ĐỊNH DANH GỪNG THỪA THIÊN HUẾ BẰNG ... - CSDL Khoa học

ĐỊNH DANH GỪNG THỪA THIÊN HUẾ BẰNG CHỈ THỊ MATK VÀ ỨNG DỤNG CHẾ PHẨM TRICHODERMA – STREPTOMYCES KÍCH THÍCH SINH TRƢỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÂY GỪNG

Phan Thị Thảo Nguyên^1,3, Phạm Thị Thanh Thảo³, Trần Thúy Lan¹, Hoàng Tấn Quảng¹, Trần Thị Thu Hà², Nguyễn Quang Đức Tiến³, Trƣơng Thị Bích Phƣợng^3,*

1Viện Công nghệ sinh học, Đại học Huế

2Trường Đại học Nông lâm, Đại học Huế

3Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế

TÓM TẮT

Gừng (Zingiber officinale Roscoe) là cây gia vị, cây thuốc dân gian quan trọng đối với con người và được dùng nhiều trong y dược và công nghiệp thực phẩm. Đặc biệt, gừng trồng ở ngã ba Tuần, La Khê Trẹm, xã Hương Thọ, thị xã Hương Trà, tỉnh Thừa Thiên Huế đã nổi tiếng từ lâu bởi hương vị đậm đà và vị cay đặc trưng. Tuy nhiên, giống gừng này hiện nay đang bị trồng lẫn với nhiều giống gừng không rõ nguồn gốc khác. Vì vậy, định danh giống gừng này bằng chỉ thị phân tử có thể giúp nhận diện giống, cung cấp cơ sở cho canh tác và sản xuất chất chuyển hóa thứ cấp của giống gừng bản địa. Ở Việt Nam bệnh héo xanh vi khuẩn được ghi nhận trên cà chua, khoai tây, cà tím, đậu phộng, gừng. Sử dụng các chế phẩm sinh học như Trichoderma, Streptomyces có tác dụng phòng bệnh và kích thích sinh trưởng cây trồng. Kết quả phân tích trình tự DNA cho thấy các mẫu gừng nghiên cứu thuộc loài Zingiber officinale (độ tương đồng đạt 99,30 – 99,65%). Kết quả xây dựng cây phả hệ của vùng gen matK chỉ ra sự khác biệt rõ rệt giữa trình tự DNA của giống gừng này so với hai trình tự tham chiếu trên GenBank (mã truy cập NC_053656.1 và HM367675.1). Kết quả nghiên cứu ứng dụng chế phẩm sinh học TS (Trichoderma – Streptomyces) cho thấy cây gừng trồng bằng củ được xử lý bằng Trichoderma và Streptomyces với tỉ lệ 1:1 cho kết quả sinh trưởng và phát triển tốt nhất, hạn chế tỷ lệ cây bị bệnh và tỷ lệ sâu hại ở cây gừng.

Từ khóa: chế phẩm, định danh, gừng Huế, matK, Streptomyces, Trichoderma, Zingiber officinale,

MỞ ĐẦU

Cây gừng (Zingiber officinale Roscoe) là một trong những gia vị quan trọng nhất của thế giới, ngoài ra củ gừng còn có giá trị nhƣ là một loại thảo dƣợc. Gừng chứa nhiều thành phần hóa học có hoạt tính sinh học cao, chẳng hạn nhƣ các hợp chất phenolic (gingerol, shogaol và paradol) và terpene (β-bisabolene, α-curcumene, zingiberene, α-farnesene và β-sesquiphellandrene) có tác dụng chống nôn, chống viêm, chống oxy hóa, chống khối u, chống ung thƣ và bảo vệ hệ thần kinh [1].

Thừa Thiên Huế nổi tiếng với mứt gừng có vị thơm cay, đậm đà hơn so với các vùng khác do đƣợc chế biến từ củ gừng đƣợc trồng ở vùng ngã ba Tuần. Bởi vì sở hữu hƣơng vị đặc biệt, giống gừng này đƣợc tin tƣởng là có một lƣợng tinh dầu gừng lớn, có tiềm năng để ứng dụng vào ngành công nghiệp dƣợc phẩm. Nghiên cứu của Hien và đồng tác giả (2014) đã cho thấy một lƣợng lớn α-zingeberene (32,52%) trong tinh dầu gừng Huế [2]. Hợp chất thứ cấp này có các hoạt tính chống lại một số vi sinh vật (Penicillium spp., Candida albicans, Aspergillus niger, và Bacillus subtilis) và có thể có tác dụng hạ sốt, chống dị ứng, giảm đau, chống ho và ngăn ngừa hóa chất [3]. Tuy nhiên hiện nay, giống gừng này đang bị trồng lẫn với các loại gừng cao sản không rõ nguồn gốc. dẫn đến tình trạng thoái hóa giống hoặc có nguy cơ dần dần mất giống.

DNA barcode là một phƣơng pháp định danh phổ biến, có thể áp dụng cho các đối tƣợng sinh vật khác nhau từ động vật, thực vật, vi sinh vật và dựa trên nguyên tắc so sánh các vùng trình tự DNA ngắn có tốc độ tiến hóa đủ nhanh để phân loại các chi và các loài trong cùng chi. Gen matK của lục lạp có kích thƣớc 1500 bp và mã hóa cho maturase. Gen này chứa tỷ lệ thay thế cao trong loài và là một ứng viên tiềm năng để nghiên cứu hệ thống học và tiến hóa thực vật [4]. Năm 2020, Giang và đồng tác giả đã sử dụng matK làm chỉ thị DNA barcode để nhận diện các loài thuộc họ Zingiberaceae và đánh giá mối quan hệ di truyền giữa các loài này [5].

Trên thế giới, bệnh héo xanh vi khuẩn gây ra bởi Ralstonia solanacearum đƣợc ghi nhận trên cây gừng. Kumar và Samar (2014) đã mô tả đặc điểm của loài vi khuẩn này gây ra bệnh héo xanh ở cây gừng Ấn Độ [6]. Ở Việt Nam, một vài loài cây khác nhƣ cà chua, khoai tây, cà tím cũng ghi nhận bệnh này [7, 8]. Do đó, sử dụng các chế phẩm sinh học có khả năng phòng bệnh nhƣ Trichoderma và Streptomyces có tác dụng phòng bệnh và kích thích sinh trƣởng. Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng khi kết hợp nấm đối kháng Trichoderma và xạ khuẩn Streptomyces có khả năng phòng trừ bệnh héo xanh do vi khuẩn R. solanacearum trên cây ớt. Tác giả Minh (2010) đã nghiên

cứu các chủng Trichoderma đối với khả năng khống chế Fusarium solani gây bệnh thối rễ cam quýt [9]. Tác giả Nhung (2015) đã đánh giá khả năng phòng trừ của xạ khuẩn Streptomyces với nấm gây bệnh phấn trắng trên cây đậu tƣơng và dƣa chuột [10]. Vì vậy việc ứng dụng 2 tác nhân sinh học Trichoderma và Streptomyces trong phòng trừ bệnh héo xanh gừng rất khả quan. Ngoài hiệu quả trừ nấm gây bệnh, làm giảm tỷ lệ cây bị bệnh, chế phẩm từ nấm Trichoderma còn có tác dụng tốt đối với cây trồng, tăng sức đề kháng với vi sinh vật gây bệnh, tác dụng kích thích sinh trƣởng cây trồng [11].Trong nông nghiệp, xạ khuẩn Streptomyces còn tác dụng thúc đẩy sự sinh trƣởng của cây trồng [12].

NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP Nguyên liệu

Vật liệu nghiên cứu là cây gừng, thu từ ba vƣờn trồng (diện tích > 300 m²) ngã ba Tuần, xã Hƣơng Thọ, tỉnh Thừa Thiên Huế đƣợc tiến hành tách chiết DNA tổng số, phục vụ cho phân tích trình tự DNA, ký hiệu R1 – R3.

Cặp mồi DNA barcode sử dụng trong nghiên cứu này là cặp mồi matK 3F-Kim (5‘

CGTACAGTACTTTTGTGTTTACGAG 3‘) và matK 1R-Kim (5‘ ACCCAGTCCATCTGGAAATCTTGGTTC 3‘), có khả năng khuếch đại đoạn DNA với kích thƣớc từ 859 – 865 bp

Chế phẩm Trichoderma – Streptomyces (TS) dạng bột không tan với mật độ bào tử 10⁸ CFU/g chế phẩm, do Bộ môn Bảo vệ thực vật, Khoa Nông Học, Trƣờng Đại học Nông Lâm, Đại học Huế cung cấp.

Phƣơng pháp nghiên cứu Tách chiết genomic DNA

DNA tổng số đƣợc tách chiết theo quy trình của Doyle và Doyle (1987) [13].

Thực hiện phản ứng PCR

DNA tổng số của lá gừng đƣợc dùng làm khuôn mẫu để khuếch đại PCR.

Tiến hành thực hiện phản ứng PCR với các cặp mồi barcode. Thành phần phản ứng PCR: 12,5 µL nƣớc khử ion vô trùng, 25 µL Green Master Mix 2 , 5 µL mồi matK - F (10 pmol/µL), 5 µL mồi matK - R (10 pmol/µL), 2,5 µL DNA (100 ng/µL). Tổng thể tích phản ứng là 50 µL.

Phản ứng PCR đƣợc thực hiện trong máy luân nhiệt (PCR: MJ - Mini^TM Persanol Thermal Cycle, Bio - Rad) theo chu trình sau: biến tính sợi đôi DNA ở 95^oC/5 phút, tiếp đến là 30 chu kỳ: 95^oC/1 phút, 48^oC/1 phút, 72^oC/1 phút, cuối cùng là 72^oC/10 phút.

Sản phẩm PCR đƣợc điện di trên agarose gel 1% và nhuộm bằng SafeView Classic Mucleic Acid Stains (ABM, Canada). Hình ảnh điện di thu nhận bằng hệ thống Ultra Slim LED Illuminator và phân tích theo thang DNA chuẩn của hãng Thermo Scientific (GeneRuler 1kb DNA Ladder, #SM0313).

Phân tích trình tự gen

Sản phẩm PCR sau khi tinh sạch có kích thƣớc nhỏ hơn 1000 bp (matK) đƣợc gửi phân tích trình tự nucleotide ở công ty 1st BASE (Apical Scientific Sdn Bhd, Malaysia).

Nghiên cứu ảnh hƣởng của chế phẩm sinh học TS đến sinh trƣởng, phát triển và sâu bệnh hại gừng Bố trí thí nghiệm về thử nghiệm gồm 4 công thức, mỗi công thức là 4,5 m², tổng diện tích là 18 m², với 3 lần nhắc lại. Trong đó công thức 4 làm đối chứng: khối lƣợng hom là 25 g, mật độ là 12 (cây/m²), bón phân chuồng với lƣợng 5 tấn/ha. Hom đƣợc xử lý với chế phẩm: 100% Streptomyces (S100), 50% Trichoderma : 50%

Streptomyces (TS50), 100% Trichoderma (T100) với lƣợng 1 kg chế phẩm/sào, bón thúc NPK 0,14 tấn/ha. Đối chứng (ĐC) không đƣợc xử lý bằng chế phẩm.

Thí nghiệm đƣợc tiến hành từ 8/2019 đến 2/2020.

Đánh giá ảnh hƣởng của chế phẩm đến các chỉ tiêu:

- Chỉ tiêu sinh trƣởng: theo dõi 15 cây/công thức, đo các chỉ tiêu định kỳ 7 ngày/lần, gồm: tỷ lệ nảy mầm (%), chiều cao cây (cm), số lá/cây (lá/cây), khả năng đẻ nhánh (nhánh/cây).

- Chỉ tiêu dịch hại: Xác định mật độ dịch hại (ốc sên, sâu ăn lá) theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về phƣơng pháp điều tra phát hiện dịch hại cây trồng QCVN 01-38:2010/BNNPTNT). Định kỳ theo dõi 7 ngày/lần. Xác định đƣờng cong tích lũy sâu hại theo thời gian - AUPPC (Area under pest progress curve).

Xử lý thống kê

Kết quả giải trình tự DNA đƣợc xử lý bằng phần mềm Bioedit (v7.2.5) và MEGA X. Đánh giá mức độ tƣơng đồng và độ bao phủ của các trình tự DNA bằng cách đối chiếu với các trình tự có sẵn trên cơ sở dữ liệu nr-nt của NCBI bằng công cụ BLAST (Basic local Alignment Search Tool, https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi) với các

tham số mặc định. Các trình tự DNA đƣợc sắp xếp gióng cột bằng chức năng Clustal W trên phần mềm MEGA X với các tham số mặc định. Cây phát sinh loại đƣợc xây dựng dựa trên phƣơng pháp Maximum Likelihood với giá trị bootstrap 1000.

Số liệu đánh giá các chỉ tiêu sinh trƣởng và phát triển của cây gừng đƣợc xử lý thống kê sinh học bao gồm giá trị trung bình, phân tích ANOVA bằng phần mềm SPSS 20 và Microsoft office Excel 2010.

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Kết quả khuếch đại đoạn gen matK

DNA tổng số tách chiết từ lá gừng sau khi pha loãng cùng nồng độ đƣợc sử dụng làm khuôn mẫu cho phản ứng PCR. Nhiệt độ bắt mồi cho phản ứng PCR là 48°C. Sản phẩm PCR và thang chuẩn DNA đƣợc điện di trên gel agarose 1% thể hiện ở Hình 1.

Hình 1. Kết quả PCR của vùng gen matK trên các mẫu gừng (M: GeneRuler^TM 1kb DNA Ladder)

Kết quả khuếch đại vùng matK bằng PCR đƣợc kiểm tra trên gel agarose 1%, cho thấy tỉ lệ khuếch đại đạt 100%

và kích thƣớc vùng gen mục tiêu khoảng 900 bp.

Kết quả giải trình tự gen và đánh giá đặc điểm trình tự

Kết quả thể hiện ở bảng 4 và 5 cho thấy kích thƣớc của từng phân đoạn gen matK nghiên cứu là 859 – 865 bp.

Các trình tự matK đầu tiên đã đƣợc đăng lên Genbank với mã số đƣợc cung cấp (Bảng 1).

Kết quả BLAST trên cơ sở dữ liệu nr-nt của NCBI cho thấy trình tự tƣơng đồng của các mẫu nghiên cứu với Zingiber officinale (mã truy cập là MN736958.1) đạt 99,30 – 99,65% và tỉ lệ bao phủ cao đạt 99%.

Bảng 1. Kết quả BLAST trình tự đoạn gen matK của các mẫu gừng nghiên cứu trên GenBank

STT Tên mẫu

Mã số GenBank

Kích thƣớc

Trình tự tham chiếu trên GenBank

Độ bao phủ (%)

Độ tƣơng đồng (%)

1 R1 MZ202364 864 MN736958.1 Zingiber

officinale 99 99,65

2 R2 MZ202365 859 MN736958.1 Zingiber

officinale 99 99,65

3 R3 MZ202366 865 MN736958.1 Zingiber

officinale 99 99,30

Từ kết quả nghiên cứu, có thể thấy vùng gen matK có độ bao phủ và độ tƣơng đồng cao. Kết quả này gần giống với nghiên cứu của Giang và đồng tác giả (2020), với độ bao phủ đạt từ 99 – 100% và độ tƣơng đồng đạt 97,93 – 99% khi giải kết quả trình tự vùng gen matK ở cây gừng [5]. Kết quả này cho thấy các mẫu nghiên cứu thuộc loài Zingiber officinale.

Kết quả xây dựng cây phả hệ

Kết quả nghiên cứu mối quan hệ của các mẫu gừng nghiên cứu với loài trong cùng chi trên cơ sở phân tích trình tự nucleotide vùng gen matK (Hình 2) bằng phƣơng pháp Maximum Likelihood (hệ số boostrap 1000) cho thấy, các mẫu gừng có quan hệ gần gũi nhất với 2 loài là Z. officinale và Z. montanum đƣợc lấy từ GenBank với mã truy cập là MN736958.1, NC_053656.1. Trong đó các mẫu nghiên cứu thu đƣợc từ Ngã ba Tuần, La Khê Trẹm,

Hƣơng Thọ đều nằm trong cùng 1 nhóm với độ tƣơng đồng cao (97%), các mẫu này có độ tƣơng đồng với 2 loài Z. officinale và Z. montanum là 94% và nằm ở 1 nhánh khác với loài Z. purpureum (mã truy cập HM367675.1).

Hình 2. Cây phả hệ dựa trên trình tự DNA vùng matK của mẫu gừng nghiên cứu và các trình tự tham chiếu trên Genbank

Ảnh hƣởng của chế phẩm sinh học đến sinh trƣởng và phát triển của cây gừng

Qua theo dõi chúng tôi nhận thấy, trên cùng một đối tƣợng cây trồng với chế độ chăm sóc nhƣ nhau thì với liều lƣợng chế phẩm sinh học khác nhau sẽ cho tốc độ tăng trƣởng chiều cao cây, động thái ra lá và tốc độ đẻ nhánh khác nhau (Bảng 2, 3, 4).

Bảng 2. Ảnh hƣởng của chế phẩm sinh học đến động thái tăng trƣởng chiều cao của cây gừng

CT Thời gian sau trồng - Đơn vị tính (ĐVT): cm

6 tuần 8 tuần 10 tuần 12 tuần 14 tuần

T100 24,32^b 36,45^b 52,92^b 70,58^b 77,91^b

S100 24,47^b 36,84^b 53,22^b 71,67^ab 78,55^b

TS50 26,38^a 39,77^a 55,65^a 73,73^a 85,71^a

ĐC 21,89^c 34,62^bc 50,24^c 67,02^c 72,77^c

Ghi chú: Các chữ cái khác nhau trong một cột biểu thị sự sai khác có ý nghĩa ở mức p < 0,05.

Từ kết quả ở bảng 2, chiều cao cây cao nhất là công thức chế phẩm sinh học TS50 và chiều cao cây thấp nhất là công thức ĐC. Sau 14 ngày trồng, tăng trƣởng chiều cao cây giữa các công thức biến động từ 72,77 cm đến 85,71 cm. Chiều cao cây cao nhất là công thức chế phẩm sinh học TS50 đạt 85,71 cm và chiều cao cây thấp nhất là công thức ĐC đạt 72,77 cm. Nhƣ vậy công thức thí nghiệm TS50 sử dụng chế phẩm sinh học bằng cách xử lý kết hợp 50% Trichoderma + 50% Streptomyces cho tăng trƣởng chiều cao cây cao nhất.

Bảng 3. Ảnh hƣởng của chế phẩm sinh học đến động thái ra lá của cây gừng

CT Thời gian sau trồng - ĐVT: lá/cây

6 tuần 8 tuần 10 tuần 12 tuần 14 tuần

T100 3,67^a 5,27^a 13,06^b 15,02^ab 17,34^b

S100 3,86^a 5,75^a 13,67^ab 14,64^b 17,28^b

TS50 4,56^a 6,16^a 14,93^a 16,05^a 19,61^a

ĐC 3,36^a 5,15^a 11,02^c 12,92^c 14,47^c

Ghi chú: Các chữ cái khác nhau trong một cột biểu thị sự sai khác có ý nghĩa ở mức p < 0,05.

Sau 8 tuần trồng, số lá giữa các công thức sai khác không có ý nghĩa thống kê. Sau 14 tuần trồng, số lá giữa các công thức biến động. Số lá mới trung bình cao nhất là công thức TS50 (19,61 lá/cây), số lá trung bình thấp nhất là công thức ĐC (14,47 lá/cây).

Bảng 4. Ảnh hƣởng của chế phẩm sinh học đến khả năng đ nhánh của cây gừng

CT Thời gian sau trồng - ĐVT: Nhánh/cây

6 tuần 8 tuần 10 tuần 12 tuần 14 tuần

T100 1,72^a 5,48^b 7,33^ab 11,99^bc 17,12^b

S100 2,01^a 5,88^b 7,46^ab 12,34^b 17,87^b

TS50 2,12^a 6,26^a 8,24^a 14,58^a 20,94^a

ĐC 1,53^a 5,26^b 6,82^c 10,96^c 15,69^c

Ghi chú: Các chữ cái khác nhau trong một cột biểu thị sự sai khác có ý nghĩa ở mức p < 0,05.

Số nhánh giữa các công thức ít biến động ở kỳ điều tra sau 6 tuần trồng. Từ 8 tuần trồng trở đi, số nhánh giữa các công thức biến động. Số nhánh trung bình cao nhất là công thức TS50, số nhánh trung bình thấp nhất là công thức ĐC. Sau 14 tuần trồng, số nhánh giữa các công thức biến động từ 15,69 nhánh/cây đến 20,94 nhánh/cây. Số nhánh trung bình cao nhất là công thức TS50 đạt 20,94 nhánh/cây, số nhánh trung bình thấp nhất là công thức ĐC đạt 15,69 nhánh/cây.

Kết quả này cũng tƣơng tự với kết quả của Haring và đồng tác giả (2019), khi sử dụng kết hợp Trichoderma và Streptomyces kích thích sinh trƣởng của cây Allium ascalonicum L. cho chiều cao trung bình là 40,56 cm, tốt hơn nhiều so với khi chỉ sử dụng Trichoderma (37,67 cm). Tƣơng tự, với động thái ra lá, số lá trung bình của cây khi xử lý kết hợp Trichoderma và Streptomyces là nhiều hơn (6,94 lá) so với khi xử lý riêng rẽ với Streptomyces (5,72 lá) và đối chứng [14]. Điều này cho thấy sự kết hợp giữa Trichoderma và Streptomyces đã có ảnh hƣởng tích cực đến sinh trƣởng và phát triển của cây. Theo Nasaruddin (2012), Trichoderma sp. có thể cải thiện chiều cao cây và khả năng sinh sản khi sử dụng chúng riêng rẻ hoặc kết hợp với các vi sinh vật khác [15].

Ảnh hƣởng của chế phẩm sinh học đến tỷ lệ bệnh và tỉ lệ sâu hại của cây gừng

Sâu bệnh hại là một trong những nguyên nhân làm giảm đáng kể đến năng xuất cây trồng, gây thiệt hại lớn cho sản xuất nông nghiệp. Qua theo dõi từng công thức thí nghiệm sử dụng chế phẩm sinh học khác nhau thì tỉ lệ bệnh (%) và tỉ lệ cây bị sâu hại (%) cũng khác nhau, nhƣng ít khác biệt qua các kỳ điều tra. Sau khi sử dụng chế phẩm sinh học TS50 thì số lƣợng cây bị sâu hại giảm thiểu. Các công thức thí nghiệm còn lại cũng có xuất hiện sâu hại nhƣng không đáng kể. Qua xử lí AUPPC cho thấy công thức xử lý chế phẩm có tỉ lệ sâu hại từ 8,15%

(TS50) đến 13,10% (ĐC). Tỷ lệ sâu ăn lá ở công thức đối chứng đạt 13,10%.

Qua quá trình theo dõi ảnh hƣởng của các loại chế phẩm khác nhau đến tỷ lệ bệnh thối vàng hại của cây gừng trồng bằng củ, khi xử lý với chế phẩm, tỉ lệ bệnh thối vàng hại cây gừng giảm đáng kể, từ 13,8% ở công thức đối chứng xuống còn 0,05% (T100), 0,07% (S100) và 1,12% (TS50). Qua xử lí AUPPC cho thấy các công thức chế phẩm khác nhau có bệnh thối vàng hại gừng thấp từ 102,88% (TS50) đến 192,25% (ĐC).

Kết quả này cho thấy sử dụng chế phẩm Trichoderma và Streptomyces ở dạng kết hợp hay riêng rẽ đều có hiệu quả trực tiếp đối với các tác nhân gây bệnh. Tác giả Nhung (2015) đã đánh giá khả năng phòng trừ của xạ khuẩn Streptomyces với nấm gây bệnh phấn trắng trên cây đậu tƣơng và dƣa chuột cho ra kết quả tƣơng tự. Trên đồng ruộng, hiệu quả phòng trừ của dòng xạ khuẩn Streptomyces SM19 đối với bệnh phấn trắng trên dƣa chuột ở nồng độ 7% cho hiệu quả phòng trừ cao nhất 59,3% sau 14 ngày phun. Trên cây đậu tƣơng hiệu quả phòng trừ cao nhất sau phun chế phẩm 14 ngày, ở nồng độ 7% là 61,3% [10]. Theo nghiên cứu của Minh (2010), các chủng Trichoderma trong thí nghiệm đều có khả năng khống chế Fusarium solani gây bệnh thối rễ cam quýt trong điều kiện đất vƣờn có pH thấp (4,0 – 4,4). Nhƣ vậy, việc bón chế phẩm sinh học sẽ có hiệu quả tích cực giúp hạn chế sự phát triển sâu bệnh và các vi sinh vật gây hại cho cây gừng [9].

KẾT LUẬN

Nghiên cứu mối quan hệ của các mẫu gừng nghiên cứu với loài trong cùng chi trên cơ sở phân tích trình tự nucleotide vùng gen matK cho thấy các mẫu nghiên cứu thu đƣợc từ Ngã ba Tuần, La Khê Trẹm, Hƣơng Thọ thuộc loài Zingiber officinale. Kết quả nghiên cứu ứng dụng chế phẩm sinh học TS (Trichoderma-Streptomyces) cho trồng giống gừng này cho thấy cây gừng trồng bằng củ đƣợc xử lý bằng chế phẩm sinh học kết hợp 50%

Trichoderma + 50% Streptomyces cho kết quả sinh trƣởng và phát triển tốt nhất, hạn chế tỷ lệ cây bị bệnh và tỷ lệ sâu hại ở cây gừng.

Lời cảm ơn: Đây là kết quả của đề tài khoa học và công nghệ cấp tỉnh được ngân sách nhà nước tỉnh Thừa Thiên Huế đầu tư, mã số TTH.2018-KC03

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Q. Q. Mao et al., "Bioactive Compounds and Bioactivities of Ginger (Zingiber officinale Roscoe)," Foods (Basel, Switzerland), vol. 8, no. 6, p. 185, 2019.

[2] L. T. B. Hien, M. Quy, N. L. L. Thuy, N. T. Hoai, and P. V. Lich, "Study on extraction process, chemical composition and antibacterial activity of ginger oil in Thua Thien Hue," Hue University Journal of Medicine and Pharmarcy, vol. 8, pp. 24-30, 2018.

[3] P. Sharma, V. Mahalwal, and M. Ali, "Chemical composition and antimicrobial activity of fresh rhizome essential oil of Zingiber officinale Roscoe," Pharmacognosy Journal vol. 8, pp. 185-190, 06/01 2016.

[4] L. T. T. Hien, H. D. Boer, V. Manzanilla, H. V. Huan, and N. V. Hai, "Genome sequencing in plants and the genus Panax L.," Journal of Biotechnology, vol. 14, no. 1, pp. 1-13, 2016.

[5] N. T. Giang, M. T. K. Ngoc, P. Q. Huong, and H. H. Duc, "Assessment of genetic relationship of gingers (Zingiber spp.) in Vietnam based on DNA barcode markers," National Conference on Biotechnology 2020, pp. 137-142, 2020.

[6] A. Kumar and Y. R. Sarma, "Characterization of Ralstonia solanacearum causing bacterial wilt in ginger," Indian Phytopath, vol. 57, no. 1, pp. 12-17, 2004.

[7] N. T. An, P. V. Kim, N. V. M. Phung, and N. T. T. Nga, "Isolating and screening promising bacteriophages in biological control of bacterial wilt on marigold (Tagetes papula L.) caused by Ralstonia solanacearum Smith," Can Tho University Journal of Science, pp. 44-52, 2017.

[8] T. V. Phen, P. T. M. Phuc, N. H. Phong, and D. V. Ai, "Screening rhizobacteria for plant growth promotion and biocontrol of bacterial wilt (Ralstonia solanacearum) on tomato," Can Tho University Journal of Science, vol. 15a, pp. 97-106, 2010.

[9] D. Minh, "Investigating antagonistic ability of Trichoderma sp. on fungi causing decline disease on Citrus," Can Tho University Journal of Science, pp. 42-52, 2010.

[10] N. T. H. Nhung, "Study on using Streptomyces to produce biological product preventing powdery mildew on soybean and cucumber " Master Thesis, Vietnam National University, Hanoi, 2015.

[11] I. Chet and R. Baker, "Isolation and biocontrol potential of Trichoderma hamatum from soil naturally suppressive to,"

Rhizoctonia solani, pp. 286-290, 1981.

[12] H. M. Tan, L. X. Cao, Z. F. He, G. J. Su, B. Lin, and S. N. Zhou, "Isolation of endophytic actinomycetes from different cultivars of tomato and their activities against Ralstonia solanacearum in vitro," World Journal of Microbiology and Biotechnology, vol. 22, no. 12, pp. 1275-1280, 2006.

[13] J. J. Doyle and J. L. Doyle, "A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue," Phytochem. Bull., vol. 19, pp. 11-15, 1987 1987.

[14] F. Haring, E. Syam‘un, and N. M. Ginting, "Effect of Trichoderma sp. and Streptomyces sp. on the growth and production of True Seed Shallots (TSS)," 2019, vol. 343, p. 012020: IOP Publishing.

[15] Nasaruddin, Fisiologi Tumbuhan. Makassar: Masagena Press, 2012.

IDENTIFICATION OF ZINGIBER OFFICINALE ROSCOE CULTIVATED IN THUA THIEN HUE USING MATK AND APPLICATION OF TRICHODERMA –

STREPTOMYCES BIOLOGICAL PRODUCT ON GROWTH OF GINGER PLANT

Phan Thi Thao Nguyen^1,3, Phạm Thị Thanh Thảo³, Tran Thuy Lan¹, Hoang Tan Quang¹, Tran Thi Thu Ha², Tran Thi Thu Ha², Nguyen Quang Duc Tien³ Truong Thi Bich Phuong^3,*

1Institute of Biotechnology, Hue University

2University of Agriculture and Forestry, Hue University

3University of Sciences, Hue University

Summary

Ginger (Zingiber officinale Roscoe) is one of the most valuable herbaceous spices and medicinal plants as it has been widely used in the medical and food industries. The ginger plants of Tuan, La Khe Trem, Huong Tho, Huong Tra commune, Thua Thien Hue province has long been famous for its characteristic aroma and pungency.

However, this kind of ginger has been mixed with unknown ginger varieties. Therefore, identifying by using molecular markers will help to determine variety as well as provide the basis for cultivation and secondary metabolite production for local variety. In Vietnam, bacterial wilt is found in tomato, potato, eggplant, peanut, and ginger plants. Using the biological products of Trichoderma, Streptomyces could treat this disease and prevent insects from harming plants. The DNA sequencing showed that ginger samples in our study belong to Zingiber officinale (Percentage of identify of 99.30 – 99.65%). The phylogeny analysis (based on the matK gene) demonstrated that there is a significant genetic difference between sequences of ginger of Tuan and two sequences from GenBank (Accession NC_053656.1 và HM367675.1). The treatment of the biological product of Trichoderma – Streptomyces with the ratio of 1:1 on the growth of ginger showed the best growing and developing results, limiting the rate of diseases and pests in ginger plants.

Keywords: biological product, identification, Hue’s ginger, matK, Streptomyces, Trichoderma, Zingiber officinale

*Author for correspondence: Tel: +84-931774184; Email: ttbphuong@hueuni.edu.vn