Plant Disease

Lúa mì và lúa mạch là những cây lương thực và làm thức ăn gia súc quan trọng trên khắp thế giới. Lúa mì được trồng trên diện tích lớn hơn bất kỳ cây trồng nào khác trên toàn cầu. Tại Hoa Kỳ, sản xuất lúa mì và lúa mạch đóng góp vào nhu cầu lương thực và thức ăn gia súc trong nước, cũng như góp phần vào thị trường xuất khẩu và cán cân thương mại. Mười lăm năm trước, tạp chí Plant Disease đã xuất bản một bài viết nổi bật mang tiêu đề “Bệnh Thối Đầu Con Gié Lúa Mì và Lúa Mạch: Một căn bệnh tái xuất với tác động tàn phá”. Bài viết đó mô tả loạt các đại dịch bệnh thối đầu con gié (Fusarium head blight - FHB) nghiêm trọng xảy ra tại Hoa Kỳ và Canada, chủ yếu từ năm 1991 đến năm 1996, với nhấn mạnh vào những tác động kinh tế và xã hội chưa từng có gây ra bởi đại dịch bệnh FHB năm 1993 trên các loại hạt mùa xuân tại vùng Northern Great Plains. Các ấn phẩm trước đó đã xử lý phạm vi và thiệt hại do bệnh này tại Hoa Kỳ, Canada, châu Âu và Trung Quốc. Các đánh giá được công bố sau năm 1997 đã mô tả thêm về căn bệnh này và ảnh hưởng của nó đối với sản xuất ngũ cốc ở Bắc Mỹ trong thập niên 1990. Bài báo này đánh giá lại căn bệnh và tài liệu về các đại dịch bệnh FHB ở Hoa Kỳ kể từ năm 1997. Mục tiêu chính của bài báo này là tóm tắt một chương trình nghiên cứu phối hợp và hợp tác bền vững được triển khai ngắn sau đại dịch năm 1993, một chương trình nhằm nhanh chóng đưa đến các chiến lược quản lý cải tiến và triển khai việc tiếp cận cộng đồng. Chương trình này đóng vai trò như một mô hình để xử lý các mối đe dọa bệnh cây trồng mới nổi khác.

Bệnh thối vòng ở khoai tây, do vi khuẩn Clavibacter michiganensis phân loài sepedonicus gây ra, là một trong những bệnh được kiểm soát một cách nghiêm ngặt ở khoai tây trên toàn thế giới. Tổ chức này thường khó phát hiện ở những củ không có triệu chứng do số lượng vi khuẩn thấp và sự phát triển cạnh tranh chậm trên các môi trường có sẵn. Các primer phản ứng chuỗi polymerase (PCR) và một probe huỳnh quang được thiết kế để sử dụng trong hệ thống phát hiện PCR thời gian thực tự động Perkin Elmer 7700 (TaqMan) đã được phát triển từ một đoạn gen DNA đặc hiệu cho C. michiganensis phân loài sepedonicus nhằm phát triển một phương pháp xét nghiệm BIO-PCR cho C. michiganensis phân loài sepedonicus trong các củ khoai tây. Kết quả từ việc sàng lọc các primer với các chủng của C. michiganensis phân loài sepedonicus và các loại vi khuẩn khác cho thấy các primer có tính đặc hiệu. Tổng cộng đã lấy mẫu 30 củ khoai tây nghi ngờ bị nhiễm bệnh thối vòng bằng quy trình chiết xuất lõi và ủ lắc và được xét nghiệm bằng (i) cấy aliquots lên môi trường agar, (ii) PCR cổ điển, và (iii) BIO-PCR. Trong số đó, 4 củ cho kết quả dương tính qua cấy trên agar và thử nghiệm độc lực, 8 củ qua PCR cổ điển TaqMan, và 26 củ qua TaqMan BIO-PCR. Chúng tôi kết luận rằng BIO-PCR kết hợp với hệ thống phát hiện khép kín tự động TaqMan là một phương pháp nhanh chóng, đáng tin cậy trong việc phân tích số lượng lớn các mẫu chiết xuất từ củ khoai tây cho C. michiganensis phân loài sepedonicus. Hơn nữa, đối với một phòng thí nghiệm trung tâm lớn sử dụng số lượng lớn các xét nghiệm PCR, hệ thống TaqMan có thể giảm chi phí trên mỗi mẫu so với phương pháp PCR cổ điển tốn nhiều công sức hơn.

Trong điều kiện in vitro, bào tử của Penicillium digitatum nảy mầm mà không bị ức chế ở pH từ 4 đến 7, nhưng bị ức chế ở pH cao hơn. Nồng độ ước tính của imazalil (IMZ) trong môi trường khoai tây-dextrose broth-Tris gây giảm 50% sự nảy mầm của bào tử (ED₅₀) của một phân lập nhạy cảm với IMZ M6R ở các pH 4, 5, 6 và 7 lần lượt là 0.16, 0.11, 0.015 và 0.006 μg/ml. Nồng độ ED₅₀ của IMZ đối với một phân lập kháng thuốc D201 ở pH 4, 5, 6 và 7 lần lượt là 5.9, 1.4, 0.26 và 0.07 μg/ml. pH tự nhiên trong các vết thương sâu 2 mm trên trái chanh dao động từ 5.6 đến 5.1 và giảm theo độ tuổi của trái. Hiệu quả của IMZ trong việc kiểm soát nấm mốc xanh và lượng dư của nó tăng lên khi pH cao hơn. pH trong các vết thương trên trái cây chanh sau 24 giờ ngâm trong 1, 2 hoặc 3% NaHCO₃ tăng từ 5.3 lên 6.0, 6.3 và 6.7, tương ứng. NaHCO₃ đã cải thiện đáng kể hiệu suất của IMZ. Tỷ lệ nấm mốc xanh trên trái chanh được nhiễm M6R và được điều trị sau 24 giờ với IMZ ở 10 μg/ml, 1% NaHCO3, hoặc sự kết hợp của chúng lần lượt là 92, 55 và 22%. Tỷ lệ nấm mốc xanh trên trái chanh được nhiễm D201 và được điều trị sau 24 giờ với nước, IMZ ở 500 μg/ml, 3% NaHCO₃, hoặc sự kết hợp của chúng lần lượt là 96.3, 63.0, 44.4 và 6.5%. NaHCO₃ không ảnh hưởng đến mức độ dư lượng IMZ trên trái.