Thông tin kết quả nhiệm vụ KH&CN

Nghiên cứu xác định chủng nấm gây bệnh hại trong nuôi trồng Cordyceps militaris và đánh giá khả năng kháng nấm của một số loại tinh dầu và cao chiết thảo dược (08/04/2026)

Nấm Cordyceps militaris từ lâu đã được biết đến như một dược liệu quý trong y học cổ truyền của nhiều quốc gia châu Á, đặc biệt tại Trung Quốc, Hàn Quốc và Nhật Bản. Loài nấm này thuộc chi Cordyceps - nhóm nấm ký sinh trên côn trùng với hơn 400 loài đã được mô tả, song chỉ khoảng 36 loài nuôi trồng quả thể thành công - và là loài được nghiên cứu, nuôi trồng phổ biến nhất trong chi. Sinh khối nấm C. militaris chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học quan trọng như cordycepin, adenosine, polysaccharide, cordiceptic acid cùng các loại protein và đường mannitol. Trong số đó, cordycepin được đánh giá là hợp chất quyết định giá trị dược học của loại nấm này, với các tác dụng đã được chứng minh bao gồm điều hòa miễn dịch, chống ung thư, chống oxy hóa, chống viêm, kháng khuẩn và kháng virus. Đặc biệt, hoạt chất này đang được nghiên cứu như một ứng viên tiềm năng trong điều trị Covid-19 và đã được FDA quan tâm. Giá trị kinh tế của ngành sản xuất C. militaris là rất lớn, ước tính riêng tại Trung Quốc đạt khoảng 1,57 tỷ USD mỗi năm, và ngành này cũng đang phát triển mạnh tại Việt Nam với nhiều cơ sở nuôi trồng quy mô lớn.

Tuy nhiên, trong quá trình nuôi trồng C. militaris theo quy mô công nghiệp, một thách thức nghiêm trọng đang ngày càng trở nên phổ biến: sự xuất hiện của các loài nấm gây bệnh hại. Trên thế giới, các loài như Calcarisporium cordycipiticola, Lecanicillium coprophilum, Fusarium sp., Trichoderma harzianum và Purpureocillium lilacinum đã được ghi nhận gây ra hiện tượng mốc bao phủ bề mặt quả thể, chuyển màu xám và thối hỏng, dẫn đến tổn thất lớn về năng suất và chất lượng. Đặc biệt, C. cordycipiticola được xác định là tác nhân gây bệnh phổ biến và nghiêm trọng nhất, với C. militaris được ghi nhận là vật chủ duy nhất của loài nấm ký sinh này. Đáng lo ngại hơn, C. cordycipiticola chứa cụm gen sản xuất các độc tố nấm mốc như solanacrone, hypothemycin và zearalenone, khiến quả thể nấm bị nhiễm trở nên không an toàn để sử dụng.

Tại Việt Nam, mặc dù ngành nuôi trồng C. militaris phát triển rất mạnh, nhưng nhiều cơ sở sản xuất đang phải đối mặt thường xuyên với tình trạng nhiễm nấm bệnh gây thiệt hại kinh tế nghiêm trọng. Trong khi đó, các nghiên cứu về phòng trừ và kiểm soát nấm gây hại trên C. militaris vẫn còn rất hạn chế, và chưa có công bố nào tại Việt Nam đánh giá khả năng ứng dụng tinh dầu hay cao chiết thảo dược để kiểm soát các loài nấm bệnh này. Việc sử dụng hóa chất tổng hợp để phòng trừ nấm hại cũng tiềm ẩn nguy cơ về an toàn thực phẩm khi sản phẩm được dùng trực tiếp làm dược liệu. Trong bối cảnh đó, hướng tiếp cận sử dụng các hoạt chất sinh học có nguồn gốc thực vật - vừa an toàn, vừa có khả năng phân hủy sinh học - đang được coi là xu hướng thay thế đầy triển vọng.

Xuất phát từ thực tiễn đó, nhiệm vụ "Nghiên cứu xác định chủng nấm gây bệnh hại trong nuôi trồng Cordyceps militaris và đánh giá khả năng kháng nấm của một số loại tinh dầu và cao chiết thảo dược" đã được triển khai thực hiện bởi Trung tâm Sinh học Thực nghiệm, Viện Ứng dụng Công nghệ, Bộ Khoa học và Công nghệ, chủ nhiệm nhiệm vụ là CN. Đào Ngọc Ánh. Nghiên cứu hướng đến hai mục tiêu cốt lõi: phân lập và định danh được các chủng nấm gây bệnh hại trong nuôi trồng C. militaris; đồng thời đánh giá khả năng kháng nấm gây bệnh của tinh dầu và cao chiết một số loại thảo dược.

Phân lập các chủng nấm gây bệnh trên quả thể nấm C.militaris.

Nghiên cứu tiến hành phân lập và định danh chủng nấm gây bệnh.Các mẫu quả thể C. militaris có triệu chứng mốc trắng và thối nhũn đã được thu thập tại một số đơn vị nuôi trồng nấm tại Hà Nội và Bắc Ninh vào tháng 2 năm 2025. Hệ sợi nấm màu trắng từ các điểm bệnh trên quả thể được phân lập trên môi trường PDA có bổ sung kháng sinh chloramphenicol để ức chế tạp nhiễm vi khuẩn. Sau 4–5 ngày ủ, hai chủng nấm trắng đã được phân lập và cấy chuyển thuần khiết, được đặt ký hiệu lần lượt là NDT11 và NDTTR.

Quan sát hình thái dưới kính hiển vi quang học cho thấy cả hai chủng đều có hệ sợi sinh trưởng kéo dài, hình thành cuống sinh bào tử, bào tử có dạng hình trứng hoặc thuôn nhọn ở hai đầu - đặc điểm hình thái phù hợp với nhóm nấm ký sinh trên nấm.

Để xác nhận khả năng gây bệnh, nghiên cứu tiến hành tái lây nhiễm cả hai chủng lên các hộp nuôi quả thể C. militaris sau 30 ngày nuôi cấy. Kết quả quan sát trong vòng 30 ngày sau lây nhiễm cho thấy: sau 15 ngày, hệ sợi nấm bệnh màu trắng đã tạo thành lớp bông bao phủ quanh bề mặt quả thể; sau 30 ngày, tác nhân gây bệnh phát triển mạnh, lan rộng khắp bề mặt và xuất hiện hiện tượng thối nhũn rõ rệt. Đáng chú ý, chủng NDT11 có khả năng lây nhiễm và xâm nhập vào vật chủ nhanh hơn so với chủng NDTTR, trong khi mẫu đối chứng không xuất hiện bất kỳ triệu chứng nào. Điều này khẳng định cả hai chủng đều là tác nhân gây bệnh mốc trắng trên C. militaris, với chủng NDT11 có độc lực mạnh hơn.

Để định danh chính xác, DNA tổng số được tách chiết từ hệ sợi nấm và vùng ITS của rDNA được khuếch đại bằng cặp mồi đa năng ITS1/ITS4. Kết quả PCR cho thấy một băng DNA duy nhất có kích thước hơn 500 bp. Sau khi giải trình tự và so sánh với cơ sở dữ liệu GenBank kết hợp phân tích cây phát sinh chủng loại bằng phần mềm MEGA6, cả hai chủng NDT11 và NDTTR đều được xác định thuộc loài Calcarisporium cordycipiticola với độ tương đồng trình tự ITS của rDNA đạt 99%. Đây là lần đầu tiên các chủng C. cordycipiticola được phân lập và xác định tại khu vực miền Bắc Việt Nam — cụ thể là tại Hà Nội và Bắc Ninh - bổ sung thêm bằng chứng về sự phân bố rộng rãi của tác nhân gây bệnh nguy hiểm này trên toàn lãnh thổ Việt Nam.

Về ảnh hưởng của nhiệt độ đến sinh trưởng và hình thành bào tử của nấm bệnh, nghiên cứu tiến hành đánh giá khả năng sinh trưởng và hình thành bào tử của hai chủng nấm bệnh ở ba mức nhiệt độ 20°C, 25°C và 30°C sau 10 ngày nuôi cấy. Kết quả cho thấy cả hai chủng NDT11 và NDTTR đều sinh trưởng tốt ở 20°C và 25°C, nhưng hoàn toàn không có khả năng sinh trưởng ở 30°C. Hệ sợi nấm phát triển mạnh nhất ở 25°C, và ở nhiệt độ này, khả năng sản xuất bào tử của chủng NDT11 và NDTTR cao hơn khoảng 41% và 38% so với nuôi ở 20°C. Chủng NDT11 thể hiện khả năng sinh trưởng và hình thành bào tử vượt trội so với NDTTR ở cả hai nhiệt độ thích hợp, phù hợp với kết quả quan sát về tốc độ lây nhiễm cao hơn của chủng này trên quả thể nấm.

Đây là những phát hiện có ý nghĩa thực tiễn quan trọng: nhiệt độ 20-25°C, vốn là điều kiện tiêu chuẩn trong nuôi trồng C. militaris - cũng chính là khoảng nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển của nấm bệnh, lý giải tại sao nguy cơ nhiễm bệnh trong quá trình sản xuất là rất cao. Ngược lại, việc C. cordycipiticola không thể sinh trưởng ở 30°C gợi mở khả năng sử dụng xử lý nhiệt độ cao trước và sau mỗi chu kỳ nuôi trồng như một biện pháp phòng ngừa hữu hiệu.

Đánh giá khả năng kháng nấm của tinh dầu và cao chiết thảo dược cho thấy, sáu loại tinh dầu thảo dược gồm gừng đá (Alpinia coriandriodora), hồi (Illicium verum), hương nhu tía (Ocimum sanctum), hương thảo (Rosmarinus officinalis), quế (Cinnamomum cassia) và sả chanh (Cymbopogon citratus) được đánh giá khả năng kháng nấm bệnh bằng phương pháp khuếch tán qua thạch. Ở nồng độ 100%, cả sáu loại tinh dầu đều kháng hoàn toàn hai chủng nấm gây bệnh. Khi pha loãng về nồng độ 50%, hoạt tính kháng hoàn toàn vẫn được duy trì. Ở nồng độ 10%, tinh dầu gừng đá, hương nhu, quế và sả vẫn kháng hoàn toàn cả hai chủng; trong khi tinh dầu hồi và hương thảo bắt đầu giảm hoạt tính, đặc biệt với chủng NDT11. Ở nồng độ 1%, chỉ có tinh dầu gừng đá và tinh dầu quế còn duy trì được khả năng kháng hoàn toàn cả hai chủng nấm bệnh. Khi pha loãng xuống 0,1%, tất cả sáu loại tinh dầu đều mất hoạt tính kháng nấm. Từ đó, tinh dầu gừng đá và tinh dầu quế được xác định có hoạt tính kháng nấm mạnh và ổn định nhất trong số các loại tinh dầu được khảo sát.

Song song đó, năm loại cao chiết thảo dược gồm vỏ bưởi (Citrus grandis), lá đơn mặt trời (Excoecaria cochinchinensis), riềng (Alpinia officinarum), củ nghệ trắng (Curcuma aromatica) và lá trà xanh (Camellia sinensis) được đánh giá ở nồng độ 250 mg/mL. Kết quả cho thấy sự phân hóa rõ rệt: cao chiết vỏ bưởi và củ nghệ trắng không thể hiện hoạt tính ức chế nấm bệnh; lá đơn mặt trời và trà xanh cho hoạt tính kháng ở mức yếu; trong khi cao chiết củ riềng nổi bật với hoạt tính kháng rất mạnh đối với cả hai chủng, với kích thước vòng kháng trung bình đạt 44 mm đối với chủng NDTTR và 52 mm đối với chủng NDT11. Đây là kết quả rất ấn tượng, khẳng định tiềm năng ứng dụng của cao chiết riềng trong kiểm soát nấm bệnh.

Giá trị nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) của tinh dầu quế, tinh dầu gừng đá và cao chiết riềng đối với cả hai chủng C. cordycipiticola NDTTR và NDT11 lần lượt được xác định là 0,025 µl/mL, 0,05 µl/mL và 0,25 mg/mL. Những giá trị MIC thấp này cho thấy cả ba chất có hoạt tính kháng nấm ở nồng độ sử dụng rất nhỏ, là nền tảng quan trọng để phát triển thành các chế phẩm phòng trừ thực tiễn.

Cơ chế kháng nấm của các hoạt chất này đã được giải thích dựa trên thành phần hóa học đã biết: trans-cinnamaldehyde - hoạt chất chính chiếm 88,09% trong tinh dầu quế - có khả năng ức chế các enzyme tổng hợp thành tế bào nấm và ngăn chặn sự nảy mầm của bào tử; trong khi decenal <2E-> chiếm 60,42% trong tinh dầu gừng đá, hoạt động như một tác nhân bề mặt phá vỡ chức năng liên kết màng tế bào nấm. Đối với cao chiết riềng, các hợp chất thuộc nhóm flavonoid và polyphenol - hai nhóm hoạt chất chính trong chiết xuất này - được biết đến với cơ chế kháng nấm thông qua phá vỡ màng tế bào, gây rối loạn chức năng ty thể và ức chế quá trình tổng hợp thành tế bào.

Với kết quả nghiên cứu trên, lần đầu tiên tại khu vực miền Bắc Việt Nam, hai chủng nấm Calcarisporium cordycipiticola NDT11 và NDTTR đã được phân lập, xác nhận khả năng gây bệnh và định danh chính xác bằng kỹ thuật sinh học phân tử - cả hai đều là tác nhân gây bệnh mốc trắng và thối nhũn quả thể nấm C. militaris, trong đó chủng NDT11 có độc lực đặc biệt mạnh. Nghiên cứu cũng lần đầu tiên cung cấp bằng chứng khoa học về khả năng kháng C. cordycipiticola của các tinh dầu và cao chiết thảo dược Việt Nam. Trong số 6 loại tinh dầu và 5 loại cao chiết được khảo sát, tinh dầu gừng đá, tinh dầu quế và cao chiết riềng nổi bật với hoạt tính kháng nấm bệnh mạnh, với các giá trị MIC lần lượt là 0,025 µl/mL, 0,05 µl/mL và 0,25 mg/mL. Những kết quả này là cơ sở khoa học quan trọng cho việc nghiên cứu và phát triển các chế phẩm thảo dược an toàn, hiệu quả phục vụ phòng trừ và kiểm soát nấm gây bệnh trong nuôi trồng C. militaris tại Việt Nam, góp phần nâng cao năng suất, chất lượng và giá trị kinh tế của ngành sản xuất nấm dược liệu trong nước.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu tại Trung tâm Công nghệ thông tin và truyền thông Hải Phòng./.