mức báo động hiện nay. Việc ứng dụng công nghệ sinh học trong canh tác nông nghiệp đang được kỳ vọng thay thế dần thuốc hóa học. Các chế phẩm sinh học (trong đó có chế phẩm từ Streptomyces spp.) chứa sinh khối và bào tử vi sinh vật đã và đang được ứng dụng rất nhiều trong kiểm soát bệnh hại rau nhờ có hiệu quả lâu dài và thân thiện với môi trường. Tuy nhiên, các chủng vi sinh vật có trong chế phẩm dạng này cần có thời gian tái tăng sinh để phát huy khả năng đối kháng tác nhân gây bệnh nên thường được ưu tiên dùng trong phòng bệnh. Ngược lại, chế phẩm sinh học dạng dịch chiết thứ cấp từ Streptomyces spp. có nhiều ưu điểm như thời gian tác động nhanh, an toàn, không gây ô nhiễm môi trường, nhưng lại dễ phân hủy nên không có hiệu quả lâu dài.

Tuy nhiên, các thuốc chứa hoạt chất ly trích từ Streptomyces spp. ở Việt Nam hiện nay chủ yếu được du nhập từ nước ngoài cho nên có thể có tác dụng kém đối với việc kiểm soát tác nhân gây bệnh bản địa Việt Nam, đặc biệt là đối với nấm giả Pythium spp., Phytophthora spp., Phytopythium spp. thuộc họ Pythiaceae. Các nghiên cứu liên quan đến các chủng Streptomyces spp. bản địa Việt Nam mặc dù được thực hiện nhiều nhưng vẫn chưa được ứng dụng thực tiễn, nhất là trong công tác phòng trừ bệnh trên rau họ thập tự.

Đề tài nêu trên được thực hiện với mục tiêu nghiên cứu quy trình tạo dịch chiết từ quá trình nuôi cấy Streptomyces spp. để phòng trừ bệnh thối nhũn và thối rễ trên rau ăn lá hỗ trợ sản xuất rau sạch, đáp ứng chương trình sản xuất rau an toàn và chương trình Nông nghiệp công nghệ cao của Thành phố Hồ Chí Minh.

Nhóm nghiên cứu đã khảo sát tình hình bệnh thối nhũn và thối rễ tại các vườn rau thuộc một số tỉnh vùng Tây Nguyên, Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ và thu thập được 32 mẫu rau có triệu chứng bệnh do nấm thuộc họ Pythiaceae và vi khuẩn E. carotovora gây ra. Từ 32 mẫu này đã phân lập được 5 chủng vi khuẩn nghi ngờ thuộc chi Erwinia và 3 chủng nghi ngờ là nấm thuộc họ Pythiaceae. Trong đó, chủng vi khuẩn SR20 và chủng nấm RR1 có khả năng gây bệnh nhân tạo mạnh nhất.

​

Kết quả định danh sinh học phân tử cho thấy chủng SR20 tương đồng 100% với Pectobacterium carotovorum subsp. Carotovorum CP003776.1 (tên gọi khác của E. carotovora); chủng RR1 tương đồng 98,97% với loài chủng Pythium vexans GU133475.1 trong ngân hàng gen NCBI.

Từ 81 mẫu đất thu được, đã phân lập được 112 chủng Streptomyces spp., trong đó chủng LD26 có khả năng sinh hoạt chất kháng Pythium vexans mạnh nhất, đạt 51,87% sau 48h; chủng LD41 khả năng ức chế vi khuẩn E. carotovora cao hơn các chủng còn lại, đường kính vòng ức chế đạt 5,71mm. Kết quả định danh sinh học phân tử cho thấy, chủng LD26 tương đồng 100% với chủng Streptomyces filamentosus FJ792560, chủng LD41 tương đồng 99,93% với chủng Streptomyces nashvillensis JN180223.1.

Quá trình nghiên cứu lựa chọn điều kiện nuôi cấy các chủng Streptomyces spp. đã được chọn để thu hoạt chất kháng bệnh cho thấy, chủng Streptomyces nashvillensis LD41 phù hợp với môi trường Gause I, pH7 sau 7 ngày nuôi cấy. Chủng Streptomyces filamentosus LD26 phù hợp với môi trường MT1, pH7 và sau 7 ngày nuôi cấy. Trong 4 loại dung môi hữu cơ, ethyl acetate phù hợp cho cả hai quá trình tách chiết hoạt chất kháng bệnh từ dịch nuôi cấy loại bỏ tế bào của hai chủng Streptomyces nashvillensis LD41 và Streptomyces filamentosus LD26.

Khi xử lý hạt cải ngọt với các dịch chiết thô trong điều kiện phòng thí nghiệm nhận thấy, cả hai loại dịch chiết thô thu được đều có vai trò làm tăng tỷ lệ nảy mầm của hạt đã nhiễm bệnh do vi khuẩn E. carotovora và nấm P. vexans. Qua quá trình nghiên cứu, sàng lọc và khảo sát, nhóm nghiên cứu đã xây dựng được 2 quy trình thu nhận dịch chiết chứa hoạt tính kháng vi khuẩn E. carotovora và nấm P. vexans gây bệnh thối nhũn và thối rễ trên rau họ thập tự.

Đề tài này là một trong những nghiên cứu khai thác sử dụng nguồn gen bản địa để bảo tồn tài nguyên đất nước cũng như ứng dụng nguồn gen bản địa trong công tác phòng trừ bệnh hại cây trồng trong nước, góp phần mang lại lợi ích cho kinh tế nước nhà. Bên cạnh đó, việc thu thập, phân lập các chủng vi sinh vật nội địa tiềm năng với lý lịch, nguồn gốc rõ ràng góp phần vào việc gìn giữ, bảo tồn, cũng như khai thác thế mạnh của nguồn gen vi sinh vật phía Nam nước ta.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu đề tài tại Trung tâm Thông tin và Thống kê Khoa học và Công nghệ (CESTI).