Thông tin kết quả nhiệm vụ KH&CN

Bảo tồn, lưu giữ nguồn gen vi sinh vật bảo vệ thực vật (03/12/2024)

Nguồn gen vi sinh vật (VSV) có vai trò quan trọng trong chiến lược phát triển công nghệ sinh học. Đây là nguồn vật liệu khởi đầu cho các kỹ thuật di truyền, công nghệ vi sinh và công nghệ lên men. Nguồn gen VSV không chỉ là sự bảo vệ đa dạng sinh học ở mỗi quốc gia, mà còn là nguồn cung cấp vật liệu duy nhất và cần thiết cho các chương trình nghiên cứu công nghệ sinh học, phân bón vi sinh, tạo chế phẩm/vắc xin phòng trừ dịch bệnh cho cây trồng, vật nuôi, làm vật liệu phục vụ nghiên cứu cơ bản phòng trừ dịch hại.

Hiện nay, Viện Bảo vệ thực vật đang bảo tồn và lưu giữ 682 nguồn vi sinh vật trong bảo vệ thực vật bao gồm 629 nguồn gen vi sinh vật gây bệnh thực vật (610 nguồn nấm sợi, 19 nguồn vi khuẩn) và 53 nguồn gen vi sinh vật có ích (30 nấm sợi, 2 nguồn nấm men, 19 nguồn vi khuẩn và 2 nguồn vi rút NPV) phục vụ cho công tác nghiên cứu và sản xuất. Các phương pháp bảo quản đối với nguồn vi sinh vật gây bệnh gồm bảo quản trên giấy, dầu parafin, thạch nghiêng, nước cất, hạch nấm, đông khô, glycerol; các phương pháp bảo quản nguồn vi sinh vật có ích gồm bảo quản trong glycerol, thể vùi, dung dịch tế bào sâu, -20^oC. So với tổng số nguồn gen đang được lưu giữ, công tác đánh giá ban đầu là 100%, đánh giá chi tiết chiếm 31,14% và đánh giá các đặc điểm di truyền chiếm 38,56%. Do vậy, công tác đánh giá chi tiết cần được ưu tiên hơn.

Năm 2023, ngoài nhiệm vụ bảo tồn, lưu giữ thường xuyên nguồn gen, nhiệm vụ Bảo tồn, lưu giữ nguồn gen vi sinh vật bảo vệ thực vật do Viện Bảo vệ thực vật - Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam chủ trì thực hiện, TS. Mai Văn Quân làm chủ nhiệm đã tiếp tục đánh giá chi tiết các nguồn gen chưa được đánh giá trước đây. Ngoài ra, nhiệm vụ tiếp tục hoàn thiện cập nhật, tư liệu hóa sắp xếp thông tin về cơ sở dữ liệu.

Bên cạnh việc nghiên cứu tổng quan tình hình trong nước và ngoài nước về lưu giữ, bảo tồn nguồn gen VSV, một số phương pháp bảo quản nguồn gen, nghiên cứu xác định các nội dung gồm: Bảo quản, lưu giữ 682 nguồn gen vi sinh vật; Đánh giá nguồn gen vi sinh vật; Tư liệu hóa nguồn gen và Trao đổi, giới thiệu nguồn gen.

Kết quả thực hiện trong năm 2023, nhiệm vụ đã bảo quản 682 nguồn gen trong đó bảo quản lâu dài bằng phương pháp đông khô 40 chủng vi khuẩn, nấm men; 640 chủng nấm bằng phương pháp bào tử/hạch nấm, 02 chủng vi rút NPV bằng phương pháp thể vùi; bảo quản ngắn hạn phục vụ nghiên cứu bao gồm bảo quản trên giấy/nước cất/thạch nghiêng 640 chủng nấm, bảo quản glycerol 40 chủng vi khuẩn, thể vùi 02 chủng vi rút NPV; đã cấy truyền 80 nguồn gen VSV gây bệnh và có ích bao gồm 60 nguồn gen vi sinh vật gây bệnh và 20 nguồn gen vi sinh vật có ích. Các nguồn gen tiếp tục được bảo quản bằng phương pháp thạch nghiêng, dầu farafin, nước vô trùng, glycerol 10%, trên giấy.

Đánh giá các nguồn nấm nấm Rhizoctonia oryzae lưu giữ năm 1998-2013 trên lúa và mạ. (1-2): triệu chứng khô vằn sau 14 ngày lây nhiễm, (3): Hạch nấm sau 15 ngày lây nhiễm, (4, 5): sức sống nguồn nấm nấm Rhizoctonia oryzae trên môi trường PDA, (6): Lây nhiễm trên mạ (Viện Bảo vệ thực vật, 2023)

Nhiệm vụ đã đánh giá ban đầu được 682 nguồn gen VSV bảo vệ thực vật, đạt tỷ lệ 100%. Trong khi đó nguồn gen được đánh giá chi tiết là 270 nguồn gen chiếm tỷ lệ 39,59%, các nguồn gen được phân loại bằng giải trình tự gen chỉ đạt 41,94%. Đặc biệt trong nguồn gen vi sinh vật được lưu giữ có 266 nguồn gen nấm Pyricularia oryzae gây bệnh đạo ôn trên lúa được lưu giữ từ những năm 1997 chưa được đánh giá chi tiết và giải trình tự gen. Trong năm 2022, nhiệm vụ chỉ đánh giá được 23 nguồn gen Pyricularia oryzae và giải trình tự gen được 8 nguồn gen. Trong năm 2023 nhiệm vụ đã đánh giá chi tiết được 40 nguồn và xác định tên loài bằng giải trình tự gen 15 nguồn gen. Do vậy, ngoài các nguồn gen khác trong ngân hàng gen chưa được đánh giá và phân loại bằng giải trình tự gen, các nguồn gen nấm Pyricularia oryzae cần được ưu tiên tiếp tục đánh giá chi tiết và giải trình tự gen.

Các nguồn gen vi sinh vật có ích đang lưu giữ bảo quản trong ngân hàng gen được hoạt hoá, nuôi cấy trên môi trường thích hợp PDA, King B, NA. Các nguồn kiểm tra sức sống bao gồm 11 nguồn nấm Beauveria bassiana và 4 nguồn vi khuẩn Bacillus subtilis. Theo dõi khả năng sinh trưởng, phát triển của các nguồn nuôi cấy cho thấy, các nguồn đều có khả năng sinh trưởng phát triển tốt trên môi trường nuôi cấy. Các nguồn Beauveria bassiana cho thấy 15 nguồn gen vi sinh vật đều có sức sống tốt sau quá trình lưu giữ, bảo quản.

11 nguồn nấm Beauveria bassiana đều có hiệu lực phòng trừ cao đối với rệp sáp đạt từ 60,0% (BR6, BR9 phân lập trên rệp sáp bột và BR10 phân lập trên sâu róm thông) đến 87,0% (2013.5.SH10 phân lập trên bọ cánh cứng hại dừa và 2018.3.SH41 phân lập trên bọ xít hại nhãn). Các nguồn nấm 2012.4.SH6, 2013.5.SH10, 2014.8.SH16, 2014.8.SH17, 2018.3.SH41 và 2018.7.SH43 có hiệu lực phòng trừ rệp sáp cao và không có sự sai khác nhau có ý nghĩa. Tỷ lệ mọc nấm trở lại của rệp bị nhiễm nấm đạt 100%.

Năm 2023, đánh giá khả năng ức chế của 4 nguồn vi khuẩn Bacillus subtilis đối với nấm Fusarium oxysporum gây bệnh hại vàng lá thối rễ bưởi. Khả năng ức chế của các nguồn Bacillus subtilis đối với nấm Fusarium oxysporum đạt từ 80-82% sau 3 ngày thí nghiệm. Khả năng ức chế giảm dần sau các ngày theo dõi. Sau 7 ngày thí nghiệm, hiệu lực của các nguồn Bacillus spp. đạt 69,5-71,5%. Đây là những nguồn gen vi sinh vật quý, có nhiều tiềm năng sử dụng trong công tác sản xuất chế phẩm sinh học phòng chống bệnh hại cây trồng. Từ các nguồn VSV được bảo tồn trong ngân hàng gen của Viện Bảo vệ thực vật, nhiệm vụ đã lựa chọn và tiến hành phân loại đến loài bằng phương pháp giải trình tự gen vùng ITS/16S ribosome của 30 nguồn gen trước đây chưa được phân loại đến loài.

Từ các nguồn gen VSV gây bệnh và có ích được đánh giá chi tiết và giải trình tự gen, nhiệm vụ đã cập nhật các thông tin trong CSDL (bao gồm ký hiệu mã hóa, nguồn vi sinh vật, địa điểm và thời gian thu thập, hoạt tính sinh học, điều kiện nuôi cấy chủng vi sinh vật) nguồn gen vi sinh vật bảo vệ thực vật trên trang web của viện bảo vệ thực vật.

Nghiên cứu đã tư liệu hóa và cập nhật bổ sung thông tin CSDL (nguồn vi sinh vật, hoạt tính sinh học và gây bệnh, điều kiện nuôi cấy chủng vi sinh vật, trình tự gen, …) của 90 nguồn gen. Thông tin nguồn gen được cập nhật trên trang web của viện bảo vệ thực vật. Đồng thời cung cấp 12 nguồn gen vi sinh vật trong và ngoài cơ quan đánh giá ký chủ, thử nghiệm thuốc bảo vệ thực vật bao gồm: 02 nguồn gen (Fusarium oxysporum, Xanthomonas citri) cho đại học Tôn Đức Thắng, 07 nguồn gen (Aspergillus niger, Aspergillus flavus, Penicillium fellutanum, Fusarium oxysporum, Fusarium fujikuroi) cho Viện Bảo vệ thực vật, 02 nguồn gen (Fusarium oxysporum) cho Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 01 nguồn gen Fusarium oxysporum cho văn phòng CIAT tại Hà Nội. 

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu nhiệm vụ tại Trung tâm Thông tin, Thống kê khoa học và công nghệ Hải Phòng hoặc Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia./.