Tìm thấy loài ký sinh mới gây hại cây trồng

Kết quả nghiên cứu của đề tài cung cấp những dẫn liệu quan trọng cho khoa học và ứng dụng cho công tác kiểm dịch tuyến trùng thực vật ở Việt Nam.

TS Lê Thị Mai Linh, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết, tuyến trùng ký sinh thực vật (PPN) là một trong những đối tượng gây hại nghiêm trọng trên cây trồng, chúng có thể gây hại trên tất cả các bộ phận khác nhau của cây như: Thân, lá, hoa, quả hoặc rễ. Đặc biệt là nhóm tuyến trùng gây hại trên rễ có khả năng làm suy giảm năng suất và chất lượng cây trồng dẫn đến nhiều thiệt hại về kinh tế.

Việc bổ sung các nghiên cứu về tuyến trùng là rất cần thiết cho việc giám định loài, làm cơ sở để đưa ra các biện pháp quản lý hiệu quả nhằm ngăn chặn sự bùng phát của các dịch hại tuyến trùng, đặc biệt đối với các nước đang phát triển như Việt Nam. Bổ sung các dữ liệu DNA còn thiếu đối với các nhóm tuyến trùng nguy hại đối với cây cà phê, hồ tiêu, cây có múi và một số cây trồng xen được tập trung nghiên cứu ở Việt Nam.

Từ thực tế trên, các nhà khoa học Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật do TS Lê Thị Mai Linh là chủ nhiệm đã đề xuất và được phê duyệt thực hiện nhiệm vụ: “Phát triển kỹ thuật DNA barcoding, multiplex PCR, Real-time PCR trong giám định tuyến trùng ký sinh nguy hại trên cây cà phê, hồ tiêu và cây có múi ở Việt Nam”.

Đề tài hướng tới mục tiêu cụ thể: Xác định độ đa dạng, quan hệ phát sinh của tuyến trùng ký sinh thực vật tại Việt Nam; Phát triển và tối ưu phương pháp DNA barcoding (mã vạch DNA) và Multiplex PCR (PCR đa mồi) giúp giám định nhanh tuyến trùng ký sinh thực vật; Thiết kế quy trình sử dụng phương pháp Realtime-PCR trong phân loại nhanh nhóm tuyến trùng nguy hại ở Việt Nam.

Sau quá trình nghiên cứu, nhóm đã bổ sung và phân tích dữ liệu hình thái nhóm tuyến trùng ký sinh thực vật nguy hại gồm tuyến trùng sần rễ, nội ký sinh di chuyển, mang truyền virus và một số giống ngoại ký sinh rễ. Đồng thời, các nhà khoa học đã thiết kế thành công cặp mồi 18S rDNA phục vụ cho giám định các loài tuyến trùng nguy hại thuộc nhóm mang truyền virus.

Nhóm nghiên cứu đã phát hiện tuyến trùng sần rễ (ngoại trừ nhóm tuyến trùng nhiệt đới Meloidogyne incognita group (MIG)) có thể sử dụng gen nhân và gen ty thể (COI), nhóm MIG cần thiết phải sử dụng gen NAD5; đối với nhóm loài tuyến trùng nội ký sinh di chuyển có thể sử dụng gen D2D3 28S rDNA và tuyến trùng mang truyền virus X. bevicolle có thể sử dụng gen 18S rDNA trong các phân tích quan hệ phát sinh và giám định.

Trong khuôn khổ nghiên cứu, TS Linh và cộng sự đã hoàn thiện và tối ưu hóa sử dụng cặp mồi Multiplex PCR phục vụ cho giám định nhanh phức hợp loài tuyến trùng sần rễ ở Việt Nam. Nhóm đã thiết kế và xây dựng thành công quy trình phản ứng Real-time PCR đối với loài Meloidogyne incognita, có hình thái biến đổi nhiều nhất ở nước ta.

Đồng thời, nhóm nghiên cứu đã hoàn thành một bộ bao gồm 300 tiêu bản phục vụ cho giám định hình thái các loài tuyến trùng ký sinh thực vật quan trọng thu được tại các địa điểm điều tra với các thông tin chi tiết và đầy đủ của 7 loài thuộc 5 giống. Các nhà khoa học đã công bố 40 trình tự DNA (vùng gen 18S, 28S và COI) của một số loài trên ngân hàng Gen quốc tế.

Phương pháp Multiplex-PCR khuyếch đại đoạn DNA với nhiều cặp mồi trong cùng một phản ứng PCR (PCR đa mồi) có thể giúp phân loại nhanh được nhiều loài trong cùng một phản ứng và được áp dụng ở nhiều nhóm loài gây hại nghiêm trọng.

Do đó, phương pháp Multiplex PCR trong phân loại nhanh nhóm ba loài tuyến trùng sần rễ Meloidogyne incognita, Meloidogyne arenaria, Meloidogyne javanica của nhóm nghiên cứu có thể ứng dụng trong kiểm dịch và bảo vệ thực vật.

Các kết quả nghiên cứu của đề tài là một hướng đi mới, góp phần đưa ra đánh giá chính xác các nhóm tuyến trùng ký sinh thực vật quan trọng trên các cây trồng chủ lực có giá trị kinh tế như cà phê, hồ tiêu, cây có múi hay một số cây trồng xen canh ở Việt Nam.

Phương pháp Multiplex PCR cũng như Realtime-PCR sẽ hỗ trợ tối đa cho công tác kiểm dịch tuyến trùng thực vật bằng việc tối giản các công đoạn trong giám định mà vẫn đảm bảo nhanh chóng và chính xác. Hơn nữa, phương pháp này có thể được ứng dụng rộng rãi trong thực tế do yêu cầu kỹ thuật không quá cao, các kỹ thuật viên có kỹ năng cơ bản trong việc thực hành PCR có thể thực hiện được.

Kết quả nghiên cứu được đăng trong ba bài báo thuộc danh mục SCIE, một bài báo thuộc danh mục VAST02 và được Hội đồng nghiệm thu cấp Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam xếp loại A.

Với những thành công trên, các nhà khoa học Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật mong muốn tiếp tục nghiên cứu chuyên sâu về phương pháp Realtime-PCR trong phân loại nhanh các nhóm tuyến trùng nguy hại ở Việt Nam để hoàn thiện kết quả đề tài và sớm đưa ứng dụng vào thực tế.