Tên đề tài: “Nghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên trong phòng trừ bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu (Mangifera indica var Chu) sau thu hoạch”.

Tác giả:  Châu Trùng Dương, Khóa: 2017

Ngành: Khoa học cây trồng; Mã số: 62620110. Nhóm ngành: Nông, lâm nghiệp và thuỷ sản.

Người hướng dẫn chính: TS. Lưu Thái Danh - Trường Đại học Cần Thơ

Người hướng dẫn phụ: TS. Nguyễn Thị Ngọc Trúc - Viện Cây ăn quả Miền Nam

1. Tóm tắt nội dung luận án

Bệnh thán thư là một trong những bệnh gây thiệt hại nặng cho trái xoài Cát Chu sau thu hoạch. Nấm thuộc chi Colletotrichum là tác nhân chính gây bệnh. Việc sử dụng các loại thuốc hóa học kiểm soát nấm gây bệnh sẽ kích thích sự phát triển của các chủng nấm kháng thuốc, cùng với những lo ngại về sức khỏe người tiêu dùng do dư lượng thuốc hóa học trên sản phẩm và ô nhiễm môi trường đã thúc đẩy việc tìm kiếm các giải pháp thay thế an toàn và hiệu quả. Biện pháp sử dụng hợp chất thiên nhiên nguồn gốc thực vật (tinh dầu) ức chế nấm là một trong những giải pháp khả thi. Do đó, luận án được thực hiện từ năm 2018-2023 nhằm xác định (1) Loài nấm Colletotrichum spp. có độc tính cao gây bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu; (2) Khả năng ức chế nấm Colletotrichum spp. gây bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu của tinh dầu đơn và hỗn hợp tinh dầu trong điều kiện in vitro và in vivo; (3) Hiệu quả giảm bệnh thán thư do nấm Colletotrichum spp. trên trái xoài Cát Chu của các loại tinh dầu đơn và hỗn hợp tinh dầu. Mười sáu thí nghiệm và 5 công việc được thực hiện tại Đại học Cần Thơ và Trường Cao đẳng Kinh tế-Kỹ thuật Cần Thơ. Xoài Cát Chu và nguồn nấm bệnh thán thư thu thập ở Đồng bằng sông Cửu Long, 15 tinh dầu thực vật (cam Sành, Xoàn, Mật, Navel, vỏ quế, lá quế, sả Java, sả Chanh, gừng, nghệ, vỏ bưởi, vỏ chanh, bạc hà, húng quế và ngò rí) được sử dụng để đánh giá khả năng ức chế nấm và hiệu quả giảm bệnh thán thư trên trái Xoài Cát Chu.

Hai dòng nấm gây bệnh thán thư trên trái xoài có độc tính cao được phân lập. Qua khảo sát hình thái và so sánh trình tự DNA vùng ITS với cơ sở dữ liệu gen của National Center for Biotechnology Information, hai dòng nấm tương đồng với Colletotrichum gloeosporioides và Colletotrichum scovillei.

Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) của tinh dầu các giống cam đối với C. gloeosporioides và C. scovillei dao động trong khoảng 4 – 8%, và nồng độ diệt nấm tối thiểu (MFC) của các loại tinh dầu cam giống nhau (16%). Khả năng ức chế sự phát triển của bệnh thán thư ở xoài tăng lên cùng với nồng độ tinh dầu cam và đạt cao nhất ở nồng độ 16% với 39,5–49,4% ức chế C. gloeosporioides và 30,4–47,5% ức chế C. scovillei.

MIC và MFC của tinh dầu sả Chanh, vỏ quế và lá quế lần lượt là 1 và 2; 0,2 và 0,8; 0,1 và 0,4 µL/mL đối với C. gloeosporioides. MIC và MFC của vỏ và lá quế đều là 0,4 µL/mL đối với C. scovillei. Hỗn hợp tinh dầu sả Chanh/lá quế (0,8/0,05; 1,2/0,025 µL/mL), sả Chanh/vỏ quế (1,2/0,025 µL/mL), tinh dầu lá quế (0,4 µL/mL), vỏ quế (0,8 µL/mL) có khả năng ức chế bệnh thán thư trên xoài (42,4–52,8%) tương đương với thuốc Antracol (Probineb 4,2 mg/mL) đối với loài C. gloeosporioides. Đối với loài C. scovillei chỉ hỗn hợp tinh dầu sả Chanh/lá quế (0,8/0,05; 1,0/0,025 µL/mL) (42,8–43%) tương đương với thuốc Antracol.

Các hỗn hợp tinh dầu sả Chanh/lá quế (0,4/0,2; 0,8/0,05; 1,2/0,025 µL/mL) và tinh dầu sả Chanh (2 µL/mL), lá quế (0,4 µL/mL) có hiệu quả giảm bệnh thán thư tương đương với thuốc Antracol (Probineb 4,2 mg/mL). Đặc biệt, xoài được phun huyền phù nấm sau đó được xử lý bằng hỗn hợp tinh dầu sả Chanh/lá quế (1,2/0,025 µL/mL) có tỉ lệ bệnh thấp hơn so với đối chứng tự nhiên (không được phun huyền phù nấm và tinh dầu). Tinh dầu sả Chanh, lá quế và vỏ quế đơn lẻ và hỗn hợp của chúng giúp duy trì độ cứng trái tốt hơn, không làm ảnh hưởng đến pH, TSS, TA, vitamin C, màu sắc thịt, vỏ trái và tỷ lệ hao hụt khối lượng so với các trái không xử lý tinh dầu.

Tóm lại, tinh dầu lá quế và vỏ quế đơn lẻ cùng với hỗn hợp của chúng với sả Chanh có thể được sử dụng làm thuốc diệt nấm sinh học để kiểm soát bệnh thán thư trên xoài giai đoạn sau thu hoạch.

2. Những kết quả mới của luận án

- Phân lập và định danh được loài nấm Colletotrichum scovillei là tác nhân mới gây bệnh thán thư trên trái xoài Cát Chu ở Đồng bằng sông Cửu Long.

- Đã xác định được thành phần hoá học và hàm lượng tinh dầu từ các nguồn thực vật khác nhau như cam Sành, cam Xoàn, cam Mật và cam Navel, vỏ quế, lá quế, sả Java, sả Chanh, gừng, nghệ, vỏ bưởi, vỏ chanh, bạc hà, húng quế và ngò rí.

- Xác định 3 loại tinh dầu (sả Chanh, lá quế và vỏ quế) cho khả năng ức chế nấm Colletotrichum spp. hiệu quả. Xác định được nồng độ tối ưu của hỗn hợp tinh dầu sả Chanh với tinh dầu lá quế hoặc vỏ quế đem lại hiệu quả tốt hơn khi sử dụng tinh dầu đơn lẻ và thuốc hóa học thương mại trong việc ức chế nấm gây bệnh thán thư trên xoài Cát Chu. Tinh dầu và hỗn hợp không ảnh hưởng đến giá trị cảm quan và chất lượng trái Xoài Cát Chu.

3. Các ứng dụng/khả năng ứng dụng trong thực tiễn, các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu

Ứng dụng trong thực tiễn

- Từ kết quả nghiên cứu của luận án, khả năng ức chế nấm Colletotrichum sp. gây bệnh thán thư trên trái xoài sau thu hoạch của một số loại tinh dầu đơn lẻ và hỗn hợp đã được chứng minh. Luận án cung cấp thông tin hữu ích về việc sử dụng tinh dầu trong quá trình bảo quản trái xoài Cát Chu sau thu hoạch làm giảm bệnh thán thư trên trái và vẫn giữ được chất lượng của trái.

- Về thực tiễn: Kết quả đề tài có thể ứng dụng trong bảo quản trái xoài sau thu hoạch, hạn chế nấm gây bệnh thán thư, duy trì chất lượng trái.

Các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu

- Nghiên cứu và phát triển chế phẩm từ hỗn hợp tinh dầu sả Chanh/lá quế nồng độ (0,4/0,2; 0,8/0,05; 1,2/0,025 µL/mL) và tinh dầu sả Chanh 2 µL/mL, tinh dầu lá quế 0,4 µL/mL trong phòng trừ bệnh thán thư trên xoài sau thu hoạch.

- Thử nghiệm in vivo khả năng ức chế nấm Colletotrichum sp. của các loại tinh dầu và hỗn hợp tinh dầu ở dạng hơi trên trái xoài Cát Chu.

- Thử nghiệm in vivo các loại tinh dầu và hỗn hợp tinh dầu trên trái xoài Cát Chu sau thu hoạch ở qui mô lớn hơn để ứng dụng được vào sản xuất.

Thesis title: “Research on the use of natural compounds in prevent anthracnose disease on Cat Chu mango (Mangifera indica var chu) postharvest”

- Major: Crop science                                     Code: 62620110

- Full name of PhD student:    Chau Trung Duong                Year: 2017

- Scientific supervisor:  Dr. Luu Thai Danh

                                      Dr. Nguyen Thi Ngoc Truc

- Educational institution: Can Tho University

1. Content of thesis summary

Anthracnose is one of the most severe diseases causing heavy loss for post-harvest mangoes. Fungi from Colletotrichum genus are main causal agents of this disease. The synthetic fungicides are often applied to control anthracnose. However, the frequent use of the chemicals stimulating development of drug-resistant fungal strains, along with consumer health concerns over chemical drug residues on products, and environmental pollution have promoted the search for safe and effective alternatives. One of feasible solutions is to use essential oils (EOs) as fungicides. Therefore, the thesis was conducted from 2018-2023 to determine (1) Identifying highly toxic fungi causing anthracnose on Cat Chu mangoes; (2) The antifungal ability of EOs and EO mixtures against Colletotrichum spp. causing anthracnose disease on Cat Chu mangoes under in vitro and in vivo conditions; (3) The effectiveness of reducing anthracnose disease caused by Colletotrichum spp. on Cat Chu mangoes of EOs and EO mixtures. 16 experiments and 5 works were carried out at Can Tho University and Can Tho Technical Economic College. Cat Chu mango and anthracnose fungal source were collected in the Mekong Delta, 15 plant essential oils (Sanh, Xoan, Mat, Naval oranges, cinnamon bark, cinnamon leaf, Java lemon grass, lemon grass, ginger, turmeric, grapefruit, lemon peel, mint, basil and coriander) were used to evaluate the ability to inhibit fungi and effectively reduce anthracnose on Cat Chu mango fruits.

The study isolated two highly toxic fungal strains causing anthracnose on Cat Chu mangoes. Through the morphological observation and comparison of DNA sequence of ITS region with the gene database of the National Center for Biotechnology Information, two fungal strains were identical to Colletotrichum gloeosporioides and Colletotrichum scovillei.

The minimum inhibitory concentration (MIC) of orange EOs from 4 cultivars against C. gloeosporioides and C. scovillei ranged from 4 to 8%, and the minimum fungicidal concentration (MFC) of four orange EOs was the same (16%). The ability to inhibit anthracnose development in artificially infected mangoes increased with orange EO concentration, and it was the highest when treated with 16% EO, resulting in 39.5–49.4% inhibition for C. gloeosporioides and 30.4–47.5% for C. scovillei.

MIC and MFC of lemon grass (LG), cinnamon bark (CB) and cinnamon leaf (CL) EOs were 1 and 2 ; 0.2 and 0.8; 0.1 and 0.4 µL/mL, respectively, for C. gloeosporioides. MIC and MFC of CB, LB were 0.4 µL/mL for C. scovillei. Mango anthracnose disease can be inhibited (42.4–52.8%) by a combination of LG/CL EOs (0.8/0.05; 1.2/0.025 µL/mL), LG/CB EOs (1.2/0.025 µL/mL), CL EOs (0.4 µL/mL), and CB (0.8 µL/mL). These were comparable to that of Antracol for C. gloeosporioides. Only EO mixture comparable to that of Antracol for C. scovillei was LG/CL mixture (0.8/0.05; 1.0/0.025 µL/mL) with 42.8–43% of inhibition.

Mixtures of LG/CL EOs (0.4/0.2; 0.8/0.05; 1.2/0.025 µL/mL) and LG (2 µL/mL), CL (0.4 µL/mL) is as effective in reducing anthracnose as commercial chemical fungicide (Probineb 4.2 mg/mL) but at lower concentrate. Particularly, mangoes sprayed with spore suspension and then treated with LG/CL mixture of 1.2/0.025 µL/mL had lower disease rate than natural control (not sprayed with spore suspensionand EOs).

EOs alone and their mixtures of LG/CL achieved higher fruit firmness than mango without EO treatment. They negligibly affected pH, TSS, TA, vitamin C, flesh color, fruit peels and weight loss rate as compared to fruits without EO treatment.

In conclusion, cinamon leaf and cinamon bark EOs alone and their mixture with lemon grass can be used as biofungicides to control anthracnose on mango in post harvest.

2. The novel aspects from the thesis

- Isolating and identifying Colletotrichum scovillei as a new agent causing anthracnose disease on Cat Chu mangoes in the Mekong Delta.

- Determining the content and the chemical composition of EO from different plant sources such as Sanh, Xoan, Mat and Navel orange, cinnamon bark, cinnamon leaf, Java lemongrass, Lemongrass, ginger, turmeric, grapefruit, lemon peel, mint, basil and coriander.

- Identifying 3 EOs (lemongrass, cinnamon leaf and cinnamon bark) with high antifungal activity against Colletotrichum spp. Determining the mixture concentrations of lemongrass EO with cinnamon leaf or cinnamon bark EO that are more effective than using EOs alone and commercial chemical fungicide in inhibiting fungi that cause anthracnose on Cat Chu mango. The mixtures of EOs and EO has no effect on Cat Chu mango fruit's ensory values or quality.

3. Application prospect and suggestions for further study

- Application prospect

- The ability to inhibit Colletotrichum sp. causes of anthracnose disease on post-harvest mango fruits of EOs and EO mixtures have been proven. The thesis provides useful information on the use of EOs in the process of preserving Cat Chu mangoes after harvest to reduce anthracnose on the fruit and still maintain the quality of the fruit.

- The results of the thesis can be applied in preserving post-harvest mangoes, controlling fungi that cause anthracnose, and maintaining fruit quality.

- Suggestions for further study

- Developing products from mixtures of LG/CL EO (0.4/0.2, 0.8/0.05, and 1.2/0.025 µL/mL), LG EO (2 µL/mL), and CL EO (0.4 µL/mL) to prevent anthracnose disease on post-harvest mangoes.

- In vivo testing EOs and EO mixtures in vapour form to inhibit Colletotrichum spp. of on Cat Chu mango fruit.

- In vivo testing EOs and EO mixture on post-harvest Cat Chu mangoes on a larger scale for application in production.

• Xem chi tiết nội dung luận án
• Xem thông tin đăng tải tại Website Bộ giáo dục và Đào tạo. (Nhập tên NCS vào ô tìm kiếm)