IRRI phát triển công cụ theo dõi, ngăn chặn bùng phát vi khuẩn bạc lá lúa

Một phương pháp mới, nhanh và chính xác hơn để xác định sinh vật gây bệnh.

Dựa trên dấu vết di truyền.                    

Nông dân có thể dự đoán sự gây hại của bệnh bạc lá vi khuẩn.

Một công cụ mang tính cách mạng được gọi là PathoTracer đã được phát triển tại Viện Nghiên cứu lúa gạo quốc tế (IRRI) và nó có thể xác định chính xác của các dòng vi khuẩn gây bệnh bạc lá hiện diện trong một lĩnh vực trong vài ngày thay vì vài tháng làm việc trong phòng thí nghiệm.

Giống lúa dễ bị nhiễm bạc lá vi khuẩn nghiêm trọng ở Tây Java, Indonesia. (Ảnh do R. Oliva)

“Nó giống như một xét nghiệm sử dụng dữ liệu AND để xác định quan hệ cha con”, Ricardo Oliva, nhà nghiên cứu bệnh học thực vật tại IRRI cho biết. “Nó sẽ không chỉ cho bạn biết rằng có bệnh bạc lá vi khuẩn trong cây, mà đặc biệt còn cho biết dòng mầm bệnh để có thể giới thiệu giống kháng với nó”.

Trong hơn bốn năm, Tiến sĩ Oliva và nhóm của ông đã làm việc để giải mã các mã di truyền của Xanthomonas oryzae pv. Oryzae (mầm bệnh gây bệnh bạc lá vi khuẩn) và hình thành nên phương pháp xét nghiệm. 

Bệnh bạc lá vi khuẩn là một trong những bệnh nguy hiểm nhất của lúa. Bệnh xuất hiện gây hại sớm thì năng suất có thể giảm đến 70% trên những giống nhiễm.

“Bạc lá vi khuẩn là một bệnh dai dẳng trong ruộng lúa”, tiến sĩ Oliva nói. “Bệnh dễ bột phát mỗi mùa khi giống mẫn cảm được trồng. Vấn đề là các chủng vi khuẩn khác nhau từ nơi này sang nơi khác. Do đó người nông dân không biết giống mình trồng có phải là giống kháng cho khu vực đó hay không. Chúng ta đã luôn luôn đi đằng sau vì mầm bệnh thay đổi và phát triển nhanh hơn.”

Xác định các chủng vi khuẩn bạc lá hiện nay trên đồng ruộng đòi hỏi rất nhiều lao động và thời gian. Bạn cần người để thu thập nhiều mẫu bệnh trên diện rộng để giám sát một cách chính xác phân bố mầm bệnh. Bên cạnh đó, cô lập các mầm bệnh trong phòng thí nghiệm là mất thời gian và thường mất vài tháng hoặc thậm chí một năm để xác định chủng phổ biến ở một khu vực.

PathoTracer có thể xác định được vi khuẩn tại chính nơi lấy mẫu với một mẫu lá nhỏ. Các mẫu vật sẽ được gửi đến một phòng thí nghiệm để thực hiện các xét nghiệm di truyền và kết quả sẽ được phân tích bởi IRRI.

Nhóm nghiên cứu đã phát triển PathoTracer. (Ảnh: Isagani Serrano, IRRI)

“Thường chỉ mất một vài ngày để phân tích mẫu”, tiến sĩ Oliva giải thích. “Với PathoTracer, chúng tôi có thể giảm thời gian công việc của một năm xuống còn hai tuần. Bởi vì công cụ có thể giám sát các mầm bệnh có mặt trong mỗi mùa nhanh chóng và hiệu quả, các thông tin có thể có sẵn trước khi mùa thu hoạch kết thúc”.

Nó giống như dự báo cho tương lai và dự đoán điều gì sẽ xảy ra vào mùa tiếp theo để có thể cung cấp thông tin cho nông dân, theo tiến sĩ Oliva.

“Nhận thức được vi khuẩn cụ thể có mặt trong mùa giải hiện tại có thể giúp chúng ta có kế hoạch tiếp theo”, ông nói thêm. “Chúng ta có thể đưa ra một danh sách khuyến cáo các giống lúa có khả năng kháng các chủng mầm bệnh phổ biến ở từng địa phương. Bằng cách trồng các giống khuyến cáo, nông dân có thể làm giảm nguy cơ dịch bệnh trong mùa giải tới và tăng lợi nhuận của họ”.

PathoTracer được thử nghiệm tại Mindanao ở phía nam của Philippines vào tháng Tư năm 2017. Những cơn mưa đến sớm trong khu vực, ngay sau khi cao điểm của mùa khô và điều đó gây ra một sự bùng nổ của bệnh bạc lá vi khuẩn.

“Chúng tôi đã đến đó và lấy mẫu từ các cánh đồng khác nhau”, tiến sĩ Oliva nói. “Tính đến cuối tháng Tư, chúng tôi đã có kết quả và chúng tôi có thể đưa ra một danh sách các giống kháng có thể ngăn chặn các tác nhân gây bệnh. Chúng tôi gửi khuyến cáo cho nông dân, để họ có một sự lựa chọn trong việc giảm rủi ro. Nếu nông dân vẫn trồng các giống lúa nhiễm trong mùa mưa, tôi chắc chắn 100% kết quả sẽ rất xấu”.

PathoTracer có thể chạy hàng ngàn mẫu một cách dễ dàng trên khu vực rộng lớn, làm cho nó trở thành một công cụ cần thiết cho cán bộ khuyến nông của ngành nông nghiệp và khu vực sản xuất lúa gạo tư nhân, hoặc nó có thể được tích hợp vào cơ sở giám sát như Hệ thống Thông tin lúa của Philippine (PRiSM) hoặc Hệ thống Xác định và Quản lý rủi ro dịch hại (PRIME) để hỗ trợ sức khỏe cây trồng và ra quyết định mang tính quốc gia hay khu vực.

“Chương trình nhân giống quốc gia cũng có thể đưa ra nhiều hơn những quyết định mang tính quản lý”, tiến sĩ Oliva nói. “Nếu bạn biết phân bố mầm bệnh trong toàn bộ lãnh thổ Philippines, thì chương trình giống của nước này có thể phân chia các vùng giống theo những chủng vi khuẩn khác nhau”.

IRRI quan tâm đến việc mở rộng các công cụ kiểm tra di truyền đến bệnh đạo ôn và tất cả các bệnh do vi khuẩn, virus và nấm khác đang gây hại trên lúa.

Tốc độ mà PathoTracer xác định được chủng bệnh bạc lá vi khuẩn hiện diện trong lĩnh vực này có thể được sử dụng để giới thiệu các giống lúa kháng cho nông dân trồng trong mùa thu hoạch tới. (Ảnh: IRRI).

PathoTracer đã được thử nghiệm ở các nước châu Á khác và IRRI dự kiến ​​sẽ tung nó ra vào đầu năm 2018. Khi nó trở nên có sẵn, dự kiến tiềm năng tác động ​​của PathoTracer trên bệnh hại nguy hiểm này đối với những cánh đồng lúa trên toàn thế giới sẽ là rất lớn.

“Hãy tưởng tượng nếu công cụ này ngăn chặn sự bùng phát của vi khuẩn bạc lá mỗi mùa khắp châu Á”, tiến sĩ Oliva nói. “Đó là điều cực kỳ tuyệt vời!”

D.A.M

Dịch từ: RRI team develops a tool that tracks and stops bacterial blight outbreaks in rice. (AgroNews. 19/02/2018).

Nguồn: IRRI