Giáo trình Biện pháp sinh học trong bảo vệ thực vật Chương 6

Chia sẻ: Leslie Nguyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:39

Thêm vào BST

Báo xấu

191
lượt xem 100
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Côn trùng thường chết bởi nhiều bệnh khác nhau do nhiều loài vi sinh vật gây nên như vi khuẩn, nấm, virus, nguyên sinh động vật, tuyến trùng,... Trong đó, thì bệnh do các vi sinh vật gây ra là chủ yếu chiếm khoảng 80-90%

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Biện pháp sinh học trong bảo vệ thực vật Chương 6

Ph n C. K THÙ T NHIÊN C A D CH H I: VAI TRÒ VÀ ð C ðI M NG D NG Chương VI CÁC TÁC NHÂN GÂY B NH CÔN TRÙNG Côn trùng thư ng b ch t b i các lo i b nh khác nhau do nhi u loài vi sinh v t gây nên như vi khu n, n m, virus, nguyên sinh ñ ng v t, tuy n trùng,...Trong ñó thì b nh do các vi sinh v t gây ra là ch y u, chi m kho ng 80 – 90%. Vì th khi nói v b nh côn trùng thì ngư i ta thư ng hi u ngay là do các vi khu n, n m và virus. B nh côn trùng thư ng th hi n hàng lo i nh ng ñ c tính khác nhau, ñ c ñi m chung nh t c a b nh côn trùng là nó làm ch t r t nhi u cá th trong m t ñ t, làm ch m d t s sinh s n hàng lo t, ñi u ñó ñã h n ch ñư c s lây lan c a các l a sâu h i ti p theo trong t nhiên. Khoa h c nghiên c u b nh côn trùng g i là b nh lý h c côn trùng. B nh lý h c côn trùng không ch ñơn thu n miêu t nh ng bi n ñ i b nh lý bên trong cơ th côn trùng mà còn nghiên c u tác nhân gây d ch b nh, cũng như nghiên c u các ñ c ñi m cơ b n và nh ng di n bi n c a vi sinh v t gây b nh bên trong và c phía ngoài cơ th ký ch . Tri u ch ng b nh côn trùng: Cá th côn trùng b b nh thư ng khác v i cá th kho b i hàng lo t tri u ch ng bên ngoài là do côn trùng có nh ng thay ñ i v m t sinh lý và b nh lý c a các mô. Nh ng thay ñ i bên ngoài có th nh n th y ñư c g i là tri u ch ng b nh. Tri u ch ng ñ c trưng nh t là thay ñ i v s v n ñ ng c a côn trùng. S v n ñ ng c a chúng còn tuỳ theo m c ñ phát tri n c a b nh. Khi côn trùng b b nh do các vi sinh v t gây ra thì trong cơ th c a nó d n d n b phá hu t ng ph n, lúc ñ u chúng v n ñ ng ch m ch p, v sau ng ng h n và n m im m t ch cho ñ n khi ch t. Quá trình lây nhi m và nguyên nhân gây b nh c a vi sinh v t trên côn trùng: Thông thư ng v i các lo i b nh truy n nhi m do vi khu n thì chúng lan truy n b ng ñư ng ru t thông qua con ñư ng th c ăn. Nhưng ñ i v i ngu n b nh do n m thì ch y u l i là do s ti p xúc tr c ti p v i nhau hay qua trung gian truy n b nh. Trung gian có th là nh ng loài ký sinh hay côn trùng ăn th t ho c không khí. Nguyên nhân gây b nh vi sinh v t trên côn trùng: - Vi sinh v t ph i có m t trong m i trư ng h p c a b nh côn trùng và có th phân l p dòng thu n ch ng các vi sinh v t ñó trên môi trư ng nhân t o. - Khi dùng d ng vi sinh v t thu n khi t ñ gây b nh nhân t o thì có th gây ñư c lo i b nh tương t . - Ph i ch ng minh ñư c s có m t c a vi sinh v t trong cơ th côn trùng thí nghi m nghĩa là khi th l i ho t l c sinh h c c a vi sinh v t ñó trên côn trùng trong ñi u ki n thích h p thì vi sinh v t ñó tái xu t hi n tr l i. - Mu n cho vi sinh v t xâm nh p vào cơ th ký ch tr thành vi sinh v t gây b nh thì chúng ph i có tác ñ ng v m t hoá h c hay cơ h c lên ký ch và gây b nh cho ký ch . Trong các tác ñ ng hoá h c có ho t tính th p nh t là nh ng quá trình mà ñó vi sinh v t ch l y m t ph n th c ăn c a ký ch (cơ th côn trùng) và chúng ti t ra các s n ph m trao ñ i ch t v i m t lư ng nh t ñ nh ñ i v i côn trùng. nh hư ng c a các s n ph m trao ñ i ch t thư ng ñư c th hi n r t rõ ñ i v i n m cu i giai ño n hình thành bào t . Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Bi n pháp sinh h c trong B o v th c v t…… 86
I. NHÓM VIRÚT CÔN TRÙNG 1. Khái quát chung v virút côn trùng Virút gây b nh côn trùng là m t nhóm tác nhân sinh h c có nhi u tri n v ng trong phòng ch ng côn trùng h i cây tr ng. B nh virút h i côn trùng ñư c mô t s m hơn b nh virút h i th c v t. B nh virút h i côn trùng ñ u tiên do Cornalia và Maestri mô t vào năm 1856 chính là b nh t m ngh (m c dù b nh này ñư c bi t t trư c ñó r t lâu). Các tác gi này là nh ng ngư i ñ u tiên phát hi n th y các th ña di n trong cơ th t m b b nh, còn Bolle vào năm 1898 là ngư i ñ u tiên phát hi n th y khi hoà tan th vùi trong ru t t m s gi i phóng ra các th nh . Komarek & Breindl vào năm 1923 ñã kh ng ñ nh b n ch t virút c a b nh t m ngh và b nh th i nhũn sâu róm Lymantria monacha. Tuy nhiên, ngư i ñ u tiên nhìn th y các virút gây b nh côn trùng l i là Bergold v i các nghiên c u công b t năm 1943 ñ n năm 1947. Sau ñó trên th gi i xu t hi n hàng lo t các công trình nghiên c u v virút gây b nh cho côn trùng, ñ c bi t sau khi có kính hi n vi ñi n t (d n theo P.V. L m 1995). Virút gây b nh cho côn trùng (hay virút côn trùng) ch có kh năng s ng, sinh s n trong các mô, t bào s ng, không th nuôi c y trên các môi trư ng dinh dư ng nhân t o. Virút côn trùng có ñ c ñi m n i b t là tính chuyên hóa h p, ch gây b nh cho côn trùng và ch xâm nhi m nh ng mô nh t ñ nh c a v t ch . Virút côn trùng có th t o thành th vùi như NPV, CPV, GV, EPV ho c không t o thành th vùi như Iridovirus, Densovirus, Baculovirus tr n (Jayaraj,1985; Ramakrishnan,1985). Cho t i gi a th p k 1980, ngư i ta ñã phân l p và mô t ñư c hơn 700 b nh virút t hơn 800 loài côn trùng thu c nhi u b khác nhau. Hi n nay các virút côn trùng ñư c x p thành 7 h sau: Baculoviridae, Reoviridae, Iridoviridae, Poxviridae, Parvoviridae, Picaviridae và Rhabdoviridae (Chukhrij 1988; Jayaraj 1985). Hai h Baculoviridae và Reoviridae có nhi u loài là nh ng tác nhân r t tri n v ng c a BPSH. Tuy nhiên, các virút côn trùng ñã ñư c nghiên c u ng d ng ch y u thu c các nhóm Nuclear Polyheadrosis Virus/NPV, Grannulosis Virus/GV, Cytoplasmis Polyheadrosis Virus/CPV. + Nhóm NPV: nhóm virút côn trùng này thu c h Baculoviridae, có th vùi là kh i ña di n và chúng ký sinh trong nhân t bào v t ch . Vì v y nên g i nhóm NPV là virút ña di n nhân. Th vùi c a virút là v protein bao b c các ph n th virút g i là virion. Các virion c a NPV có hình que. Trong th vùi ña di n ch a nhi u virion hình que (d n theo P.V. L m, 1995). Sâu b b nh do NPV tr nên ít ho t ñ ng, ng ng ăn. Cơ th có màu s c sáng hơn sâu kho . Cơ th sâu b b nh tr nên căng ph ng, trương phù, ch a toàn nư c. Khi có tác ñ ng cơ gi i lên b m t cơ th thì chúng d b v , gi i phóng d ch virút. Các sâu b b nh do NPV khi ch t ñ u treo ngư c trên cây (tr khi b ch t do NPV xâm nhi m t bào thành ru t). Nhóm NPV ký sinh trong t bào h bì, th m , khí qu n, huy t tương và bi u mô ru t gi a. Nhóm NPV có tính chuyên hóa cao, sau nhóm GV. Thư ng NPV c a loài côn trùng nào thì ch gây b nh cho loài ñó. Riêng loài Baculovirus heliothis có th gây b nh cho 7 loài sâu xanh thu c gi ng Helicoverpa (Ignoffo et al., 1981- d n theo P.V. L m, 1995). ð n cu i th k 20 ñã ghi nh n ñư c b nh do NPV côn trùng thu c 7 b như b cánh c ng Coleoptera, hai cánh Diptera, cánh màng Hymenoptera, cánh v y Lepidoptera, cánh m ch Neuroptera, cánh th ng Orthoptera và cánh n a Hemiptera (Chukhrij, 1988). Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Bi n pháp sinh h c trong B o v th c v t…… 87
+ Nhóm GV: g m các virút côn trùng thu c h Baculoviridae, có th vùi là d ng h t. Vì v y nên g i nhóm NPV là virút h t. M i th vùi ch ch a m t virion hình que (ít khi ch a 2 virion). Sâu b b nh do GV thư ng bi u hi n còi, ch m l n, cơ th phân ñ t rõ ràng, t ng bi u bì cơ th tr nên sáng màu, ñôi khi có ph t màu h ng, huy t tương màu tr ng s a. Virút h t thư ng xâm nhi m mô m , t bào l p h bì và huy t tương. Virút h t có tính chuyên hóa cao nh t trong các virút côn trùng. Virút h t phân l p t sâu h i nào ch gây b nh cho loài sâu h i ñó. ð n cu i th k 20, m i ghi nh n ñư c virút h t ch gây b nh cho côn trùng b cánh v y Lepidoptera, chưa th y côn trùng thu c các b khác b b nh do GV. + Nhóm CPV: virút côn trùng nhóm này thu c h Reoviridae, có th vùi là kh i ña di n và chúng ký sinh trong ch t d ch t bào bi u mô ru t gi a c a côn trùng. Vì v y nên g i nhóm CPV là virút ña di n d ch t bào. Trong th vùi c a CPV ch a các virion hình c u (Bergold, 1947- d n theo P.V. L m, 1995). Sâu b b nh do CPV thư ng bi u hi n ch m l n, ñôi khi ñ u quá to so v i cơ th . Màu s c cơ th sâu b b nh vào giai ño n cu i c a s phát tri n b nh lý tr nên có màu sáng gi ng như ph n tr ng, ñ c bi t m t b ng cơ th . Sâu b b nh thư ng t o thành kh i u trên cơ th . Nhóm CPV ký sinh trong ch t d ch t bào các t bào bi u mô ru t gi a c a côn trùng. Virút ña di n d ch t bào có ph ký ch r ng. S lây lan c a b nh tăng lên do s lây truy n qua ký ch khác loài. ðã ghi nh n ñư c b nh do CPV các loài côn trùng thu c các b cánh c ng Coleoptera, hai cánh Diptera, cánh màng Hymenoptera, cánh v y Lepidoptera và cánh m ch Neuroptera. 2. Danh l c virút côn trùng ñư c s d ng Cho t i gi a th p niên 1980, trên th gi i ñã phân l p và mô t ñư c hơn 1270 b nh virút t các loài côn trùng thu c nhi u b khác nhau. H u h t (70%) các côn trùng b b nh virút ñã ghi nh n ñư c là thu c b cánh v y. T i Vi t Nam ñã mô t , ch p nh ñ phân bi t ñư c 4 loài virus nhân ña di n và m t loài virus h t (N.V. C m và CTV, 1996; Chukhrij,1988; Coppel et al., 1977; Faulkner et al., 1985; Jayaraj,1985; Van Driesche et al., 1996). Dư i ñây là m t s virút côn trùng ñã ñư c nghiên c u s d ng nhi u nư c trên th gi i (b ng 6.1). B ng 6.1. Nh ng virút côn trùng ñã ñư c nghiên c u s d ng ñ tr sâu h i TT Tên virút Tên sâu h i là v t ch Lo i cây tr ng 1 NPV-Ha Helicoverpa armigera (7 loài sâu xanh) Bông, rau, ñ u ñ 2 CPV-Ha Helicoverpa armigera Bông, rau, ñ u ñ 3 NPV-As Agrotis (=Scotia) segetum Bông, rau, ñ u ñ 4 GV-As Agrotis (=Scotia) segetum Bông, rau, ñ u ñ 5 NPV-Od Ocneria dispar Cây ăn qu 6 GV-Pr Pieris rapae Rau h hoa th p t 7 NPV-Op Orgyia pseudosugata Cây ăn qu 8 NPV-Tn Trichoplusia ni Rau, ñ u ñ 9 NPV-Hc Hyphantria cunea Cây ăn qu 10 NPV-Ms Mythimna separata Lúa, ngô 11 NPV-Sl Spodoptera litura Rau, ñ u ñ 12 NPV-Se Spodoptera exigua Bông, rau, ñ u ñ 13 NPV- Sf Spodoptera frugiperda Bông, rau, ñ u ñ Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Bi n pháp sinh h c trong B o v th c v t…… 88
14 NPV-Ac Autographa california Rau, ñ u ñ 15 GV-Lp Laspeyresia pomonella Cây táo 16 GV-Po Phthorimea operculella Khoai tây 17 CPV-Dp Dendrolimus punctatus Cây thông 18 GV-Of Ostrinia furnacalis Ngô 19 GV-Ab Andraca bipunctata Chè 20 NPV-Ns Neodiprion sertifer Thông 21 NPV-Gh Gilpinia (=Diprion) hercyniae Thông 3. Vai trò c a virút côn trùng K t qu nghiên c u Thái Lan cho th y NPV là nguyên nhân gây ch t t nhiên ch y u c a sâu ño xanh Trichoplusia ni trên c i b p. T i n ð , sâu xanh H. armigera trên bông thư ng b ch t b nh do NPV v i t l 6,9-24,5%. NPV ñư c ñánh giá là tác nhân sinh h c quan tr ng trong kìm hãm s lư ng sâu xanh H. armigera Trung Qu c, Hoa Kỳ, Philippine (Bilapate, 1988; Coppel et al., 1977; Navasero và nnk, 1993; Tipvadee, 1983). K t qu ñi u tra cho th y các virút nêu trên có m t thư ng xuyên trong qu n th các loài sâu h i. ñi u ki n mi n B c Vi t Nam chúng phát sinh gây b nh cho côn trùng t tháng 4 - 9 hàng năm. Sâu ño xanh Anomis flava h i ñay thư ng b nhi m b nh do NPV khá cao vào tháng 6 - 7 hàng năm. T l ch t do NPV c a sâu ño xanh ñ t kho ng 11-54% và 8-68% tương ng t i Th An (Hà Tây) và Châu Giang (Hưng Yên). Sâu khoang Spodoptera litura trên l c b ch t b nh do NPV khá cao, có khi t i 50-60%. Trên bông phía Nam (Ninh Thu n, ð ng Nai) virút NPV là y u t gây ch t t nhiên trên sâu xanh khá quan tr ng. T l sâu xanh b ch t b nh t nhiên do NPV ñ t 9-10%. T i ð c L c, nhi u khi sâu xanh b ch t t nhiên do NPV ñ t t i 16%. Sâu keo da láng Spodoptera exigua trên hành tây Ninh Thu n b b nh do NPV, ch t v i t l không cao thư ng ch kho ng 0,4-16,6% (N. V. C m và CTV,1991; N. T. Hai, 1996; N. T. H ng,1995; P.H. Như ng, 1996; N. T. Sơn,1998). 4. ð c ñi m ng d ng ð c ñi m s d ng ch ph m sinh h c ph thu c vào cơ ch tác ñ ng c a ch ph m và nh hư ng c a ñi u ki n ngo i c nh ñ n ho t tính c a các sinh v t trong ch ph m. Ch ph m sinh h c t virút côn trùng nói chung và t NPV, CPV, GV nói riêng ñ u có cơ ch tác ñ ng ñư ng ru t. Các th virút tr n ho c th vùi c a virút cùng th c ăn xâm nh p qua mi ng vào ru t côn trùng. T i ru t, dư i tác ñ ng c a d ch tiêu hoá, th vùi b hoà tan và gi i phóng các virion. Qua bi u mô ru t gi a virion xâm nh p vào d ch máu, ñi t i các t bào. Khi ti p xúc v i các t bào, chúng xâm nh p vào bên trong các t bào ñ sinh s n và gây b nh cho sâu h i. Ph n l n các virút nhóm NPV, GV có tính chuyên hóa cao, do ñó ch ph m sinh h c t các virút này thư ng có ph tác ñ ng h p ñ n r t h p. M t khác, các ch ph m virút côn trùng nói chung, ch ph m NPV b m t ho t tính dư i tác ñ ng c a sóng ng n và tia c c tím. Như v y, ñ s d ng ch ph m sinh h c t virút có hi u qu cao trong phòng ch ng côn trùng h i c n lưu ý m t s ñi m sau ñây: - Phun ñ u ch ph m virút côn trùng lên b ph n cây là th c ăn ưa thích c a loài côn trùng h i c n phòng tr , t o ñi u ki n cho chúng có th ăn ñư c th c ăn nhi m virút càng nhi u càng t t. Khi côn trùng h i ăn ñư c nhi u th c ăn nhi m virút vào trong ru t thì kh năng b nhi m b nh s càng cao. - ð h n ch ñ n m c t i thi u tác ñ ng không t t do bư c sóng ng n và tia c c tím c a m t tr i gây ra thì c n phun các ch ph m sinh h c t virút côn trùng vào Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Bi n pháp sinh h c trong B o v th c v t…… 89
bu i chi u mát. Ngay chi u t i hôm phun ho c sáng hôm sau, sâu h i ăn th c ăn ñã ñư c phun ch ph m virút côn trùng chưa b tác ñ ng c a m t tr i. - ð ng th i, khi s d ng ch ph m virút côn trùng có th tr n thêm m t s ph gia như s a b t, s a l c béo, nư c r ñư ng, d u th c v t sau và than ho t tính nh m làm gi m tác ñ ng x u c a ánh n ng m t tr i ñ i v i ch ph m virút côn trùng. - Nên s d ng nh ng ch ng virút ñ a phương ñ s n xu t ch ph m sinh h c ñ tr sâu h i. Trong trư ng h p như v y s làm tăng kh năng thích ng c a virút v i ñi u ki n ngo i c nh nơi ng d ng. - ð kh c ph c ph tác ñ ng h p c a ch ph m t NPV và GV, có th h n h p vài lo i virút v i nhau ho c h n h p v i Bt nh m làm tăng ph tác ñ ng c a ch ph m (cùng lúc tr ñư c nhi u loài sâu h i). - Có th s d ng ch ph m virút côn trùng ñ tr côn trùng h i theo hai cách: + Phun ch ph m virút côn trùng nh m cung c p ngu n b nh ban ñ u ñ t tích lu trên ñ ng ru ng. Theo cách này, vào ñ u v gieo tr ng, ch ph m virút côn trùng ñư c phun vài l n v i lư ng không nhi u khi m t ñ loài côn trùng h i c n phòng tr ñ t m c th p ñ ñ chúng có th t lây nhi m ñư c b nh. Theo th i gian trong v , ngu n virút côn trùng s tăng lên và t l sâu h i b nhi m b nh virút cũng gia tăng theo s gia tăng s lư ng c a loài h i. + Phun tràn ng p ch ph m virút côn trùng như dùng thu c hóa h c tr sâu. Theo cách này, khi loài côn trùng h i ñ t m t ñ qu n th cao, có kh năng gây h i l n thì ti n hành phun ch ph m virút côn trùng. Khi ñó phun v i li u lư ng l n hơn lư ng c n thi t nh m cung c p ngu n b nh t i ña, t o ñi u ki n cho sâu h i b nhi m b nh nhanh nh t v i t l cao nh t ñ áp ñ o sâu h i. Do ñó, sau khi phun ch ph m vài ngày s ñ t ñư c hi u qu nh t ñ nh trong tiêu di t loài sâu h i c n phòng tr . Tuỳ theo ñ i tư ng sâu h i và ý nghĩa kinh t c a chúng mà ch n m t trong hai cách s d ng ch ph m nêu trên sao cho h p lý mà v n cho hi u qu cao. - Không s d ng ch ph m virút côn trùng trong ñi u ki n nhi t ñ th p. Khi nhi t ñ th p th i gian b nh c a sâu h i s kéo dài, sâu h i v n có th ti p t c gây h i ñư c. CÂU H I ÔN T P 1. Anh ch hi u gì v vi rút côn trùng ? 2. Nêu vai trò và ñ c ñi m ng d ng virút côn trùng ñ phòng ch ng sâu h i cây tr ng ? TÀI LI U THAM KH O CHÍNH 1. Nguy n Văn C m, Hoàng Th Vi t. B nh th i nhũn c a sâu ño xanh và hi u qu s d ng chúng trong phòng tr sinh h c sâu ño xanh ha ñay. T p chí BVTV, 5:31-37. 1991. 2. Nguy n Văn C m, Hoàng Th Vi t. Huger A.M. M t s Baculovirus gây b nh trên sâu h i thu c b Lepidoptera Vi t Nam. Sach: Tuy n t p công trình nghiên c u bi n pháp sinh h c phòng tr d ch h i cây tr ng, Nxb Nông nghi p, Hà N i, tr. 17-23. 1996. Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Bi n pháp sinh h c trong B o v th c v t…… 90
3. Chukhrij M.G. Biologia Baculovirusov i vius txitoplazmatichexkovo poliedroza. Kishinhev. 1988. 4. Coppel H.C., J.W. Mertins. Biological Insect Pest Suppression. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, New York. 1977. 5. Faulkner P., Boucias D.G. Genetic improvement of insect pathogens: emphasis on the use of Baculoviruses. In: Biological control in agricultural IPM systems (ed. by Hoy et al.). Academic Press, Inc. pp.263-281. 1985. 6. Nguy n Th Hai. Nghiên c u ñ c ñi m sinh h c, sinh thái c a m t s loài sâu h i chính và thiên ñ ch trên cây bông ð ng Nai và Ninh Thu n. Tóm t t lu n án Ti n sĩ nông nghi p, Hà N i , 24 tr. 1996. 7. Nguy n Th H ng . Sâu keo da láng và b nh th i nhũn c a chúng vùng Ninh Thu n. T p chí BVTV, 4: 36-38.1995. 8. Jayaraj S. History and development of microbial control. In: Microbial control and pest management. TNAU, p. 16-21. 1985. 9. Ph m Văn L m. Bi n Pháp sinh h c phòng ch ng d ch h i Nông nghi p. Nxb Nông nghi p, Hà N i. 1995. 10. Ph m H u Như ng. Nghiên c u s d ng bi n pháp sinh h c trong phòng tr sâu h i bông. Sách: K t qu nghiên c u khoa h c (1976-1996). Nxb Nông nghi p, Tp HCM, tr.88-107. 1996. 11. Ramakrishnan N. The use of Baculoviruses and cytoplasmic viruses for pest suppression. In: Microbial control and pest management. TNAU, p. 60-75. 1985. 12. Ngô Trung Sơn. Nghiên c u s d ng HaNPV trong phòng tr t ng h p sâu xanh h i bông t i Ninh Thu n. Tóm t t lu n án Ti n sĩ nông nghi p, Hà N i , 24 tr. 1998. 13. Van Driesche R.G. and Bellows T.S.J. Biological control. Chapman & Hall. New York. 1996. Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Bi n pháp sinh h c trong B o v th c v t…… 91
II/ NHÓM VI KHU N 1. Vi khu n gây b nh côn trùng Gi a th k XIX, Louis Pasteur (1822-1895) nghiên c u th c nghi m thành công trong phòng ch ng b nh t m gai. Trong quá trình nghiên c u b nh gai trên t m L. Pasteur (1870) ñã phát hi n ra vi khu n ñư c ñ t tên là Bacillus bombyces có „nhân sáng“ trong t bào. ðây chính là các tinh th ñ c có b n ch t protein c a loài vi khu n này v i tên g i chính xác là Bacillus thuringiensis. Sau này các nhà khoa h c ñã xác ñ nh ñư c vi khu n gây b nh th i u trùng ong châu Âu là Bacillus alvei (năm 1885), trên t m Nh t B n Bacillus sotto (năm 1901)... 1. ð c ñi m chung vi khu n gây b nh côn trùng Là các gi ng hình thành bào t (sporeformers) như Bacillus, Clostridium và các gi ng không thành bào t (nonsporeformers) như Pseudomonas, Streptococcus, Serratia, Xenorhabdus và Photorhabdus. Kích thư c 1-2 µm (micromet hay 1 ph n nghìn milimet), n ng kho ng 1-2 pg (picogam hay 1 ph n tri u gam), ch có th nhìn th y b ng kính hi n vi. Hình d ng: Bacillus: Tr c khu n hình que sinh bào t , hi u khí ho c hi u khí không b t bu c, s n sinh catalaza Clostridium: Tr c khu n hình que sinh bào t , ph n l n k khí, không s n sinh catalaza Pseudomonas: Vi khu n hình que v i 1 hay 1 chùm lông roi 1 ñ u, có kh năng sinh oxidaza, không lên men môi trư ng Hugh và Leifson Serratia: Vi khu n hình que ng n, t o s c t màu t tía s m không tan trong nư c nhưng tan trong c n 2. Bacillus thuringiensis Trong các loài vi khu n thì loài Bacillus thuringiensis (Bt) ñư c s d ng nhi u nh t. Hình thái bào t : hình que, 3-6 X 0,8-0,9 µm, gram dương (không m t màu nhu m khi t y b ng i t hay c n), ñ ng riêng r hay thành chu i, xung quanh cơ th có tiêm mao dài 6-8 µm. Trư ng thành m i t bào có 1 bào t hình tr ng và 1 tinh th ñ c hình qu trám. Căn c vào kh năng hình thành loxitinaza, c u trúc tinh th , kh năng gây b nh cho các loài côn trùng và ñ c tính huy t thanh h c ngư i ta chia Bt thành các ch ng (varieties) khác nhau. Các ch ng quan tr ng: Bacillus thuringiensis subsp. israelensis (Bti) s d ng phòng ch ng (Culex and Aedes). Loài Bacillus sphaericus ñư c s d ng trong phòng ch ng mu i s ng trong nư c ô nhi m (Culex, Anopheles, Aedes) Bacillus thuringiensis subsp. tenebrionis phòng ch ng (B cánh c ng khoai tây) 3. ð c t c a vi khu n Bacillus thuringiensis: D a vào cơ ch tác ñ ng di t côn trùng ngư i ta xác ñ nh ñư c 4 lo i ñ c t c a Bt: a/ N i ñ c t δ endotoxin, còn g i là tinh th ñ c/Crystal - cry I, cry II, cry III, cry IV. Các lo i tinh th này chuyên tính cho các b côn trùng khác nhau: cryI – Chuyên tính b Cánh v y Lepidoptera cryII - Chuyên tính b Lepidoptera và b Hai cánh Diptera cryIII - Chuyên tính b Cánh c ng Coleoptera cryIV - Chuyên tính b Hai cánh Diptera Năm 1955, C.L. Hannay và P. C. Fitz James xác ñ nh ñư c b n ch t protein có liên quan ñ n ñ c tính c a vi khu n. Tinh th ñ c có kích thư c l n 1 µm x 0,5 µm chi m 30% kh i lư ng khô c a vi khu n. Tinh th d th y khi nhu m b ng Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Bi n pháp sinh h c trong B o v th c v t…… 92
dung d ch Fuchsin cacbonic ñ c, xanh Victoria, khi ñó có màu s m còn bào t không có màu nhưng có mép sáng. Quan sát t t hơn n u s d ng kinh hi n vi ñ i pha (Phase-contrast microscope). Tinh th có hình qu trám như 2 kim t tháp úp vào nhau, trên b m t có các lu ng n i lên cách nhau 29 nm. B n ch t hóa h c c a tinh th : Trong tinh th ñ c có trên 1 180 lo i axit amin, trong ñó có 2 lo i chi m t l cao nh t là axits glutamic, và axit asparaginic. Trong tinh th có ch a lư ng khá l n 5 nguyên t như C, N, H, O, S. Ngoài ra còn chưa lư ng nh 19 nguyên t khác nhưng không có P. Các phân t có kh i lư ng l n (>800.000) có ñ c tính còn lo i có kh i lư ng nh (10.0007.0) và cơ th không có cơ ch gi i ñ c, tinh th s v ra làm nhi m ñ c máu. Hi n tư ng th y ph bi n trên t m, sâu róm, bư m c i.... Tuy v y trong nhi u trư ng h p khi tinh th ñ c v ra, m t s loài sâu có cơ ch t gi i ñ c, ng ng ăn, pH ñư ng ru t gi m xu ng, sau m t th i gian nh t ñ nh ñư ng tiêu hóa ñư c h i ph c. Trong khi ñó, nhi u loài côn trùng s n sinh ra men chuy n Protoxin c a tinh th thành ñ c t . ðã ghi nh n trên 200 loài cánh v y b tinh th ñ c t n công m nh. Cách ñ t tên gene tinh th c a Bacillus thuringiensis (Bt) và ph tác ñ ng trên côn trùng c a chúng như sau: Gene + Protein c a ch ng Bt như: cryI CryI kurstaki (HD-1) aizawai sotto Lepidoptera cryII CryII kurstaki (HD-1) kurstaki (HD-263) Lepidoptera and Diptera (mu i) cry IIIA CryIIIA tenebrionis Coleoptera (chrysomelids) cryIIIB CryIIIB japonensis Coleoptera (scarabaeids) cry IV CryIV israelensis Diptera (mu i và ru i ñen) Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Bi n pháp sinh h c trong B o v th c v t…… 93
Ph tác ñ ng lên ký ch chính ñư c ghi thêm b ng ch La mã. Ch ng h n, CryI và CryII ch protein chuyên cho Lepidoptera và Diptera/Lepidoptera. Còn gene ho c protein có th phân bi t b i ch cái (cryIA ho c CryIA) ñ ch s khác bi t trình t c a amino acid. S khác bi t nh ñư c ghi theo các ch thư ng, như cryIA(a) ho c CryIA(a). Các ñ ng v t có vú không b ng ñ c khi ăn ph i tinh th là do ch t Pepsin trong ru t ñ ng v t (ho t ñ ng thích h p khi pH = 2) ñã làm m t tính ñ c c a tinh th vi khu n. ðã ghi nh n ñ c l c c a Bt ñ i v i ki n và tuy n trùng. b/ Ngo i ñ c t α exotoxin, còn ñư c g i là phospholipaza. Th c ch t ñây là 1 lo i men liên quan ñ n s phân h y phospholipit d n ñ n côn trùng ch t. Cho ñ n nay, tác ñ ng c a ñ c t này là ít i, ngoài nhóm ong Tenthredinidae do có ñ pH c a ru t phù h p. c/ Ngo i ñ c t β exotoxin, còn g i là ngo i ñ c t b n nhi t. Chúng có kh i lư ng phân t th p (707-850). Sau 15 phút nhi t ñ 1200C v n còn ho t tính. Chúng tác ñ ng lên côn trùng làm c n tr vi c t ng h p ARN thông tin. Chúng còn có tác ñ ng c ng hư ng v i n i ñ c t , sau khi n i ñ c t phá h y bi u bì ru t gi a, chúng nhanh chóng xâm nhi m vào huy t tương và máu ñi ñ n các cơ quan làm thay ñ i quá trình trao ñ i ch t và làm cho côn trùng chóng ch t. Pu Zhelong (1994) ghi nh n kh năng m n c m c a 34 loài côn trùng ñ i v i β exotoxin. d/ Ngo i ñ c t γ exotoxin, còn g i là ñ c t tan trong nư c. Chúng có kh i lư ng phân t th p t 200-2000, có m t s axit amin t do, tan trong nư c, m n c m v i ánh sáng và ñ c bi t m t ho t l c trong 15 phút nhi t ñ 600C tr lên. Cho t i nay Bt ñư c s d ng r t r ng rãi ñ phòng chóng sâu h i do nh ng ưu ñi m như ho t tính tr sâu cao, d s d ng và ñ c bi t là an toàn nông s n. Tuy v y, Bt cũng b l m t s ñi m y u như: - Kém b n v ng so v i thu c tr sâu hóa h c dư i tác ñ ng c a môi trư ng - Gi m ho t tính trong nư c và trong môi trư ng h u cơ do b h p ph - S gia tăng ñáng k tính kháng Bt c a côn trùng h i. T năm 1983 ñã ch ng minh nhi u loài côn trùng kháng ñư c Bt. Kh năng kháng tăng nhanh n u s d ng Bt liên t c. 4. S n xu t ch ph m Bt Có 2 phương pháp s n xu t ch ph m Bt là lên men x p và lên men chìm (Ph m Th Thùy, 2004). a/ Lên men x p ðây là công ngh ít ñư c s d ng hi n nay do hi u qu th p và trong quá trình s n xu t hay g p s nhi m t p. Trong công ngh c n s d ng các h t r n v i yêu c u không h p th dinh dư ng. Ngư i ta cũng có th s d ng các lo i h t làm ngu n dinh dư ng cho vi khu n như cám lúa mì, b t ngô… b/ Lên men chìm Hi u qu cao và có th s n xu t lư ng sinh kh i l n theo yêu c u. Các y u t quan trong trong công ngh bao g m: - Ch n l c ch ng Bt chu n có các protein ñ c t ñ c ch ng có ho t tính cao ñ nhân, căn c vào týp huy t thanh - Ch n môi trư ng phù h p ñ t o ra nhi u bào t và tinh th ñ c nh t. ð gi m giá thành, ngư i ta thư ng s d ng các ph ph m nông nghi p, công nghi p ch bi n. Vi c nghiên c u s phù h p c a t ng môi trư ng lên men v i t ng ch ng Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Bi n pháp sinh h c trong B o v th c v t…… 94
vi khu n ñư c ti n hành ch t ch . Thành ph n các môi trư ng lên men c a m t s nư c ñư c trình bày t i b ng 6.2. B ng 6.2. Thành ph n môi trư ng lên men ñư c s d ng ñ s n xu t Bt c a m t s nư c ((d n theo Ph m Th Thùy, 2004) Tên nư c Thành ph n môi trư ng Tác gi Mêhicô R ñư ng, b t ñ u tương, b ngô, CaC03 + Roldan và CS, 1988 H20 Hàn Qu c B t cá, b t ñ u tương, cám ñ , bã v ng, g o, Yoon và CS, 1987 cám Trung Cám lúa mì, tr u, b t chanh, bánh ñ u Husey và Tínley, Qu c tươnglo i d u ho c bánh h t bông lo i d u, 1981; Ưangta0, 1988 cám lúa mì ho t b t ngô Nigiêria B t s n lên men, ngô, ñ u ñũa Ejiofa và Okager, 1989 Brazin Ph ph m c a công nghi p gi y và g thêm Moscardi, 1988 tinh b t tan nð B t chanh ho c b t ñ u tương thêm tinh b t Mumgatti va tan ho c r ñư ng Raghunathan, 1990 Vi t Nam s n xu t Bt ñã ñư c th c hi n t i m t s cơ s như Vi n Công nghi p th c ph m, Công ty Vi sinh tp H chí Minh… t nh ng năm 1989-1996 theo phương pháp lên men chìm, ph n l n các ch ng s n xu t là t nư c ngoài (Ph m Th Thùy, 2004). Trong quá trình s n xu t, ngoài vi c ch n các chúng có ñ c tính cao, kh năng t o sinh kh i l n, các y u t sau ñây c n có s quan tâm thích ñáng: - Ch ñ thông gió: 0,5-0,6 m3 môi trư ng/1 m3 không khí - Nhi t ñ : 29-300C - Tránh thóa hóa gi ng: Sau khi lên men 10-15 l n c n thay ch ng Bt m i ñ m b o ch t lư ng - Chú ý tránh nhi m th c khu n th - ðánh giá k t qu thông qua: + M t ñ bào t , s lư ng tinh th ñ c δ endotoxin bi u th b ng ñơn v qu c t (IU) theo tiêu chu n E-61 c a Vi n Pastuer (Pháp), ñ t 16000 IU ho c 32000 IU, ho c Tiêu chuân Vi t Nam 3-10 t bào t /1 gam ch ph m; + Ch t khô 7-10% + pH 7-7,5 + Hi u l c di t sâu 70-90% sau 7 ngày + B o qu n ñư c trong 12 tháng ð i v i d ng l ng: khi k t thúc quá trình lên men, ñem h n h p v i các ch t ph gia, ch t bám dính, ch t ch ng th i ñ t o ch ph m. Ch ph m sau khi tách có ñ m 85% và hi u su t 100 kg/m3 d ch nuôi c y v i lư ng bào t 20.109/g. ð i v i d ng khô: s n ph m ñư c tách nh máy ly tâm, làm khô b ng ñông l nh ho c xây khô trong máy s y phun ho c lý tâm v t sau ñó tr n v i các ph gia như b t, lactoza, th ch tín, cao lanh… Khi ñóng gói, hàm lư ng ch t khô tiêu chu n ñ t 7-10%. Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Bi n pháp sinh h c trong B o v th c v t…… 95
III/ N M KÝ SINH CÔN TRÙNG N m ký sinh côn trùng ñóng vai trò to l n trong vi c kh ng ch côn trùng h i. Tuy v y ví d ñ u tiên ph i k ñ n không ph i là ñ i v i con trùng h i mà là côn trùng v t nuôi. Vào th k XVI, XVII, ngh t m tơ r t phát tri n Pháp và Ý. Nhưng cũng trong th i kỳ này, ngh t m tơ b thi t h i n ng n do b nh t m vôi (Muscardine) hay còn g i là n m b ch cương. Mãi t i năm 1835, công trình ñ u tiên v ñ c ñi m gây b nh và bi n pháp phòng tr b nh này c a nhà khoa h c, cha ñ “b nh lý h c côn trùng” Agistino Bassi ñư c công b . Sau này, ñ ghi nh n công lao c a ngư i ñã phát hi n ra nó, loài n m ñư c mang tên Beauveria bassiana. N m gây b nh cho côn trùng và nh n nh h i cây ñư c quan tâm nghiên c u nhi u g m các chi n m b ch cương Beauveria, l c cương Metarhizium, n m b t Nomuraea. M t s loài ñi n hình bao g m: - Beauveria bassiana (Bals) Vuill; B. brongniartii Sacc. (B. tenella) - Metarhizium anisopliae Sorok ; M. flavoviride Gams - Nomuraea rileyi - Cephalosporium sp. - Hirsutella sp. - .. Hai loài n m ñư c nghiên c u và s n xu t ch ph m s d ng nhi u nh t hi n nay là Beauveria bassiana (Bals) Vuill và Metarhizium anisopliae Sorok. 1. ð c ñi m hình thái và cơ ch tác ñ ng lên côn trùng + B ch cương, Beauveria bassiana (Bb) Bào t tr n, hình c u ho c hình tr ng (1-5,5 x 3-3,5 µm). T bào sinh bào t tr n ñơn phát sinh t s i dinh dư ng có cu ng phình to (Hình 6.1). Hình 6.1. Bào t phân sinh n m b ch cương Beauveria bassiana (Theo Mathias de Kouassi) Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Bi n pháp sinh h c trong B o v th c v t…… 96
Cành bào t phân sinh và bào t phân sinh n m b ch cương Beauveria bassiana Trong quá trình phát tri n, n m ti t ra ñ c t g i Beauvericin. Chính ñ c t c này là cho côn trùng b ch t. ð c t (Beauvericin) ñư c t ng h p vào năm 1969. Công th c C45H37O9N3 (N-metyl L-phenylalanin-D- α hydroxy-izovaleryl), là lo i depxipeptid vòng có ñi m sôi 93-940C. Cơ ch tác ñ ng: Khi bào t g p ph i cơ th côn trùng chúng s n y m m, m c thành s i n m xuyên qua v kitin và phát tri n trong cơ th làm tiêu hao các t bào b ch huy t và cu i cùng côn trùng b ch t, trên cơ th ph kín l p ph n tr ng. Khi b ch t cơ th côn trùng c ng l i, các bào t ti p t c phát tán trong không khí. Trên các ngu n th c ăn khác nhau n m sinh ra các men th y phân thành các ch t ñơn phân t r i ñ ng hóa. Vi c phân gi i v kitin ñư c ti n hành ngay khi n m xâm nh p trên cơ th côn trùng, sau ñó là vi c phân gi i protein và lipit các mô bên trong. Trong nuôi c y n m thì t l C:N c n ñư c xác ñ nh. Ngoài ra m t lư ng kitin nh t ñ nh là c n thi t cho quá trình phát tri n bào t ñính (conidiospore) và bào t ch i (blastospore). Không ch có v y, các nguyên t vi lư ng, vitatmin ñ u c n thi t cho vi c phát tri n c a n m. Phương pháp lên nuôi c y chìm ñư c coi là phương pháp ưu vi t hi n nay. Nhi t ñ thích h p 25-300C, m ñ tương ñ i là 80-90%, ánh sáng y u, c n lư ng oxy thích h p, pH t 5,5-6. Các lo i thu c tr b nh nh hư ng ñ n s phát tri n c a n m. Ngoài côn trùng, Bb còn t n công trên nhi u loài nh n nh h i cây tr ng thu c các gi ng Tetranychus, Tarsonemus, Bryobia. + L c cương Metarhizium anisopliae (Ma) Loài n m này do Metchnikov phát hi n năm 1878. Chính ông là ngư i ñã dùng môi trư ng bã bia ñ nuôi nhân Ma s d ng trong phòng ch ng Anislopia austriaca h i lúa mì. Bào t tr n hình que 3,5 x 6,4 x 7,2 µm (Hình 6.2) màu l c xám ñ n xanh l c. Khu n l c có màu xành ñôi ch có màu hơi h ng. Có 2 d ng bào t là bào t l n Metarhizium anisopliae var. major có kích thư c 10-14 µm và b o t nh Metarhizium anisopliae var anisopliae kích thư c 3,5-5,0 µm. Có kho ng trên 200 loài côn trùng, ñ c bi t là b Coleoptera m n c m v i loài n m này. ð c t c a n m là Destuxin A, B, C và D. ð c t destruxin A (C29H4707N5), B (C30H51O7N5), ñư c tách tương ng t năm 1961 và 1971. Chúng có ñi m s i tương ng là 1880C và 2340C. Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Bi n pháp sinh h c trong B o v th c v t…… 97
Hinh 6.2. Cành bào t phân sinh và bào t phân sinh n m l c cương Metarhizium anisopliae (Theo Svetlana Y Gouli) Sau khi rơi trên b m t cơ th côn trùng, trong 24 gi n m s m c s i n m xuyên qua v côn trùng, phát tri n thành các nhánh ch ng ch t trong cơ th . Trong quá trình phát tri n chúng tiêt ra ñ c t A và B là các ch t ñ c làm cho côn trùng ch t. Ma có m t trong môi trư ng s ng: không khí, ñ t, trên các ph ph m... Môi trư ng phù h p: nhi t ñ 24-250C, pH (6,-7,4). Có th phân l p Ma t côn trùng ch t v i tri u ch ng ñi n hình là có l p n m màu xanh trên b m t cơ th , trong ñ t... 2. Nghiên c u ng d ng Vi c nghiên c u ng d ng n m côn trùng ñã ñư c ti n hành t hơn 100 năm nay. T năm 1892 F. Tangl ñã nhân nuôi Bb ñ tr sâu róm Porthetria dispa. B c M ñã phát hi n có 175 loài côn trùng b n m Bb t n công. Các b côn trùng có nhi u loài m n c m g m Coleoptera, Hemiptera, Homoptera, Orthoptera, Isoptera, Lepidoptera, Ve bét Acarina… T i các nư c như Trung Qu c, Nh t B n, Thái Lan, Úc…m t hư ng s d ng nhi u n m côn trùng là ñ i v i sâu h i trong ñ t (ru i h i r b t c i, b hà khoai tây, …). Hi u qu phòng tr thư ng ñ t kho ng trên 70%. Vi t Nam, t nh ung năm 1990, Vi n BVTV, ð i h c Lâm nghi p ti n hành nghiên c u thu th p, tuy n ch n, nhân và b o qu n các ch ng n m côn trùng ñ s n xu t thu c tr sâu. Trong các loài côn trùng h i lúa, ngô, mía, thông … ñã có 31 ñư c ghi nh n b n m Bt t n công và trên 40 loài b M.a. t n công như li t kê dư i ñây (Ph m Th Thùy, 2004). + Các loài b n m Bb t n công: Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Bi n pháp sinh h c trong B o v th c v t…… 98
- Sâu khoang : Spodoptera litura - Sâu keo da láng : Spodoptera exgua - Sâu xanh bông : Helicoverpa armigera - Sâu xanh thu c lá : Helicoverpa assulta - Sâu xanh bư m tr ng : Pieris rapae - Sâu tơ : Plutella xylostella - Sâu ñ c thân ngô : Ostrinia nubilalis - Sâu ñ c qu ñ u : Etiella sp - Sâu róm thông : Dendrolimus punctatus - B xít hôi : Leptinotasa acuta - R y nâu : Nilaparvata lugens - Sâu c n gié : Leucania separata - B xít ñen : Scotinophora lurida - B xít xanh : Neraza viridula - B hà khoai lang : Cylas formicarius - Sâu ño xanh : Anomis flava - Câu c u : Hypomesces squamosus - Châu ch u : Locusta sp. - Châu ch u mía : Hieroglyphus tonkinensis - Châu ch u s ng lưng vàng : Pantaga sucincta - B h i d a : Brontispa longissima - Sâu kèn h i keo tai tư ng : Amasstisa sp - Sâu ño h i qu : Culculla paterianria - Sâu xanh ăn lá b ñ : Fentonia sp - R p : Aphis sp - M i ñ t: Coptotermes sp. - M t b t ñ : Tribolium sp. - M t g o : Sitotroga sp - R p nâu m m h i cà phê : Parasaisetia nigra... + Các loài côn trùng b n m Ma t n công: - Châu ch u s ng lưng vàng : Patanga sucincta - Châu ch u mía : Hieroglyphus banian - Châu ch u mía : Hieroglyphus tonkinensis - Châu ch u lúa : Oxya chinensis - Châu ch u lúa : Oxya dominuta - Châu ch u: Locusta sp. - B h i d a : Brontispa sp. - B h i d a : Brontispa longissima - M i ñ t : Coptotermes sp. - M i ñ t : Coptotermes squamosus - Sâu kèn h i keo tai tư ng : Amasstisa sp - Sâu ño h i qu : Culculla paterianria - Sâu xanh thu c lá : Helicoverpa assulta - Sâu xanh bông : Helicoverpa armigera - Sâu xanh bư m tr ng : Pieris rapae - Sâu khoang : Spodoptera litura - Sâu ñ c qu ñ u : Maruca testulalis - Sâu ñ c thân ngô : Pyrausta nubilalis - Sâu ăn lá ñ u : Etiella sp - B xít hôi : Leptinotasa acuta Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Bi n pháp sinh h c trong B o v th c v t…… 99
- B xít ñen: Scotinophora lurida - B xít xanh : Neraza viridulla - Sâu c n gié : Leucania separata - R y nâu : Nilaparvata lugens - R y xanh ñuôi ñen : Nephotetix bipunctatus - B hà khoai lang : Cylas formicarius - Sâu ño xanh : Anomis flava - Câu c u : Hypomeces squamosus - Sâu xanh ăn lá b ñ : Fentonia sp. - M t g o : Sitotroga sp. - Sâu róm thông : Dendrrolomus punctatus - B hung ñen h i mía : Alissonotum impressicole - Cánh cam : Anomala cupripes - Sâu róm qu : Malacosoma dentata - Sâu ñ c cành qu : Arbela bailbarana - B hung nâu : Exolontha sp - B hung nâu nh : Maladera orientalis - Xén tóc : Bacchisa atritaric - B xít v i : Tessaratoma papillosa ðã hoàn thi n công ngh s n xu t qui mô 20-30 kg/ngày. Hai s n ph m là Boverin và Mat ñư c s d ng ñ tr các loài côn trùng h i như Sâu ño xanh, Châu ch u, Sâu róm thông, B h i d a, B hung h i mía, Sâu xanh bông, M i h i cà phê… Loài Bb còn có th nhân theo phương pháp ñơn gi n áp d ng t i h gia ñình trên môi trư ng ñ c cám + tr u + ngô s d ng trong phòng ch ng b hà Cylas formicarius ñ t k t qu khá t t (Nguy n Văn ðĩnh và Nguy n Th Kim Oanh, 2001). Bb có kh năng s d ng hi u qu trong phòng tr sâu róm thông (Nguy n Thanh H i và Nguy n Văn ðĩnh, 2002). Ngoài 2 lo i n m ph bi n trên còn có các lo i n m khác có tác d ng trong phòng tr t nhiên sâu và nh n h i cây tr ng. Trong s này ph i k ñ n Enthomophthora acaricida ký sinh trên nh n ñ h i cam Panonychus citri và Eutetranychus sexmaculatus. N m E. fresenu ký sinh ph bi n trên t h p nh n ñ son và nh n ñ hai ch m Tetranychus urticae. N m Hirsutell thompsonu ký sinh trên nh n rám vàng Phyllocoptruta oleivera ve bét h i cam quýt. TÀI LI U THAM KH O CHÍNH 1. Burges, H. D. (ed).1981. Microbial control of pests and plant diseases 1970- 1980. Academic Press. New York. Chap 10 and 11. 2. de Barjac, H. and Sutherland, D. J.1990. Bacterial Control of Mosquitoes and Black Flies. Rutgers University Press, New Brunswick. 349 pp 3. Nguy n Lân Dũng, 1981. S d ng vi sinh v t phòng tr sâu h i cây tr ng, NXB Khoa h c và k thu t. 4. Nguyen Van Dinh and Nguyen Thi Kim Oanh. 2001. Preliminary results of using Beauveria bassiana for control of sweet Potato Weevil (Cylas formicarius) in Vietnam. In Development of New Bio-Agents for alternative Farming Systems. Tokyo University of Agriculture: 76-84. 5. Gill, S. S., Cowles, E. A. and Pietrantonio, P. V.1992. The mode of action of Bacillus thuringiensis endotoxins. Annu. Rev. Entomol. 37:615-636. 6. Nguy n Thanh H i và Nguy n Văn ðĩnh. 2002.Nghiên c u ñ c tính sinh h c c a sâu róm thông Dendrolimus punctatus Walker và s d ng m t s ch Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Bi n pháp sinh h c trong B o v th c v t…… 100
ph m sinh h c phòng ch ng chúng c Thanh Hóa. H i ngh Côn trùng h c toàn qu c IV: 159-162. 7. Hofte, H. and Whitely, H. R.1989. Insecticidal crystal proteins of Bacillus thuringiensis. Microbiol. Rev. 53: 242-255. 8. Hà Quang Hùng, 2000. Giáo trình qu n lý d ch h i t ng h p, NXB Nông nghi p. 9. Ph m Văn L m, 1996. Bi n pháp sinh h c phòng ch ng d ch h i, NXB Nông nghi p. 10. Rombach, M. C, 1989. Production of Beauveria bassiana (Deteromycotina, Hyphomycetes) sympoduloconidia in submerged culture. Entomophaga 34, 45-52. 11. Nguy n Công Thu t, 1996. Phòng tr t ng h p sâu b nh h i cây tr ng, nghiên c u và ng d ng, NXB Nông nghi p. 12. Ph m Th Thuỳ và CTV, 1993. M t s k t qu nghiên c u và s n xu t th nghi m n m Beauveria bassiana và Metarhizium trên r y nâu h i lúa và trên sâu ño h i ñay. T p chí Nông nghi p và công nghi p th c ph m s 5/1993. 13. Ph m Th Thuỳ, 2004. Công ngh sinh h c trong b o v th c v t, NXB ð i h c qu c gia Hà N i. 14. Tabashnik, B. E.1994. Evolution of resistance to Bacillus thuringiensis. Annu Rev. Entomol. 39: 47-79. 15. Tanada, Y. and Kaya, H. K.1993. Insect Pathology. Academic Press, San Diego. Chapter 4. pages 83-112. IV/ VI KHU N VÀ N M ð I KHÁNG 1. Nhóm vi khu n Trong s n xu t nông nghi p hi n nay, vi c tăng cư ng gieo tr ng, nhi u v cây tr ng trên m t ñơn v di n tích, vi c luân canh cây tr ng ít ñư c chú tr ng b i di n tích ñ t nông nghi p h n h p, v.v. ðó là nguyên nhân d n ñ n nh ng v n ñ l n v ngu n b nh t n t i lâu dài trong ñ t. Có nhi u lo i b nh h i cây tr ng r t khó phòng tr (Messian et al., 1991; Défago, G. 1996,...). Trong khi ñó vi c s d ng bi n pháp hóa h c phòng tr b nh h i hi u qu thư ng th p, b p bênh, giá thành ñ t, nh hư ng không nh ñ n môi trư ng sinh thái, ñ n h vi sinh v t ñ i kháng và côn trùng có ích. Quá trình tăng cư ng s d ng thu c hóa h c ñã và s t o ra nh ng ch ng, nòi vi sinh v t kháng thu c. M t khác có nhi u tác nhân gây b nh có nhi u ch ng sinh lý và nòi gây b nh khác nhau và có th làm gi m kh năng ch ng ch u b nh c a các gi ng cây tr ng,... Trên th gi i nh ng k t qu nghiên c u c a nhi u tác gi ñã tích lũy v i m t kh i lư ng khá l n nh ng k t qu thí nghi m và th c nghi m v vi c s d ng các vi sinh v t ñ i kháng (n m, vi khu n,...) trong phòng ch ng b nh h i cây tr ng, nh t là nhóm b nh h i có ngu n g c trong ñ t (n m, vi khu n, tuy n trùng,v.v.). Vi c ng d ng bi n pháp sinh h c phòng ch ng b nh h i cây tr ng ñây là hư ng chi n lư c, gi vai trò ñ c bi t quan tr ng trong chi n lư c phòng tr t ng h p b nh h i cây trong hi n t i và tương lai. 1.1. Danh l c vi khu n s d ng 1. Bacillus subtilis 2. Bacillus mycoides Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Bi n pháp sinh h c trong B o v th c v t…… 101
3. Pseudomonas spp. fluorescents 4. Pseudomonas cepacia 5. Pseudomonas stutzeri 6. Pimelobacter sp. 7. Agrobacterium radiobacter K84 (không gây b nh) và m t s loài vi khu n ñ i kháng khác ñã và ñang ñư c s d ng trong phòng tr b nh h i cây tr ng. 1.2. Vai trò c a vi khu n ñ i kháng Các loài vi khu n ñ i kháng (VKðK) ñ u thu c h vi sinh v t s ng vùng r cây tr ng và s ng ho i sinh trong ñ t (Schlegel, 1981). Trên th gi i ñã có nhi u tác gi nghiên c u v hi u l c c a vi khu n ñ i kháng v i các tác nhân gây b nh cây (do vi khu n và n m). K t qu nghiên c u cho th y các loài vi khu n ñ i kháng có th b o v cây tr ng, ch ng l i các vi sinh v t gây b nh, ñ ng th i t o ñi u ki n cho cây tr ng sinh trư ng và phát tri n t t (Weller, 1988; Défago et Haas, 1990; Kloepper, 1993). Cơ ch tác ñ ng c a vi khu n ñ i kháng th hi n : - Vi khu n ñ i kháng có kh năng c nh tranh v i nguyên t dinh dư ng s t (Fe) (Scher, 1986). - Vi khu n ñ i kháng có th s n sinh ra cyanide, quy n p (làm tăng) tính ch ng ch u c a cây, s n sinh ra ch t kích thích sinh trư ng và có kh năng phân gi i ñ c t do vi sinh v t gây b nh ti t ra (Utsumi et al., 1988; Toyoda et al., 1988). - Vi khu n ñ i kháng có kh năng c nh tranh, chi m ch r t thu n l i vùng r c a cây tr ng (Bull et al., 1991; Lugtenberg et al., 1991; Parke, 1990; Schroth et Hancock, 1982; Weller, 1988). Vi khu n ñ i kháng có kh năng phòng ch ng l i nhi u loài vi sinh v t gây b nh cây ch y u, ngoài ra nó có còn t m quan tr ng ch ng l i nh ng vi sinh v t th y u h i cây, nghĩa là b n thân nó có kh năng ch ng l i nh ng loài vi sinh v t gây b nh mà nh ng vi sinh v t ñó thư ng làm gi m s sinh trư ng phát tri n c a cây tr ng (Défago et Haas, 1990; Gamliel et Katan, 1993). 1.3. ð c ñi m ng d ng Nhân nuôi vi khu n và s n xu t ch ph m vi khu n ñ i kháng * Nhân nuôi vi khu n Các loài vi khu n ñ i kháng thu n khi t ñư c nhân nuôi trên môi trư ng nhân t o ñ tăng sinh kh i. Có r t nhi u lo i môi trư ng nhân t o ñ nuôi c y vi khu n ñ i kháng, trong ñó ngư i ta thư ng dùng 2 lo i môi trư ng thông d ng và ch y u sau : Môi trư ng PSA (Pepton-saccaro-agar) Pepton 10g Saccarose 10g Glutamat natri 1g Agar 17-20g Nư c c t 1000 ml pH 7,2 Môi trư ng ch n l c King’s B Glycerin 15,0 ml K2HPO4 1,5g MgSO4.7H2O 1,5g Bacto peptone 20g Agar 17g Nư c c t 1000 ml pH 7,2 Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Bi n pháp sinh h c trong B o v th c v t…… 102
Vi khu n nuôi c y trên môi trư ng nhân t o, trong th i gian 24 – 48 gi , ñi u ki n nhi t ñ thích h p 30 – 320C, vi khu n s phát tri n v i t c ñ nhanh và t o ra m t lư ng sinh kh i l n vi khu n thu n khi t, m t ñ có th ñ t t i kho ng 109 t bào vi khu n (cfu) /ml dung d ch. * S n xu t và b o qu n ch ph m vi khu n ñ i kháng Vi khu n sau khi nhân nuôi ñư c sinh kh i l n (trên môi trư ng ch n l c King’s B, có th tr n v i b t tan (lo i b t ñá có ñ pH trung tính, pH = ± 7) theo m t t l thích h p, r i hong khô t nhiên ho c phơi khô dư i ánh sáng tán x ho c s y nhi t ñ th p (30 – 350C) ñ t o thành ch ph m vi khu n ñ i kháng có m t ñ vi khu n t 106 – 107cfu/gam cơ ch t. Sau ñó ñóng gói, b o qu n ch ph m vi khu n ñ i kháng trong ñi u ki n khô thoáng, nhi t ñ th p (15 – 200C) ñ s d ng phòng ch ng các tác nhân gây b nh có ngu n g c trong ñ t (Soilborne pathogens). ng d ng phòng tr b nh h i cây tr ng Vi c s d ng VKðK ñ phòng tr b nh h i cây tr ng c n ph i ñư c ti n hành x lý s m, k p th i, ch ñ ng nh m mang l i hi u qu phòng ch ng cao. Các loài VKðK thư ng ñư c s d ng phòng ch ng nhóm b nh h i trong ñ t do n m, vi khu n gây ra. * Phòng tr b nh héo xanh vi khu n (HXVK) (Ralstonia solanacearum Smith) h i m t s cây tr ng c n h cà, h ñ u (cà chua, khoai tây, l c, thu c lá, cây cà, t,v.v.). - ng d ng phòng tr b nh HXVK b ng cách ngâm h t (c ) trong d ch ch ph m VKðK (m t ñ : 106 -107 cfu/ ml nư c d ch ch ph m VKðK) trư c khi gieo tr ng, th i gian x lý tuỳ thu c vào ñ c ñi m c a các lo i h t, c gi ng. Ví d : ñ i v i c gi ng khoai tây, h t cà chua, thu c lá, cây cà, t,...thì ti n hành ngâm trong th i gian 25 – 30 phút, sau ñó gieo và dùng d ch VKðK tư i ñ u cho ñ m, nh m s d ng tri t ñ lư ng VKðK trên m t ñơn v di n tích. Riêng v i h t l c gi ng thì cách ngâm h t v n ti n hành tương như trên nhưng th i gian x lý ng n hơn, thư ng ngâm h t trong d ch VKðK kho ng t 10 – 15 phút, sau ñó ñem gieo tr ng. - ng d ng phòng tr b nh HXVK b ng cách ngâm r cây gi ng trư c khi tr ng. Phương pháp này thư ng áp d ng ñ i v i các lo i cây tr ng c n thu c h cà, h ñ u,...(cà chua, thu c lá, cây cà, t, v.v...) có tr i qua giai ño n vư n ươm nhưng chưa k p x lý VKðK trư c khi gieo. Quá trình áp d ng bi n pháp s d ng VKðK phòng tr b nh héo xanh vi khu n h i cà chua, khoai tây, l c, thu c lá,... m t s vùng ñã cho hi u qu phòng tr b nh khá cao, t l cây héo gi m rõ r t so v i ñ i ch ng ho c so v i các bi n pháp phòng tr khác (canh tác, hóa h c,v.v.). * Phòng tr nhóm b nh h i vùng r h i nhi u lo i cây tr ng c n khác nhau do n m, vi khu n gây ra (Rhizoctonia solani, Fusarium spp, Phomopsis sclerotiodes, Macrophomina phaseolina, Erwinia carotovora, Agrobacterium tumefaciens, v.v.). - S d ng m t s loài VKðK ñ phòng tr nhóm b nh n m h i vùng r các lo i cây tr ng nông nghi p ph bi n như b nh l c r , b nh khô v n, b nh héo vàng, b nh th i ñen r ,v.v...cây tr ng (lúa, ngô, bông, ñ u ñ , b u bí, dưa chu t, rau các lo i, hoa c m chư ng, hoa cúc,v.v.). - S d ng m t s loài VKðK ñ phòng tr m t s b nh vi khu n h i gây b nh th i ư t, th i lũn r , c trên m t s lo i cây tr ng như b nh th i lũn c i b p, c i c , b nh th i ư t c khoai tây, hành tây, b nh u sưng r cây ăn qu , cây hoa, cây c nh, v.v...(cây rau h ch th p, khoai tây, hành tây, cà r t, c c i ñư ng, cây nho, cây lê, cây hoa h ng,...). Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Bi n pháp sinh h c trong B o v th c v t…… 103
2. Nhóm n m 2.1. Danh l c n m s d ng 1. Acremonium kiliense 2. Chaetomium globosum 3. Coniothyrium minitans 4. Fusarium oxysporum no pathogens (không gây b nh) 5. Gliocladium virens 6. Paecilomyces lilacinus 7. Penecillium oxalicum 8. Penicillium rubrum 9. Trichoderma spp. 10. Verticillium chlamydosporium và m t s loài n m ñ i kháng khác cũng ñư c s d ng trong phòng tr b nh h i cây tr ng nông nghi p. 2.2. Vai trò c a n m ñ i kháng Các loài n m ñ i kháng (NðK) ñư c s d ng trong phòng tr b nh h i cây ñ u là nh ng loài có ngu n g c trong ñ t, ñó là các loài vi sinh v t s ng ho i sinh trong ñ t, s ng vùng r cây tr ng, trong quá trình s ng nó s n sinh ra ch t kháng sinh có tác d ng c ch , kìm hãm c nh tranh và tiêu di t n m gây b nh (Soilborne fungal diseases pathogens). Khi n m ñ i kháng có m t vùng r cây tr ng (Rhizosphere) trư c n m gây b nh, b n thân nó sinh trư ng phát tri n, sinh s n ñ tăng lên v m t s lư ng. Nó s chi m ch trư c khi n m gây b nh xâm nhi m vào mô cây tr ng. Cơ ch ký sinh, ñ i kháng c a các loài n m ñ i kháng th hi n : - Hi n tư ng “giao thoa s i n m” vùng ti p xúc gi a n m ñ i kháng v i n m gây b nh xu t hi n s qu n ch t c a s i n m ñ i kháng quanh s i n m gây b nh, sau ñó x y ra hi n tư ng th y phân thành vách s i n m b nh, nh ñó mà n m ñ i kháng xâm nh p vào bên trong s i n m, phá v t bào s i n m và tiêu di t n m gây b nh. - Cơ ch tác ñ ng c a các loài n m ñ i kháng d a trên cơ s các loài n m ñ i kháng có kh năng s n sinh ra m t s ch t kháng sinh (th c ch t là các ñ c t do n m ñ i kháng s n sinh ra nhưng không làm t n h i ñ n s sinh trư ng phát tri n c a cây tr ng và không nh hư ng ñ n h vi sinh v t ñ i kháng trong ñ t và vùng r cây tr ng) : Gliotoxin, Trichodermaviridin, Dermadin, Cyclosporin, Alamethicin, v.v... Ch t kháng sinh do n m ñ i kháng s n sinh ra có kh năng kìm hãm, c ch quá trình s sinh trư ng c a s i n m, ñ n quá trình xâm nhi m ký sinh c a n m gây b nh và có th tiêu di t n m gây b nh. 2.3.ð c ñi m ng d ng Nhân nuôi và s n xu t ch ph m n m ñ i kháng * Nhân nuôi n m ñ i kháng Các loài n m ñ i kháng c n ñư c nuôi c y thu n trên môi trư ng nhân t o : môt trư ng thư ng dùng nuôi c y là môi trư ng PGA, PDA. - Môi trư ng PGA (Khoai tây – gluco – agar) - Khoai tây : 200 gram (g t v s ch) - Gluco : 20 gram - Agar : 20 gram - Nư c c t : 1000ml - Môi trư ng PDA (Khoai tây –Detrose – agar) - Khoai tây : 200 gram (g t v s ch) - Dextrose : 20 gram Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Bi n pháp sinh h c trong B o v th c v t…… 104
- Agar : 20 gram - Nư c c t : 1000ml Nuôi c y n m ñ i kháng trên môi trư ng nhân t o, ph i ñ m b o thu n ch ng, ñ t môi trư ng trong ñi u ki n nhi t ñ thích h p 28 – 300C và vô trùng. Sau 5 – 7 ngày nuôi c y, n m có th phát tri n t t và có th dùng làm ngu n ñ nhân nuôi t o sinh kh i trong môi trư ng t nhiên. * Nhân nuôi s n xu t ch ph m n m ñ i kháng - Môi trư ng t nhiên ñ nhân nuôi n m ñ i kháng : ngư i ta thư ng dùng môi trư ng tr u cám (cám g o, b t ngô,...). Môi trư ng nuôi c y ñư c kh trùng trong ñi u ki n 1,5 atm, 1210C trong th i gian 40 – 45 phút. - Dùng n m ñ i kháng ñã nuôi c y thu n trên môi trư ng nhân t o ñ làm ngu n nuôi c y trên môi trư ng t nhiên. Có th nuôi c y trong khay tôn (nh a) ho c trong túi ni lông. Sau ñó ñ t môi trư ng nuôi c y trong ñi u ki n nhi t ñ thích h p 28 – 30oC. V i ñi u ki n nuôi c y trên, sau 5 – 7 ngày nuôi c y, n m ñ i kháng s phát tri n t t, cho lư ng bào t ñ t t i ña, m t ñ có th ñ t t i 1 – 2 x 109 bào t / gam cơ ch t. - S n xu t ch ph m n m ñ i kháng : N m ñư c nhân nuôi t o sinh kh i trong môi trư ng t nhiên, ñem tr n v i b t tan (b t ñá có ñ pH = 7) v i t l thích h p, ñ t m t ñ 10 6 – 107 bào t / gam cơ ch t. Ch ph m n m ñ i kháng ñư c hong khô trong ñi u ki n t nhiên, nhi t ñ thích h p kho ng 30 – 350 C. Ti n hành ñóng gói và b o qu n ch ph m n m ñ i kháng trong ñi u ki n khô, thoáng và nhi t ñ trung bình th p (20 – 250C). ng d ng phòng tr b nh n m h i cây tr ng có ngu n g c trong ñ t Nguyên lý s d ng ch ph m sinh h c n m ñ i kháng phòng tr b nh n m h i vùng r cây tr ng c n (m t ñ : 105 – 106 bào t n m/ ml d ch bào t ) là ph i ñưa vào vùng r s m trư c khi gieo tr ng. Có th s d ng ch ph m n m ñ i kháng ñ phòng tr các lo i b nh h i ph bi n như : b nh l c r , th i r , héo vàng, héo rũ g c m c tr ng, tiêm h ch, th i h ch, v.v...h i cây cà chua, khoai tây, thu c lá, l c, b u bí, dưa chu t, ñ u ñ , rau, hoa cây c nh, lúa, ngô và nhi u lo i cây tr ng nông nghi p khác (do n m Rhizoctonia solani, Pythium spp, Fusarium spp, Cercospora sp, Sclerotium rolfsii,...gây ra). M t s phương pháp x lý ñư c áp d ng như sau : - X lý h t gi ng (c gi ng) b ng ch ph m n m ñ i kháng trư c khi gieo tr ng : - Ngâm h t (c gi ng) trong ch ph m n m ñ i kháng v i th i gian 25 – 30 phút (ho c nhúng r cây con (cà chua, thu c lá, cây cà, t,...) trư c khi tr ng, sau ñó ñem gieo tr ng, dùng d ch n m ñ i kháng tư i vào h t (c ) ñã gieo. ðây là phương pháp s d ng ch ph m n m ñ i kháng ñ phòng tr nhóm b nh n m h i vùng r cây tr ng c n có hi u qu cao nh t. - Bón s m vào ñ t trư c khi gieo tr ng: bón ch ph m n m ñ i kháng vào ñ t v i li u lư ng thích h p, n m ñ i kháng s có m t vùng r s m ñ nó có th chi m ch , c nh tranh, ký sinh và c ch v i n m gây b nh khi xâm nhi m vào vùng r cây tr ng. N m ñ i kháng có th s n sinh ra ch t kháng sinh, ch t này có kh năng kìm hãm s phát tri n c a s i n m gây b nh, s n y m m c a bào t , ho c kìm hãm c ch vi c hình thành h ch n m Rhizoctonia solani, Sclerotium rolfsii,... - Phun ch ph m lên cây: phương pháp này ít ñư c dùng trong vi c s d ng n m ñ i kháng phòng tr b nh h i cây tr ng. Tuy nhiên ñ phòng tr b nh khô v n h i lúa, ngô,...thì bi n pháp phun ch ph m lên cây thư ng mang l i hi u qu phòng tr b nh cao hơn. Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Bi n pháp sinh h c trong B o v th c v t…… 105