ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
_____o0o_____

CHU HỒNG QUẢNG

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT CHẾ PHẨM BÀO TỬ NẤM KÍ
SINH CÔN TRÙNG TỪ CHỦNG NẤM LECANICILLIUM
LECANII L439 VÀ ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC
CỦA CHẾ PHẨM

LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Thái Nguyên – 2013
Số hóa bởi trung tâm học liệu

/>

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
_____o0o_____

CHU HỒNG QUẢNG

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT CHẾ PHẨM BÀO TỬ NẤM KÍ
SINH CÔN TRÙNG TỪ CHỦNG NẤM LECANICILLIUM
LECANII L439 VÀ ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA
CHẾ PHẨM

Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
Mã số: 60420201

nguy cơ bùng phát dịch rệp hại trên nhiều loại cây trồng.
Việc ứng dụng khống chế sinh học bằng các loài thiên địch và kí sinh trùng gây
bệnh dùng để thay thế một phần cho thuốc hóa học bảo vệ thực vật trong trồng trọt có
ƣu điểm vƣợt trội nhƣ an toàn đối với con ngƣời và môi trƣờng sinh thái, góp phần
duy trì sự phát triển bền vững của ngành nông nghiệp.
Nấm kí sinh côn trùng Lecanicillium ssp. là chi nấm có khả năng kí sinh tự
nhiên trên một số loài rệp và côn trùng. Từ những năm 1960, trên thế giới đã có nhiều
công trình nghiên cứu ứng dụng nấm Lecanicillium ssp. để diệt rệp hại cây trồng, một
vài sản phẩm đã đƣợc thƣơng mại hóa tuy nhiên kết quả đạt đƣợc còn nhiều hạn chế.
Vì vậy, việc tăng cƣờng nghiên cứu và phát triển các chế phẩm diệt rệp từ
Lecanicillium ssp. là cần thiết.
Việc tối ƣu môi trƣờng lên men, sản xuất, bảo quản chế phẩm bào tử và thử
nghiệm độc lực của bào tử là những vấn đề cần đƣợc giải quyết trong nghiên cứu này.


2

Số hóa bởi trung tâm học liệu
/>Vì những lí do trên, tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu sản xuất chế phẩm bào
tử nấm kí sinh côn trùng từ chủng nấm Lecanicillium lecanii L439 và đánh giá
đặc điểm sinh học của chế phẩm”, đề tài đƣợc thực hiện tại Phòng các chất Chức
năng sinh học, Viện Công nghệ sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt
Nam.
Mục tiêu nghiên cứu: Sản xuất chế phẩm bào tử nấm diệt rệp hại cây trồng có
hiệu quả cao, an toàn, dễ sử dụng và có thể chuyển giao kĩ thuật cho hộ nông dân sản
xuất và sử dụng
Nội dung nghiên cứu:
1.

Tối ƣu môi trƣờng lên men

lƣợng khoảng 3700 loài rệp đã đƣợc biết trên thế giới [48].

Hình 1.1. Cấu tạo ngoài của rệp
(University of Birmingham, England) [105].
Rệp có thể sinh sản theo cả hình thức đơn tính và hữu tính. Vào mùa thu, khi có
sự thay đổi về cƣờng độ chiếu sáng, nhiệt độ, sự giảm sút về nguồn thức ăn hoặc chất
lƣợng thức ăn, rệp cái sinh ra cả rệp đực và rệp cái con. Đặc điểm di truyền của rệp
đực giống hệt rệp mẹ ngoại trừ việc ít hơn một nhiễm sắc thể giới tính. Rệp con hữu
tính có thể thiếu cánh, thậm trí thiếu vòi chích hút [72]. Khi trƣởng thành, rệp cái giao
Luận văn Thạc sĩ

Chu Hồng Quảng


4

Số hóa bởi trung tâm học liệu
/>phối với rệp đực rồi đẻ trứng. Trứng sống sót qua mùa đông khắc nghiệt rồi nở ra rệp
cái có cánh hoặc không cánh (Hình 1.2). Các rệp cái sẽ sinh sản vô tính ra rệp cái
không cánh hoặc rệp cái có cánh (khi khan hiếm thức ăn) để bay đến cây kí chủ khác.
Tuy nhiên, trong môi trƣờng ấm áp nhƣ ở vùng nhiệt đới hoặc trong nhà kính, rệp có
thể sinh sản vô tính trong nhiều năm. Trong vòng đời, một rệp cái có thể sinh ra 31 đến
93 rệp con theo hình thức sinh sản này [12], [111], [115]. Đặc biệt, một số loài có khả
năng sinh sản lồng, khi rệp cái mẹ sinh ra rệp cái con thì rệp cái con cũng chuẩn bị
sinh ra thế hệ tiếp theo đã có sẵn trong cơ thể nó. Cách sinh sản này có thể ảnh hƣởng
đến kích thƣớc của rệp và tốc độ sinh sản tăng lên [54], [81].

Hình 1.2. Vòng đời của rệp
(BMC Developmental Biology) [99].
Trong điều kiện thuận lợi, vòng đời trung bình của một cá thể rệp khoảng 30

hút nhựa, làm tổn thƣơng ở tất cả các bộ phận khác nhau của cây ngô nhƣng chúng phá
hoại mạnh nhất ở bộ phận bắp non và râu ngô gây ra các mức độ khô cháy khác nhau,
ảnh hƣởng tới quá trình thụ phấn, thụ tinh và hình thành hạt, dẫn tới giảm năng suất,
chất lƣợng hạt ngô [28].
1.1.2. Tình hình rệp hại cây trồng trên thế giới và Việt Nam
Tình hình rệp hại trên thế giới:
Rệp là một trong những loài côn trùng có tác hại nguy hiểm nhất trên thế giới.
Chúng không chỉ gây hại trực tiếp, hút cạn nguồn dinh dƣỡng mà còn là vật trung gian
truyền nhiều loại virus gây bệnh cho thực vật, đồng thời rất khó kiểm soát chúng bằng
một loại thuốc bảo vệ hóa học thực vật thông thƣờng bởi khả năng kháng thuốc rất
mạnh của rệp nên số lƣợng cá thể tăng nhanh [34].
Đậu tƣơng là loại hạt dầu đƣợc trồng nhiều nhất trên thế giới nhƣng năng suất
bị đe dọa nghiêm trọng bởi rệp đậu tƣơng (A. glycines). Sản lƣợng hạt bị thiệt hại ƣớc
tính khoảng 34%, theo tính toán của Catangui và cộng sự (2009), con số thiệt hại thậm
Luận văn Thạc sĩ

Chu Hồng Quảng


6

Số hóa bởi trung tâm học liệu
/>chí lên đến 48 – 72%. Nguyên nhân do rệp chích hút có thể làm giảm 50% tốc độ
quang hợp của lá cây [29].
Đậu đũa (Vigna unguiculata) là loại cây đƣợc trồng nhiều ở châu Phi, ƣớc tính
sản lƣợng hàng năm ở khu vực này khoảng 3,36 triệu tấn. Không giống nhƣ ở cây
bông vải bị phá hoại chủ yếu bởi A. gossypii, đậu đũa bị phá hoại bởi nhiều loài rệp
nhƣ A. craccivora, A. leguminosae, A. labburni, A. fabae, Myzus persica và cả A.
gossypii. Ở những khu vực không có biện pháp bảo vệ, sản lƣợng thiệt hại có thể lên
đến 20 – 100% [83].

lợi, rệp ngô có vòng đời khoảng 15 ngày và có nhiều thế hệ liên tiếp trong một năm.
Rệp non và trƣởng thành hút nhựa ở nõn ngô, bẹ lá, phiến lá, bông cờ, lá bi, làm cho
cây ngô mất hết dinh dƣỡng, lá quăn giảm khả năng quang hợp, cây ngô trở nên gầy
yếu, bắp bé đi hoặc không hạt, chất lƣợng hạt rất kém. Thƣờng phát dịch ở những
ruộng khô hạn hoặc cằn cỗi vào thời kì ngô sắp trổ cờ, kết bắp [28], [110].
Theo thống kế trong những năm 1965 – 1970 về năng suất của ngô cho thấy
mức độ phá hoại của rệp ngô phụ thuộc rất nhiều vào các điều kiện nhiệt độ và độ ẩm
của môi trƣờng. Ngô bị nhiễm rệp ở mức độ nhẹ (mật độ khoảng 400 cá thể rệp trên
chùm râu bắp ngô) sẽ khiến cho năng suất bình quân giảm tới 8,3% khi cây đang bị
thiếu nƣớc, nếu cây đủ nƣớc thì mức độ thiệt hại do rệp gây ra không đáng kể. Nếu
mức độ nhiễm rệp ở mức trung bình thì mức độ thiệt hại lên đến 34,8% trong điều kiện
cây trồng thiếu nƣớc và 11,8% trong điều kiện cây đủ nƣớc. Nếu mức độ nhiễm rệp
nặng (mật độ rệp lên đến hàng trăm cá thể trên hầu hết các chùm râu bắp ngô) sẽ làm
năng suất suy giảm nghiêm trọng, trung bình dao động từ 43,2 – 91,8% khi cây ngô
đang bị thiếu nƣớc và 58,9% khi cây ngô đủ nƣớc [39].
Lipaphis erysimi (rệp cải dầu) kí sinh trên một số loài cây nhƣng chủ yếu là các
loại cải và cải dầu, ngoài ra nó còn kí sinh trên cà rốt, cà chua và bí xanh. Ở phía đông
miền Trung Ấn Độ, L. erysimi cùng với M. persicae và Brevicoryne brassicae là ba
loại rệp nguy hiểm đối với cây cải dầu (Brassica juncea). Trong đó L. erysimi phá hoại
nhiều nhất, riêng nó gây thiệt hại 35,4 – 91,3% sản lƣợng [24]. Theo nghiên cứu của
Patel và cộng sự (2004), nếu không có biện pháp bảo vệ, L. erysimi có thể gây thiệt hại
80,6 – 97,6% [87]. Trong một nghiên cứu khác, Razaq và cộng sự (2011) cũng chỉ ra
rằng, M. persicae và Brevicoryne brassicae cũng gây thiệt hại 75,1 – 81,9% sản lƣợng
cải dầu ở Multan, Punjab, Pakistan [94].
Aphis craccivora (rệp đậu lăng) cũng là một loài rệp kí sinh trên nhiều loại cây
trồng khác nhau nhƣ đậu đũa, bông vải, táo, cà rốt, lúa mì, đậu lăng. Theo nghiên cứu
của Hossain và cộng sự (2006), A. craccivora gây thiệt hại tới 9% cho sản xuất đậu
lăng. Tuy nhiên, sản lƣợng đậu lăng đã tăng 0,91 – 9,89% khi áp dụng các biện pháp

Luận văn Thạc sĩ

không khí cao. Rệp thƣờng phá hại ở cây ngô từ giai đoạn 8 –10 lá cho tới khi ngô
chín hoàn toàn. Chỉ tính riêng ở 3 huyện Trà Ôn, Tam Bình và Vũng Liêm (Vĩnh
Phúc), diện tích ngô bị nhiễm rệp từ 2 – 7%, nhƣ vậy nếu tính trên cả nƣớc thì thiệt hại
gây bởi rệp ngô là rất lớn [110], [116].

Luận văn Thạc sĩ

Chu Hồng Quảng


9

Số hóa bởi trung tâm học liệu
1.2. Thuốc diệt côn trùng

/>
1.2.1. Tình hình sản xuất và sử dụng thuốc trừ sâu
* Thuốc trừ sâu hóa học
Thuốc trừ sâu hóa học, trừ bệnh và trừ cỏ dại là 3 loại thuốc bảo vệ thực vật.
Thuốc trừ sâu là một loại chất đƣợc sử dụng để chống côn trùng, chúng bao gồm các
thuốc diệt trứng và thuốc diệt ấu trùng của côn trùng. Các loại thuốc trừ sâu đƣợc sử
dụng trong nhiều lĩnh vực nhƣng chủ yếu đƣợc dùng trong nông nghiệp. Việc sử dụng
thuốc trừ sâu đƣợc cho là một trong các yếu tố chính dẫn tới sự gia tăng sản lƣợng
nông nghiệp trong thế kỷ XX [103]. Gần nhƣ tất cả các loại thuốc trừ sâu đều có nguy
cơ làm thay đổi lớn các hệ sinh thái, nhiều loại thuốc trừ sâu độc hại với con ngƣời và
các sinh vật khi chúng tích tụ lại trong chuỗi thức ăn.
Từ 2000 năm trƣớc công nguyên, con ngƣời đã biết sử dụng thuốc trừ sâu có
nguồn gốc tự nhiên để bảo vệ cây trồng [74] nhƣng chỉ đến khi các hóa chất đƣợc tổng
hợp nhân tạo dễ dàng trong các nhà máy hóa chất, đặc biệt là sau khi Paul Hermann
Müller phát hiện ra khả năng diệt côn trùng mạnh mẽ của DDT vào năm 1939 thì