TNU Journal of Science and Technology
230(05): 286 - 292
http://jst.tnu.edu.vn 286 Email: jst@tnu.edu.vn
EVALUATION OF INSECTICIDAL ACTIVITY AGAINST FRANKLINIELLA
SPP. OF THYME OIL-ENCAPSULATED LIPID NANOEMULSIONS AND
BASIL OIL-ENCAPSULATED LIPID NANOEMULSIONS
Nguyen Vo Duy Tuan1, Vu Ngoc Bich Dao1, Tran Thi Ngoc Mai1, Trinh Ngoc Ai2,
Nguyen Thi Huynh Nga3, Nguyen Minh Hiep1*
1Center of Radiation Technology and Biotechnology - Nuclear Research Institute
2Tra Vinh University, 3Department of Biology - Da Lat University
ARTICLE INFO
ABSTRACT
Received:
09/10/2024
This study evaluates and compares the larvicidal and adulticidal efficacy
of Frankliniella spp. in vitro conditions using thyme essential oil-
encapsulated lipid nanoemulsions and basil essential oil-encapsulated
lipid nanoemulsions. Both LN-X and LN-H were synthesized using high-
speed homogenization combined with ultrasonic size reduction. The
average particle size of LN-X and LN-H was less than 150 nm with high
size uniformity, a high absolute zeta potential greater than 53 mV, and
strong stability. Results indicated that both LN-X and LN-H were
effective in killing Frankliniella spp. at both larval and adult stages. LN-
X, at a 150-fold dilution (corresponding to an essential oil concentration
of 667 µg/mL) demonstrated the highest thrip-killing efficacy. In
addition, the findings revealed that both nanoemulsions were non-toxic to
plants, even at essential oil concentrations exceeding 667 µg/mL. This
suggests the potential of these two nanocarriers as effective biological
agents in controlling Frankliniella spp., thereby supporting the
development of sustainable agriculture in Vietnam.
Revised:
06/02/2025
Published:
07/02/2025
KEYWORDS
Basil essential oil
Frankliniella spp.
Insecticide
Nano emulsion based on lipid
Thyme essential oil
ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TIÊU DIỆT B TRĨ FRANKLINIELLA SPP. CA H
NHŨ NANO BẢN CHT LIPID CHA TINH DU X HƯƠNG VÀ HỆ NHŨ
NANO BN CHT LIPID CHA TINH DU HÚNG QU
Nguyn Võ Duy Tuân1, Vũ Ngọc Bích Đào1, Trn Th Ngc Mai1, Trnh Ngc Ái2,
Nguyn Th Hunh Nga3, Nguyn Minh Hip1*
1Trung tâm Công ngh bc x và Công ngh sinh hc - Vin Nghiên cu ht nhân
2Trường Đại hc Trà Vinh, 3Khoa sinh hc - Trường Đại học Đà Lạt
TÓM TT
Ngày nhn bài:
09/10/2024
Nghiên cu y đánh giá so nh kh ng tiêu diệt u trùng con
trưởng thành ca b t Frankliniella spp. trong điều kin in vitro ca h
nhũ nano bn cht lipid cha tinh du x hương và hệ nhũ nano bản cht
lipid cha tinh du ng quế. Hai h LN-X LN-H đưc tng hp
bng phương pháp đồng a tc độ cao kết hp vi giảm kích thưc
bng sóng siêu âm. C LN-X và LN-H đều có kích thước ht trung bình
nh hơn 150 nm và khá đồng đu v mt kích thước, giá tr tuyệt đối thế
zeta ln hơn 53 mV và đ bn cao. Kết qu cho thy c LN-X LN-
H đều kh năng tiêu dit b trĩ Frankliniella spp. c hai giai đoạn u
trùng và giai đoạn trưởng thành. LN-X độ pha loãng 150 ln (ơng
ng vi nng độ tinh du là 667 µg/mL) cho hiu qu tiêu dit cao nht.
Kết qu cũng cho thấy c 2 h nano này đều không gây độc tính cho cây
trồng. Do đó, hai hệ nano này có tiềm năng lớn để to ra chế phm sinh
hc phòng tr b tFrankliniella spp. giúp h tr phát trin nông nghip
sch ti Vit Nam.
Ngày hoàn thin:
06/02/2025
Ngày đăng:
07/02/2025
DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.11271
* Corresponding author. Email: jackminhhiep@yahoo.com
TNU Journal of Science and Technology
230(05): 286 - 292
http://jst.tnu.edu.vn 287 Email: jst@tnu.edu.vn
1. Gii thiu
Bọ trĩ (Frankliniella spp.) là loài đa thựcy hại trên nhiều loại cây trồng khác nhau như: cây ăn
quả công nghiệp, hoa, cây cảnh [1]. Bọ trĩ chích hút gây tổn thương làm giảm khả năng quang
hợp của y, gây tổn thương hoa qum cho chất lượng ng sản không đạt yêu cầu của thị
trường, gây nên tổn thất kinh tế cho nông dân. Hơn nữa, bọ trĩ còn là vector trung gian truyền các
virus gây bệnh hại cây trồng chủ yếu thuộc các chi Orthotospovirus, Ilarvirus, Alphacarmovirus
Machlomovirus gây ra các bệnh như héo rũ, đốm vòng, bệnh khảm [1], [2]. Do đó, bọ trĩ
Frankliniella spp. trở thành dịch hại hàng đầu cho ngành nông nghiệp toàn cầu [3] - [6].
Việt Nam, đã thống được hơn 30 loài bọ trĩ gây hại cây trồng [7]. Người nông dân luôn
ưu tiên thuốc hóa học giá thành rẻ dễ dàng mua được các hiệu thuốc bảo vệ thực vật. Dù
mang lại hiệu quả phòng trị nhưng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) có chứa nguồn gốc hóa học lại
gây ô nhiễm môi trường, tiêu diệt các loài sinh vật có lợi và dư lượng thuốc bảo vệ thực vật trong
nông sản gây ảnh hưởng sức khỏe cho người tiêu dùng. Hơn nữa, phòng trừ b trĩ ngày càng khó
khăn do việc lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật hóa học đã gây nên tình trạng kháng thuốc [7] - [9].
Từ những năm cuối của thế kỷ 20, tinh dầu từ thực vật đã được biết đến nguồn nguyên liệu
tiềm năng để tạo ra chế phẩm sinh học nhằm giảm lượng thuốc BVTV hóa học trong kiểm soát
côn trùng bệnh hại. Bên cạnh đó, với chế tác động đa điểm, tinh dầu còn giúp làm giảm
tính kháng của các đối tượng gây hại [10]. dạng thô, tinh dầu xạ hương tinh dầu húng quế
đã được chứng minh khả năng gây tvong cho bọ trĩ bằng phương pháp xông hơi [11],
[12]. Tuy nhiên, hiệu quả sử dụng tinh dầu dạng thô thường không cao phải dùng với liều
lượng lớn do khả năng phân tán trong nước tính thấm kém, dễ bị ảnh hưởng bởi các điều kiện
bất lợi ngoài môi trường. Để khắc phục những nhược điểm này, hệ nhũ nano bản chất lipid (lipid
based nanoemulsions - LN) đã được nghiên cứu ứng dụng phổ biến trong lĩnh vực nông
nghiệp. Hệ nano này khả ng làm tăng độ phân tán trong nước của tinh dầu lên hàng ngàn
lần, giúp tinh dầu dễ dàng thấm vào các của rễ, thân, côn trùng giúp bảo vệ các hoạt
chất chứa trong tinh dầu trước tác động bất lợi từ môi trường bên ngoài [13]. Bên cạnh đó, LN đã
được chứng minh là khả năng giúp tinh dầu xâm nhập sâu vào cơ thể côn trùng thông qua con
đường tiêu hóa da nhờ vào kích thước nhỏ, khả năng phân tán tốt trong c khả năng
thấm vào mô tế bào cao hơn so với tinh dầu dạng thô [14]. Từ đó, giúp tăng hiệu quả tiêu diệt côn
trùng của tinh dầu lên gấp nhiều lần.
Vi mc tiêu to ra chế phm sinh hc giúp tiêu dit b trĩ Frankliniella spp. t tinh du x
hương tinh dầu húng quế, đồng thi so sánh hiu qu gia chúng, trong nghiên cu này, LN
cha tinh du x hương (LN-X) LN cha tinh du ng quế (LN-H) s được điều chế phân
tích thông s đặc điểm. Sau đó, hiệu qu tiêu dit b trĩ của LN-X và LN-H s được đánh giá và so
sánh. Cuối cùng, độc tính cây trng ca LN-X và LN-H cũng đã được đánh giá trên cây rau lách.
2. Phương pháp nghiên cứu
2.1. Phương pháp điu chế LN-X và LN-H
Hai h LN-X LN-H được điều chế bằng phương pháp đồng hóa tốc độ cao kết hp vi
sóng siêu âm [15]. Đầu tiên, 1,5 g lecithin 1,5 g tween 80 được phân tán trong 24 g nước 80
oC. Tiếp theo, 3 g tinh du (tinh du x hương hoặc tinh du húng quế) được thêm vào dch phân
tán ca hn hp cht hoạt động b mặt đã chuẩn b được đồng hoá bng thiết b ULTRA
TURRAX® (IKA®-Werke, Staufen, Germany) tốc độ 22.000 vòng/phút trong 4 phút. Cui
cùng, dịch phân tán thô được giảm kích thước bng thiết b siêu âm đầu Ultrasonic Liquid
Processor (Sonics and Materials, Newtown, CT) vi công sut 25% trong 4 phút.
2.2. Kho sát thông s đặc điểm ca LN-X và LN-H
Đầu tiên, dch phân tán nano (LN-X hoc LN-H) được pha loãng 100 ln với nước ct 2 ln.
Sau đó, dịch phân tán được trộn đều bng thiết b vortex (IKA, Malaysia) tiến hành đo kích
TNU Journal of Science and Technology
230(05): 286 - 292
http://jst.tnu.edu.vn 288 Email: jst@tnu.edu.vn
thước ht, ch s phân tán ch thước ht (PDI) thế zeta bng thiết b Zetasizer Nano ZS
(Malvern, UK). Phép đo được thc hin 25 oC với góc đo 173o.
2.3. Nhân nuôi b t
Mu b trĩ Frankliniella spp. được ly tại vườn hoa
thuc tỉnh Lâm Đồng và nhân nuôi theo phương pháp ca
Price cng s [16]. C th, b trĩ đưc nuôi trong hp
nha cao 15 cm × 10 cm nhiệt độ phòng, trên nắp được
khoét l dùng giy lc làm màng chn. Hạt đậu ng
(Phaseolus lunatus L.) được mua ti ch Đà Lạt, Lâm
Đồng. Sau khi ươm trồng 10 ngày tui, mầm được thu
hoch làm thức ăn cho bọ trĩ và lá sẽ được thay sau mi 3
ngày (Hình 1). mm dùng giai đoạn trưởng thành s
được gi lại để p trng.
Hnh 1. Hp nuôi b trĩ
2.4. Đánh giá hiu qu tiêu dit b trĩ trong điều kin in vitro ca LN-X và LN-H
Trong thí nghiệm này, hiệu quả tiêu diệt bọ trĩ trong điều kiện in vitro được đánh giá hai
giai đoạn: ấu trùng trưởng thành. Cụ thể, 30 con bọ trĩ cùng giai đoạn (ấu trùng hoặc trưởng
thành) được cho vào trong hộp nhựa như đã nêu mục 2.3. Sau đó, tiến hành phun 2 ml chế
phẩm đã được pha loãng 150 lần, 250 lần 400 lần (tương ứng với nồng độ tinh dầu lần lượt
667 µg/ml, 400 µg/ml 250 µg/ml) lên bọ trĩ cho thêm 3 lá mầm vào hộp để làm thức ăn.
Sau 3 ngày, mầm sẽ được thay mới. Thí nghiệm được lặp lại 3 lần (n = 3) cho mỗi nghiệm
thức. Hiệu quả tiêu diệt bọ trĩ được tính theo công thức (1) được đánh giá sau 3 ngày, 6 ngày
và 9 ngày sau khi phun:
Hiu qu tiêu dit (%)=100(s lượng b trĩ còn sng
tng s b trĩ )×100 (1)
2.5. Khảo sát độc tính đối vi cây trng ca LN-X và LN-H
Cây rau lách được trồng trong vỉ xốp 9 lỗ ×14 hàng. Mỗi nghiệm thức 18 cây rau
lách được trồng trong 2 hàng được xử bằng 10 ml chế phẩm LN-X hoặc LN-H độ pha
loãng 100 lần 150 lần. Thí nghiệm được lặp lại 3 lần (n = 3) cho mỗi nghiệm thức. Sự sinh
trưởng của cây sẽ được quan sát, đánh giá và so sánh với nghiệm thức đối chứng dựa trên sự thay
đổi của thân, lá.
2.6. X lý s liu
S liệu được trình bày dng giá tr trung bình ± độ lch chun. Thí nghiệm được lp li 3 ln
(n = 3) cho mi nghim thc. Phn mềm Microsoft Excel được dùng để x lý s liu. Các chi
alphabet khác nhau trong cùng 1 ct và ký t khác nhau trong cùng 1 hàng ch s khác nhau mc
ý nghĩa thống kê, được phân tích bng phn mềm SPSS, phương pháp One-way ANOVA, phép
th Duncan (p < 0,05).
3. Kết qu và bàn lun
3.1. Điu chế LN-X và LN-H
Hai h LN-X LN-H đã được tng hp thành công bằng phương pháp đng hóa tốc độ cao
kết hp sóng siêu âm. Kết qu cho thy 2 h nano này đều kích thước ht trung bình nh hơn
150 nm. C th, LN-X kích thước 146,3 ± 1,92 nm LN-H kích thước nh hơn 83,9 ±
1,72 nm. S sai khác v kích thước này do 2 h mang nano cùng giá tr HLB (Hydrophilic
Lipophilic Balance) chung t l cht hoạt đng b mt tween lecithin (1:1, w/w), nhưng
có giá tr RHLB (Required Hydrophilic Lipophilic Balance) khác nhau tùy theo tng loi tinh du
TNU Journal of Science and Technology
230(05): 286 - 292
http://jst.tnu.edu.vn 289 Email: jst@tnu.edu.vn
[15]. Bên cạnh đó, như thể hin Hình 2, tinh du x hương tinh du húng quế dng thô
phân tán rất kém trong nước (Hình 2 a, b), trong khi việc đóng gói chúng vào trong hệ nhũ nano
bn cht lipid lại có độ phân tán rt tốt trong nước (Hình 2 c, d). Các h nano này, vi kích thước
nh kh năng phân tán trong nước tt, s th d dàng tiếp xúc và đưa tinh dầu đi vào trong
thể Frankliniella spp., t đó tăng cao hiệu qu sinh hc ca tinh du lên nhiu ln so vi tinh
du dng thô [14].
Hnh 2. Độ phân tán trong nước ca (a) tinh du húng quế; (b) tinh du x hương; (c) LN-H; (d) LN-X
Mt khác, PDI ca 2 h nano có giá tr 0,226 ± 0,009 (LN-X) và 0,212 ± 0,007 (LN-H). Điều
này th hin s đồng đều v kích thước gia các ht trong dch phân tán [17]. Bên cạnh đó, LN-X
và LN-H có độ ổn định cao vì c 2 có giá tr tuyệt đối thế zeta lớn hơn 53 mV. Điều này là do khi
giá tr tuyệt đối thế zeta trên 30 mV thì lực đẩy tĩnh điện gia các ht s đủ mạnh để ngăn sự kết
t ca chúng, t đó giúp duy trì tính ổn định vt ca h nano [18]. Điều này cũng đã được th
hin Bng 1, khi kết qu sau 2 tháng cho thy, kích thước ht thế zeta ca c 2 h LN-X
LN-H đều thay đổi không đáng kể so vi ban đầu. C th, kích thưc ht ca LN-X ch tăng từ
146,3 ± 1,92 nm lên 153,1 ± 1,62 nm và thế zeta gim không đáng kể t -55,7 ± 0,59 mV xung
còn -53,5 ± 0,40 mV. Trong khi đó, kích thước ht ca LN-H ch tăng từ 83,9 ± 1,72 nmn 88,9 ±
1,24 nm thế zeta gim t -53,2 ± 0,45 mV xung còn -51,8 ± 0,25 mV.
Bng 1. Thông s đặc điểm ca LN-X và LN-H (n=3)
EO-
LNs
Kích thước ht
(nm)
PDI
Thế zeta
(mV)
Kích thước
hạt sau 2
tháng (nm)
Thế zeta sau 2
tháng (mV)
LN-X
146,3 ± 1,92
0,226 ± 0,009
-55,7 ± 0,59
153,1 ± 1,62
-53,5 ± 0,40
LN-H
83,9 ± 1,72
0,212 ± 0,007
-53,2 ± 0,45
88,9 ± 1,24
-51,8 ± 0,25
3.2. Kho sát hiu qu tiêu dit b trĩ của LN-X và LN-H
Hiu qu tiêu dit b trĩ của LN-X LN-H được đánh giá giai đoạn ấu trùng và giai đoạn
trưng thành các nồng độ pha loãng ca LN-X LN-H là 150, 250 400 lần tương ng vi
nồng độ tinh du là 667 µg/mL, 400 µg/mL và 250 µg/mL.
C th, kết qu Bng 2 cho thy, s ng u trùng các nghim thức đối chng không thay
đổi sau 9 ngày. Trong khi đó, s ng u trùng các nghim thức được x bng h nhũ nano
lipid cha tinh dầu đều gim. C th, nồng độ pha loãng 150 lần (tương ng vi nồng độ tinh
du là 667 µg/mL), sau 6 ngày, hiu qu tiêu diệt đạt 100% c 2 h nano. Khi tăng nồng độ pha
loãng lên 250 lần (tương ng vi nồng độ tinh du 400 µg/mL), hiu qu tiêu dit sau 6 ngày
ca LN-X và LN-H gim lần lượt xung còn 95,56 ± 1,52% và 80,04 ± 2,03%. Trong khi đó, kết
qu ngày th 9 sau khi phun không có s khác bit mức ý nghĩa thống kê so vi kết qu ngày
th 6 c 2 h nano. độ pha loãng 400 lần (tương ng vi gim nồng độ tinh du xung còn
TNU Journal of Science and Technology
230(05): 286 - 292
http://jst.tnu.edu.vn 290 Email: jst@tnu.edu.vn
250 µg/mL), hiu qu tiêu dit u trùng b trĩ của LN-X LN-H giảm đáng kể, lần lượt ch còn
71,12 ± 2,24% và 60,02 ± 3,84%. Mt khác, kết qu Bảng 2 cũng cho thấy hiu qu tiêu dit u
trùng b trĩ của LN-X cao hơn LN-H tt c các độ pha loãng; nồng độ pha loãng nh hơn
250 lần (tương ng vi nồng đ tinh du >400 µg/mL) cho hiu qu tiêu dit u trùng b trĩ gần
như tuyệt đối. Điều này nh vào kh năng gây độc cho u trùng b trĩ của các hot chất như
thymol, linalool, carvacrol tinh du x hương, eugenol, linalool, ethyl chavicol húng quế
[12], [19], [20]. Tuy nhiên, s khác bit v hiu qu tiêu dit u trùng do thành phn nng
độ hot cht cha trong mi loi tinh du là khác nhau.
Bng 2. Hiu qu tiêu dit b trĩ ở giai đoạn ấu trùng trong điều kin in vitro (n = 3)
Ngày sau phun
Độ pha loãng
Hiu qu tiêu dit (%)
Đối chứng
LN-X
LN-H
3
150
0 ± 0,00c*
48,89 ± 2,21a***
40,05 ± 3,84b***
250
0 ± 0,00b*
26,67 ± 2,68a**
31,13 ± 2,69a**
400
0 ± 0,00b*
13,33 ± 3,84a*
11,15 ± 2,24a*
6
150
0 ± 0,00b*
100,00 ± 0,00a***
100,00 ± 0,00a***
250
0 ± 0,00c*
95,56 ± 1,52a**
80,04 ± 2,03b**
400
0 ± 0,00c*
71,12 ± 2,24a*
60,02 ± 3,84b*
9
150
0 ± 0,00b*
100,00 ± 0,00a***
100,00 ± 0,00a***
250
0 ± 0,00c*
97,78 ± 1,04a**
82,24 ± 1,86b**
400
0 ± 0,00c*
75,56 ± 2,21a*
60,06 ± 3,87b*
Ghi chú: Các ch cái a, b, c ch s khác nhau mức ý nghĩa thng trong mt hàng; các t *, **, ***
ch s khác khác nhau mức ý nghĩa thống kê trong mt ct, qua phép th Duncan (p < 0,05)
Bng 3. Hiu qu tiêu dit b trĩ ở giai đoạn trưởng thành trong điều kin in vitro (n = 3)
Ngày sau phun
Độ pha loãng
Hiu qu tiêu dit (%)
Đối chng
LN-X
LN-H
3
150
0 ± 0,00b*
82,16 ± 2,34a***
17,78 ± 3,78b***
250
0 ± 0,00b*
35,58 ± 4,56a**
28,68 ± 2,57a**
400
0 ± 0,00b*
19,67 ± 2,52a*
11,12 ± 3,05ab*
6
150
0 ± 0,00c*
86,42 ± 2,12a***
51,14 ± 2,14b**
250
0 ± 0,00c*
68,84 ± 2,42a**
51,13 ± 4,49b**
400
0 ± 0,00c*
55,45 ± 3,75a*
40,05 ± 3,61b*
9
150
0 ± 0,00c*
100,00 ± 0,00a***
82,16 ± 2,51b***
250
0 ± 0,00c*
77,74 ± 2,14a**
62,27 ± 4,67b**
400
0 ± 0,00c*
64,35 ± 2,23a*
51,12 ± 4,37b*
Ghi chú: Các ch cái a, b, c ch s khác nhau mức ý nghĩa thng trong mt hàng; các t *, **, ***
ch s khác khác nhau mức ý nghĩa thống kê trong mt ct, qua phép th Duncan (p < 0,05)
Hiu qu tiêu dit b trĩ Frankliniella spp. giai đoạn trưởng thành điu kin in vitro được
th hin trong Bng 3. Kết qu cho thy, hiu qu tiêu dit b trĩ của c 2 h LN-X và LN-H đều
tăng dần t ngày t 3 đến ngày th 9 sau khi phun. Trong đó, ngày th 3, hiu qu tiêu dit b
trĩ giai đoạn trưởng thành ca LN-X độ pha loãng 150 lần (tương ứng vi nồng độ tinh du là
667 µg/mL) đạt 82,16 ± 2,34%, trong khi giá tr này ch là 17,78 ± 3,78% khi x lý bng LN-H
cùng nồng độ. Điều này cho thy LN-X gây độc tính cp cho b trĩ trưởng thành cao hơn LN-H.
Mt khác, kết qu cũng cho thấy, sau 9 ngày, s ng b trĩ các nghim thc được x bng
h nhũ nano lipid chứa tinh dầu đều gim mnh, trong khi không có s suy gim v s ng b
trĩ ở các các nghim thức đối chng. nồng độ pha loãng 150 ln, hiu qu tiêu dit b trĩ ở giai
đoạn trưng thành ca LN-X đạt 100% sau 9 ngày, trong khi hiu qu tiêu dit ca LN-H ch
82,16 ± 2,51%. Khi tăng nồng độ pha loãng lên 250 ln và 400 lần (tương ứng vi vic gim nng
độ tinh du xung còn 400 µg/mL250 µg/mL), hiu qu tiêu dit gim rõ rt, xung dưi 80%
tt c các nghim thc. T các kết qu trên cho thy rng, LN-X LN-H đều hiu qu trong
vic tiêu dit b trĩ ở giai đoạn trưởng thành, tuy nhiên LN-X cho hiu qu tốt hơn so với LN-H. So
vi nhng nghiên cứu trước đây sử dụng phương pháp xông hơi tinh dầu, hai loi tinh du x