Nghiên cứu ảnh hưởng của Nano Bạc đến bệnh hại cây sen (Nelumbo nucifera) trồng tại Thừa Thiên Huế

ĐẠI HỌC HUẾ VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC NGUYỄN QUANG HOÀNG VŨ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA VẬT LIỆU NANO BẠC ĐẾN MỘT SỐ BỆNH HẠI TRÊN CÂY SEN (Nelumbo nucifera) TRỒNG Ở THỪA THIÊN HUẾ LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC Chuyên ngành: Sinh học Mã số: 9420101 Huế, 2025 ĐẠI HỌC HUẾ VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC NGUYỄN QUANG HOÀNG VŨ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA VẬT LIỆU NANO BẠC ĐẾN MỘT SỐ BỆNH HẠI TRÊN CÂY SEN (Nelumbo nucifera) TRỒNG Ở THỪA THIÊN HUẾ LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC Chuyên ngành: Sinh học Mã số: 9420101 Người hướng dẫn khoa học PGS. HOÀNG THỊ KIM HỒNG TS. HOÀNG TẤN QUẢNG Huế, 2025 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH/BÀI BÁO CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN [1]. Nguyễn Quang Hoàng Vũ, Hoàng Tấn Quảng, Hoàng Thị Kim Hồng (2021).

Hiệu quả kháng nấm của vật liệu nano bạc lên nấm Curvularia lunata gây bệnh đốm lá phân lập trên giống sen trắng (Nelumbo nucifera) trồng tại Thừa Thiên Huế. Báo cáo đăng toàn văn tại Hội nghị khoa học toàn quốc về Công nghệ sinh học, trang 861 – 867. Microbiology associated with disease on white lotus (Nelumbo nucifera Gaertn.) and application of silver nanoparticles for controlling plant pathogens in vitro. Faculty of Agriculture, Kyushu University, 67 (2), 165–172.

Vu Quang Hoang Nguyen, Tram Thi Ngoc Tran, Lan Thuy Tran, Thi Thi Diem Pham, Quang Tan Hoang, Hong Thi Kim Hoang (2023). Neofusicoccum parvum: a novel pathogen species causing wilted leaves and dieback petioles on lotus (Nelumbo nucifera) in Thua Thien Hue, Vietnam. Hue University Journal of Science: Agriculture and Rural Development. Vu Quang Hoang Nguyen, Quang Tan Hoang, Lan Thuy Tran, Tram Tran Thi Ngoc, Hoang Thi Kim Hong (2024).

Molecular phylogeny of Lasiodiplodia theobromae associated with Nelumbo nucifera in Thua Thien Hue, Vietnam, and their sensitivity to silver nanoparticles. Báo cáo toàn văn Hội nghị khoa học toàn quốc về Công nghệ sinh học, pp. Vu Quang Hoang Nguyen, Thi Thi Diem Pham, Lan Thuy Tran, Tram Thi Ngoc Tran, Hoang Tan Quang, Hoang Thi Kim Hong (2025). First report of Colletotrichum plurivorum causing anthracnose on the aquatic plant (Nelumbo nucifera) from Vietnam.

Journal of Phytopathology 173, No.70177 1 MỞ ĐẦU Sen (Nelumbo nucifera) một loài hoa đẹp, thanh khiết, là biểu tượng gắn liền với Phật Giáo cũng như văn hóa và lịch sử. Bên cạnh đó, cây sen còn mang nhiều giá trị kinh tế gắn liền với sự đa dạng sản phẩm đặc sản địa phương và các yếu tố liên quan đến cảnh quan sinh thái. Tất cả các bộ phận của cây sen từ hoa, lá cho đến ngó sen, gương sen và hạt sen đều được sử dụng để làm món ăn và vị thuốc có giá trị trong y học cổ truyền (Pokhrel et al., 2022; Sharma et al. Hạt sen và củ sen là hai bộ phận được sử dụng phổ biến nhất, từ lâu cũng được dùng trong chế biến thực phẩm hay thức uống như trà thảo mộc.

Các hợp chất có hoạt tính sinh học cao như alkaloid, flavonoid, triterpenoid, vitamin có trong hoa, lá, hạt và củ sen có tác dụng lớn trong cải thiện các vấn đề về sức khỏe con người như chống viêm, hoạt tính chống oxy hóa cao cũng được ghi nhận ở các báo cáo gần đây (Chen et al., 2018; Lin et al., 2023; Liu et al., 2015; Zheng et al. Sản xuất nông nghiệp liên tục bị ảnh hưởng bởi rất nhiều các mối đe dọa, tác động bởi nhiều loại mầm bệnh thực vật khác nhau dẫn đến thiệt hại lớn về năng suất và kinh tế, với con số ước tính xấp xỉ 25-30% (Gai & Wang, 2024). Ở Thừa Thiên Huế, cây sen được trồng tập trung trong các ao, hồ ở cả Nội thành và ngoại thành như một tập quán truyền thống có từ lâu đời. Tuy nhiên, trong quá trình trồng, canh tác sen ghi nhận nhiều bệnh hại gây thiệt hại lớn về cả chất lượng, sản lượng, ảnh hưởng trực tiếp đến các hộ nông dân trồng và kinh doanh về sen.

Năm 2019, một số diện tích sen ở các địa phương có hiện tượng chết, bệnh với tỷ lệ lớn (có nhiều vùng tỷ lệ chết lên đến 50 - 70%). Phương thức xử lý được áp dụng phổ biến hiện nay là sử dụng thuốc diệt nấm, thuốc trừ sâu. Tuy nhiên, cường độ sử dụng và phổ hoạt động hẹp của hầu hết các loại thuốc diệt nấm tổng hợp là dẫn đến các vấn đề về kháng thuốc và gia tăng chi phí xử lý môi trường do dư lượng thuốc còn lại trong môi trường. Nhiều giải pháp chiến lược, đổi mới công nghệ tiên tiến được đưa ra để giảm thiểu những thiệt hại.

Trong đó, công nghệ nano đang nổi lên, thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học với tiềm năng ứng dụng, cách mạng hóa mạnh mẽ nhiều lĩnh vực như khoa học, công nghệ, y học và nông nghiệp nhờ các đặc tính lý hóa độc đáo, diện tích bề mặt tác động lớn, khả năng phản ứng cao (Siddiqui et al. Hiện nay, việc phát triển và ứng dụng các hạt nano sinh tổng hợp đã mở ra con đường mới trong nghiên cứu nông nghiệp hướng tới phát triển các phương pháp kiểm soát bệnh cây thân thiện với môi trường và hiệu quả. Trong các vật liệu nano, nano bạc (AgNPs) với đặc tính kháng đặc trưng và diện tích bề mặt lớn đã được minh chứng và tăng hiệu quả ở liều thấp, hứa hẹn sẽ cung cấp một giải pháp thay thế phù hợp, thân thiện với môi trường (Roy et al., 2013; Zhang et al. Như vậy, việc ứng dụng các vật liệu nano được kỳ vọng sẽ đóng một vai trò như một giải pháp đầy hứa hẹn trong việc giải quyết thách thức này.

Nhằm mục tiêu chung là thúc đẩy tính hiệu quả và tính bền vững của các hoạt động nông nghiệp đòi hỏi ít đầu vào, tạo ra ít chất thải, vật chất thừa so với phương pháp truyền thống. Xuất phát từ những nhu cầu thực tiễn nêu trên, đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của vật liệu nano bạc đến một số bệnh hại trên cây sen (Nelumbo nucifera) trồng ở Thừa Thiên Huế” được tiến hành nhằm xác định các tác nhân gây hại và đánh giá hiệu quả của nano bạc trong việc phòng chống các tác nhân gây hại trên cây sen. MỤC TIÊU CỦA NGHIÊN CỨU 2. Mục tiêu chung: - Đánh giá được ảnh hưởng nano bạc đến các tác nhân gây hại trên cây sen trồng ở Thành phố Huế.

Mục tiêu cụ thể: - Phân lập, định danh được các tác nhân nấm gây hại trên cây sen. - Đánh giá được hiệu lực ức chế và các tác động ảnh hưởng của nano bạc lên các đối tượng gây hại trên cây sen trồng ở Thành phố Huế trong điều kiện phòng thí nghiệm. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3. Đối tượng nghiên cứu: Những tác động của nano bạc lên các đến (hiệu lực ức chế khả năng sinh trưởng, đặc điểm hình thái, tính toàn vẹn màng tế bào, biến động sinh hóa) các tác nhân nấm gây hại trên cây sen trồng ở Thành phố Huế.

Phạm vi nghiên cứu - Phạm vi thời gian: Luận án được thực hiện từ tháng 01/2021 đến tháng 04/2025 - Phạm vi đối tượng: Tập trung vào các tác nhân gây hại (nấm) trên lá của 2 giống sen: sen trắng Huế và sen hồng Cao sản (sen hồng Đồng Tháp). - Phạm vi không gian: Quá trình khảo sát, điều tra, thu mẫu bệnh sen tiến hành tại điểm trồng sen đặc trưng ở Thành phố Huế* (Quận Phú Xuân, Quận Thuận Hóa và các huyện Hương Trà, Hương Thủy, Phong Điền, Phú Lộc). Quá trình phân lập, đánh giá các ảnh hưởng của vật liệu nano bạc được tiến hành tại Viện Công nghệ sinh học, Đại học Huế 4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 4.

Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ cung cấp dẫn liệu khoa học mới có tính hệ thống và có giá trị về phân loại học của các tác nhân gây hại trên cây sen trồng ở Thành phố Huế, từ đó làm rõ sự đa dạng về chủng loại và phân bố của các tác nhân nấm gây hại trên cây sen, đóng góp bổ sung dữ liệu hệ thống học và sinh thái học cho nhóm nấm gây bệnh trên cây trồng tại Thành phố Huế cũng như Việt Nam. Nghiên cứu cung cấp dữ liệu quan trọng về hiệu quả kháng nấm của nano bạc, cơ chế sinh hóa mà nano bạc tác động lên từng đối tượng nấm gây hại góp phần mở rộng hiểu biết về cơ chế kháng nấm của các nano bạc. Làm nguồn thông tin, tài liệu tham khảo cho việc ứng dụng nano bạc trong phòng chống, quản lý bệnh hại trên cây sen. Ý nghĩa thực tiễn Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học để ứng dụng nano bạc làm chất kháng nấm hiệu quả trong quản lý bệnh hại trên cây sen, giúp giảm thiểu việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật hóa học truyền thống, từ đó góp phần bảo vệ môi trường.

Việc xác định các chỉ số nồng độ ức chế tối thiểu, nồng độ diệt nấm tối thiểu và EC50 giúp định hướng lựa chọn liều lượng nano bạc phù hợp, tối ưu hóa hiệu quả phòng chống nấm gây hại và giảm thiểu nguy cơ phát sinh kháng thuốc. Kết quả nghiên cứu cho thấy nano bạc có tính đặc hiệu cao đối với các chủng nấm gây hại trên cây sen, góp phần nâng cao năng suất và chất lượng cây trồng. Từ đó, mở ra hướng đi mới trong việc ứng dụng công nghệ nano vào nông nghiệp bền vững, đặc biệt trong kiểm soát sinh học các bệnh thực vật, từ đó thúc đẩy phát triển nông nghiệp xanh, sạch và thân thiện với môi trường. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN - Nghiên cứu trong luận án đã đóng góp một số kết quả mới sau đây: 1.

Nghiên cứu đã xây dựng một bộ dữ liệu chi tiết về sự đa dạng các loài nấm gây hại trên cây sen trồng tại Thành phố Huế, bao gồm thông tin về thành phần loài gây hại đặc điểm phân bố địa lý và điều kiện sinh cảnh dựa trên cách tiếp cận tổng hợp đa bằng chứng. Việc kết hợp đồng thời các phương pháp phân tích hình thái, phát sinh loài đa locus cùng với các 3 phương pháp xác định ranh giới loài GCPSR và PTP, nghiên cứu đã xác định 21 tác nhân gây bệnh đến cấp độ loài, thuộc 9 chi nấm khác nhau. Trong đó 13 loài nấm ghi nhận mới ở Việt Nam, 17 loài là tác nhân bệnh mới trên cây sen trên phạm vi toàn cầu, và 20 loài là ghi nhận mới trên cây sen tại Việt Nam. Những dữ liệu này không chỉ góp phần hoàn thiện hệ thống phân loại học của nhóm nấm gây hại trên cây sen tại Thành phố Huế và Việt Nam, cũng như trên thế giới mà còn tạo nền tảng khoa học vững chắc cho các nghiên cứu tiếp theo.