Tiểu luận
Sinh học phân tử
Đề tài: Thuốc trừ sâu sinh học
Thuốc trừ sâu sinh học là gì? Nguồn gốc và ý nghĩa ứng dụng.
 Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Quốc Trung
 Lớp: K57CNSHB
 Các thành viên trong nhóm:
• Nguyễn Thị Kiều Duyên_570868
• Lưu Thị Minh Nguyệt _570914
• Đinh Thị Quỳnh_570921
• Đỗ Thị Thảo _570931
I.ĐẶT VẤN ĐỀ
Hằng năm sản lượng lương thực, rau quả trên thế giới bị mất do sâu bệnh
vào khoảng 20-35% trong đó các nước Châu Âu mất trung bình khoảng 20%, các
nước Châu Á mất khoảng 35%.
Từ năm 1960 đến nay nhiều nước trên thế giới đã sử dụng ồ ạt các chất hóa
học để diệt trừ sâu bệnh.Việc sử dụng các loại thuốc hóa học ở thời kì đầu đem lại
lợi ich rất lớn là khả năng tiêu diệt sâu bệnh rất nhanh và rất có hiệu quả.
Sau 40 năm thế giới sử dụng thuốc trừ sâu hóa học đã cho thấy những nhược
điểm khó chấp nhận được. Bao gồm: Gây ra hiện tượng ô nhiễm nước và ô nhiễm
đất. Các chất diệt sâu bệnh thường rất ít bị phân hủy trong điều kiện thiên nhiên
trong thời gian ngắn, chúng tồn tại trong nước, trong đất và làm thay đổi khu hệ vi
sinh vật có ích trong đất,trong nước, từ đó làm giảm hoặc triệt tiêu khả năng tự làm
sạch của vi sinh vật trong tự nhiên, ngoài ra các chất này còn làm ngưng trệ nhiều
quá trình chuyển hóa vật chất trong nước, trong đất do vi sinh vật tiến hành có lợi
cho cây trồng (một trong những chất được sử dụng ở thời gian đầu những năm 60
là DDT). Chất này tồn tại khá lâu trong tự nhiên khi ta phun chúng vào môi trường
khoảng sau hai năm chúng mới phân hủy hết.
Việc sử dụng thuốc hóa học không theo một chỉ dẫn cụ thể sẽ tạo ra sự dư
thừa. Thuốc trừ sâu dư thừa không chỉ tồn tại trong đất, trong nước mà còn bám
vào rau, quả và nông sản và dẫn đến hiện tượng ngộ độc càng nhiều. Do đó nhiều

Hiện nay trên thế giới, người ta sản xuất chế phẩm thuốc trừ sâu sinh học từ
vi khuẩn, nấm sợi, virus
a Chế phẩm thuốc trừ sâu từ vi khuẩn
Các chế phẩm thuốc trừ sâu từ vi khuẩn được sản xuất nhiều nhất trong số thuốc
trừ sâu sinh học được sản xuất hiện nay trên thế giới. Các chế phẩm này thường
chứa khoảng 2-5 tỷ tế bào/1 gam. Ta có thể tóm tắt các chế phẩm được sản xuất từ
vi khuẩn.
STT Sản xuất từ vi khuẩn va tên chế phẩm Hãng và nước sản xuất
1 Các chế phẩm từ bacillus thuringiesis
Agritol
Bakthane L.69
Baktospeine
Bakthurin
Biospon 2802
Dendrobacillin
Dipet
Parasporin
Enterobacterin
Thurieide
Merch-Mỹ
Rolim and hass.Mỹ
Roger bellon-Pháp
Biokrma-Tiệp Khắc
Hoechst-Đức
Zavodbakt-Nga
Abbotttlad-Mỹ
Grain processing corp-
Mỹ
Nga
2 Bacillus morita Nhật

động vật có ích (trong đó có các loài thiên địch), gây ô nhiễm môi trường. Vì vậy,
do yêu cầu bảo vệ sức khỏe con người và sự trong sạch của môi trường, các thuốc
trừ sâu hóa học cần được hạn chế sử dụng dần và thay vào đó là các thuốc trừ sâu
sinh học.
Ưu điểm nổi bật nhất của thuốc trừ sâu sinh học là ít độc với người và môi
trường. Các chế phẩm vi sinh vật dùng trừ sâu và dầu thực vật hầu như không độc
với người và các sinh vật có ích, tạo ra các sản phẩm sạch cho người dùng. Do ít
độc với các loài thiên địch nên thuốc sinh học bảo vệ được sự cân bằng sinh học
trong tự nhiên (cân bằng giữa thiên địch và sâu hại), ít gây tình trạng bùng phát sâu
hại.
Do ít độc với người và mau phân hủy trong tự nhiên, các thuốc sinh học ít để
lại dư lượng độc trên nông sản và có thời gian cách ly ngắn nên rất thích hợp sử
dụng cho các nông sản yêu cầu có độ sạch cao như các loại rau, chè… Muốn có
nông sản sạch và an toàn, một biện pháp quan trọng là sử dụng các thuốc sinh học
trừ sâu.
Ngoài ra, các yếu tố sinh học trừ sâu như các vi sinh vật và thực vật thường
có sẵn và rất phổ biến ở mọi nơi, mọi lúc, vì vậy nguồn khai thác rất dễ dàng và
hầu như vô tận. Đồng thời với các chế phẩm được sản xuất theo quy mô công
nghiệp, hiện nay người ta vẫn có thể dùng các phương pháp chế biến thô sơ để sử
dụng. Có thể ra đồng thu thập các sâu bị chết vì nấm bệnh, nghiền nát trong nước
rồi phun lên cây để trừ sâu. Các cây thuốc lá, thuốc lào, hạt xoan, rễ dây thuốc
cá… băm nhỏ và đập nát ngâm lọc trong nước để phun cũng rất có hiệu quả.
Tuy vậy, một số thuốc sinh học, như các thuốc vi sinh thường thể hiện hiệu
quả diệt sâu chưa thật cao, tương đối chậm hơn so với thuốc hóa học. Sự bảo quản
và khả năng hỗn hợp của các thuốc sinh học thường yêu cầu điều kiện cũng chặt
chẽ hơn. Giá thành còn cao. Khó cân đong ngoài đồng ruộng, thời gian bảo quản
ngắn thường 1-2 năm, trong những điều kiện lạnh, khô. Nhưng so với các ưu điểm
to lớn thì các nhược điểm trên đây của thuốc sinh học là rất nhỏ và hoàn toàn có
thể khắc phục được. Vì vậy, thuốc trừ sâu sinh học ngày càng được khai thác sử
dụng nhiều. Ở nước ta, ngoài các chế phẩm Bt đã được biết đến tương đối lâu, hiện

Trong 4 loại tộc tố BT, người ta quan tâm nhất đến độc tố tan trong nước và
tinh thể độc.
a Độc tố tan trong nước được P.G fast tìm ra năm 1971. Độc tố này có phân tử
lượng là 30.000, gây ra nhiều bệnh lý ở côn trùng.
b Ngoại độc tố β la độc tố bền nhiệt (ở 120
o
C sau 15 phút vẫn giữ được hoạt
tính). Độc tố này có trọng lượng phân tử 707-850. Ngoại độc tố β có chứa
aderrin, photphat, ribose, glucose, và axit allomuxic.
c Ngoại độc tố α, còn gọi là photpholipase C hay loxitinase C. Enzym này đầu
tiên liên kết với tế bào, sau đó được tách ra và bị hoạt hóa bởi chất không
bền nhiệt, có trọng lượng phân tử thấp.
d Tinh thể độc: nhà khoa học E.berliner tìm ra đầu tiên vào năm 1915, sau đó
năm 1927, nhà khoa học O.mattes đã tìm ra được 1 loại tinh thể được tạo ra
trong cơ thể BT khi BT bắt đầu tạo bao tử. Mãi đến năm 1955 người ta mới
biết được tinh thể này là chất có bản chất protein và có liên quan đến độc
tính BT.
e Tinh thể độc có kích thước khá dài và rộng (dài khoảng 1μm và rộng khoảng
0.5μm). Chúng chiếm khoảng 30% toàn bộ khối lượng tế bào và biểu hiện
tính độc của BT.
Tinh thể độc thường làm chết các ấu trùng bộ canh vẩy. Trong thành phần
tinh thể độc có hai loại axit amin, có số lượng nhiều nhất là axit glutamic và axit
asparaginic.
Người ta xem tinh thể độc như một tiền độc tố (protoxin). Nó chỉ trở thành
độc tố thực sự khi có mặt trong ruột của một số côn trùng. Khi đó sẽ hình thành
những phân tử độc tố với trọng lượng phân tử vào khoảng 5000. Tinh thể độc
thuộc loại bền nhiệt, thường gây ra sự hủy hoại đường tiêu hóa của sâu bệnh . Khi
đường ruột bị tê liệt bởi tinh thể độc ,tế bào thượng bì của ruột bị biến đổi. Tinh thể
độc của BT chỉ gây độc với đường ruột sâu bệnh côn trùng còn với người và động
vật tinh thể độc hoàn toàn vô hại. Nhiều nghiên cứu cho thấy ở động vật có vú,

4
3.5g NaOH 0.43g
CaCl
2
0.1g Nước 1000ml
Cam nấm men 6.0 g
Môi trường 2:
Rỉ đường 10g Cao ngô 8.5g
1.0g Nước 1000ml
Môi trường 3:
Rỉ đường 18.6g Bột khô dầu bông 17g
CaCO
3
1.0g Nước 1000ml
Môi trường 4:
Tinh bột ngô 68g Saccharose 64g
Cazein 19.4g Nấm men khô 6g
Dung dịch đệm
photphat
60ml Nước 1000ml
Môi trường 6:
Pepton 10g Glucose 10g
Cao ngô 2g 0.3g
FeSO
4
.7H
2
O 0.02g K
2
SO

Môi trường 9:
Saccharose 2g Pepton 7.5g
MgSO
4
0.00223g Fe
2
(SO4)
3
0.02g
CaCl
2
.4H
2
O 0.183g Nước 1000ml
Môi trường 10:
Đậu tương ngô 10g Pepton 2g
CaCO
3
1g (NH4)
2
SO
4
0.3g
MgSO
4
0.3g K
2
HPO
4
2g

sấy chân không và thu được thành phẩm . Chất lượng sinh khối phải đạt như sau;
- Kết thúc quá trình lên men phải đạt 2.44 tỷ tế bào trong 1 ml.
- Sau khi sấy chân không (thường sấy ở 60
o
C trong 14 giờ) số lượng bào tử
sống phải đạt 12.1-17.8 tỷ/gam chế phẩm.
b Nuôi cấy trên môi trường đặc.
Ta cũng có thể nuôi cấy BT trên môi trường đặc:
Môi trường nuôi cấy
Bột ngô dầu đậu tương 15-20% Cam 70%
Trấu 9-14% CaCO
3
1%
MgSO
4
0.1% K
2
HPO
4
0.15%
NaOH 1%
Môi trường được thanh trùng, làm nguội và được gieo cấy giống vào.
Quá trình lên men: toàn bộ môi trường sau khi trộn giống được tải ra khay với
chiều dày môi trường 3-5 cm. Nuôi trong phòng vô trùng, ở nhiệt độ 28-32
o
C trong
thời gian 24-36 giờ.
Kết thúc quá trình lên men, đem chế phẩm BT thô đi sấy khô, sau đó nghiền
mịn và vô bao gói.
Chất lượng chế phẩm được qui định là 5-10 tỷ tế bào trong 1 gam, ngoài ra

Nấm bạch cương có khả năng tạo ra bao tử trần, không màu hình cầu hoặc
hình trứng. Bao tử có kích thước 1.5-5.5x1.3μm. Sợi nấm có chiều ngang 3-5μm.
Khi phát triển trên tằm , chúng phá hủy lớp kitin của tằm, ăn sâu vào trong cơ thể
và phát triển trong cơ thể tằm.
Khi nấm bạch cương mới phát triển trên cơ thể tằm, cơ thể tằm huy động hệ
bạch tuyết chống lại sự xâm nhập này. Nấm bạch cương khi đó sẽ tổng hợp độc tố
có tên là bovexirin(beauvericin). Độc tố này phá vỡ các tế bào bạch tuyết . Khi
toàn bộ tế bào bạch tuyết bị chết cũng là lúc con tằm bị tiêu diệt.
Vai trò của nấm bạch cương trong bảo vệ thực vật
Ngoài tằm ra, nấm bạch cương có khả năng giết hàng loạt các sâu bệnh. Lần
đầu tiên vào năm 1892, F.Tang đã nuôi cấy thành công nấm bạch cương trên môi
trường nhân tạo và dùng bao tử của nấm bạch cương để tiêu diệt sâu róm
(porthetria disper).
Sau đó 1 năm, vào năm 1893, S.A.forbers và năm 1896, F.H snow đã thành
công trong công việc sử dụng bao tử nấm bạch cương để tiêu diệt loại rệp (biissus
leucopteus).
Trên thực tế, từ lâu người ta đã biết khả năng tiêu diệt nhiều sâu bệnh của
nấm bạch cương. Song do điều kiện kỹ thuật và những kiến thức trước thế kỷ XX
và những năm đầu thế kỷ XX, do hạn chế về kiến thức và gây độc của nấm Bạch
Cương, mãi đến năm 1969 R.LHamil và các cộng tác viên mới kết tinh được độc tố
của nấm bạch cương. Họ đặt tên cho độc tố này là boverixin.
Sau đó, 1971, Y.A.ovchinikov đã tổng hợp được độc tố này và đến nay,
người ta đã biết được rõ về độc tố này.
Công thức hóa học của độc tố bovexirin: C45H57O9N3
Tên danh pháp: xiclo (N.metyl L phenilalanin-D-X hydroxyzovaleryl)
Là một depxipeptit vòng
Điểm soi 93-94 oC
Kỹ thuật sản xuất
Trong trường hợp chưa có giống nấm bạch cương, ta có thể phân lập chúng từ
những con tằm bị bệnh bạch cương. Môi trường dùng để phân lập là một trong

sẫm, sợi nấm có màu lông tơ dày và phủ kín bề mặt môi trường.
Ta có thể nuôi nấm bạch cương bằng phương pháp bề mặt hoặc phương
pháp chìm. Trong cả hai phương pháp đều phải duy trì nhiệt độ nuôi cấy ở 28-32
oC thời gian nuôi cấy thường dài hơn so với nuôi cấy BT cần khoảng thời gian
nuôi là 16-24 giờ. Nấm bạch cương cần thời gian nuôi là 5-7 ngày thì bao tử mới
tạo ra nhiều.
Sau khi thu nhận được sinh khối (thường qua lọc đối với môi trường lỏng,
hoặc thu nhận toàn bộ sinh khối nếu nuôi ở môi trường rắn) người ta tiến hành sấy
khô ở nhiệt độ thấp < 40oC, cho đến khi độ ẩm <10%, thu được bao tử sống.
6. Kỹ thuật sản xuất thuốc trừ sâu từ virut
Có rất nhiều loại virut khi kí sinh trong cơ thể sâu bệnh sẽ tiêu diệt sâu bệnh
theo cơ chế sinh sản và làm tan tế bào chủ. Virut có đặc điểm là thường kí sinh
trong những cơ thể chủ đặc hiệu , có nghĩa là chúng chỉ có thể phát triển trong một
số vật chủ nhất định. Dựa vào đặc hiệu này, các nhà khoa học mới tiến hành phân
lập, nuôi cấy các loại virut để tạo ra những loại thuốc trừ sâu từ virut.
Các loại virut sử dụng trong việc phòng trừ sâu bệnh cho cây trồng thuộc 4
loại:
- Virut đa diện dạng nhân (nuclear polyhedrosis virus)
- Virut thể hạt(granulosis virus)
- Virut đa diện dạng tế bào chất(citoplasmic polyhedrosis virus)
- Virut đa diện dạng nhân và virut thể hạt được xếp vào giống baculovirus.
Đây là những virus chứa DNA, DNA loại này có phân tử lượng 80x106. Tỷ
lệ guamin + sytozin vào khoảng 35-39%
Virut đa diện dạng tế bào chất là virut chứa RNA. Trọng lượng phân tử
12.7x106 để sản xuất virut người ta không thể nuôi chúng trong một loại môi
trường nhân tạo nào vì virut chỉ có thể sinh sản và phát triển trong cơ thể chủ. Do
đó, muốn có virut để trừ sâu bệnh với mật độ virut nhiều, ta chỉ có cách nhiễm
virut vào một loại sâu bệnh nhờ đó mà chúng kí sinh , virut sẽ phát triển trong cơ
thể sâu nang mà ta mong muốn, để thu nhận sinh khối virut, sau đó nhiễm virut này
sang sâu bệnh trên có trên cây.Virut sẽ xâm nhập vào sâu bệnh và bắt đầu phá hủy

nông dân chủ yếu sử dụng các loại thuốc trừ sâu bệnh gốc lân hữu cơ như
Dimethoate (với tên thương mại là Arriphos 40 EC, Bai 58 40 EC, Bi - 58 40 EC,
Bian 40EC, 50EC, By 90 40 EC), Karate 2.5 EC để phun xịt dẫn đến côn trùng
kháng thuốc, lưu tồn trong nông sản và ô nhiễm môi trường. Các nhà khoa học
thấy tỏi có tác dụng xua đuổi, gây ngán chích hút và ức chế đẻ trứng của bọ tri. Tỏi
được cho vào cối xay sinh tố xay nhuyễn, lược lấy nước trong, 3 kg tòi tươi cần 20
lít nước. Phun chỉ mình tỏi tươi không chỉ giết được 60-70% lượng bọ tri, nhưng
nếu pha thêm thuốc trừ sâu như Kartodim 315EC hay Dimethoate 30 EC với liều
lượng bằng phân nửa lượng khuyến cáo thì hiệu quả lên đến 90-95% và tỷ lệ tái
nhiễm rất thấp (Burubai, W Etekpe, G. W; Ambah, B ; Angaye, P. E. 2011),
Năng suất đậu trắng và đậu nành giảm đáng kể do côn trùng tấn công suốt từ
xuống giống đến trái chín. Khi đậu còn nhỏ có sâu ăn lá, cà cào châu chấu
(Grasshopper, Ootheca mutabilis ), sau đó đến sâu ăn bông, sâu đục trái, bọ xít
hôi, bọ tri và nhện đỏ. Do đó các nghiên cứu về thuốc thảo mộc được sử dụng luân
phiên với thuốc hóa học để tăng hiệu quả phòng trừ. Những loại thuốc thảo mộc
thường có phổ tác dụng rộng, phân hũy sinh học, rẽ tiền, dễ tìm, áp dụng đơn giản
do không sợ quá liều. Tỏi và gừng đều có chất tinh dầu tạo mùi cay nồng có tác
dụng xua đuổi côn trùng, chúng được mua ở chợ, xay và pha trong nước với tỷ lệ 6
g/lít nước pha thêm 2 muổng dầu. Sau đó lước lấy nước trong pha một ít xà bông.
Cả tỏi và gừng đều giảm số lá bị thiệt hại do sâu ăn lá, sâu đuc bông và sâu đục
trái, trong đó tỏi hiệu quả hơn gừng (Alphonsus Mbonu Oparaeke, 2010)
Trên đậu trắng còn có bọ tri Megalurothrips ijostedti còn gây hại cây bông,
đậu phộng. Ngoài thuốc trị bọ tri, người ta còn sử dụng tiêu đen, do trong tiêu có
các chất như piperine, chavicine, myristicin (sarisan, safrole, elemeicin và 51-
mono-sesquiterpenoid) có đặc tính diệt côn trùng được phân lập thành dạng tinh
khiết để diệt côn trùng mà không ảnh hưởng đến người và gia súc. Tại các nước
châu Phi nông dân lấy tiêu đen rang ở 80
o
C trong 4 giờ để ổn định ẩm độ, sau đó
đem xay pha với nước theo tỷ lệ 15% phun 4 tuần/ lần trị bọ tri rất hiệu quả