Phát hiện nguồn gốc và con đường lây lan của bệnh gỉ sắt trên cây cà phê
Thạc sỹ Lê Thị Mai Châm (Phòng Công nghệ Vi sinh, Trung tâm Công nghệ Sinh học TP.HCM) mới đây cùng các đồng nghiệp tại Đại học Tsukuba và Đại học Ibaraki khảo sát các vùng trồng cà phê lớn tại Việt Nam để đề xuất phương thức quản lý hiệu quả, ngăn chặn bệnh gỉ sắt - căn bệnh đang hoành hành trên khắp các đồn điền trồng cà phê tại Việt Nam.
Bệnh gỉ sắt là bệnh thực vật được đặt tên theo các bào tử nấm gây bệnh gỉ sắt – còn được gọi là Hemileia vastatrix. Khi cây bị nhiễm bệnh, mặt dưới của lá sẽ dần đổi màu. Những đốm màu này nhanh chóng chuyển sang màu vàng, sau đó là một lớp “bụi” màu cam – tức các bào tử trưởng thành. Các đốm gỉ sắt phát triển to dần, làm suy giảm khả năng quang hợp, trao đổi chất của lá, cuối cùng gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến cây trồng, ảnh hưởng nặng nề đến năng suất và chất lượng của hạt cà phê. Cách tốt nhất để kiểm soát bệnh gỉ sắt là sử dụng cây trồng kháng bệnh. Tuy nhiên, gần đây đã có nhiều báo cáo về tình trạng bùng phát bệnh ở các vùng trồng những giống kháng bệnh gỉ sắt trên cây cà phê.
Trong bài báo “Incidence of coffee leaf rust in Vietnam, possible original sources and subsequent pathways of migration”, xuất bản trên tạp chí Frontiers in Plant Science, nhóm nghiên cứu cho biết họ đã tiến hành xem xét phạm vi mắc bệnh gỉ sắt trên lá cà phê ở Việt Nam, nguồn gốc và con đường lây lan của bào tử nấm cũng như mối quan hệ di truyền chặt chẽ giữa nó với các quần thể nấm gỉ sắt Trung và Nam Mỹ. “Để kiểm soát căn bệnh, chúng ta cần hiểu được sự đa dạng của quần thể bệnh gỉ sắt”, tác giả chính của nghiên cứu, phó giáo sư Izumi Okane, lý giải. “Chúng ta cũng phải xác định các biến thể di truyền của nó và dự đoán các biến thể tiềm năng trong tương lai”.
Với mục tiêu đó, các nhà nghiên cứu đã kiểm tra mật độ xuất hiện của bệnh gỉ sắt ở các vùng sản xuất cà phê trọng điểm của Việt Nam, bao gồm Đông Nam Bộ (Đồng Nai và Bình Phước), Tây Nguyên (Đắk Lắk, Đắk Nông và Lâm Đồng) và Tây Bắc (Sơn La và Điện Biên). Kết quả cho thấy ở 85 trang trại được khảo sát, có 41 nơi xuất hiện mẫu lá cà phê bị nhiễm nấm gỉ sắt. Trong đó, giống Catimor có mức độ nhạy cảm cao với các triệu chứng bệnh nghiêm trọng, trong khi các giống Robusta có mức độ nhạy cảm khác nhau.
Nhóm nghiên cứu tiếp tục đánh giá sự đa dạng di truyền của nấm thông qua giải trình tự gene, ước tính vùng địa lý nơi vi khuẩn H. vastatrix xuất hiện đầu tiên, cũng như hướng lan truyền bệnh giữa các vùng sản xuất cà phê chính của Việt Nam. Qua phân tích, các nhà khoa học nhận thấy bệnh gỉ nấm trên cây cà phê xuất hiện đầu tiên tại Tây Bắc rồi lan dần xuống miền Nam. Một số chi khác của nấm gây bệnh thì phát sinh tại Tây Nguyên và lan rộng ra xung quanh.
Nhiều nghiên cứu trước đây trên thế giới đã lý giải việc cây trồng mất khả năng kháng bệnh gỉ sắt có thể do đột biến trong bộ gene của H. vastatrix hoặc sự xuất hiện của các chủng gây bệnh mới. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu cho rằng điều kiện khí hậu và hoạt động sống của con người cũng có thể thúc đẩy dịch bệnh bùng phát. Ví dụ, các nhà khoa học phát hiện, tình trạng mắc bệnh gỉ sắt ở cây cà phê tại các trang trại bị bỏ hoang ở Tây Nguyên có phần nghiêm trọng hơn so với những khu vực khác. Vì vậy, cần phải tiến hành thêm nhiều nghiên cứu sâu hơn để xác định rõ các yếu tố gây bệnh, từ đó đề ra phương thức kiểm soát bệnh hiệu quả.
Cùng với đó, sự lây lan của bệnh gỉ sắt từ Bắc vào Nam cho thấy bên cạnh gió và gió mùa, vẫn còn một số tác nhân khác liên quan đến việc lan truyền bào tử nấm từ một vùng bị nhiễm bệnh sang các vùng khác. “Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy cần phải xem xét các hoạt động của con người như một thành tố trung gian. Đây có thể là lý do đẩy nhanh quá trình đa dạng hóa di truyền của các quần thể nấm gỉ sắt”, các nhà nghiên cứu cho biết. □
Hà Trang tổng hợp
(Theo Eurekalert, Frontiers in Plant Science)
