Phytophthora infestans, tác nhân gây bệnh mốc sương trên khoai tây và cà chua, là một trong những sinh vật gây hại cây trồng được nghiên cứu nhiều nhất do mức độ phá hại nghiêm trọng và khả năng thích nghi nhanh với các biện pháp phòng trừ hóa học. Trong nhiều thập kỷ, thuốc trừ nấm (fungicide) đóng vai trò trung tâm trong chiến lược kiểm soát bệnh sương mai, tuy nhiên sự xuất hiện và lan rộng của các quần thể P. infestans kháng thuốc đã trở thành thách thức lớn đối với sản xuất nông nghiệp bền vững (Fry, 2008).
Một trong những trường hợp kháng thuốc được ghi nhận sớm và phổ biến nhất ở P. infestans là kháng đối với nhóm phenylamide, đặc biệt là metalaxyl và mefenoxam. Sau khi được đưa vào sử dụng rộng rãi từ cuối thập niên 1970, metalaxyl đã cho hiệu quả kiểm soát bệnh rất cao, nhưng chỉ trong thời gian ngắn, nhiều quần thể P. infestans kháng thuốc đã được phát hiện ở châu Âu, Bắc Mỹ và các khu vực trồng khoai tây khác trên thế giới (Davidse et al., 1981; Fry & Goodwin, 1997). Các nghiên cứu sau đó cho thấy tính kháng metalaxyl không đơn thuần do một đột biến đơn gen, mà có thể liên quan đến nhiều locus di truyền khác nhau, phản ánh bản chất phức tạp của cơ chế kháng (Goodwin et al., 1996).
Ở mức độ phân tử, các nghiên cứu gần đây đã làm sáng tỏ thêm cơ chế kháng phenylamide ở P. infestans. Một số công trình cho thấy kháng thuốc có liên quan đến sự thay đổi trong biểu hiện hoặc cấu trúc của các gen tham gia vào quá trình sao chép RNA và vận chuyển nội bào, làm giảm hiệu quả tác động của thuốc lên sinh trưởng và phát triển của tác nhân gây bệnh (Randall et al., 2014; Judelson & Blanco, 2005). Ngoài ra, sự đa dạng di truyền cao và khả năng sinh sản hữu tính của P. infestans tại nhiều khu vực đã thúc đẩy quá trình tái tổ hợp gen, góp phần làm tăng tốc độ tiến hóa kháng thuốc trong quần thể tự nhiên (Fry et al., 2015).
Bên cạnh phenylamide, nguy cơ kháng thuốc đối với các nhóm fungicide khác cũng đã được nghiên cứu. Nhóm strobilurin (QoI), mặc dù có cơ chế tác động đặc hiệu, nhưng P. infestans được ghi nhận có nguy cơ phát triển kháng thấp hơn so với nhiều loài nấm khác, có thể do chi phí sinh học cao liên quan đến đột biến kháng (Gisi et al., 2002). Tương tự, các fungicide thuộc nhóm carboxylic acid amide (CAA) như iprovalicarb và mandipropamid cho thấy hiệu quả ổn định trong thời gian dài, tuy nhiên các nghiên cứu vẫn cảnh báo nguy cơ kháng thuốc nếu sử dụng đơn điệu và kéo dài (Blum et al., 2010).
Một khía cạnh quan trọng khác trong nghiên cứu kháng thuốc của P. infestans là mối liên hệ giữa kháng thuốc và khả năng thích nghi sinh học. Một số nghiên cứu thực nghiệm cho thấy các dòng kháng metalaxyl có thể biểu hiện chi phí sinh học, chẳng hạn như tốc độ sinh trưởng chậm hơn trong điều kiện không có thuốc, điều này dẫn đến khả năng giảm tần suất của các dòng kháng khi áp lực chọn lọc của thuốc bị loại bỏ (Kato et al., 1997; Matuszak et al., 2015). Tuy nhiên, trong điều kiện canh tác thực tế, việc sử dụng thuốc liên tục và thiếu luân phiên hoạt chất thường duy trì áp lực chọn lọc cao, tạo điều kiện cho các dòng kháng tồn tại và lan rộng.
Hệ quả của hiện tượng kháng thuốc ở P. infestans là làm giảm hiệu quả phòng trừ bệnh sương mai, gia tăng chi phí sản xuất và nguy cơ bùng phát dịch bệnh trên diện rộng. Do đó, nhiều tác giả đã nhấn mạnh sự cần thiết của các chiến lược quản lý kháng thuốc tổng hợp, bao gồm luân phiên và phối hợp các hoạt chất có cơ chế tác động khác nhau, sử dụng fungicide đa vị trí, kết hợp với giống kháng, biện pháp canh tác hợp lý và hệ thống dự báo dịch bệnh (Fry, 2016; van den Bosch et al., 2014). Trong bối cảnh đó, việc tiếp tục nghiên cứu cơ chế kháng thuốc ở mức phân tử, giám sát tính nhạy cảm của quần thể P. infestans theo không gian và thời gian, cũng như tích hợp các công nghệ dự báo và cảnh báo sớm, được xem là hướng đi quan trọng nhằm nâng cao hiệu quả quản lý bệnh sương mai trong tương lai.
Trong vòng 5 năm gần đây, các nghiên cứu về kháng thuốc của Phytophthora infestans ngày càng cho thấy tính phức tạp của cơ chế và tính động học của hiện tượng này, đặc biệt đối với fungicide đa vị trí. Một nghiên cứu thực nghiệm tổng hợp quần thể P. infestans dưới điều kiện chọn lọc liên tục với fungicide không đặc hiệu mancozeb trong 200 ngày đã chứng minh rằng tác nhân gây bệnh này có thể phát triển khả năng kháng ngay cả với fungicide đa vị trí, phản ánh qua tăng sinh trưởng và khả năng chịu mancozeb sau thời gian tiếp xúc lâu dài (Fan et al., 2025). Quan trọng hơn, hiện tượng này có thể đảo ngược khi áp lực chọn lọc được loại bỏ, gợi ý vai trò của chi phí sinh học đối với tính kháng và cho thấy kháng thuốc không nhất thiết gắn với sự thay đổi di truyền cố định trong quần thể (Fan et al., 2025).
Nghiên cứu khác cũng mô tả rằng một số isolate ban đầu nhạy cảm với fungicide phổ biến mefenoxam có thể thu nhận và mất đi tính kháng sau một lần tiếp xúc với nồng độ thấp, đồng thời kháng này không đi kèm với sự gia tăng đáng kể trong sản xuất bào tử, phù hợp với mô hình “pleiotropic drug resistance” (PDR) và cơ chế điều hòa biểu hiện gen có tính linh hoạt (Regnier et al., 2025).
Ngoài ra, một khía cạnh quan trọng khác là kháng thuốc nhóm CAA (carboxylic acid amide) đã được ghi nhận ở P. infestans và các loài tương tự trong điều kiện phòng thí nghiệm, liên quan đến đột biến trong gen CesA3; mặc dù nguy cơ kháng CAA trong quần thể thực địa vẫn được đánh giá là thấp, nhưng các biến thể này đã xuất hiện và lan rộng ở một số dòng quần thể châu Âu trong những năm gần đây (Hansen, 2023).
Ngoài ra, tổng quan về quản lý bệnh sương mai gần đây nhấn mạnh rằng hiệu quả hóa học đối với P. infestans bị thách thức do sự phát triển kháng thuốc, đặc biệt đối với thuốc phenylamide như metalaxyl, và do đó cần một chiến lược quản lý dịch hại tích hợp bao gồm cả phương pháp sinh học và biện pháp canh tác cùng với hóa học (Agricultural Reviews, 2025).
Tóm lại, các nghiên cứu cập nhật chỉ ra rằng P. infestans không chỉ có khả năng phát triển kháng thuốc một cách linh hoạt và thậm chí đảo ngược khi điều kiện thay đổi, mà còn cho thấy nguy cơ kháng thuốc đối với nhiều nhóm hoạt chất khác nhau. Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của chiến lược luân phiên thuốc, giảm áp lực chọn lọc, giám sát phân tử tính kháng và tích hợp các biện pháp quản lý dịch bệnh để duy trì hiệu quả của thuốc trừ bệnh và bảo vệ sản xuất nông nghiệp bền vững.
Tài liệu tham khảo
Blum, M., Waldner, M., Gisi, U., & Sierotzki, H. (2010). Resistance mechanism to carboxylic acid amide fungicides in Phytophthora infestans. Pest Management Science, 66(8), 828–834.
Bosch, F., Paveley, N., Shaw, M., Hobbelen, P., & Oliver, R. (2014). The dose rate debate: Does the risk of fungicide resistance increase or decrease with dose? Plant Pathology, 63(2), 390–401.
Davidse, L. C., Looijen, D., Turkensteen, L. J., & van der Wal, D. (1981). Occurrence of metalaxyl‐resistant strains of Phytophthora infestans in Dutch potato fields. Netherlands Journal of Plant Pathology, 87, 65–68.
Fan, S.-B., Xie, M., Xiang, Z.-L., Xu, T.-X., Wang, W.-J., Wang, Z.-H., … & Yang, L.-N. (2025). Rise and fall of Phytophthora infestans resistance to a non-specific fungicide in experimental populations. Journal of Fungi, 11(9), 643.
Fry, W. E. (2008). Phytophthora infestans: The plant (and R gene) destroyer. Molecular Plant Pathology, 9(3), 385–402.
Fry, W. E. (2016). Phytophthora infestans: New tools (and old ones) lead to new understanding and precision management. Annual Review of Phytopathology, 54, 529–547.
Fry, W. E., Birch, P. R. J., Judelson, H. S., et al. (2015). Five reasons to consider Phytophthora infestans a re-emerging pathogen. Phytopathology, 105(7), 966–981.
Gisi, U., Waldner, M., Kraus, N., Dubuis, P. H., & Sierotzki, H. (2002). Inhibitors of mitochondrial respiration: Resistance risk and impact on disease control. Crop Protection, 21(9), 871–881.
Goodwin, S. B., Cohen, B. A., & Fry, W. E. (1996). Panglobal distribution of a single clonal lineage of the Irish potato famine fungus. Proceedings of the National Academy of Sciences, 93(10), 5106–5111.
Hansen, A. (2023). Resistance to carboxylic acid amide fungicides and lineage spread in Phytophthora infestans. (Summary based on CAA resistance data).
Judelson, H. S., & Blanco, F. A. (2005). The spores of Phytophthora: Weapons of the plant destroyer. Nature Reviews Microbiology, 3(1), 47–58.
Kato, M., Mizubuti, E. S. G., Goodwin, S. B., & Fry, W. E. (1997). Sensitivity of Phytophthora infestans to metalaxyl: Implications for the residual effects of fungicide resistance. Phytopathology, 87(12), 1263–1269.
Late Blight of Potato Caused by Phytophthora infestans and its Integrated Management: A Review (2025). Agricultural Reviews.
Matuszak, J. M., Fernández‐Elías, L., Pérez‐Sierra, A., & Andrivon, D. (2015). Fitness cost of metalaxyl resistance in Phytophthora infestans. Plant Pathology, 64(1), 113–121.
Regnier, M. et al. (2025). Mefenoxam sensitive isolates can quickly acquire and lose resistance to this fungicide. PubMed.
Regnier, M. et al. (2025). Phytophthora infestans acquired and reversible mefenoxam resistance dynamics. (Cultivar Magazine summary).