Nguyễn Thị Ái Nhi – Vi khuẩn và vai trò của chúng trong đấu tranh Sinh học
ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA SINH HỌC
&
TIỂU LUẬN
Chuyên đề
ĐẤU TRANH SINH HỌC VÀ ỨNG DỤNG
Đề tài
VI KHUẨN VÀ VAI TRÒ CỦA CHÚNG TRONG
ĐẤU TRANH SINH HỌC
Giảng viên hướng dẫn Học viên thực hiện
PGS.TS Nguyễn Văn Thuận Nguyễn Thị Ái Nhi
Chuyên ngành: LL & PPDH môn Sinh học
Khóa học: 2013-2015
Huế, 05/2015
1
Nguyễn Thị Ái Nhi – Vi khuẩn và vai trò của chúng trong đấu tranh Sinh học
MỤC LỤC
2
Nguyễn Thị Ái Nhi – Vi khuẩn và vai trò của chúng trong đấu tranh Sinh học
MỞ ĐẦU
Trong xu hướng hội nhập với quốc tế, từ năm 1990 đến 2010, chương trình công
nghệ sinh học cấp nhà nước và một số tổ chức phi chính phủ như bánh mì nhà thờ
thế giới Tây Đức VN8910-030, CABI…đã đầu tư cho các viện nghiên cứu sản
xuất các chế phẩm vi sinh vật (VSV) để phòng trừ sâu, bệnh hại cây trồng bằng
công nghệ vi sinh. Công nghệ vi sinh là ngành mũi nhọn của công nghệ sinh học,
có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao nên công nghệ này đã phát triển nhanh với tốc
độcao. Công nghệ vi sinh đã khai thác hết khả năng kì diệu của các vi sinh vật để
tạo ra hàng loạt sản phẩm như rượu, bia, nước giải khát, axít hữu cơ, vitamin,
kháng sinh, vắcxin, đặc biệt là các chế phẩm vi sinh trừ sâu, bệnh hại cây trồng, tạo

- Vi khuẩn gây bệnh cho côn trùng, không hình thành bào tử, ký sinh bắt buộc.
- Vi khuẩn gây bệnh cho côn trùng, không hình thành bào tử và tinh thể độc tố, ký
sinh bắt buộc.
b. Theo cách phân chia của Bucher, vi khuẩn gây bệnh được chia thành 4 nhóm:
- Vi khuẩn gây bệnh bắt buộc
- Vi khuẩn gây bệnh hình thành bào tử và tinh thể độc tố.
- Vi khuẩn gây bệnh không bắt buộc.
- Vi khuẩn có tiềm năng gây bệnh cho côn trùng.
Vi khuẩn gây bệnh bắt buộc thường liên quan đến một số bệnh nhất định của
côn trùng và trong tự nhiên thường thích nghi với một phổ ký chủ hẹp.
Vi khuẩn gây bệnh không bắt buộc có thể làm tổn hại hoặc có thể xâm
nhiễm vào các mô của cơ thể côn trùng mẫn cảm với chúng. Trước khi xâm nhập
vào khoang máu, chúng thường sinh sản trong ruột côn trùng.
Vi khuẩn gây bệnh không bắt buộc có thể nuôi cấy trên môi trường nhân
tạo.
Vi khuẩn có tiềm năng gây bệnh, bình thường không sinh sản trong ruột côn
trùng, nhưng có thể xâm nhập vào khoang máu. Chúng phát triển được trong môi
trường nhân tạo không chuyên tính với từng nhóm côn trùng chuyên biệt.
c. Theo cách phân chia của Falcon, vi khuẩn gây bệnh được chia thành 2 nhóm:
- Vi khuẩn hình thành bào tử (vi khuẩn gây bệnh bắt buộc và phần lớn vi khuẩn
gây bệnh không bắt buộc) có tạo thành tinh thể độc tố và không tạo thành tinh thể
độc tố.
- Vi khuẩn không hình thành bào tử (vi khuẩn gây bệnh hoàn toàn không bắt buộc
và vi khuẩn có tiềm năng gây bệnh cho côn trùng)
5
Nguyễn Thị Ái Nhi – Vi khuẩn và vai trò của chúng trong đấu tranh Sinh học
4. Các họ vi khuẩn gây bệnh cho côn trùng và chuột
Đã mô tả được hơn 100 loài vi khuẩn gây bệnh cho côn trùng và chuột, đại diện
thuộc các họ:
- Họ Enterobacteriaceae (thuộc bộ Eubacteriales).

nhân tạo vi khuẩn không hình thành bào tử, vì vậy phải nuôi nhân vi khuẩn này
trên ấu trùng bọ hung Nhật Bản. Sau 20 ngày ủ bệnh, một ấu trùng bọ hung Nhật
Bản tích luỹ tới 20 tỷ bào tử. Từ các sâu bị bệnh có thể gom vi khuẩn và sản xuất
thành chế phẩm dạng bột chứa 100 triệu bào tử trong 1 gam chế phẩm.
c. Vi khuẩn Bacillus cereus diệt rệp sáp Quadraspidiotus perniciosus, sâu đục quả
táo Laspeyresia pomonella; ong lá Pristiphora erichsoni
Là vi khuẩn rất phổ biến trong tự nhiên, gram dương, hình thành bào tử
nhưng không tạo thành tinh thể độc. Tính gây bệnh cho côn trùng của vi khuẩn này
rất khác nhau. Người ta cho rằng tính gây bệnh của B.cereus chủ yếu liên quan tới
sự tạo thành men photpholipaza và một loại ngoại độc tố như của Bacillus
thuringiensis.
d.Vi khuẩn Serratia marcescens gây bệnh cho bọ hung Melolontha melolontha, tằm
và sâu đục thân ngô, có tính gây bệnh cao cho châu chấu, một số rệp sáp, bọ xít,
e. Vi khuẩn Salmonella enteridis gây bệnh thương hàn chuột và các loài gặm nhấm
khác.
f. Vi khuẩn Bacillus thuringiensis
6. Xét vi khuẩn Bacillus thuringiensis
6.1. Đặc điểm vi khuẩn Bacillus thuringiensis
7
Nguyễn Thị Ái Nhi – Vi khuẩn và vai trò của chúng trong đấu tranh Sinh học
Bacillus thuringiensis (viết tắt là: Bt) là vi khuẩn gây bệnh côn trùng quan
trọng nhất và được sử dụng rộng rãi trong đấu tranh sinh học để phòng trừ sâu
bệnh trên thế giới.
1870 Louis Pasteur (1822 – 1895) nghiên cứu bệnh gai trên tằm đã phát hiện
ra vi khuẩn Bacillus thuringiensis
Vi khuẩn B. thuringiensis là một loại trực khuẩn gram dương, dạng hình
que, hình thoi hoặc ở dạng chuỗi nhiều phân tử. Hình thành bào tử và tinh thể độc
tố. Tính độc hay tính diệt sâu của vi khuẩn B. thuringiensis phụ thuộc vào các độc
tố do vi khuẩn sinh ra trong quá trình sinh trưởng và phát triển của chúng. Theo
Kreig, Langenbrusch (1981) có gần 525 loài thuộc 13 bộ côn trùng đã ghi nhận bị

Tính chất giả thiết: Có thể là một men không độc, có thể thuộc nhóm
Phospholipaza, tác động lên phospholipit ở thành tế bào giải phóng axit béo
(Coppel et al, 1977, Bondarenko, 1978; Chen, 1994).
* Nội độc tố (δ- endotoxin):
- Thành phần: Gồm 18 axit amin, trong đó asparagic và glutamic là những axit
chính (Kanhdybin, 1994).
- Tính chất: Dạng tinh thể, không bền vững khi ở nhiệt độ cao, không hìa tan trong
nước, hòa tan trong môi trường kiềm. Trong môi trường trơ nó tồn tại rất lâu,
không biến tính.
Không gây độc khi chưa hòa tan (Coppel et al, 1997, Kandydin, 1989,
Sundara Babu, 1985.
Cấu tạo tinh thể nội độc tố có dạng 8 mặt gồm nhiều lớp những chuỗi phân
tử hình trụ (Vankova, 1962). Các tinh thể nội độc tố khác nhau về hình dạng và có
thể chia thành 5 loại: Dạng nhị tháp, hình cầu, hình vuông, hình lỏm, và không có
hình dạng ổn định (Ren Gixin, Feng Xichang, F. Weixiong, 1983)
Theo phân tử lượng, các tinh thể nội độc tố có thể chia thành 3 nhóm: nhóm có
phân tử lượng là 140.000 - 160.000; 60.000 - 130.000 và 40.000 - 50.000.
( Kandybin, 1989)
9
Nguyễn Thị Ái Nhi – Vi khuẩn và vai trò của chúng trong đấu tranh Sinh học
Ngoài ra còn có các độc tố khác chưa được nghiên cứu đầy đủ.
6.2. Cơ chế tác động của vi khuẩn B. Thuringiensis lên côn trùng
Theo đặc điểm của cách xâm nhiễm và sự gây tổn thương đầu tiên cho côn
trùng thì xếp B.Thuringiensis thuộc nhóm vi sinh vật có tác động đường ruột.
- Đường nhiễm trùng là: cơ quan tiêu hoá.
- Chỗ phá huỷ của vi khuẩn là: ruột giữa của côn trùng.
- Yếu tố gây chết côn trùng: Tinh thể nội độc tố delta
Yếu tố chính gây chết sâu có trong các chế phẩm B. thuringiensis là các tinh
thể nội độc tố delta.
Diễn biến: Khi các tinh thể nội độc tố (ở dạng bào) tử được côn trùng ăn cùng với

dẫn đến hiện tượng dị hình, giảm sức sinh sản của cá thể cái trưởng thành. Chế
phẩm BTB – 202 có tác động gây dị hình mạnh nhất (Kandybin, 1989).
Đối với các côn trùng có tính mẫn cảm cao với B. thuringiensis như tằm
(Bombyx mori) thì bào tử chỉ đóng vai trò nhỏ bé hoặc không có vai trò trong tác
động của B. thuringiensis lên côn trùng. Bởi vì ở trường hợp này không đủ thời
gian để bào tử mọc mầm và xâm nhiễm thì côn trùng đã chết do nội độc tố
(Sundara Babu, 1985).
12
Nguyễn Thị Ái Nhi – Vi khuẩn và vai trò của chúng trong đấu tranh Sinh học
6.3. Chuyển gen Bt vào thực vật
13
Nguyễn Thị Ái Nhi – Vi khuẩn và vai trò của chúng trong đấu tranh Sinh học
Các nhà khoa học đã tiến hành chuyển gen Bt mã hóa cho protein tinh thể
độc tố từ vi khuẩn Bt vào thực vật. Cây trồng được chuyển gen Bt này sẽ có khả
năng tự kháng lại sâu hại đích. Các protein sản sinh trong thực vật không bị rửa
trôi hay bị phân huỷ dưới ánh nắng mặt trời.Vì vậy, bất kể trong điều kiện sinh
thái, khí hậu thế nào thì cây trồng vẫn được bảo vệ khỏi sự tấn công của sâu đục
thân, hay đục quả.
6.4. Công nghệ sản xuất chế phẩm Bt
14
Nguyễn Thị Ái Nhi – Vi khuẩn và vai trò của chúng trong đấu tranh Sinh học
Hình 2. Một số chế phẩm Bt
Bảng1. Một số loài Bt chính được sử dụng trong sản xuất chế phẩm.
Quá trình sản xuất chế phẩm Bt:
Chọn giống sản xuất và chuẩn bị môi trường nuôi cấy Nhân giống cấp 1 
Nhân giống cấp 2  lên men  Hoàn thành chế phẩm
15
Nguyễn Thị Ái Nhi – Vi khuẩn và vai trò của chúng trong đấu tranh Sinh học
- Chọn giống sản xuất:
Chọn giống thuần chủng Bt có hoạt tính diệt sâu: phân lập và tuyển chọn các

Nguyễn Thị Ái Nhi – Vi khuẩn và vai trò của chúng trong đấu tranh Sinh học
Từ dịch men chìm có thể tạo 3 dạng chế phẩm:
Chế phẩm dạng lỏng: dịch lên men sau khi kết thúc được bổ sung các chất
phụ gia, chất bảo quản chống thối, chất bám dính rồi đóng chai.
Chế phẩm dạng nhão: Sau khi ly tâm dịch lên men ta thu được sinh khối ướt
có độ ẩm khoảng 85%, không cần sấy khô mà trộn với dầu thành dạng nhũ tương.
Chế phẩm dạng bột: Ly tâm thu được dạng dịch đặc nhão như trên trộn các
chất phụ gia như tinh bột, xenlulozo, Rồi đem sấy bằng các thiết bị sấy phun
hoặc sấy thăng hoa. Bột khô đóng gói trong bao PE hoặc giấy thiếc hoăc trong bọc
kín.
6.5. Ưu và nhược điểm của chế phẩm Bt
a. Ưu điểm:
Có tính đặc hiệu, nên tương đối an toàn với con người và động vật
Không gây ô nhiễm môi trường
Chưa tạo nên tính kháng thuốc của sâu hại
Không ảnh hưởng đến chất lượng nông sản
Không làm mất đi những nguồn tài nguyên sinh vật có ích như các loại ký sinh
thiên địch và vi sinh vật có lợi với con người.
17
Nguyễn Thị Ái Nhi – Vi khuẩn và vai trò của chúng trong đấu tranh Sinh học
Không cần phun nhiều lần mà vẫn duy trì được hiệu quả, hiệu quả thuốc vi sinh
thường kéo dài.
Mang lại hiệu qảu kinh tế cao nếu sử dụng hợp lý, đúng phương pháp, đúng kỹ
thuật trong điều kiện nhiệt độ thích hợp.
b. Nhược điểm:
Tác đông của thuốc trừ sâu chậm nên hiệu quả châm.
Hiệu quả của thúc ban đầu không cao.
Phổ tác dụng của thuốc hẹp.
Một số loại thuốc bị ảnh hưởng bởi điều kiện thời tiết nên trong điều kiện thời tiết
không thích hợp thì không đạt hiệu quả.

nghiệp Việt Nam. Có nhiều nguyên nhân hạn chế công nghệ sản xuất các chế phẩm
vi sinh:
1-Về chủ trương đường lối của Đảng: Những năm đầu thế kỷ XXI, do nước ta hội
nhập với thế giới nên Nhà nước ta có chủ trương rõ rệt về ưu tiên phát triển công
nghệ sinh học phục vụ vào sản xuất và đời sống, nước ta đã xây dựng được hệ
thống kiểm dịch động thực vật, quy định về giống, cây trồng, vật nuôi và các quy
định về vệ sinh an toàn thực phẩm. Năm 2006 chỉ thị 50 của Ban Bí thư TW Đảng
một lần nữa khẳng định xu thế phát triển mạnh mẽ về nghiên cứu và ứng dụng
công nghệ sinh học vào các ngành. Quyết định số11 ngày 13/1/2006 Thủ tướng
19
Nguyễn Thị Ái Nhi – Vi khuẩn và vai trò của chúng trong đấu tranh Sinh học
chính phủ phê duyệt các mục tiêu chương trình trọng điểm phát triển và ứng dụng
công nghệ sinh học trong lĩnh vực nông nghiệp, do đó chương trình công nghệ sinh
học nông nghiệp đã được Bộ Khoa học & công nghệ phê duyệt cho tất cả các lĩnh
vực, trong đó công nghệ sản xuất thuốc trừ sâu vi sinh đã được ưu tiên và đầu tư
mạnh để làm sao tạo ra được nông sản an toàn. Như vậy chủ trương của Đảng và
Nhà nước ta hoàn toàn rõ ràng, tuy nhiên CNSH ở nước ta vẫn còn nhiều hạn chế
và bất cập về nguồn nhân lực, về đầu tư công nghệ và tổ chức triển khai quy trình
sản xuất các sản phẩm. Phải chăng là khâu tổ chức thực hiện, việc đấu thầu đề tài,
dự án vẫn mang tính hình thức, chưa đúng người đúng việc. Một số chủ nhiệm đề
tài là lãnh đạo nên ít thời gian dành cho nghiên cứu và chỉ đạo, những thư kí giúp
lãnh đạo thực hiện lại là người yếu chuyên môn, mặt khác đề tài lại dàn trải quá
nhiều, vì vậy việc triển khai thực hiện công nghệ sản xuất ở các viện và các cơ sở
vẫn chưa đạt được kết quả như mong đợi, mặc dù nhiều đề tài, dự án nghiệm thu
đạt mức “Xuất sắc”.
2- Vài năm gần đây tuy việc đấu thầu có cải thiện, nhưng thực chất đề tài sản xuất
các chế phẩm vi sinh trừ sâu, bệnh hại cây trồng vẫn còn thiếu khách quan, các đề
tài sản xuất vẫn bị dàn trải, hiện tượng trùng lặp đề tài cũ. Các nhà khoa học chủ trì
dự án sản xuất chưa tập trung đi sâu để tạo ra chế phẩm tinh, chất lượng cao, hiện
nay chế phẩm vẫn còn ít, chủ yếu ở dạng thô, chất lượng không ổn định? Mặt khác,

Chế phẩm Bt dạng bột thấm ướt
Trước 1993 do thiếu thiết bị thu hồi, máy sấy phun nên không sản xuất được Bt
dạng bột. Từ năm 1994, Viện Công nghệ Sinh học đã được trang bị hệ thống lên
men chìm đồng bộ của hãng New Brunswick (Hoa Kỳ) với các nồi lên men dung
tích 5,6l, 20l và 80l. Các thiết bị cho thu hồi sản phẩm (Giai đoạn sau lên men)
21
Nguyễn Thị Ái Nhi – Vi khuẩn và vai trò của chúng trong đấu tranh Sinh học
gồm có các loại ly tâm khác nhau, máy sấy phun và các loại tủ sấy. Với thiết bị
hiện đại này, nhóm đề tài nhanh KHCN 02-07 “Hoàn thiện công nghệ sản xuất
thuốc trừ sâu sinh học Bacillus thuringiensis…” của Chương trình Công nghệ sinh
học nhà nước 1996 – 1998 và KHCN 02-07B (1999-2000) lần đầu tiên ở Việt Nam
đã sản xuất được chế phẩm Bt dạng bột thấm ướt (wetable powder). Trên nền chất
bột kỹ thuật đó, các công thức phối trộn đã được thực hiện. Các chế phẩm đã hoàn
thiện hơn và điều tiến bộ nhất là đã tiêu chuẩn hoá được chế phẩm theo tiêu chuẩn
quốc tế. Hai chế phẩm mang nhãn hiệu BioBact WP dạng bột có hoạt lực 16000
IU/mg và BioBact EC dạng sữa có hoạt tính 4000 IU/ml được sản xuất.
Chế phẩm Bt thế hệ mới
Một trong những hạn chế của thuốc trừ sâu sinh học là tính tác động chọn lọc của
nó, nghĩa là mỗi một gen mã hoá một protein độc tố diệt sâu nhất định nào đó. Vì
vậy muốn có một chế phẩm trừ được nhiều loại sâu thì chủng sản xuất phải chứa
một tổ hợp gen mã hóa các protein diệt sâu. Đề tài khoa học cơ bản mã số 82 09 04
“Biểu hiện gen mã hóa protein tinh thể Cry1C diệt côn trùng trong chủng Bacillus
thuringiensis 51 không sinh tinh thể” và đề tài nhánh của KC04-12 (2001 – 2004)
đã tạo được chủng Bt mới (chủng Bt tái tổ hợp – Btk-28) có hoạt lực diệt sâu rộng
hơn, nghĩa là chủng kurstaki trước đây chỉ diệt được sâu tơ, nay được kết hợp thêm
một gen cry1C diệt sâu khoang (một loài sâu hại lớn trong nông nghiệp). Như vậy
chế phẩm sản xuất bằng chủng Btk-28 này có hoạt phổ diệt sâu rộng hơn, mạnh
hơn. Những kết quả này đă góp phần cho đề tài KC04-12 được công nhận là đề tài
xuất sắc, được tặng bằng khen của Bộ Khoa học và Công nghệ năm 2005 và được
Hội KHKT Việt Nam tặng giải thưởng Vipesco năm 2009.

khoa học và nhà nông để tập trung đầu tư vào một hoặc hai chế phẩm có ý nghĩa
quan trọng ứng dụng tốt trong sản xuất.
2- Nâng cao nhận thức cho tất cả cộng đồng hiểu biết về vai trò của các thuốc vi
sinh thân thiện với môi trường để quản lí dịch hại theo hướng tổng hợp IPM, kiểm
soát mọi vật tư nông nghiệp an toàn và hiệu quả trong sản xuất hữu cơ thông qua
các phương tiện thông tin đại chúng.
24
Nguyễn Thị Ái Nhi – Vi khuẩn và vai trò của chúng trong đấu tranh Sinh học
3- Phải có cơ chế đúng trong việc tổ chức, xây dựng đấu thầu đề tài, dự án sản xuất
thuốc trừ sâu vi sinh một cách khách quan. Có thể giao trực tiếp cho người có
chuyên môn hiểu biết về công nghệ và về sâu bệnh hại cây trồng để họ chuyển giao
công nghệ sản xuất và tổ chức thực hiện tốt quy trình công nghệ sản xuất thuốc trừ
sâu vi sinh theo quy mô công nghiệp nhằm đạt năng suất cao, chất lượng tốt và ổn
định, đủ để cung cấp cho nông dân phòng trừ dịch hại trong các mô hình nông
nghiệp hữu cơ.
4- Tăng cường công tác khuyến nông về triển khai kỹ thuật ứng dụng các thuốc vi
sinh trừ dịch hại trong các mô hình sản xuất rau, quả, chè… hữu cơ, trên cơ sở đó
mở rộng diện tích sản xuất hữu cơ trên nhiều tỉnh thành trong thời gian tới.
5- Phối hợp tốt giữa các nhà khoa học với các địa phương có nông dân triển khai
các mô hình sản xuất rau, quả, chè… hữu cơ để đưa các chế phẩm vi sinh vào
phòng trừ dịch hại, có như vậy mới nhanh chóng đưa thuốc trừ sâu vi sinh vào sản
xuất các sản phẩm hữu cơ một cách có hiệu quả.
6- Hạn chế cho nhập khẩu hóa chất bảo vệ thực vật và sau thu hoạch vào Việt
Nam. Chúng tôi rất tin tưởng thời gian tới, công nghệ sinh học sản xuất thuốc trừ
sâu vi sinh ở nước ta có bước đột phá góp phần tạo ra các sản phẩm hữu cơ bền
vững.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Văn Thuận, Bài giảng đấu tranh Sinh học và ứng dụng, Huế, 2003.
2. />3. />25