Luận án tiến sĩ Sinh học: Nghiên cứu đặc tính và hiệu quả phòng trừ của Nucleopolyhedrosis virus (NPV) trên sâu ăn tạp (Spodoptera litura Fabr.) và sâu xanh da láng (Spodoptera exigua Hubn.) tại Đồng bằng sông Cửu Long

Chia sẻ: Phong Tỉ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:242

Thêm vào BST

Báo xấu

90
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu của đề tài là thu thập, phân lập và tuyển chọn được chủng virus NPV cho hiệu quả cao đối với sâu ăn tạp và sâu xanh da láng tại ĐBSCL. Xây dựng được quy trình sản xuất chế phẩm sinh học NPV dạng lỏng và dạng khô trong điều kiện phòng thí nghiệm. Ứng dụng được chế phẩm sinh học NPV trong quản lý sâu ăn tạp (SAT) và sâu xanh da láng (SXDL) trên đồng ruộng.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án tiến sĩ Sinh học: Nghiên cứu đặc tính và hiệu quả phòng trừ của Nucleopolyhedrosis virus (NPV) trên sâu ăn tạp (Spodoptera litura Fabr.) và sâu xanh da láng (Spodoptera exigua Hubn.) tại Đồng bằng sông Cửu Long

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ TRỊNH THỊ XUÂN NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH VÀ HIỆU QUẢ PHÒNG TRỪ CỦA Nucleopolyhedrosis virus (NPV) TRÊN SÂU ĂN TẠP (Spodoptera litura Fabr.) VÀ SÂU XANH DA LÁNG (Spodoptera exigua Hubn.) TẠI ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG LUẬN ÁN TIẾN SĨ Chuyên ngành: BẢO VỆ THỰC VẬT 2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ TRỊNH THỊ XUÂN NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH VÀ HIỆU QUẢ PHÒNG TRỪ CỦA Nucleopolyhedrosis virus (NPV) TRÊN SÂU ĂN TẠP (Spodoptera litura Fabr.) VÀ SÂU XANH DA LÁNG (Spodoptera exigua Hubn.) TẠI ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG LUẬN ÁN TIẾN SĨ Chuyên ngành: BẢO VỆ THỰC VẬT Mã số ngành: 9 62 01 12 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. TRẦN VĂN HAI 2018
i
LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án, trước hết cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới: PGS. TS. Trần Văn Hai đã tận tình hướng dẫn, động viên trong lúc gặp khó khăn và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình thực hiện công trình nghiên cứu. PGS. TS. Lê Văn Vàng và TS. Ngô Lực Cường đã hướng dẫn thực hiện các chuyên đề trong luận án. Xin gửi lời đặc biệt cám ơn quý Thầy, Cô và các anh chị trong Bộ môn Bảo vệ Thực vật, những người đã giảng dạy, chia sẻ kinh nghiệm và giúp đỡ cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn tới Ban Giám Hiệu, Ban chủ nhiệm Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng, trường Đại học Cần Thơ, Sở khoa học và công nghệ tỉnh Hậu Giang đã tạo điều kiện thuận lợi và cung cấp một phần nguồn kinh phí trong quá trình thực hiện luận án. Phòng thí nghiệm phòng trừ sinh học bộ môn Bảo vệ thực vật - Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng, phòng thí nghiệm Sinh học Phân tử - viện Công nghệ Sinh học, trường Đại học Cần Thơ đã tạo điều kiện và giúp đỡ thực hiện các thí nghiệm có liên quan đến luận án. Các anh chị em: Lê Thị Ngọc Xuân, Châu Nguyễn Quốc Khánh, Dương Thu Nhi, Trương Thanh Xuân Liên, Trần Thanh Văn, Nguyễn Huỳnh Hoa Lý, Trương Thành Quân, Nguyễn Thế Ngoan Vinh, Trương Thành Nhân, Từ Ngọc Thiện, Nguyễn Thị Cẩm Tú ở các khóa Cao học và Đại học chuyên ngành Bảo vệ Thực vật, Trường Đại học Cần Thơ đã nhiệt tình giúp đỡ và hỗ trợ thực hiện một số nội dung nghiên cứu có liên quan đến luận án. Cuối cùng, tôi vô cùng biết ơn gia đình và bạn bè đồng nghiệp gần xa đã động viên khuyến khích, giúp đỡ cho tôi trong suốt thời gian thực hiện luận án này. Trịnh Thị Xuân ii
TÓM TẮT Nghiên cứu đặc tính và hiệu quả phòng trừ của Nucleopolyhedrosis virus (NPV) trên sâu ăn tạp (Spodoptera litura Fabr.) và sâu xanh da láng (Spodoptera exigua Hubn.) tại Đồng bằng Sông Cửu Long được thực hiện từ năm 2013 đến 2017. Mục tiêu của luận án là thu thập, phân lập và tuyển chọn được chủng virus NPV cho hiệu quả cao đối với sâu ăn tạp và sâu xanh da láng tại ĐBSCL, đồng thời xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm sinh học NPV (dạng khô và lỏng) để ứng dụng trong quản lý sâu ăn tạp và sâu xanh da láng ngoài đồng ruộng. Kết quả cũng nhằm thiết lập được cơ sở dữ liệu cho các chủng virus bản địa, cung cấp thông tin cơ bản cần thiết để chọn lựa chủng virus có độc tính cao sử dụng trong phòng trừ dịch hại cây trồng. Bằng phương pháp quan sát triệu chứng gây bệnh, hình thái thể vùi và sinh học phân tử (giải trình tự gen), đề tài đã thu thập, định danh được 43 chủng SpltNPV (Spodoptera litura nucleopolyhedrovirus) trên sâu ăn tạp (Spodoptera litura) và 20 chủng virus SeNPV (Spodoptera exigua nucleopolyhedrovirus) gây bệnh trên sâu xanh da láng (Spodoptera exigua). Quan sát triê ̣u chứng cho thấ y sâu nhiễm bệnh sẽ di chuyể n châ ̣m cha ̣p cho tới bấ t đô ̣ng, ngừng ăn, cơ thể đổ i màu (trắng, đen hoặc nâu), da mềm rấ t dễ vỡ. Dưới kính hiển vi huỳnh quang và kính hiển vi điện tử quan sát thể vùi có dạng góc cạnh, hình đa giác, kích thước trung bình 1,459 ± 0,26 μm (SpltNPV) và 1,245 ± 0,17 μm (SeNPV). Kết quả thực hiện PCR với cặp mồi PSF002 và PER001 để dò tìm gene polh và giải trình tự cho thấy chủng virus SpltNPV và SeNPV thu thập được có tỷ lệ tương đồng với virus SpltNPV và SeNPV trên ngân hàng GenBank dao động từ 95-97%. Kết quả thí nghiệm xác định độc lực của các chủng virus SpltNPV và SeNPV cho thấy đã tuyển chọn được 9 virus SpltNPV hiệu quả cao tại chín tỉnh ĐBSCL là SpltNPV-VL2, SpltNPV-TG1, SpltNPV-TV1, SpltNPV-AG1, SpltNPV-CT4, SpltNPV-ĐT8, SpltNPV-HG7, SpltNPV-LA2 và SpltNPV-ST1 và 4 chủng SeNPV là SeNPV-VL5, SeNPV-CT3, SeNPV-ĐT2 và SeNPV-AG1 có hiệu lực gây chết sâu cao đạt 82-100% sau 7 ngày xử lý. Bên cạnh đó, virus SpltNPV không có khả năng lây nhiễm chéo cho sâu xanh da láng và ngược lại. Kết quả xác định chất phụ gia trong quy trình sản xuất chế phẩm virus NPV cho thấy acid boric nồng độ 1% khi phối trộn với virus NPV (bao gồm SpltNPV và SeNPV) mang lại hiệu quả đạt 92,3 – 100% sau 7 ngày lây nhiễm. Thời gian bảo quản của chế phẩm virus SpltNPV và SeNPV ở dạng khô trong điều kiện 40C sau 8 tháng cho hiệu quả phòng trừ sâu trên 56%. iii
Kết quả thí nghiệm ngoài đồng tại huyện Châu Thành và Phụng Hiệp (Hậu Giang) cho thấy khi sử dụng chế phẩm SpltNPV ở dạng lỏng hoặc khô với 2-3 lần phun để phòng trị sâu ăn tạp gây hại cả làm dưa và cải bắp mang lại hiệu quả phòng trị từ 70,9 đến 94,7%. Đối với chế phẩm SeNPV ứng dụng tại thị xã Vĩnh Châu (Tỉnh Sóc Trăng) và huyện Bình Tân (tỉnh Vĩnh Long) từ 3-5 lần sẽ làm giảm tỷ lệ lá thiệt hại so với nghiệm thức đối chứng. Từ khóa: Chế phẩm sinh học, Nucleopolyhedrosis virus, sâu ăn tạp, sâu xanh da láng, Spodoptera exigua, Spodoptera litura, virus ký sinh côn trùng. iv
SUMMARY The study on characterization and effectiveness of Nucleopolyhedrosis virus (NPV) on armyworm (Spodoptera litura Fabr.) and beet armyworm (Spodoptera exigua Hubn.) in the Mekong Delta have been done from 2013 to 2017. The objectives of the thesis is to collect, isolate and select the highly effective NPV strains for controlling of armyworm and beet armyworm in the Mekong Delta and developing the production process of NPV bio-pesticides (dry, liquid) in order to apply in management armyworm and beet armyworm in the field. The results also aim to establish a database and provide basic information of native viral strains it’s necessary to select high virulent viral strains for controlling the insect pests. By the observation method of causative symptoms, the shape of occlusion body and molecular biology (gene sequencing), the thesis has collected, identified 43 strains of SpltNPV (Spodoptera litura nucleopolyhedrovirus) on armyworm (Spodoptera litura) and 20 strains of SeNPV (Spodoptera exigua nucleopolyhedrovirus) on beet armyworm (Spodoptera exigua). The observation of symptoms displayed that infected larvae were slow-moving to no movement at all, refusal to eat, discoloration of body color (white, black or brown) and the decomposition of the cuticle. Under fluorescence and electronic microscope, it can be seen that the polyhedral occlusion bodies has sharp and polygonal shape with average size of 1.459 ± 0.26 μm (SpltNPV) and 1.245 ± 0.17 μm (SeNPV). The PCR results with PSF002 and PER001 primers for polh gene detection and sequencing show that the rate of collected SpltNPV and SeNPV is similar to that of SpltNPV and SeNPV at GenBank, ranging from 95 to 97%. Results of experiments for determination of the virulence of the SpltNPV and SeNPV strains show that nine high-efficiency SpltNPV strains have been selected in nine provinces of the Mekong Delta, including: SpltNPV-VL2, SpltNPV-TG1, SpltNPV-TV1, SpltNPV-AG1, SpltNPV-CT4, SpltNPV-ĐT8, SpltNPV-HG7, SpltNPV-LA2 and SpltNPV-ST1 and four SeNPV strains, including: SeNPV-VL5, SeNPV-CT3, SeNPV-ĐT2 and SeNPV-AG1, which have high efficiency of 82-100% at 7 DAI. In addition, the SpltNPV virus has no cross-infection for beet armyworm and vice versa. The result of determination of additives in the production of the NPV bio-pesticides shows that boric acid at concentration 1% when being mixed with NPV (including SpltNPV and SeNPV) brought high effective of 92.3 - 100% at 7 DAI. Storage time of SpltNPV and SeNPV bio-pesticides dry from at cold condition (40C) after 8 months had the effective of controlling the pests v
over 56%. The results of the experiments in the field at Chau Thanh and Phung Hiep districts (Hau Giang province) showed when spray SpltNPV bio- pesticides (dry or liquid form) from 2 to 3 times in order to control the armyworm on mustard greens, cabbage brought controlling effective from 70.9 to 94.7%. With SeNPV bio-pesticides apply at Vinh Chau town (Soc Trang province) and Binh Tan (Vinh Long province) sprayed from 3 to 5 times would decrease the proportion of damage leaf compared to control treatment. Keywords: Bio-pesticides, Nucleopolyhedrosis virus, armyworm, beet armyworm, Spodoptera exigua, Spodoptera litura, entomopathogenic virus. vi
MỤC LỤC Nội dung Trang Tóm tắt iii Summary v Mục lục vi Danh sách bảng x Danh sách hình xiv Danh mục từ viết tắt xvi CHƯƠNG 1 Giới thiệu 1 1.1 Tính cấp thiết của luận án 1 1.2 Mục tiêu của luận án 3 1.3 Nội dung nghiên cứu 3 1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4 1.4.1 Đối tượng nghiên cứu 4 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 4 1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 4 1.5.1 Ý nghĩa khoa học 4 1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn 4 1.5.3 Những đóng góp mới của luận án 5 CHƯƠNG 2 Tổng quan tài liệu 6 2.1 Khái quát chung về virus gây bệnh côn trùng 6 2.1.1 Định nghĩa 6 2.1.2 Lịch sử nghiên cứu virus gây bệnh côn trùng 6 2.1.3 Cấu trúc và hình thái của virus ký sinh côn trùng 8 2.1.4 Phân loại và đặc điểm của virus ký sinh côn trùng 9 2.2 Những tổng quan về Baculoviruses (BVs, họ Baculoviridae) 14 2.2.1 Các đặc trưng của Baculoviridae 14 2.2.2 Sự đa dạng trong họ Baculoviridae 15 2.2.3 Sinh học phân tử của Baculoviridae 16 2.2.4 Virus nhân đa diện Nucleopolyhedrosis virus (NPV) 18 2.3 Phương pháp chẩn đoán và định danh virus gây bệnh côn trùng 24 2.3.1 Chẩn đoán căn cứ vào triệu chứng gây bệnh 25 2.3.2 Chẩn đoán qua kính hiển vi điện tử 27 2.4 Các kết quả về nghiên cứu sản xuất và ứng dụng chế phẩm virus 27 Nucleopolyhedrosis virus gây bệnh trong phòng trừ dịch hại 2.4.1 Nghiên cứu hình thái học và khảo sát tiến triển sử dụng 28 virus Nucleopolyhedrosis virus 2.4.2 Nghiên cứu về sự mẫn cảm của sâu đối với virus 28 Nucleopolyhedrosis virus gây bệnh côn trùng 2.4.3 Nghiên cứu về yếu tố ảnh hưởng đến hiệu lực 29 Nucleopolyhedrosis virus và giải pháp hạn chế 2.4.4 Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành sinh 31 khối virus trong quá trình sản xuất chế phẩm Nucleopolyhedrosis virus 2.4.5 Ưu và nhược điểm của việc sử dụng chế phẩm 33 Nucleopolyhedrosis virus trong phòng trừ dịch hại 2.5 Sâu ăn tạp Spodoptera litura (Lepidoptera: Noctuidae) 36 2.5.1 Sự phân bố 36 2.5.2 Ký chủ 36 vii
2.5.3 Đặc điểm hình thái và sinh học của sâu ăn tạp 37 2.5.4 Tập quán sinh sống và cách gây hại 38 2.5.5 Biện pháp phòng trị sâu ăn tạp 39 2.6 Sâu xanh da láng Spodoptera exigua (Lepidoptera: Noctuidae) 41 2.6.1 Sự phân bố 41 2.6.2 Ký chủ 41 2.6.3 Đặc điểm hình thái và sinh học của sâu xanh da láng 41 2.6.4 Tập quán sinh sống và cách gây hại 43 2.6.5 Biện pháp quản lý tổng hợp sâu xanh da láng 44 2.7 Các chất phụ gia 46 2.7.1 Chất phụ gia Tinopal UNPA-GX 47 2.7.2 Chất phụ gia acid boric 48 2.8 Một số loại thuốc bảo vệ thực vật sử dụng trong nghiên cứu 49 2.8.1 Thuốc Nazomi 5WG 49 2.8.2 Thuốc Radiant 60SC 50 2.8.3 Thuốc Ohayo 100SC 50 CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP 51 3.1 Nội dung nghiên cứu 51 3.2 Phương tiện nghiên cứu 52 3.2.1 Thời gian nghiên cứu và địa điểm nghiên cứu 52 3.2.2 Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm 52 3.2.3 Hóa chất thí nghiệm 53 3.2.4 Vật liệu thí nghiệm 53 3.3 Phương pháp nghiên cứu 55 3.3.1 Thu thập định danh virus NPV (Nucleopolyhedrosis virus) 55 gây bệnh trên sâu ăn tạp (S. litura) và sâu xanh da láng (S. exigua) 3.3.2 Xác định tính độc của virus SpltNPV đối với sâu ăn tạp (S. 59 litura) và virus SeNPV đối với sâu xanh da láng (S. exigua) trong điều kiện phòng thí nghiệm 3.3.3 Xác định chất phụ gia khi phối trộn với virus NPV 65 3.3.4 Đánh giá hiệu quả của chế phẩm virus NPV đối với sâu hại 69 trong điều kiện nhà lưới 3.3.5 Đánh giá hiệu quả của chế phẩm virus NPV đối với sâu hại 70 trong điều kiện ngoài đồng 3.4 Phương pháp xử lý số liệu 79 CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 81 4.1 Kết quả thu thập và định danh virus Nucleopolyhedrovirus 81 4.1.1 Kết quả thu thập mẫu virus 81 4.1.2 Đặc điểm triệu chứng của sâu bị nhiễm Nucleopolyhedrosis 82 virus 4.1.3 Hình thái của thể vùi virus NPV dưới kính hiển vi huỳnh 84 quang và kính hiển vi điện tử 4.1.4 Kết quả xác định bằng thực hiện phản ứng khuếch đại PCR 86 4.2 Hiệu quả và khả năng gây bệnh của các chủng virus SpltNPV trên sâu 87 ăn tạp (Spodoptera litura) 4.3 Hiệu quả và khả năng gây bệnh của các chủng virus SeNPV trên sâu 102 xanh da láng (Spodoptera exigua) 4.4 Đánh giá hiệu lực chéo của virus SpltNPV và SeNPV trong điều kiện 112 phòng thí nghiệm viii
4.5 Kết quả xác định chất phụ gia lên hiệu lực của SpltNPV, SeNPV đố i 114 với sâu ăn ta ̣p và sâu xanh da láng 4.5.1 Hiệu quả của chất phụ gia trong kết hợp với virus SpltNPV 114 đối với sâu ăn tạp trong điều kiện phòng thí nghiệm 4.5.2 Hiệu quả của chất phụ gia trong kết hợp với virus SeNPV 115 đối với sâu xanh da láng trong điều kiện phòng thí nghiệm 4.5.3 Hiệu quả của chế phẩm virus SpltNPV và SeNPV ở các điều 117 kiện tồn trữ trên sâu ăn tạp, sâu xanh da láng tuổi 2 trong điều kiện phòng thí nghiệm theo thời gian bảo quản 4.6 Hiệu quả của chế phẩm virus SpltNPV và SeNPV trong điều kiện nhà 120 lưới 4.6.1 Hiệu quả của chế phẩm SpltNPV đối với sâu ăn tạp trong 120 điều kiện nhà lưới 4.6.2 Hiệu quả của chế phẩm SeNPV đối với sâu xanh da láng 121 trong điều kiện nhà lưới 4.7 Khả năng quản lý sâu ăn tạp và sâu xanh da láng của chế phẩm virus 123 NPV ngoài đồng 4.7.1 Hiệu quả của chế phẩm virus SpltNPV đối với sâu ăn tạp 123 gây hại trên cải làm dưa tại xã Đông Phước A, H. Châu Thành, tỉnh Hậu Giang, 2014 4.7.2 Hiệu quả của virus SpltNPV để quản lý sâu ăn tạp gây hại 127 cải bắp trong điều kiện ngoài đồng tại huyện Phụng Hiệp, tỉnh Hậu Giang, 2015 4.7.3 Hiêụ quả của virus SeNPV trong quản lý sâu xanh da láng 132 gây hại hành tím tại thị xã Vĩnh Châu, tỉnh Sóc Trăng, 2014 4.7.4 Hiệu quả của chế phẩm SeNPV đối với SXDL gây hại trên 137 hành lá tại huyện Bình Tân – tỉnh Vĩnh Long, 2015 CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 145 5.1 Kết luận 145 5.2 Đề nghị 146 Danh mục các công trình đã công bố 147 Tài liệu tham khảo 148 Phụ lục 167 ix
DANH SÁCH BẢNG Bảng Tên bảng Trang 2.1 Phân loại virus thuộc những họ gây bệnh cho côn trùng 10 2.2 Đặc điểm chính về hình thái học của những họ virus gây bệnh cho côn trùng 11 2.3 Phạm vi ký chủ của virus gây bệnh trên côn trùng 11 2.4 Sự phân loại trong họ Baculoviridae 15 2.5 Một số tiêu chuẩn so sánh nhận dạng virus gây bệnh côn trùng 25 3.1 Thể tích hóa chất cần sử dụng cho phản ứng khuếch đại PCR 58 3.2 Các nghiệm thức xác định LC50 của virus SpltNPV đối với SAT và 60 virus SeNPV đối với SXDL 3.3 Các nghiệm thức xác định LT50 của virus SpltNPV đối với SAT và 61 virus SeNPV đối với SXDL 3.4 Các nghiệm thức xác định hiệu suất thu hồi của virus /100 ấu trùng 61 sâu 3.5 Các nghiệm thức xác định hiệu suất thu hồi của virus /1 ấu trùng sâu 62 3.6 Các nghiệm thức đánh giá hiệu lực chéo của virus SpltNPV đối với SXDL 64 3.7 Các nghiệm thức đánh giá hiệu lực chéo của virus SeNPV đối với SAT 64 3.8 Các nghiệm thức của virus SpltNPV + Tinopal UNPA − GX đối với SAT trong điều kiện phòng thí nghiệm 66 3.9 Các nghiệm thức của virus SeNPV + Tinopal UNPA − GX đối với SXDL trong điều kiện phòng thí nghiệm 66 3.10 Các nghiệm thức của virus SpltNPV và acid boric đối với SAT trong điều kiện phòng thí nghiệm 66 3.11 Các nghiệm thức của virus SeNPV và acid boric đối với SXDL trong điều kiện phòng thí nghiệm 66 3.12 Các nghiệm thức bảo quản chế phẩm SpltNPV đối với SAT 68 3.13 Các nghiệm thức bảo quản chế phẩm SeNPV đối với SXDL 68 3.14 Các nghiệm thức đánh giá hiệu quả của chế phẩm virus SpltNPV đối với SAT trong điều kiện nhà lưới, Bộ môn BVTV, ĐHCT 70 3.15 Các nghiệm thức đánh giá hiệu quả của chế phẩm virus SeNPV đối với SXDL trong điều kiện nhà lưới, Bộ môn BVTV, ĐHCT 70 3.16 Mô tả các nghiệm thức sử dụng trong thí nghiệm trên cải làm dưa tại 71 H. Châu Thành, T. Hậu Giang, 2014 3.17 Các nghiệm thức sử dụng trong thí nghiệm trên cải bắp tại H. Phụng 73 Hiệp, T. Hậu Giang, 2015 3.18 Các nghiệm thức sử dụng trong thí nghiệm ngoài đồng tại Vĩnh Châu – Sóc Trăng, 2014 75 3.19 Các nghiệm thức sử dụng trong thí nghiệm trên hành lá tại huyện Bình Tân, tỉnh Vĩnh Long, 2015 78 4.1 Số chủng virus NPV phân lập từ ấu trùng sâu nhiễm bệnh ở một số tỉnh ĐBSCL 81 4.2 Hiệu lực của các chủng SpltNPV được thu thập tại tỉnh Đồng Tháp đối với SAT tuổi 2 trong điều kiện PTN, Bộ môn BVTV – ĐHCT 88 4.3 Hiệu lực của các chủng SpltNPV được thu thập tại tỉnh Hậu Giang 89 đối với SAT tuổi 2 trong điều kiện PTN, Bộ môn BVTV – ĐHCT x
4.4 Hiệu lực của các chủng SpltNPV được thu thập tại tỉnh Long An đối với SAT tuổi 2 trong điều kiện PTN, Bộ môn BVTV – ĐHCT 90 4.5 Hiệu lực của các chủng SpltNPV được thu thập tại Tp. Cần Thơ đối 91 với SAT tuổi 2 trong điều kiện PTN, Bộ môn BVTV – ĐHCT 4.6 Hiệu lực của các chủng SpltNPV được thu thập tại tỉnh An Giang và Vĩnh Long đối với SAT tuổi 2 trong điều kiện PTN, Bộ môn BVTV 92 – ĐHCT 4.7 Hiệu lực của các chủng SpltNPV được thu thập tại tỉnh Tiền Giang, Sóc Trăng và Trà Vinh đối với SAT tuổi 2 trong điều kiện PTN, Bộ môn BVTV – ĐHCT 93 4.8 Nồng độ gây chết trung bình 50% cá thể của virus SpltNPV đối với SAT ở các giai đoạn tuổi trong điều kiện PTN, Bộ môn BVTV – ĐHCT 94 4.9 Thời gian gây chết trung bình LT50 của virus SpltNPV đối với SAT ở các giai đoạn tuổi trong điều kiện PTN, Bộ môn BVTV – ĐHCT 96 4.10 Năng suất thể vùi của virus SpltNPV đạt được trên 100 ấu trùng SAT ở các giai đoạn tuổi khác nhau trong điều kiện PTN, Bộ môn BVTV – ĐHCT 98 4.11 Năng suất thể vùi của virus SpltNPV đạt được trên 1 ấu trùng SAT ở các giai đoạn tuổi khác nhau trong điều kiện PTN, Bộ môn BVTV – 98 ĐHCT 4.12 Thời gian gây chết (LT50) của virus SpltNPV đối với SAT ở các thời điểm sau cắt lá, trong điều kiện PTN, Bộ môn BVTV – ĐHCT 101 4.13 Sự suy giảm hiệu lực của các chủng virus SpltNPV đối với SAT 102 trong điều kiện PTN, Bộ môn BVTV – ĐHCT 4.14 Hiệu lực của các chủng virus SeNPV thu thập tại tỉnh Vĩnh Long đối 103 với SXDL tuổi 2 trong điều kiện PTN, Bộ môn BVTV – ĐHCT 4.15 Hiệu lực của các chủng virus SeNPV thu thập tại Tp. Cần Thơ đối 104 với ấu trùng SXDL tuổi 2 trong điều kiện PTN, Bộ môn BVTV – ĐHCT 4.16 Hiệu lực của các chủng virus SeNPV thu thập được tại tỉnh Đồng Tháp đối với SXDL tuổi 2 trong điều kiện PTN, Bộ môn BVTV – 104 ĐHCT 4.17 Hiệu lực của các chủng virus SeNPV thu thập tại tỉnh An Giang đối với ấu trùng SXDL tuổi 2 trong điều kiện PTN, Bộ môn BVTV – 105 ĐHCT 4.18 Sự đáp ứng liều gây chết 50% cá thể của virus SeNPV đối với SXDL trong điều kiện PTN, Bộ môn BVTV – ĐHCT 106 4.19 Thời gian gây chết trung bình (LT50) của virus SeNPV đối SXDL ở các giai đoạn tuổi khác nhau trong điều kiện PTN, Bộ môn BVTV – 108 ĐHCT 4.20 Năng suất thể vùi của virus SeNPV đạt được trên 100 ấu trùng SXDL trong điều kiện PTN, Bộ môn BVTV – ĐHCT 109 4.21 Năng suất thể vùi của virus SeNPV đạt được trên 1 ấu trùng SXDL ở các giai đoạn tuổi khác nhau trong điều kiện PTN, Bộ môn BVTV – 110 ĐHCT 4.22 Thời gian gây chết trung bình (LT50) của virus SeNPV đối với SXDL ở các thời điểm sau cắt lá, trong điều kiện PTN, Bộ môn BVTV – ĐHCT 111 4.23 Sự suy giảm hiệu lực của các chủng virus SeNPV đối với SXDL 112 xi
trong điều kiện PTN, Bộ môn BVTV – ĐHCT 4.24 Hiệu lực chéo của các dòng virus SpltNPV đối với ấu trùng SXDL tuổi 2 trong điều kiện PTN, Bộ môn BVTV – ĐHCT 113 4.25 Hiệu lực chéo của các chủng virus đối với ấu trùng SAT tuổi 2 trong điều kiện PTN, Bộ môn BVTV – ĐHCT 114 4.26 Hiệu quả của hỗn hợp SpltNPV + Tinopal UNPA-GX lên SAT tuổi 2 trong điều kiện PTN, Bộ môn BVTV – ĐHCT 115 4.27 Hiệu quả của hỗn hợp SpltNPV + acid boric lên SAT tuổi 2 trong điều kiện PTN, Bộ môn BVTV – ĐHCT 115 4.28 Hiệu quả của hỗn hợp SeNPV + Tinopal UNPA-GX lên SXDL tuổi 2 trong điều kiện PTN, Bộ môn BVTV – ĐHCT 116 4.29 Hiệu quả của hỗn hợp SeNPV + acid boric lên SXDL tuổi 2 trong điều kiện PTN, Bộ môn BVTV – ĐHCT 116 4.30 Đô ̣ hữu hiêụ của chế phẩ m virus SpltNPV dạng bột và lỏng đố i vớ i SAT tuổi 2 trong điề u kiê ̣n nhà lưới, Bộ môn BVTV, ĐHCT 121 4.31 Hiệu lực của chế phẩm SeNPV dạng lỏng và dạng bột đối với SXDL trong điề u kiện nhà lưới, Bộ môn BVTV, ĐHCT 122 4.32 Hiệu quả (%) chế phẩ m virus SpltNPV đối với SAT gây ha ̣i cải làm dưa ta ̣i xã Đông Phước A, huyê ̣n Châu Thành, tin̉ h Hâ ̣u Giang, 2014 124 4.33 Tỷ lệ SAT bị ký sinh trên cải làm dưa ta ̣i xã Đông Phước A, huyê ̣n Châu Thành, tin̉ h Hậu Giang, 2014 125 4.34 Năng suất lý thuyết của cải làm dưa ta ̣i xã Đông Phước A, huyê ̣n Châu Thành, tỉnh Hâ ̣u Giang 126 4.35 Năng suất thực tế của cải làm dưa ta ̣i xã Đông Phước A, huyê ̣n Châu Thành, tỉnh Hâ ̣u Giang 126 4.36 Độ hữu hiệu (%) của chế phẩm virus NPV đối với SAT tại xã Phương Phú, huyện Phụng Hiệp, tỉnh Hậu Giang, 2015 128 4.37 Phần trăm SAT bị ký sinh trên ruộng cải bắp tại H. Phụng Hiệp, T. Hậu Giang, 2015 130 4.38 Năng suất lý thuyế t của cải bắp tại xã Phương Phú, huyện Phụng Hiệp, tỉnh Hậu Giang, 2015 130 4.39 Năng suất thực tế của cải bắp tại xã Phương Phú, huyện Phụng Hiệp, tỉnh Hậu Giang, 2015 131 4.40 Tỷ lệ lá thiệt hại do SXDL gây ra ở lần phun thứ nhất trên ruộng hành tím tại thị xã Vĩnh Châu, tỉnh Sóc Trăng, 2014 132 4.41 Tỷ lệ lá thiệt hại do SXDL gây ra ở lần phun thứ hai trên ruộng hành tím tại thị xã Vĩnh Châu, tỉnh Sóc Trăng, 2014 133 4.42 Tỷ lệ lá thiệt hại do SXDL gây ra ở lần phun thứ ba trên ruộng hành tím tại thị xã Vĩnh Châu, tỉnh Sóc Trăng, 2014 133 4.43 Tỷ lệ ký sinh của SXDL (S. exigua) trên ruộng hành tím tại thị xã 135 Vĩnh Châu, T. Sóc Trăng, 2014 4.44 Năng suất hành tím tại thị xã Vĩnh Châu, T. Sóc Trăng, 2014 136 4.45 Tỷ lệ lá thiệt hại do SXDL gây ra ở lần phun thứ nhất trên ruộng hành lá tại huyện Bình Tân, T. Vĩnh Long, 2015 137 4.46 Tỷ lệ lá thiệt hại do SXDL gây ra ở lần phun thứ hai trên ruộng hành lá tại huyện Bình Tân, T. Vĩnh Long, 2015 138 4.47 Tỷ lệ lá thiệt hại do SXDL gây ra ở lần phun thứ ba trên ruộng hành lá tại huyện Bình Tân, T. Vĩnh Long, 2015 138 4.48 Tỷ lệ lá thiệt hại do SXDL gây ra ở lần phun thứ tư trên ruộng hành lá tại huyện Bình Tân, T. Vĩnh Long, 2015 139 xii
4.49 Tỷ lệ lá thiệt hại do SXDL gây ra ở lần phun thứ năm trên ruộng hành lá tại huyện Bình Tân, T. Vĩnh Long, 2015 139 4.50 Tỷ lệ ký sinh của SXDL (S. exigua) trên ruộng hành lá tại huyện 141 Bình Tân, tỉnh Vĩnh Long, 2015 4.51 Năng suất hành lá tại Bình Tân – Vĩnh Long, 2015 142 xiii
DANH SÁCH HÌNH Hình Tên hình Trang 2.1 Cấu tạo của virus kí sinh côn trùng 8 2.2 Sơ đồ miêu tả những dạng virion thuộc nhóm virus tạo thể vùi 12 2.3 Sơ đồ miêu tả những dạng virus thuộc nhóm không tạo thể vùi 13 2.4 Cấu tạo lớp vỏ protein của virus nảy chồi (Budded virus) trong 16 họ Baculoviridae 2.5 Sơ đồ minh họa quá trình xâm nhiễm của NPV ở ấu trùng bộ 21 Lepidoptera 2.6 Khóa xác định một nhóm virus bằng phương pháp nhận dạng 26 triệu chứng bên ngoài của ký chủ 3.1 Sơ đồ minh họa các nội dung nghiên cứu của luận án 51 3.2 Quy trình lây nhiễm tạo nguồn virus 54 3.3 Triệu chứng gây hại và nhân nuôi nguồn sâu trong điều kiện 55 phòng thí nghiệm 3.4 Hình minh họa phương pháp droplet − feeding 59 3.5 Bố trí thí nghiệm xác định sự suy giảm hiệu lực của virus SpltNPV lên cải bắp tại khu nhà lưới, Bộ môn BVTV − ĐHCT 63 3.6 Các bước thực hiện cắt lá cho sâu ăn sau khi phun virus 64 3.7 Phương pháp thực hiện lây nhiễm qua thức ăn 65 3.8 Sơ đồ sản xuất chế phẩm virus NPV trong điều kiện phòng thí nghiệm, Bộ môn BVTV, ĐHCT 67 3.9 Chế phẩm virus NPV được sản xuất tại Bộ môn BVTV 69 3.10 Sơ đồ trí thí nghiệm chế phẩm SpltNPV trên cải làm dưa tại 72 huyện Châu Thành, tỉnh Hậu Giang, 2014 3.11 Sơ đồ trí thí nghiệm chế phẩm SpltNPV trên cải bắp tại huyện 74 Phụng Hiệp, tỉnh Hậu Giang, 2015 3.12 Sơ đồ trí thí nghiệm chế phẩm SeNPV trên hành tím tại thị xã 76 Vĩnh Châu, tỉnh Sóc Trăng, 2014 3.13 Thí nghiệm phun virus SeNPV ngoài đồng tại Vĩnh Châu – Sóc 77 Trăng, 2014 3.14 Sơ đồ trí thí nghiệm chế phẩm SeNPV trên hành lá tại huyện 78 Bình Tân, tỉnh Vĩnh Long, 2015 3.15 Thí nghiệm phun virus SeNPV ngoài đồng tại Bình Tân, Vĩnh 79 Long, 2015 4.1 Triệu chứng của SAT (S. litura) bị nhiễm virus NPV 82 4.2 Triệu chứng của SXDL (S. exigua) bị nhiễm virus NPV 82 4.3 Giải phẫu cơ thể sâu bị nhiễm bệnh 84 4.4 Thể vùi của virus NPV qua KHV huỳnh quang và KHV điện tử 85 4.5 Mặt cắt ngang của thể đa diện NPV dưới kính hiển vi điện tử 85 4.6 Phổ điện di DNA của các mẫu thu thập trên sâu ăn tạp bằng kỹ 86 thuật PCR 4.7 Phổ điện di DNA của các mẫu thu thập trên sâu ăn tạp bằng kỹ 86 thuật PCR 4.8 Phổ điện di DNA của các mẫu thu thập trên sâu xanh da láng 87 bằng kỹ thuật PCR 4.9 Hiệu quả của chế phẩm virus SpltNPV sau 12 tháng sản xuất 118 trong điều kiện PTN, Bộ môn BVTV – ĐHCT 4.10 Hiệu quả của chế phẩm virus SeNPV sau 12 tháng sản xuất, trong 118 xiv
điều kiện PTN, Bộ môn BVTV – ĐHCT 4.11 Diễn biến mật số SAT trên ruộng cải làm dưa tại huyện Châu 120 Thành, tỉnh Hậu Giang 124 4.12 Diễn biến mật số SAT trên ruộng cải bắp tại huyện Phụng Hiệp, Hậu Giang, 2015 127 4.13 Diễn biến mật số SXDL trên ruộng hành tím tại thị xã Vĩnh Châu, tỉnh Sóc Trăng 134 4.14 Diễn biến mật số SXDL gây hại ruộng hành lá tại huyện Bình Tân, Vĩnh Long, 2015 140 xv
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Ý nghĩa a.b Acid boric BLAST Basic Local Alignment Search Tool Bp Base pair – cặp base BVs Baculoviruses BVTV Bảo vệ thực vật CV Coefficient of variation – hệ số biến thiên DAI Days after inoculation – ngày sau khi chủng DAP Days after planting – ngày sau khi trồng DAS Days after spray – ngày sau khi phun ĐBSCL Đồng Bằng Sông Cửu Long ĐC Đối chứng ĐHCT Đại Học Cần Thơ DNA Deoxyribo Nucleic Acid dNTP Deoxyribonucleotide triphosphate dsDNA Double strand DNA - DNA sợi kép DW Distilled water – nước cất EDTA Ethylene diamine tetra acetic acid EtOH Ethanol – Cồn GVs Granuloviruses H (%) Humidity – ẩm độ h.p.i Hours post inoculation – giờ sau khi chủng IPM Integrated Pest Management – quản lý dịch hại tổng hợp LC50 Lethal concentration – nồng độ gây chết 50% cá thể LT50 Lethal time – thời gian gây chết 50% cá thể MQ Milli Q water – Nước cất hai lần NCBI National center biotechnology information NN&SHƯD Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng NPV Nucleo polyherosis virus NSLN Ngày sau lây nhiễm NSP Ngày sau khi phun NST Ngày sau trồng OBs Occlusion bodies PCI Phenol : Chloroform: Isoamyl alcohol PCR Polymerase Chain Reaction PIB Polyhedral occlusion body PTN Phòng thí nghiệm PTSH Phòng trừ sinh học S. exigua Spodoptera exigua S. litura Spodoptera litura SAT Sâu ăn tạp SDS Sodium Dodecyl Sulfate SEM Scanning Electron Microscopy – kính hiển vi điện tử quét SXDL Sâu xanh da láng xvi
T0 C Temperature – nhiệt độ TAE Tris-acetate – EDTA buffer TE Tris-acetate TKP Trước khi phun Ti Tinopal Tp Thành phố Tp. HCM Thành phố Hồ Chí Minh Tris Tris – (hydroxymethyl) aminomethane UV Ultraviolet: tia cực tím v/v Volume/volume: thể tích/thể tích xvii
Chương 1 GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết của luận án Trong những năm gần đây diện tích rau màu của Đồng bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) phát triển nhanh chóng và ngày càng có tính chuyên biệt cao. Năm 2007, ĐBSCL có 233.809 ha đất trồng rau (khoảng 20% diện tích trồng rau của cả nước) tập trung nhiều nhất ở các tỉnh như Tiền Giang 31.994 ha, An Giang 31.052 ha, Trà Vinh 25.894 ha, Sóc Trăng 24.427 ha và Vĩnh Long 15.000 ha. Trong đó, diện tích rau ăn lá 105.154 ha, rau ăn trái 77.068 ha, rau ăn củ 25.393 ha và còn lại là các loại rau khác (Phạm Văn Dư và ctv., 2008). Song song với diện tích và sản lượng các loại rau màu được gia tăng thì các vấn đề dịch hại đặc biệt do côn trùng gây ra là một trong những nguyên nhân làm giảm năng suất cũng như chất lượng của sản phẩm. Một trong những loại côn trùng gây hại nghiêm trọng là sâu ăn tạp (Spodoptera litura) và sâu xanh da láng (Spodoptera exigua). Hai loại côn trùng đều thuộc họ ngài đêm (Noctuidae), bộ cánh vẩy (Lepidoptera) và là loài đa thực gây hại trên rất nhiều loại cây trồng trong đó tập trung gây hại chính trên nhóm cây rau màu như cây hành, các cây thuộc họ đậu, họ bầu bí, họ thập tự, họ cà, cây bắp ... (Smagghe et al., 1998; Nguyễn Thị Thu Cúc và ctv., 1999; Liu et al., 2002). Cho đến nay, thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) luôn luôn được người dân sử dụng để quản lý hai loại sâu hại này, nhiều nơi nông dân đã phun từ 10 – 15 lần thuốc hóa học/vụ (Trần Văn Hai, 1997; Nguyễn Thị Chắt và ctv., 1998). Thậm chí nhiều người dân còn dùng thuốc với liều cao hơn mức khuyến cáo rất nhiều lần (Trần Văn Hai, 1997). Aldosari et al. (1996) nhận thấy rằng S. exigua đã phát triển tính kháng đối với Malathion, Endrin, methomyl và S. litura cũng kháng mạnh với Deltamethrin (Chaufaux and Ferron, 1986). Hiện tượng này cũng được Brewer et al. (1990) ghi nhận đối với các hoạt chất Fenvalerate, Permethrin và Methomyl ở thành trùng đực của S. exigua. Theo Kerns et al. (1998), mức độ kháng cao nhất của S. exigua đối với Methomyl đến 552 lần còn S. litura là 326 lần, đồng thời hình thành tính kháng chéo đối với hoạt chất Thiodicarb. Theo Pérez et al. (2000), S. exigua thể hiện khả năng kháng đối với Cypermethrin, Deltamethrin ở mức cao, vừa phải với Chlorpyriphos và Methomyl. Theo thống kê đầy đủ thì danh mục thuốc BVTV được phép sử dụng đến năm 2014 tại Việt Nam là 1.643 hoạt chất, cao gấp 2,5 - 4,1 lần so với các nước trong khu vực như Thái Lan, Malaysia chỉ khoảng 400 - 600 loại; Trung Quốc khoảng 630 loại (Nguyễn Kim Vân, 2014). Từ trước năm 1985, khối lượng hóa chất BVTV được sử dụng hàng năm khoảng 1