Tỷ lệ nhiễm và lây lan bệnh khảm lá sắn/ virus trên sắn tại Campuchia và Việt Nam

H Ộ I T H Ả O V Ề PH ÁT T RI ỂN T ÂY B Ắ C 130 Chủ đề 2: Các hệ thống canh tác bền vững Tỷ lệ nhiễm và lây lan bệnh khảm lá sắn/ virus trên sắn tại Campuchia và Việt Nam Nami Minato1, Sophearith Sok1, Songbi Chen2, Iv Phirun3, Vi Xuân Lê4, Erik Delaquis1, Dharani Burra1, Jonathan C. Newby1, Kris A.G. Wyckhuys5, Stef de Haan1 Tổ chức 1 Lĩnh vực nghiên cứu đa dạng sinh học nông nghiệp, Trung tâm Nông nghiệp Nhiệt đới Quốc tế (CIAT), Văn phòng khu vực Châu Á, Hà nội, Việt Nam. 2 Viện Nghiên cứu Nguồn gen cây trồng nhiệt đới (TCGRI), Học viện Nông nghiệp Nhiệt đới Trung Quốc (CATAS), Danzhou, Hải Nam, Trung Quốc. 3 Vụ Cây trồng Công nghiệp, Tổng cục Nông nghiệp (GDA), Phnom Penh, Campu- chia. 4 Viện Bảo vệ thực vật (PPRI), Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, Hà Nội, Việt Nam. 5 Tư vấn độc lập Tác giả đại diện [email protected] Từ khóa Bệnh khảm lá sắn, virus khảm lá sắn Srilanka, chẩn đoán Giới thiệu Vi rút gây bệnh khảm lá sắn có tên khoa học là Sri Lankan cassava mosaic virus (SLCMV) được phát hiện lần đầu tiên tại Campuchia năm 2016 (1). Trước thời điểm đó, khu vực Đông Nam Á chưa từng ghi nhận bất kỳ trường hợp bệnh khảm lá sắn nào (CMD), trong khi đó tại Sri Lanka và Ấn độ, bệnh này đã được biết đến từ nhiều năm trước (2,3). Vi rút SLCMV liên quan tới bệnh khảm lá sắn cũng giống một số chủng vi rút khác gây ra bệnh khảm lá sắn bao gồm vi rút khảm lá sắn Châu Phi (ACMV) và vi rút khảm lá sắn Ấn Độ (ICMV). Môi giới truyền bệnh là bọ phấn trắng thông qua các nguyên liệu nhân giống cây trồng (4). Mặc dù tác hại của vi rút SLCMV trên sắn còn ít được biết đến, song vi rút gây bệnh khảm lá sắn châu Phi (ACMV) (5) đã được ghi nhận gây ra thiệt hại đáng kể về sản lượng. Thiệt hại về năng suất có thể sẽ tác động tiêu cực đến lợi nhuận của người trồng sắn tại Đông Nam Á. Hiện nay, các khu vực trồng sắn ở vùng cao Tây Bắc Việt Nam vẫn còn đang sạch bệnh và có thể tận dụng N Ú I C Ơ H Ộ I C H O P H ÁT T RI ỂN 131 Chủ đề 2: Các hệ thống canh tác bền vững được lợi thế này để sản xuất sạch theo hướng chuyên môn hóa. Nhằm tìm hiểu phân bố địa lý hiện nay của vi rút SLCMV ngoài vị trí được phát hiện ban đầu, chúng tôi tiến hành triển khai giám sát gắn liền với khảo sát trao đổi mua bán giống tại Campuchia và Việt Nam trong vụ canh tác sắn ngay sau khi có công bố dịch bệnh đầu tiên. Phương pháp tiếp cận nghiên cứu Dựa vào dữ liệu sản lượng sắn từ cơ quan quản lý quốc gia, 15 huyện ở mỗi nước đã được lựa chọn một cách có hệ thống để khảo sát tỷ lệ nhiễm và hiện nhiễm vi rút SLCMV ở Việt nam và Campuchia. Huyện Koun Mon thuộc tỉnh Ratanakiri, Campuchia cũng được đưa vào nghiên cứu này vì đây là nơi đầu tiên phát hiện ra dịch bệnh (1). Để chẩn đoán vi rút trên toàn quốc, bộ mẫu lá sắn từ khảo sát trao đổi mua bán hạt giống đã được thu thập trên 419 ruộng và 6.480 cây (15 ruộng tại mỗi huyện và 16 mẫu cây trên mỗi ruộng). Phương pháp CTAB sửa đổi được sử dụng để tách chiết ADN tổng từ tất cả các mẫu lá sắn và sau đó sử dụng phương pháp PCR nhằm xác định gen AC1 của vi rút SLCMV. Các chuỗi ADN thu được sau khi chạy PCR được liên kết tại MEGA7 với các chuỗi ADN-A có sẵn của vi rút SLCMV và vi rút ICMV từ Ngân hàng gen. Cây phát sinh loài được nuôi trồng bằng cách sử dụng phương pháp khả năng tối đa với 1.000 thử nghiệm trong MEGA7. Kết quả nghiên cứu Nhóm nghiên cứu đã phát hiện 09 ruộng nhiễm vi rút SLCMV tại tỉnh Ratanakiri và Stung Treng ở phía Tây Campuchia, trong khi không có trường hợp nhiễm vi rút nào được phát hiện tại các vùng sản xuất lớn khác (Hình 1). Tại tỉnh Ratanakiri nơi dịch bệnh được báo cáo đầu tiên năm 2015 có tỷ lệ nhiễm vi rút là 13,3%, trong khi đó tại tỉnh Stung Treng, cạnh tỉnh Ratanakiri, có 7 ruộng bị nhiễm chiếm tỷ lệ 46.6%. Trong số 7 ruộng bị nhiễm nói trên, 4 ruộng có tỷ lệ mẫu cây nhiễm vi rút SLCMV hơn 40%. Ruộng bị nhiễm bệnh xa nhất là 70km từ địa điểm được báo cáo đầu tiên vào năm 2015, điều này cho thấy vi rút đã thực sự lây lan ít nhất với khoảng cách này vào mùa canh tác năm 2016. Để điều tra mối liên hệ giữa chủng vi rút SLCMV từ nghiên cứu này với các dữ liệu sẵn có trong cơ sở dữ liệu NCBI-GenBank, một phần chuỗi gen AC1 của vi rút này đã được thu thập từ mẫu ADN tương ứng tại 9 ruộng thuộc tỉnh Ratanakiri và Stung Treng, và cây phát sinh loài với khả năng tối đa đã được trồng (Hình 2). Kết quả phân tích sơ đồ nhánh phả hệ AC1 cho thấy vi rút SLCMV và vi rút ICMV đã thực sự phân chia thành hai nhóm khác H Ộ I T H Ả O V Ề PH ÁT T RI ỂN T ÂY B Ắ C 132 Chủ đề 2: Các hệ thống canh tác bền vững nhau, và tất cả các chủng vi rút SLCMV từ nghiên cứu trên thực tế có khả năng phân chia từ các chủng vi rút ban đầu được báo cáo ở Campuchia (Số truy cập Ngân hàng Gen: KT861468.1; 1). Bàn luận và kết luận Nghiên cứu của chúng tôi đã chứng minh rằng bệnh khảm lá sắn xuất hiện tại tỉnh Ratanakiri và đã lan truyền 70km từ nơi đầu tiên được phát hiện. Nhìn chung, cả tỷ lệ nhiễm bệnh và tỷ lệ lây bệnh ở Stung Tren đều cao hơn ở Ratanakiri, điều này cho thấy vi rút SLCMV có khả năng lây lan xa hơn và gây hại tới các khu vực canh tác lân cận. Có thể khả năng lây lan xa như vậy là do sự chuyển đổi canh tác của nông dân. Đặc biệt, khảo sát trao đổi mua bán hạt giống cho thấy hầu hết những ruộng nhiễm vi rút đều dùng nguyên liệu chăm sóc cây trồng từ năm trước. Trong khu vực giám sát, kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng cây trồng đều xuất hiện những hội chứng có hệ thống và không có hệ thống (với các lá trên cao), điều này cho thấy rằng cả nguyên liệu canh tác và bọ phấn trắng đều là tác nhân gây bệnh khảm lá sắn do vi rút SLCMV tại Campuchia năm 2016. Tỷ lệ lây nhiễm được phát hiện trong nghiên cứu này cho thấy bức xạ mặt trời và việc kiểm soát di chuyển vẫn có thể là lựa chọn nhằm hạn chế dịch bênh. Mặc dù nhóm nghiên cứu không phát hiện thấy vi rút ở khu vực vùng cao Tây Bắc Việt Nam, nhưng khi bệnh khảm lá sắn xuất hiện, nó có thể lây lan nhanh chóng tới các trang trại hộ gia đình quy mô nhỏ. Mặt khác, các khu vực tương đối cách ly và sạch sẽ như vùng cao tây bắc có thể tận dụng lợi thế để chuyên trồng cây sạch. Sự cô lập về địa lý và tỷ lệ truyền bệnh thấp ở khu vực có vĩ độ cao hơn có thể là một lợi thế so sánh. Tuy nhiên, việc xây dựng chiến lược quản lý ngắn hạn và dài hạn là cần thiết để giữ khu vực này sạch bệnh và phát triển giống cây và chuỗi giá trị sạch bền vững. N Ú I C Ơ H Ộ I C H O P H ÁT T RI ỂN 133 Chủ đề 2: Các hệ thống canh tác bền vững Hình 1: Phân bố virus khảm lá sắn Sri Lankan (SLCMV) và hội chứng bệnh. (A) Bản đồ hiện nhiễm geminivirus khảm lá sắn Châu Á. (B) Hội chứng điển hình bệnh khảm lá sắn SLCMV được quan sát trong giám sát quốc gia. (C) Phân bố cây trồng nhiễm và không nhiễm vi rút SLCMV tại Campuchia và miền nam Việt Nam. Mỗi vòng tròn có số cây được phân tích bằng chẩn đoán, màu vàng cam chỉ ra khu vực nhiễm vi rút SLCMV, màu xanh lá cho thấy khu vực không bị nhiễm vi rút SLCMV. (D) Phân bố và tỷ lê ruộng bị nhiễm vi rút tại tỉnh Stung Treng. Phần đồ thị màu cam cho thấy tỷ lệ nhiễm vi rút SLCMV và màu xanh lá là nơi không nhiễm, con số cho thấy tỷ lệ nhiễm vi rút SLCMV cho mỗi ruộng. H Ộ I T H Ả O V Ề PH ÁT T RI ỂN T ÂY B Ắ C 134 Chủ đề 2: Các hệ thống canh tác bền vững Hình 2: Cây phát sinh loài với khả năng tối đa gen AC1 (protein liên kết sao chép) của ADN-A có trên virus bệnh khảm lá sắn Sri Lankan và virus khảm lá sắn Ấn Độ. Tương đương của mỗi chuỗi từ vi rút khảm khoai tây (ToMV) được sử dụng để phân nhóm gốc cây. Các chuỗi được liên kết và tái cấy sinh loài bằng phần mềm MEGA7 với 1.000 nhân bản, thu được bằng phương pháp kết nối xung quanh. Chuỗi: 1,2 lấy từ tỉnh Rattanakiri và 3,5,6,7,8,9,P lấy từ tỉnh Steung Treng trong khảo sát toàn quốc. ID Ngân hàng Gen: KT861468 là chuỗi tương đương được đưa ra trong báo cáo bệnh dịch SLCMV đầu tiên tại Campuchia. Tài liệu tham khảo 1. Wang, H. L., Cui, X. Y., Wang, X. W., Liu, S. S., Zhang, Z. H., & Zhou, X. P. (2016). Báo cáo đầu tiên về virus khảm lá sắn Sri Lankan gây lây nhiễm trên cây sắn tại Campuchia Bệnh dịch cây cối, 100(5), 1029-1029. 2. Saunders, K., Salim, N., Mali, V. R., Malathi, V. G., Briddon, R., Markham, P. G., & Stanley, J. (2002). Đặc tính của virus khảm lá sắn Sri Lankan và virus khảm lá sắn Ấn Độ: bằng chứng tiếp nhận thành phần ADN B bởi monopartite begomo- virus. Virology, 293(1), 63-74. 3. Dutt, N., Briddon, R. W., & Dasgupta, I. (2005). Xác định begomovirus thứ hai, virus khảm lá sắn Sri Lankan, nguyên nhân gây bệnh khảm lá sắn Ấn Độ. Tài liệu lưu trữ của Khoa Virus, 150(10), 2101-2108. 4. Duraisamy, R., Natesan, S., Muthurajan, R., Gandhi, K., Lakshmanan, P., Ka- ruppusamy, N., & Chokkappan, M. (2012). Nghiên cứu phân tử về lây truyền vi rút khảm lá sắn Ấn Độ (ICMV) và vi rút khảm lá sắn Sri Lankan (SLCMV) do Be- misia tabaci và nhân bản vi rút ICMV và vi rút SLCMV nhân bản gen từ cây sắn. Công nghệ sinh học phân tử, 53(2), 150-158. 5. Fauquet, C., & Fargette, D. (1990). Virus khảm lá sắn Châu phi: thuyết nguyên nhân, dịch tễ học và kiểm soát. Bệnh cây, 74(6), 404-411.