Người dịch: Thạc sỹ Nguyễn Thị Tiến Sỹ
Bộ môn Bảo vệ Thực vật
Tuyến trùng gây u sưng rễ thuộc chi Meloidogyne, được Berkeley báo cáo lần đầu tiên vào năm 1855 khi ông quan sát chúng gây hại trên cây dưa leo. Cho tới năm 1949, Chitwood đã xác định được 4 loài và một dưới loài (M. incognita acrita) thuộc chi Meloidogyne, trước đấy tất cả tuyến trùng gây u sưng rễ đều cho là thuộc cùng một loài là Heterodera radicola.
Trong một bài báo năm 1887 (được in lại vào năm 1892), Goeldi đã miêu tả loài Meloidogyne exigua. Từ miêu tả này thì Chitwood đã lấy tên mà ngày nay chúng ta sử dụng cho loài tuyến trùng gây nốt sưng. Tên Meloidogyne được bắt nguồn từ tiếng Hi Lạp có nghĩa là “con cái hình quả lê” (apple-shaped female). Khoảng 100 loài tuyến trùng Meloidogyne đã được miêu tả. Những loài phổ biến và gây thiệt hại kinh tế nghiêm trọng là M. incognita, M. javanica, M. arenaria, M. hapla, M. chitwoodi và M. graminicola. Tuyến trùng gây u sưng rễ chủ yếu là những sinh vật nhiệt đới và cận nhiệt, tuy nhiên 2 loài M. hapla và M. chitwoodi thích nghi rất tốt với điều kiện khí hậu ôn đới.
Giống như tất cả các loài tuyến trùng ký sinh thực vật, tuyến trùng gây u sưng rễ có một kim hút để hút dịch và dinh dưỡng từ tế bào cây ký chủ (Hình 9, 10). Tuyến trùng không có khung xương bên trong, và “da” hoặc lớp biểu bì bên ngoài hoạt động để chống lại áp lực thẩm thấu bên trong để duy trì hình dạng cơ thể và hỗ trợ vận động.
Không giống như những loài ký sinh thực vật khác, con cái trưởng thành của tuyến trùng gây u sưng rễ có hình cầu, không di động và dài từ 400 – 1000 µm. Mỗi con cái cố định một điểm chích hút trong rễ cây. Điểm chích hút của tuyến trùng gây u sưng rễ là một nhóm các tế bào và được biết đến là “ những tế bào khổng lồ” (giant-cells) (Hình 11). Khi tuyến trùng xâm nhập vào tế bào cây bằng kim hút của nó, nó sẽ tiết ra protein và tiêm vào tế bào kích thích những thay đổi bên trong tế bào bị ký sinh. Các tế bào bị ký sinh đã nhanh chóng trở thành đa nhân (có nhiều hạt nhân) vì sự phân chia hạt nhân xảy ra khi không có sự hình thành của thành tế bào. Quá trình này được coi là “tách rời” khỏi sự phân chia tế bào. Các tế bào không bao giờ thực sự phân chia thành các tế bào mới; chúng chỉ trở nên lớn hơn và chứa nhiều nhân. Điều này cho phép tế bào khổng lồ tạo ra một lượng lớn các protein mà tuyến trùng sẽ sử dụng. Các tế bào khổng lồ cũng hoạt động như những bể dinh dưỡng, đưa các chất dinh dưỡng thực vật vào cho tuyến trùng sử dụng. Tuyến trùng gây u sưng rễ không ăn trực tiếp từ tế bào. Nó tạo thành một ống dẫn thức ăn (từ các chất tiết của tế bào thực quản), được giải phóng từ kim hút vào tế bào chất thực vật, nó hoạt động như một cái rây để sàng lọc các chất dinh dưỡng mà tuyến trùng có thể tiêu hóa được. Như tên gọi, các tế bào khổng lồ có thể phát triển rất lớn. Được kích hoạt bởi dịch tiết của tế bào thực quản tuyến trùng, sự gia tăng sản xuất các chất điều hòa sinh trưởng thực vật đã được chứng minh đóng một vai trò trong việc gia tăng kích thước và sự phân chia tế bào. Các tế bào rễ lân cận các tế bào khổng lồ cũng có thể phình to và phân chia nhanh chóng, có lẽ là do sự khuếch đại của chất điều hòa tăng trưởng thực vật, dẫn đến sự hình thành bướu rễ.
Khi những con tuyến trùng cái lớn lên, vùng sau của nó có thể phá vỡ lớp biểu bì của rễ, và trứng được đẻ thành một khối dính lại với nhau (Hình 12, 13 14, 15, 16). Những con tuyến trùng cái trưởng thành có thể được nhìn thấy bằng mắt thường mà không cần phóng đại.
Ấu trùng tuổi 2 (J2) (Hình 17) và con đực (Hình 18) chỉ có thể quan sát được dưới kính hiển vi. Thông thường, con tuyến trùng cái có hình cầu với một cái cổ ngắn chứa kim hút, ống nối thực quản và thực quản.
Âu trùng tuổi 2 của tuyến trùng gây u sưng rễ thường gặp trong đất và có hình giống con giun (Hình 17) có chiều dài tối đa là 500 µm và chiều rộng 15 µm. Đây là giai đoạn xâm nhiễm duy nhất của chi tuyến trùng gây u sưng rễ.
Tuyến trùng gây u sưng rễ đực có hình giống con giun và dài từ 1100 – 2000 µm (Hình 18). Chúng có môi rõ ràng và kim hút phát triển mạnh. Thêm vào đó, chúng có gai sinh dục có thể quan sát được dùng để giao phối và có đuôi tròn, không nhọn.
Nhiều loài tuyến trùng Meloidogyne là sinh sản độc tính (parthenogenic) hoặc sinh sản độc tính tùy chọn (facultatively parthenogenic). Điều này có nghĩa là con đực không cần thiết để hoàn thành vòng đời của tuyến trùng và trứng sống có thể được con cái tạo ra mà không cần phải thụ tinh. Do đó, con đực có thể rất hiếm ở một số loài và chỉ gặp khi mật độ tuyến trùng bị suy giảm do stress bởi môi trường sống.
Tuyến trùng gây u sưng rễ có thể được định danh tới loài bằng một số kỹ thuật nhưng phương pháp phổ biến nhất là phân tích hoa văn lỗ dưới (perineal pattern analysis) (Hình 19). Lỗ dưới (perineum) (là vùng xung quanh âm hộ và hậu môn) của con tuyến trùng cái thể hiện hoa văn kiểu chóp và vòng cho mỗi loài. Mặc dù có một vài biến thể tồn tại nhưng những kiểu hoa văn này khá ổn định trong cùng một loài. Phân tích các cấu trúc điện di isoenzyme, thường sử dụng esterase và malate dehydrogenase, là một phương pháp phổ biến phổ biến để chẩn đoán loài Meloidogyne trong những phòng thí nghiệm có đầy đủ trang thiết bị. Tương tự thì phân tích DNA cũng có thể được sử dụng để phân loại các loài tuyến trùng gây u sưng rễ.
Kỳ tới: Phần III: Vòng đời của tuyến trùng gây u sưng rễ
Kỳ trước: Phần I: Triệu chứng bệnh do tuyến trùng gây u sưng rễ
Theo Mitkowski, N.A. and G.S. Abawi. 2003. Root-knot nematodes. The Plant Health Instructor. DOI:10.1094/PHI-I-2003-0917-01. Revised 2011. http://www.apsnet.org/edcenter/intropp/lessons/Nematodes/Pages/RootknotNematode.aspx.