Bài giảng Bệnh cây đại cương - Phần 2: Chuyên khoa - Bài 4: Nấm và bệnh nấm

1 Nấm & bệnh nấm 1.Đặc điểm chung 2.Các dạng biến thái 3.Phân loại 4.Sinh sản 5.Chu kỳ phát triển 6.Dinh dưỡng ký sinh Nấm & bệnh nấm 1. Đặc điểm chung 1. Trên 80% số bệnh hại cây trồng là do nấm gây ra. 2. Phần lớn nấm có cơ quan sinh trưởng là sợi nấm có cấu tạo dạng sợi, hợp thành một tản nấm 3. Sợi nấm đa bào hoặc đơn bào, phân nhánh 4. Không có diệp lục, dị dưỡng 5. Sinh sản tạo ra bào tử 6. Tế bào sợi nấm có vách tế bào, nhân; tế bào chất có không bào và các bào quan. Nấm & bệnh nấm 1.Bó sợi (rhizomorph) 2.Hạch nấm (sclerotium) 3.Rễ giả (rhizoid) 2. Biến thái của nấm Nấm & bệnh nấm 1.Bó sợi: gồm nhiều sợi nấm xếp sít song song tạo nên, lớp bên ngoài gồm những tế bào có màu đậm & vỏ dày. 2. Biến thái của nấm Bó sợi của nấm Armillaria mellea (hại nhiều cây thân gỗ) Nấm & bệnh nấm 2. Hạch nấm: tế bào sợi nấm biến đổi, đan kết, nén chặt với nhau tạo thành những khối rắn chắc có kích thước, hình dạng khác nhau 2. Biến thái của nấm Hạch nấm Sclerotium rolfsii Nấm & bệnh nấm 2. Hạch nấm: tế bào sợi nấm biến đổi, đan kết, nén chặt với nhau tạo thành những khối rắn chắc có kích thước, hình dạng khác nhau 2. Biến thái của nấm Hạch nấm Sclerotinia sclerotiorum gây bệnh thối hạch bắp cải Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ 2 Nấm bệnh nấm 2. Hạch nấm: tế bào sợi nấm biến đổi, đan kết, nén chặt với nhau tạo thành những khối rắn chắc có kích thước, hình dạng khác nhau 2. Biến thái của nấm Hạch nấm Clavicep purpurea (gây bệnh cựa gà trên đại mạch) Nấm & bệnh nấm 3. Rễ giả: có dạng rễ cây giúp nấm bám giữ vào giá thể và hút dinh dưỡng 2. Biến thái của nấm Rễ giả nấm Rhizopus Bệnh mốc đen khoai lang do nấm Rhizopus Nấm & bệnh nấm 3. Phân loại nấm Ngành Myxomycota Ngành Ascomycota (nấm túi) Ngành Zygomycota (nấm tiếp hợp) Ngành Chytridiomycota (nấm nhầy) Ngành Basidiomycota (nấm đảm) Ngành Oomycota (nấm trứng) Giới Protozoa Giới Fungi (nấm thât) Giới Chromista Ngành Plasmodiophoromycota Ngành Deuteromycota (nấm bất toàn) VSV giống nấm Nấm & bệnh nấm • Đa dạng (hình thức, cơ quan sinh sản), phụ thuộc vị trí phân loại • Sản phẩm của sự sinh sản gọi là bào tử (đa dạng) 4. Sinh sản của nấm Sinh sản vô tính: 1. Sinh sản vô tính nội sinh: bào tử vô tính được hình thành bên trong cơ quan sinh sản vô tính là bọc. Kiểu này tạo 2 loại bào tử: • Bào tử bọc không có lông roi • Bào tử động có 2 lông roi di động được Nấm Rhizopus Nấm Plasmopara Bọc Bọc và bào tử bọc Bọc và động bào tử Nấm & bệnh nấm Sinh sản vô tính 2.Sinh sản vô tính ngoại sinh: cơ quan sinh sản là cành bào tử phân sinh (conidiophore) và tạo ra các bào tử phân sinh (conidium) ở bên ngoài • Cành bào tử phân sinh có cấu tạo và hình thái rất khác nhau: đơn bào, đa bào, phân nhánh hoặc không phân nhánh, có thể mọc riêng rẽ hoặc thành cụm; có thể hình thành trên hoặc trong 3 loại cấu trúc là bó cành, đĩa cành và quả cành. Nấm & bệnh nấm Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ 3 2. Sinh sản vô tính ngoại sinh: cành bào tử phân sinh Mọc riêng rẽ hoặc thành cụm Tập hợp thành thể đệm hoặc bó cành Mọc trên đĩa cành Mọc trong quả cành Nấm & bệnh nấm Sinh sản vô tính 2. Sinh sản vô tính ngoại sinh: Cành bào tử phân sinh (conidiophore) Nấm & bệnh nấm Mọc riêng rẽ hoặc thành cụm Cành bào tử phân sinh nấm Pyricularia oryzae (đạo ôn lúa) Cụm cành bào tử phân sinh nấm Cercospora arachidicola (đốm nâu lạc) Sinh sản vô tính 2. Sinh sản vô tính ngoại sinh: Cành bào tử phân sinh (conidiophore) Nấm & bệnh nấm Tập hợp thành thể đệm (sporodochium) Nấm Fusarium solani (thối gốc, rễ cây trồng cạn) Sinh sản vô tính 2. Sinh sản vô tính ngoại sinh: Cành bào tử phân sinh (conidiophore): Nấm & bệnh nấm Mọc trên đĩa cành (acevulus) Nấm Colletotrichum capsici (thán thư ớt) Đĩa cành Cành bào tử phân sinh Bào tử phân sinh Sinh sản vô tính 2. Sinh sản vô tính ngoại sinh: Cành bào tử phân sinh (conidiophore): Nấm & bệnh nấm Mọc trong quả cành (pycnidium) Nấm Macrophoma musae (đốm sẹo đen chuối) Quả cành Bào tử phân sinh Cành bào tử phân sinh Sinh sản vô tính 2.Sinh sản vô tính ngoại sinh: cơ quan sinh sản là cành bào tử phân sinh (conidiophore) và tạo ra các bào tử phân sinh (conidium) ở bên ngoài. Bào tử phân sinh: đa dạng Số tế bào:đơn bào, đa bào Hình dạng: cầu/trứng, nụ sen, trăng khuyết, hạt dưa, quả mướp, đuôi chuột, lựu đạn... Màu sắc: trong, màu đâm Cách hình thành: đơn độc, chuỗi... Nấm & bệnh nấm Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ 4 Sinh sản vô tính 2.Sinh sản vô tính ngoại sinh Bào tử phân sinh Nấm & bệnh nấm Bào tử đa bào (Pyricularia oryzae) Bào tử đơn bào (Colletotrichum capsici) Sinh sản vô tính 2.Sinh sản vô tính ngoại sinh Bào tử phân sinh Nấm & bệnh nấm Một số hình dạng bào tử phân sinh: cầu/trứng, nụ sen, trăng khuyết, quả mướp, đuôi chuột, lựu đạn Sinh sản vô tính 2.Sinh sản vô tính ngoại sinh Bào tử phân sinh Nấm & bệnh nấm Bào tử trong (không màu): Sphaerotheca pannosa (phấn trắng hoa hồng) Bào tử mầu đậm: Alternaria solani (đốm vòng cà chua) Sinh sản vô tính 2.Sinh sản vô tính ngoại sinh Bào tử phân sinh Nấm & bệnh nấm Bào tử mọc thành chuỗi: Sphaerotheca pannosa (phấn trắng hoa hồng) Bào tử mọc đơn độc: Pyricularia oryzae (đạo ôn lúa) Sinh sản hữu tính của nấm: Rất phức tạp, là hiện tượng phối giao giữa các tế bào giao tử hoặc các bộ phận sinh sản đặc biệt của nấm với nhau theo kiểu đẳng giao và bất đẳng giao. Nấm & bệnh nấm Sinh sản hữu tính của nấm: Sinh sản hữu tính ĐẲNG GIAO. 1. Đẳng giao di động: là quá trình giao phối giữa 2 giao tử có hình dạng kích thước hoàn toàn giống nhau, là các bào tử động có lông roi di động được để thành hợp tử (zygote). 2. Đẳng giao bất động: là quá trình tiếp hợp giữa tế bào của 2 sợi nấm hoàn toàn giống nhau về hình dạng và kích thước tạo thành bào tử tiếp hợp (zygospore). Nấm & bệnh nấm 5 Sinh sản hữu tính Đẳng giao di động. Vd: nấm Plasmodiophora brassicae (bệnh sưng rễ bắp cải) Nấm & bệnh nấm Sinh sản hữu tính Đẳng giao di động. Vd: nấm Plasmodiophora brassicae (bệnh sưng rễ bắp cải) Nấm & bệnh nấm Sinh sản hữu tính Đẳng giao bất động. Vd: nấm Rhizopus Nấm & bệnh nấm Sinh sản hữu tính Đẳng giao bất động. Vd: nấm Rhizopus Nấm & bệnh nấm Sinh sản hữu tính của nấm: Sinh sản hữu tính BẤT ĐẲNG GIAO Nấm sinh sản bằng các cơ quan sinh sản khác nhau cả về hình thái và chức năng. Các ngành nấm khác nhau tạo ra các bào tử hữu tính khác nhau: 1.Ngành nấm trứng 2.Ngành nấm túi 3.Ngành nấm đảm Nấm & bệnh nấm Sinh sản hữu tính của nấm: 1.Nấm trứng Nấm & bệnh nấm Trên sợi nấm sinh ra các cơ quan sinh sản riêng biệt là bao trứng (oogonium) và bao đực (antheridium). Sau khi phối giao thì toàn bộ nhân và chất tế bào của bao đực dồn sang bao trứng thụ tinh và hình thành một bào tử trứng (oospore) 6 Sinh sản hữu tính của nấm: 1.Nấm trứng. Vd nấm Phytophthora infestans Nấm & bệnh nấm Sinh sản hữu tính của nấm: 1.Nấm trứng. Vd nấm Phytophthora infestans Nấm & bệnh nấm Bào tử trứng của P. infestans Sinh sản hữu tính của nấm túi Cơ quan sinh sản là bao đực (antheridium) và bao cái (ascogonium=carpogonium). Sự phối giao: bao cái hình thành vòi bao cái (trichogyne) tiếp xúc với bao đực. Nhân từ bao đực chuyển sang bao cái. Hình thành sợi sinh túi (ascogenous hyphae) trên bao cái Nấm & bệnh nấm Sinh sản hữu tính của nấm túi Nấm & bệnh nấm Sự hình thành túi và bào tử túi: Trên sợi sinh túi: hình thành móc (crozier), tế bào mẹ túi (ascus mother cell). Trên tế bào mẹ túi, nhân đực và nhân cái (đều là đơn bội ) hợp nhân (hạch phối) để tạo thành nhân lưỡng bội. Sinh sản hữu tính của nấm túi Nấm & bệnh nấm Sự hình thành túi và bào tử túi: Trên tế bào mẹ túi: nhân lưỡng bội phân bào giảm nhiễm + nguyên nhiễm 1 lần để tạo 8 bào tử hữu tính gọi là bào tử túi (ascospore); tế bào mẹ túi trở thành túi (ascus). Sinh sản hữu tính của nấm túi Nấm & bệnh nấm Phần lớn sự hình thành túi diễn ra trên hoặc trong các cấu trúc gọi là quả thể (fruiting body) cấu tạo bởi sợi nấm. Có 3 loại quả thể: 1. Quả thể đĩa (apothecium): hình chảo, loa kèn Vd: quả thể đĩa (hình thành từ hạch) của nấm Sclerotinia sclerotiorum (bệnh thối hạch bắp cải) 7 Sinh sản hữu tính của nấm túi Nấm & bệnh nấm Phần lớn sự hình thành túi diễn ra trên hoặc trong các cấu trúc gọi là quả thể (fruiting body) cấu tạo bởi sợi nấm. Có 3 loại quả thể: 2. Quả thể kín (cleisothecium): hình cầu kín Vd: quả thể kín của nấm Sphaerotheca pannosa (bệnh phấn trắng hoa hồng) Sinh sản hữu tính của nấm túi Nấm & bệnh nấm Phần lớn sự hình thành túi diễn ra trên hoặc trong các cấu trúc gọi là quả thể (fruiting body) cấu tạo bởi sợi nấm. Có 3 loại quả thể: 3. Quả thể mở (perithecium): hình cầu có lỗ mở Vd: quả thể mở của nấm Gibberella fujikuroi (bệnh lúa von) • Không có cơ quan sinh sản riêng biệt mà cơ quan sinh sản là đảm được hình thành trên sợi nấm hai nhân. • Đảm là một tế bào hai nhân đơn bội. Nhân đơn bội hạch phối thành nhân nhị bội rồi giảm nhiễm tạo 4 nhân đơn bội và hình thành 4 bào tử hữu tính gọi là bào tử đảm. Nấm & bệnh nấm Sinh sản hữu tính của nấm đảm • Nuclear fusion: hạch phối • Sterigma: cuống đính bào tử • Basidium: đảm • Basidiospore: bào tử đảm Vd: Nấm Rhizoctonia solani (bệnh khô vằn lúa) (sinh sản hữu tính cực hiếm trong tự nhiên) Nấm & bệnh nấm Sinh sản hữu tính của nấm đảm Đảm và bào tử đảm Cuống đính bào tử Ở nấm than đen và gỉ sắt, đảm hình thành trực tiếp từ bào tử đông Nấm & bệnh nấm Sinh sản hữu tính của nấm đảm Ustilago maydis (ung thư ngô) Puccinia graminis (gỉ sắt lúa mỳ) Nấm & bệnh nấm Sinh sản vô tính  Duy trì tính đồng nhất  Số lượng lớn  Là nguồn bệnh thứ cấp chủ yếu (có vai trò quan trọng trong dịch bệnh) Sinh sản hữu tính  Tạo tính đa dạng (hình thành nòi, chủng mới)  Số lượng thường không lớn  Là nguồn bệnh sơ cấp quan trọng  Có vai trò quan trọng trong phân loại So sánh sinh sản vô tính và hữu tính 8 Nấm & bệnh nấm Định nghĩa (giáo trình) Là vòng đời bao gồm các giai đoạn sinh trưởng, phát dục sinh sản tuần tự kế tiếp nhau theo một trình tự nhất định để trở lại giai đoạn ban đầu 1.Chu kỳ hoàn toàn: đủ các giai đoạn 2.Chu kỳ không hoàn toàn: Thiếu giai đoạn hữu tính 5. Chu kỳ phát triển của nấm 1a. Bào tử vô tính 2. Thể sinh trưởng 3. Sinh sản vô tính 4. Sinh sản hữu tính 1b. Bào tử hữu tính Nấm & bệnh nấm 5. Chu kỳ phát triển của nấm Chu kỳ hoàn toàn 1a. Bào tử vô tính 2. Thể sinh trưởng 3. Sinh sản vô tính Nấm & bệnh nấm 5. Chu kỳ phát triển của nấm Chu kỳ không hoàn toàn Nấm & bệnh nấm 5. Chu kỳ phát triển của nấm VD: Nấm Phytophthora infestans (bệnh mốc sương khoai tây) Nấm & bệnh nấm 5. Chu kỳ phát triển của nấm VD: Nấm Phytophthora infestans (bệnh mốc sương khoai tây) Sự xâm nhiễm gây bệnh của nấm 1. Quá trình xâm nhiễm của nấm thường bắt đầu từ bào tử 2. Quá trình xâm nhiễm của bào tử nấm gồm:  Tiếp xúc bề mặt ký chủ (tiếp xúc khả nhiễm)  Nảy mầm bào tử. Sự nảy mầm bào tử nấm phụ thuộc loại bào tử và điều kiện ngoại cảnh  Xâm nhập Nấm & bệnh nấm 6. Dinh dưỡng gây bệnh 9 Sự nảy mầm 1.Khi gặp điều kiện thuận lợi (nhiệt độ, ẩm độ, có sự tương hợp ký sinh – ký chủ), bào tử nấm nảy mầm thành ống mầm để xâm nhập vào mô cây. Nấm & bệnh nấm 6. Dinh dưỡng gây bệnh ống mầm Các yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng đến nảy mầm 1. Độ ẩm: • Ở nhiều loài nấm, bào tử chỉ nảy mầm khi ẩm độ cao, thậm chí phải có giọt nước (vd.nấm sương mai). • Đối với một số loài, bào tử có thể nảy mầm ở ẩm độ thấp (vd. nấm phấn trắng) Nấm & bệnh nấm 6. Dinh dưỡng gây bệnh Các yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng đến nảy mầm 2. Nhiệt độ: Nhiệt độ có ảnh hưởng tới tốc độ, tỷ lệ và kiểu nảy mầm của bào tử. • Có loại nấm nhạy cảm với nhiệt độ như nấm đạo ôn hại lúa, nấm mốc sương cà chua (20-22 oC nảy mầm trực tiếp thành ống mầm; 14-18 oC nảy mầm gián tiếp thành bào tử động) • Có loại nấm có phạm vi thích ứng nhiệt độ khá rộng (Bipolaris oryzae –bệnh tiêm lửa lúa). Nấm & bệnh nấm 6. Dinh dưỡng gây bệnh Các yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng đến nảy mầm bào tử nấm 3.Oxy: Hầu hết các bào tử nảy mầm đòi hỏi oxy đầy đủ 4.Ánh sáng: ít có ảnh như các yếu tố ẩm độ và nhiệt độ. Nấm & bệnh nấm 6. Dinh dưỡng gây bệnh Sự xâm nhập của nấm (xem bài 3) Nấm & bệnh nấm 6. Dinh dưỡng gây bệnh • Gem tube: ống mầm • Appressorium: vòi áp • Infection peg: đế xâm nhiễm (móc xâm nhiễm) • Haustorium: vòi hút 1. Chu kỳ bệnh Xâm nhập của nấm 1. Trực tiếp (chủ động bằng lực cơ học và enzym): ống mầm sẽ hình thành một cấu trúc đặc biệt gọi là giác bám (vòi bám, vòi áp) và tạo ra tiếp đế xâm nhập (vòi xâm nhập) xuyên qua bề mặt ký chủ (ví dụ nấm Phytophthora) 2. Qua lỗ mở tự nhiên (thụ động): khí khổng, thủy khổng, bì khổng (bào tử nấm Cercospora, gỉ sắt) 3. Qua các vết thương cơ giới, các vết nứt tự nhiên (thụ động) giữa rễ bên và rễ chính (ví dụ nấm Fusarium). Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ 10 1. Chu kỳ bệnh Xâm nhập của nấm Thiết lập quan hệ ký sinh và dinh dưỡng gây bệnh Khi đã hoàn thành quá trình xâm nhập qua bề mặt ký chủ, nấm tiến hành phân hủy cấu trúc tế bào và các hợp chất hữu cơ khó tan thành dễ tan để hấp thụ chất dinh dưỡng cần thiết. Để thực hiện quá trình này, nấm tiết ra các enzim và độc tố Nấm & bệnh nấm 6. Dinh dưỡng gây bệnh Thiết lập quan hệ ký sinh và dinh dưỡng gây bệnh 1.Enzim Enzim phân hủy vách tế bào: Cellulase, hemicellulose, pectinase, ligninase để phân hủy cellulose, pectin, lignin Enzim phân hủy các hợp chất hữu cơ của tế bào: Protease, peptidase, amylase, maltase, phospholipase...để phân hủy protein, các hợp chất carbonhydrate và chất béo Nấm & bệnh nấm 6. Dinh dưỡng gây bệnh Thiết lập quan hệ ký sinh và dinh dưỡng gây bệnh 2.Độc tố: tác động tới các hoạt động sinh lý của tế bào:  Thay đổi tính thấm của màng tế bào Kích thích sinh trưởng không bình thường Kìm hãm họat động của các enzim của tế bào Ví dụ: tentoxin (của Alternaria alternata) ức chế sự phát triển lục lạp tạo ra triệu chứng biến vàng, ức chế polyphenoloxydase – một enzim liên quan tới tính kháng của ký chủ Nấm & bệnh nấm 6. Dinh dưỡng gây bệnh Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/