Bệnh Huanglongbing trên cây có múi: các triệu chứng điển hình  và phương pháp chẩn đoán tại hiện trường

Phùng Trường Trinh; Nguyễn Quốc Trung; Đồng Đồng Huy Giới; La La Việt Hồng; Phạm Minh Triển; Chu Đức Hà

doi:10.55250/Jo.vnuf.13.5.2024.040-050

Từ khóa:

Cây có múi, Huanglongbing, khuếch đại nucleic acid đẳng nhiệt, phát hiện, tại hiện trường, triệu chứng

Tóm tắt

Nghiên cứu này cung cấp một cái nhìn toàn diện về các triệu chứng và phương pháp phát hiện bệnh Huanglongbing, một trong những bệnh nghiêm trọng nhất ảnh hưởng đến các đối tượng cây có múi hiện nay. Triệu chứng điển hình của bệnh Huanglongbing được ghi nhận là sự xuất hiện của các đốm vàng không đối xứng trên lá, sự biến đổi màu sắc không đồng đều trên quả, và tổn thương nghiêm trọng đối với hệ thống rễ cây. Do vậy, việc phân biệt giữa bệnh Huanglongbing và các tình trạng thiếu hụt dinh dưỡng là cần thiết để đảm bảo áp dụng đúng các biện pháp quản lý và điều trị, tránh lãng phí nguồn lực. Đồng thời, các phương pháp phát hiện sớm và chính xác tại hiện trường, như khuếch đại DNA đẳng nhiệt thông qua vòng và khuếch đại nucleic acid đẳng nhiệt là chìa khóa để kiểm soát hiệu quả sự lây lan của bệnh. Ngoài ra, việc áp dụng công nghệ tiên tiến như xử lý ảnh và giám sát từ xa thông qua thiết bị bay không người lái cũng có thể cung cấp những công cụ giám sát bệnh hiệu quả. Kết quả từ nghiên cứu này góp phần vào việc phát triển các chiến lược quản lý bệnh Huanglongbing, từ đó cải thiện sức khỏe và năng suất cây có múi, đảm bảo sự phát triển bền vững và ổn định của các vùng canh tác tập trung cây có múi.

Tài liệu tham khảo

. Rao M. J., Zuo H. & Xu Q. (2021). Genomic insights into citrus domestication and its important agronomic traits. Plant Commun. 2(1): 100138.

. Liu S., Lou Y., Li Y., Zhang J., Li P., Yang B. & Gu Q. (2022). Review of phytochemical and nutritional characteristics and food applications of Citrus L. fruits. Front Nutr. 9: 968604.

. Ghosh D., Kokane S., Savita B. K., Kumar P., Sharma A. K., Ozcan A., Kokane A. & Santra S. (2022). Huanglongbing pandemic: Current challenges and emerging management strategies. Plants. 12(1): 160.

. Tipu M. M. H., Masud M. M., Jahan R., Baroi A. & Hoque Akma (2021). Identification of citrus greening based on visual symptoms: A grower's diagnostic toolkit. Heliyon. 7(11): e08387.

. Hu B., Rao M. J., Deng X., Pandey S. S., Hendrich C., Ding F., Wang N. & Xu Q. (2021). Molecular signatures between citrus and Candidatus Liberibacter asiaticus. PLoS Pathog. 17(12): e1010071.

. Kwakye S. & Kadyampakeni D. M. (2022). Micronutrients improve growth and development of HLB-affected Citrus trees in Florida. Plants. 12(1): 73.

. Li X., Ruan H., Zhou C., Meng X. & Chen W. (2021). Controlling citrus Huanglongbing: Green sustainable development route Is the future. Front Plant Sci. 12: 760481.

. Deng Xiaoling, Zhu Zihao, Yang Jiacheng, Zheng Zheng, Huang Zixiao, Yin Xianbo, Wei Shujin & Lan Yubin (2020). Detection of citrus Huanglongbing based on multi-input neural network model of UAV hyperspectral remote sensing. Remote Sensing. 12(17): 2678.

. Sanchez L., Pant S., Xing Z., Mandadi K. & Kurouski D. (2019). Rapid and noninvasive diagnostics of Huanglongbing and nutrient deficits on citrus trees with a handheld Raman spectrometer. Anal Bioanal Chem. 411(14): 3125-3133.

. Arredondo Valdes R., Delgado Ortiz J. C., Beltran Beache M., Anguiano Cabello J., Cerna Chavez E., Rodriguez Pagaza Y. & Ochoa Fuentes Y. M. (2016). A review of techniques for detecting Huanglongbing (greening) in citrus. Can J Microbiol. 62(10): 803-811.

. Inoue H., Yamashita-Muraki S., Fujiwara K., Honda K., Ono H., Nonaka T., Kato Y., Matsuyama T., Sugano S., Suzuki M. & Masaoka Y. (2020). Fe(2+) Ions alleviate the symptom of citrus greening disease. Int J Mol Sci. 21(11): 4033.

. Ammar El-Desouky, Hall David G. & Shatters Robert G., Jr. (2013). Stylet morphometrics and citrus leaf vein structure in relation to feeding behavior of the Asian citrus psyllid Diaphorina citri, Vector of citrus Huanglongbing bacterium. PLoS One. 8(3): e59914.

. Thakuria Dwipendra, Chaliha Chayanika, Dutta Pranab, Sinha Sakshi, Uzir Panchali, Singh S. Basanta, Hazarika Samarendra, Sahoo Lingaraj, Kharbikar L. L. & Singh Dinesh (2023). Citrus Huanglongbing (HLB): Diagnostic and management options. Physiological and Molecular Plant Pathology. 125: 102016.

. Warghane Ashish, Kokane Amol, Kokane Sunil, Motghare Manali, Surwase Datta, Chodhury Supratik Pal, Biswas Kajal Kumar & Ghosh Dilip Kumar (2019). Molecular detection and coat protein gene based characterization of Citrus tristeza virus prevalent in Sikkim state of India. Indian Phytopathology. 73(1): 135-143.

. Agarwal A., Martoni F., Eow L., Rodoni B. C. & Blacket M. J. (2023). LAMP assay for the detection of the Asian citrus psyllid, Diaphorina citri Kuwayama (Hemiptera: Psylloidea: Psyllidae). Sci Rep. 13(1): 10895.

. Lillis L., Siverson J., Lee A., Cantera J., Parker M., Piepenburg O., Lehman D. A. & Boyle D. S. (2016). Factors influencing Recombinase polymerase amplification (RPA) assay outcomes at point of care. Mol Cell Probes. 30(2): 74-8.

. Iftikhar Yasir, Rauf Saeed, Shahzad Umbreen & Zahid Muhammad Awais (2016). Huanglongbing: Pathogen detection system for integrated disease management – A review. Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences. 15(1): 1-11.

. Bové Joseph M. (2014). Huanglongbing or yellow shoot, a disease of Gondwanan origin: Will it destroy citrus worldwide? Phytoparasitica. 42(5): 579-583.

. Dala-Paula B. M., Plotto A., Bai J., Manthey J. A., Baldwin E. A., Ferrarezi R. S. & Gloria M. B. A. (2018). Effect of Huanglongbing or greening disease on orange juice quality, a review. Front Plant Sci. 9: 1976.

. Graham J. H., Johnson E. G., Gottwald T. R. & Irey M. S. (2013). Presymptomatic fibrous root decline in citrus trees caused by Huanglongbing and potential interaction with Phytophthora spp. Plant Dis. 97(9): 1195-1199.

. Johnson E. G., Wu J., Bright D. B. & Graham J. H. (2014). Association of ‘Candidatus Liberibacter asiaticus’ root infection, but not phloem plugging with root loss on huanglongbing-affected trees prior to appearance of foliar symptoms. Plant Pathology. 63(2): 290-298.

. Shahzad Faisal, Chun Changpin, Schumann Arnold & Vashisth Tripti (2020). Nutrient uptake in Huanglongbing-affected sweet orange: transcriptomic and physiological analysis. J Amer Soc Hort Sci. 145(6): 349-362.

. Zhang M. Q., Guo Y., Powell C. A., Doud M. S., Yang C. Y., Zhou H. & Duan Y. P. (2016). Zinc treatment increases the titre of 'Candidatus Liberibacter asiaticus' in huanglongbing-affected citrus plants while affecting the bacterial microbiomes. J Appl Microbiol. 120(4): 1067-1078.

. Srivastava A. K. & Singh Shyam (2005). Zinc nutrition, a global concern for sustainable citrus production. Journal of Sustainable Agriculture. 25(3): 5-42.

. Papadakis I. E., Giannakoula A., Therios I. N., Bosabalidis A. M., Moustakas M. & Nastou A. (2007). Mn-induced changes in leaf structure and chloroplast ultrastructure of Citrus volkameriana (L.) plants. J Plant Physiol. 164(1): 100-103.

. Tanoi K. & Kobayashi N. I. (2015). Leaf senescence by magnesium deficiency. Plants. 4(4): 756-772.

. Uthman Q. O., Kadyampakeni D. M. & Nkedi‐Kizza P. (2020). Manganese adsorption, availability, and uptake in citrus under microsprinkler irrigation. Agrosystems, Geosciences & Environment. 3(1): e20061.

. Atta A. A., Morgan K. T., Kadyampakeni D. M. & Mahmoud K. A. (2021). The Effect of Foliar and Ground-Applied Essential Nutrients on Huanglongbing-Affected Mature Citrus Trees. Plants. 10(5): 925.

. Hamido S. A., Ebel R. C. & Morgan K. T. (2019). Interaction of Huanglongbing and foliar applications of copper on water relations of Citrus sinensis cv. Valencia. Plants. 8(9): 298.

. Uthman Q. O., Kadyampakeni D. M., Nkedi-Kizza P., Kwakye S. & Barlas N. T. (2022). Boron, manganese, and zinc sorption and leaf uptake on citrus cultivated on a sandy soil. Plants. 11(5): 638.

. Subba P., Mukhopadhyay M., Mahato S. K., Bhutia K. D., Mondal T. K. & Ghosh S. K. (2014). Zinc stress induces physiological, ultra-structural and biochemical changes in mandarin orange (Citrus reticulata Blanco) seedlings. Physiol Mol Biol Plants. 20(4): 461-473.

. Razi Muhammad F., Keremane Manjunath L., Ramadugu Chandrika, Roose Mikeal, Khan Iqrar A. & Lee Richard F. (2013). Detection of citrus Huanglongbing-associated ‘Candidatus Liberibacter asiaticus’ in citrus and Diaphorina citri in Pakistan, seasonal variability, and implications for disease management. Phytopathology. 104(3): 257-268.

. Rigano L. A., Malamud F., Orce I. G., Filippone M. P., Marano M. R., do Amaral A. M., Castagnaro A. P. & Vojnov A. A. (2014). Rapid and sensitive detection of Candidatus Liberibacter asiaticus by loop mediated isothermal amplification combined with a lateral flow dipstick. BMC Microbiol. 14: 86.

. Nageswara-Rao M., Miyata S., Ghosh D., Irey M., Garnsey S. M. & Gowda S. (2013). Development of rapid, sensitive and non-radioactive tissue-blot diagnostic method for the detection of citrus greening. Mol Cell Probes. 27(5-6): 176-183.

. Li W., Levy L. & Hartung J. S. (2009). Quantitative distribution of 'Candidatus Liberibacter asiaticus' in citrus plants with citrus huanglongbing. Phytopathology. 99(2): 139-144.

. Tatineni S., Sagaram U. S., Gowda S., Robertson C. J., Dawson W. O., Iwanami T. & Wang N. (2008). In planta distribution of 'Candidatus Liberibacter asiaticus' as revealed by polymerase chain reaction (PCR) and real-time PCR. Phytopathology. 98(5): 592-999.

. Pandey S. S., Xu J., Achor D. S., Li J. & Wang N. (2023). Microscopic and transcriptomic analyses of early events triggered by 'Candidatus Liberibacter asiaticus' in young Flushes of Huanglongbing-positive citrus trees. Phytopathology. 113(6): 985-997.

. Albrecht Ute, Hall David G. & Bowman Kim D. (2014). Transmission efficiency of Candidatus Liberibacter asiaticus and progression of Huanglongbing disease in graft- and psyllid-inoculated citrus. HortScience. 49(3): 367-377.

. Li W., Hartung J. S. & Levy L. (2006). Quantitative real-time PCR for detection and identification of Candidatus Liberibacter species associated with citrus huanglongbing. J Microbiol Methods. 66(1): 104-115.

. Teixeira D. C., Eveillard S., Sirand-Pugnet P., Wulff A., Saillard C., Ayres A. J. & Bove J. M. (2008). The tufB-secE-nusG-rplKAJL-rpoB gene cluster of the liberibacters: sequence comparisons, phylogeny and speciation. Int J Syst Evol Microbiol. 58(6): 1414-1421.

. Choi C. W., Hyun J. W., Hwang R. Y. & Powell C. A. (2018). Loop-mediated isothermal amplification assay for detection of Candidatus Liberibacter asiaticus, a causal agent of citrus Huanglongbing. Plant Pathol J. 34(6): 499-505.

. Duan Y., Zhou L., Hall D. G., Li W., Doddapaneni H., Lin H., Liu L., Vahling C. M., Gabriel D. W., Williams K. P., Dickerman A., Sun Y. & Gottwald T. (2009). Complete genome sequence of citrus huanglongbing bacterium, 'Candidatus Liberibacter asiaticus' obtained through metagenomics. Mol Plant Microbe Interact. 22(8): 1011-1020.

. Kalimuthu K., Arivalagan J., Mohan M., Samuel Selvan Christyraj J. R., Arockiaraj J., Muthusamy R. & Ju H. J. (2022). Point of care diagnosis of plant virus: Current trends and prospects. Mol Cell Probes. 61: 101779.

. Lau H. Y. & Botella J. R. (2017). Advanced DNA-based point-of-care diagnostic methods for plant diseases detection. Front Plant Sci. 8: 2016.

. Lau H. Y., Wang Y., Wee E. J., Botella J. R. & Trau M. (2016). Field demonstration of a multiplexed point-of-care diagnostic platform for plant pathogens. Anal Chem. 88(16): 8074-8081.

. Ghosh Dilip Kumar, Bhose Sumit, Warghane Ashish, Motghare Manali, Sharma Ashwani Kumar, Dhar Arun Kumar & Gowda Siddarame (2016). Loop-mediated isothermal amplification (LAMP) based method for rapid and sensitive detection of ‘Candidatus Liberibacter asiaticus’ in citrus and the psyllid vector, Diaphorina citri Kuwayama. Journal of Plant Biochemistry and Biotechnology. 25(2): 219-223.

. Yang D., Wang F., Hu Y., Lan Y. & Deng X. (2021). Citrus Huanglongbing detection based on multi-modal feature fusion learning. Front Plant Sci. 12: 809506.

. LaBarre Paul, Hawkins Kenneth R., Gerlach Jay, Wilmoth Jared, Beddoe Andrew, Singleton Jered, Boyle David & Weigl Bernhard (2011). A simple, inexpensive device for nucleic acid amplification without electricity - Toward instrument-free molecular diagnostics in low-resource settings. PLOS ONE. 6(5): e19738.

. Ghosh D. K., Kokane S. B., Kokane A. D., Warghane A. J., Motghare M. R., Bhose S., Sharma A. K. & Reddy M. K. (2018). Development of a recombinase polymerase based isothermal amplification combined with lateral flow assay (HLB-RPA-LFA) for rapid detection of "Candidatus Liberibacter asiaticus". PLoS One. 13(12): e0208530.

. Moran F., Herrero-Cervera M., Carvajal-Rojas S. & Marco-Noales E. (2023). Real-time on-site detection of the three 'Candidatus Liberibacter' species associated with HLB disease: a rapid and validated method. Front Plant Sci. 14: 1176513.