Tách Dòng Gen Mã Hóa Protein Vỏ Của Virut Gây Bệnh Vàng Lùn Ở Lúa Rgsv Tại Tỉnh Ninh Thuận

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Lúa gạo là một trong những cây lương thực cơ bản nhất phục vụ cho

con người. Đây là nguồn lương thực giàu dinh dưỡng chủ yếu trên thế giới,

đứng thứ ba sau ngô và lúa mì về sản lượng, cung cấp trên 20% calories, 15%

protein, các chất khoáng - chất xơ cho con người. Chính bởi vậy gạo là nguồn

lương thực chủ yếu hiện nay trong bữa ăn của hàng tỷ người châu Á, châu

Phi, châu Mỹ latin, khu vực Trung đông và trong tương lai nó vẫn là loại

lương thực hàng đầu.

Từ năm 1999 đến nay, năng suất lúa của Việt Nam hàng năm luôn đạt

mức trên 4000 kg/ha. Từ năm 1990 đến nay Việt Nam luôn đứng thứ năm trên

thế giới về sản lượng lúa (36 triệu tấn thóc/năm 2005) sau Trung Quốc (180

triệu tấn thóc/năm 2005), Ấn Độ (129 triệu tấn thóc/năm 2005), Indonesia (54

triệu tấn thóc/năm 2005) và Bangladesh (40 triệu tấn thóc/năm 2005) [6]. Tuy

nhiên trong thời gian từ năm 2006 – 2008, sản lượng lúa bị giảm sút nghiêm

trọng bởi các bệnh virus do rầy nâu (Nilaparvata lugens Stal) lây truyền, đặc

biệt là bệnh vàng lùn xảy ra trong thời gian gần đây.

Bệnh vàng lùn do virus thuộc họ Tenuivirus gây ra, có tên gọi virus vàng

lùn (Rice Grassy Stunt Virus- RGSV) gây hại cho lúa qua môi giới truyền

bệnh là rầy nâu. Đầu vụ hè thu 2007, dịch bệnh lại phát triển trên diện rộng ở

các tỉnh Đồng bằng Sông Cửu Long và các tỉnh Nam Trung Bộ với mật độ

rầy nâu rất cao. Do ảnh hưởng của dịch bệnh vàng lùn, sản lượng gạo suất

khẩu năm 2007 đã giảm 1 triệu tấn so với năm 2006 [11], [4]. Tính đến tháng

9/2008, trên diện tích lúa Thu Đông tại các tỉnh Đồng bằng Sông Cửu Long,

tổng diện tích nhiễm rầy nâu là 25,198 ha và lúa bị nhiễm bệnh vàng lùn là

3.546,8 ha [2]. Rất nhiều thành tựu đã đạt được trong nghiên cứu các biện

pháp phòng chống rầy nâu - môi giới truyền bệnh vàng lùn gây hại ở lúa chủ

yếu như: nghiên cứu đặc tính sinh học, sinh thái học của rầy nâu, các biện

pháp phòng trừ bằng thuốc hoá học, sinh vật học, áp dụng các biện pháp kỹ

2

thuật canh tác mới, sử dụng các giống kháng… Tuy nhiên, hiệu quả của các

phương pháp này vẫn chưa cao.

Hiện nay dịch bệnh vàng lùn đang gây hại nặng nề về sản lượng lúa gạo

cho các tỉnh Nam Trung Bộ đặc biệt là tại tỉnh Ninh Thuận. Thông tin về việc

phân loại cũng như cấu trúc phân tử của các chủng virus gây bệnh vàng lùn

còn đang rất thiếu. Chính vì vậy, công tác thu thập các mẫu lúa nhiễm bệnh

vàng lùn và lùn xoắn lá tại các địa phương nằm trong danh sách công bố nghi

có dịch để tách dòng và giải mã trình tự gen của RGSV là hết sức cần thiết.

Nhằm đánh giá tính đa dạng di truyền của virus gây bệnh tại các địa phương

khác nhau, từ đó xây dựng chiến lược cho việc phòng trừ loại virus này.

Với những lý do trên, trong thời gian thực tập tốt nghiệp, dưới sự hướng

dẫn khoa học của các chuyên gia tại Viện Công nghệ Sinh học – Viện Khoa

học và Công nghệ Việt Nam, tôi đã thực hiện đề tài: “Tách dòng gen quy

định protein vỏ của virus gây bệnh vàng lùn ở lúa (RGSV) tại tỉnh Ninh

Thuận”.

3

Chƣơng 1

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Tình hình dịch bệnh vàng lùn gây hại lúa trên thế giới và ở Việt Nam

1.1.1. Thế giới

Từ thập kỷ 70 của thế kỷ XX trở lại đây, rầy nâu (Nilaparvata lugens

Stal) đã nổi lên như một vấn đề thời sự trong nghề trồng lúa ở châu Á. Nhiều

trận dịch đã xảy ra trên quy mô rộng lớn chưa từng thấy ở nhiều nước như Ấn

Độ, Indonesia, Triều Tiên, Nhật Bản, Philippin, Đài Loan… gây tổn thất nặng

nề về kinh tế. Rầy nâu phá hoại sẽ làm giảm một phần hoặc toàn bộ sản lượng

lúa. Rầy nâu còn là môi giới truyền bệnh virus nguy hiểm cho cây lúa như

bệnh vàng lùn, lùn xoắn lá, bệnh héo lùn cây lúa ở các Quốc gia châu Á.

Theo thống kê của Dyck và Thomas (1979) thiệt hại do rầy nâu và bệnh

vàng lùn ở châu Á trong năm 1966-1975 lên tới hơn 300 triệu đôla. Trong

thực tế, tác hại này còn lớn hơn. Tại hội nghị quốc tế về rầy nâu họp ở Viện

nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI), Philippin tháng 5 năm 1977 và tại Việt Nam

tháng 4 năm 2006, rầy nâu được coi là: “mối đe dọa thường xuyên đối với sản

xuất lúa ở châu Á”.

1.1.2. Việt Nam

Ở nước ta, dịch rầy nâu và các bệnh virus hại lúa (vàng lùn, lùn xoắn lá)

đang gây thiệt hại nghiêm trọng trên hầu hết các vùng lúa trọng điểm cả nước.

Hiện trạng này không chỉ ảnh hưởng đến xuất khẩu lúa gạo mà còn có nguy

cơ ảnh hưởng đến an ninh lương thực ở trong nước cũng như ở các Quốc gia

khác. Theo báo cáo kết quả 01 năm thực hiện công tác phòng chống bệnh dịch

rầy nâu, bệnh vàng lùn trên lúa ở các tỉnh, thành phố Nam Bộ tổng diện tích

bị nhiễm rầy nâu trong toàn vùng năm 2006 và vụ Đông Xuân năm 2006-

2007 là 731.092 ha (chiếm 12,61% diện tích gieo sạ), trong đó diện tích

nhiễm nặng là 67.238 ha. Tổng diện tích nhiễm bệnh vàng lùn của năm 2006

và vụ đông xuân 2007 trong toàn vùng là 237.466 ha (chiếm 4,09% diện tích

gieo sạ), trong đó có 118.021 ha nhiễm nặng.

4

Năm 2008, dịch rầy nâu và các bệnh virus hại lúa tuy đã giảm so với

năm trước nhưng vẫn đang ở mức báo động. Lúa Hè Thu ở khu vực ĐBSCL,

diện tích bị nhiễm rầy nâu: 76.795 ha, trong đó có 4.298 ha bị nhiễm nặng.

Diện tích bị nhiễm rầy nâu tập trung ở các tỉnh Cần Thơ, Bạc Liêu, Tiền

Giang, Vĩnh Long, Sóc Trăng, Đồng Tháp, Trà Vinh. Lúa Thu Đông diện tích

bị nhiễm rầy nâu lên đến 774 ha, phần lớn diện tích bị nhiễm rầy nâu ở mức

độ nhẹ. Diện tích bị nhiễm vàng lùn xoắn lá trong vụ Hè Thu là 206 ha, tập

trung trên lúa hè thu giai đoạn đòng trổ, trong đó diện tích nhiễm nhẹ là 55 ha

(tỷ lệ bệnh từ 5-10%), nhiễm trung bình là 13 ha (tỷ lệ bệnh 10-20%), nhiễm

nặng là 138 ha (tỷ lệ bệnh 20-50%). Diện tích bị nhiễm bệnh vàng lùn xoắn lá

trong vụ Thu Đông là 9.534,4 ha, diện tích tăng chủ yếu tại An Giang và Vĩnh

Long. Diện tích bị nhiễm nặng 3.867,2 ha với tỷ lệ bệnh 20-80%, diện tích bị

nhiễm trung bình 2.767,3 ha với tỷ lệ bệnh 10-20%, diện tích bị nhiễm bệnh

nhẹ: 2.889,9 với tỷ lệ bệnh 3-10%, ở huyện Lấp Vò, tỉnh Đồng Tháp bị nhiễm

17 ha với tỷ lệ bệnh phổ biến từ 5-10%, nơi cao tới 50%.Tính đến tháng

9/2008, trên lúa Thu Đông tại các tỉnh Đồng Bằng Sông Cửu Long tổng diện

tích nhiễm rầy nâu là 25.198 ha và lúa bị nhiễm bệnh vàng lùn là 3.546,8 ha.