Bệnh thối nhũn do vi khuẩn Erwinia carotovora subsp. carotovora gây ra chủ yếu trên các loài cây trồng có giá trị kinh tế cao thuộc họ cà, họ thập tự, họ bầu bí, họ hành, một số loài hoa lan... Bệnh gây hại cho cây từ khi còn được trồng ở ngoài đồng ruộng cho đến khi thu hoạch và bảo quản trong kho. Đặc biệt khi điều kiện thời tiết nóng ẩm và mưa nhiều thì bệnh trở lên nghiêm trọng hơn. Hiện nay, biện pháp phòng trừ bệnh chủ yếu dựa vào các phương pháp truyền thống và sử dụng thuốc trừ sâu hóa học. Tuy nhiên, các biện pháp này đều không có hiệu quả cao, đặc biệt là việc sử dụng thuốc trừ sâu hóa học đang gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng nông sản và môi trường sống của con người. Vì vậy, đề xuất một biện pháp phòng trừ hiệu quả và thân thiện với môi trường trở thành vấn đề cấp bách hiện nay.

Vi khuẩn gây bệnh E. carotovora subsp. carotovora sử dụng quorum sensing (QS) như một cơ chế trao đổi thông tin giữa các tế bào và phụ thuộc mật độ quần thể. QS được biết đến như một cơ chế điều hòa biểu hiện gen liên quan đến tính độc và các hoạt động của tế bào vi khuẩn. Trong cơ chế này, N-acyl-Lhomoserine lactones (AHLs) đóng vai trò như các chất tự cảm ứng (autoinducer) và cũng là các phân tử tín hiệu có mặt trong hầu hết các vi khuẩn gây bệnh Gram âm.

Trong những năm gần đây phòng trừ sinh học bệnh thối nhũn do vi khuẩn sử dụng các chủng vi khuẩn đối kháng phân hủy AHLs đang gây được nhiều chú ý. Nhiều nghiên cứu chuyên sâu về cơ chế phân hủy AHLs ở mức độ gen đã được thực hiện. Các chủng vi khuẩn đối kháng được phân lập từ nhiều nguồn khác nhau chủ yếu từ đất, hệ rễ của cây chủ và ruột cá, mà ít quan tâm đến nguồn vi khuẩn nội sinh (VKNS) là một nguồn vật liệu vô cùng phong phú. VKNS tồn tại bên trong mô cây chủ, không những không gây ra triệu chứng bệnh cho cây mà còn có khả năng kích thích sinh trưởng cho cây và ức chế vi khuẩn gây bệnh.

Tại Việt Nam, cho đến nay chưa có nghiên cứu nào về cơ chế gây bệnh của vi khuẩn thối nhũn cũng như sử dụng các chủng VKNS đối kháng để phân hủy AHLs của vi khuẩn gây bệnh trong phòng trừ bệnh thối nhũn do vi khuẩn gây hại cây trồng. Do đó việc thực hiện đề tài: "Nghiên cứu, tuyển chọn và xác định đặc tính của vi khuẩn nội sinh phân hủy N-acyl-L-homoserine lactones (AHLs) sử dụng trong phòng trừ bệnh thối nhũn cây trồng do vi khuẩn Erwinia carotovora subsp. carotovora gây ra", do TS. Hoàng Hoa Long, Viện di truyền nông nghiệp làm chủ nhiệm, ngoài việc tìm ra được các chủng VKNS có khả năng phân hủy AHLs để ứng dụng trong phòng trừ bệnh thối nhũn 2 do vi khuẩn E. carotovora subsp. carotovora gây ra, mà còn đi sâu nghiên cứu tìm hiểu các gen, enzyme và cơ chất mới liên quan đến phân hủy AHLs và qua đó phá hủy mạng lưới QS của vi khuẩn gây bệnh thối nhũn. Trên cơ sở các nghiên cứu đó để phát hiện cơ chế mới trong tương tác giữa VKNS đối kháng và vi khuẩn gây bệnh chẳng hạn như cạnh tranh ức chế (inhibitory competition). Vấn đề này không chỉ có ý nghĩa khoa học đối với một loại bệnh nhất định trên cây trồng mà còn giúp tạo cơ sở để nghiên cứu điều trị các bệnh trên người do vi khuẩn phụ thuộc tín hiệu QS gây ra.

Sau một thời gian nghiêm túc thực hiện, đề tài đã đạt được một số kết quả nổi bật như sau:

1. Đã phân lập và tuyển chọn được một bộ chủng VKNS từ cà dại, cà chua và khoai tây. Các chủng VKNS này có khả năng phân hủy AHLs và đã được đánh giá an toàn sinh học.

2. Đã xác định được hoạt tính sinh học của enzyme lactonase của các chủng VKNS và gen mã hóa cho enzyme này là aiiA và aiiM.

3. Đã xác định được điều kiện nuôi tối ưu, khả năng tồn tại và gây bệnh trên củ khoai tây của VKNS, từ đó xây dựng một quy trình xử lý VKNS cho hiệu quả phòng trừ bệnh cao nhất.

4. Đã đào tạo thành công 2 thạc sĩ và 2 cử nhân khoa học.

5. Công báo những kết quả khoa học trên các tạp chí quốc tế và trong nước.

Có thể tìm đọc toàn văn báo cáo kết quả nghiên cứu (Mã số 15745/2019) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

P.K.L (NASATI)