Chi nấm gây bệnh Fusarium

Chi nấm Fusarium đại diện cho một trong những nhóm tác nhân gây bệnh thực vật phức tạp, đa dạng sinh học và gây thiệt hại kinh tế nghiêm trọng nhất trên phạm vi toàn cầu. Tác động gây hại chính của Fusarium đối với cây trồng là phá hủy hệ thống rễ và mạch dẫn truyền gây hiện tượng héo rũ, thối rữa.

Lịch sử danh pháp và phân loại

Tên gọi Fusarium bắt nguồn từ tiếng Latin "fusus" nghĩa là "cái suốt chỉ" hoặc "hình chiếc thuyền" vì đặc điểm nhận dạng cốt lõi của chi nấm này là các macroconidia có vách ngăn, cong hai đầu giống hệt chiếc thuyền. Sự phức tạp của hình thái dẫn đến việc hai nhà khoa học Snyder và Hansen (Đại học California, Mỹ, 1940-1950) đưa ra một hệ thống phân loại mới, tạo ra một cú sốc trong giới nghiên cứu. Họ đã mạnh tay gộp hàng trăm loài Fusarium đang có xuống chỉ còn vỏn vẹn 9 loài cơ bản. Khi gộp hàng loạt nấm lại thành một loài như Fusarium oxysporum, họ vấp phải một vấn đề lớn: mặc dù trông giống hệt nhau qua kính hiển vi, nhưng có chủng nấm chỉ gây bệnh héo rũ trên cây chuối, chủng khác lại chỉ gây bệnh trên dưa hấu. Để giải quyết, họ tạo ra khái niệm "forma specialis" (f. sp.). Khái niệm này ám chỉ các quần thể nấm giống nhau hoàn toàn về mặt hình thể học, nhưng lại có tính chuyên hóa ký chủ khắt khe (chỉ tấn công một loài cây nhất định). Ví dụ: F. oxysporum f. sp. cubense là thủ phạm gây bệnh héo rũ Panama phá hoại các đồn điền chuối toàn cầu.

Hệ thống 9 loài của Snyder và Hansen quá đơn giản và gây khó khăn cho các nhà bệnh lý thực vật trong việc kiểm soát dịch bệnh. Các nhà nghiên cứu như Nelson, Toussoun và Marasas (1983) đã mở rộng hệ thống, công nhận khoảng 30 loài Fusarium.

Công nghệ giải mã gen đã định hình lại hoàn toàn bản đồ phân loại của Fusarium. DNA cho thấy những gì chúng ta từng nghĩ là một loài thực chất là một tập hợp của rất nhiều loài độc lập có quan hệ họ hàng rất gần. Ngày nay, thay vì gọi một cách chung chung là Fusarium oxysporum, giới khoa học gọi là Fusarium oxysporum Species Complex (FOSC), bao gồm hơn 100 loài ẩn khác nhau.

Dựa trên hệ thống phân loại cập nhật nhất từ NCBI Taxonomy và MycoBank, vị trí của Fusarium được xác định như sau: Giới Fungi - Ngành Ascomycota - Lớp Sordariomycetes - Bộ Hypocreales - Họ Nectriaceae.

Dựa trên dữ liệu giải trình tự gen và sự đồng thuận của giới khoa học nấm toàn cầu (nổi bật là hệ thống FUSARIUM-ID v.3.0 do Geiser, O'Donnell và cộng sự công bố năm 2021/2022), chi Fusarium hiện nay được phân chia thành 23 Phức hợp loài:

• FOSC (Fusarium oxysporum species complex): gây bệnh héo rũ mạch dẫn. Tổ hợp này chứa hơn 100 loài ẩn và hàng trăm dạng chuyên hóa (f. sp.) tấn công trực tiếp vào hệ thống mạch gỗ của cây trồng. Những đại diện khét tiếng nhất nằm ở đây, gây bệnh trên chuối, dưa hấu, cà chua, bông vải...

• FSSC (Fusarium solani species complex): chuyên gây thối rễ, thối thân, và lở cổ rễ trên vô số loại cây trồng. Một số nhà phân loại học đang đề xuất chuyển hẳn nhóm này sang một chi riêng biệt mang tên Neocosmospora.

• FFSC (Fusarium fujikuroi species complex): là mối đe dọa lớn đối với cây ngũ cốc, điển hình là bệnh lúa von, thối quả, và thối thân ngô.
• FSAMSC (Fusarium sambucinum species complex): chuyên tàn phá ngũ cốc vùng ôn đới (bệnh bạc đầu lúa mì) và gây thối củ khoai tây trong kho bãi. Nhóm này sản sinh lượng lớn độc tố trichothecenes cực độc.
• Các phức hợp khác cũng gây thiệt hại nông nghiệp nhưng thường gắn với một số điều kiện môi trường hoặc nhóm cây ký chủ hẹp hơn: FIESC (Fusarium incarnatum-equiseti species complex), FTSC (Fusarium tricinctum species complex), FLSC (Fusarium lateritium species complex), FDSC (Fusarium dimerum species complex), FCSC (Fusarium chlamydosporum species complex), FHSC (Fusarium heterosporum species complex), FRSC (Fusarium redolens species complex), FASC (Fusarium albidum species complex), FBABSC (Fusarium babinda species complex), FBSC (Fusarium buharicum species complex), FBURSC (Fusarium burgessii species complex), FBUXSC (Fusarium buxicola species complex), FCOSC (Fusarium concolor species complex), FDECSC (Fusarium decemcellulare species complex), FNEWSC (Fusarium newnesense species complex), FNSC (Fusarium nisikadoi species complex), FSTASC (Fusarium staphyleae species complex), FTORSC (Fusarium torreyae species complex), FVSC (Fusarium ventricosum species complex).