Nghiên cứu ảnh hưởng của thức ăn đến đặc điểm sinh vật học và thành phần vi sinh vật nội sinh ruột của sâu keo mùa thu spodoptera frugiperda (j e smith) tại việt nam năm 2021

Nghiên cứu một số đặc điểm hình thái của vi khuẩn nội sinh đường ruột sâu keo mùa thu trên các loại thức ăn khác nhau ..... Chúng tôi tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của thức ăn đến đặc đ

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

VI SINH VẬT NỘI SINH RUỘT CỦA SÂU KEO

MÙA THU Spodoptera frugiperda (J E Smith)

TẠI VIỆT NAM NĂM 2021”

Sinh viên thực hiện : TRẦN VĂN KHẢI

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan bản khóa luận tốt nghiệp này là kết quả nghiên cứu của cá nhân tôi và chưa được công bố dưới bất kỳ hình thức nào

Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện bản khóa luận này đã được cảm ơn

và các thông tin trích dẫn trong khóa luận đều được ghi rõ nguồn gốc

Tôi xin chịu trách nhiệm hoàn toàn với báo cáo của khóa luận

Hà Nội, ngày tháng năm 2021

Sinh viên thực hiện

Trần Văn Khải

Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới PGS.TS Hồ Thị Thu Giang, ThS Nguyễn Đức Khánh, TS Trần Thị Thu Phương – Bộ môn Côn trùng và PGS.TS Hà Viết Cường – Bộ môn Bệnh cây – Khoa Nông học đã tận tình giúp đỡ tôi trong thời gian nghiên cứu và viết khóa luận để tôi hoàn thành

Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè đã luôn ủng hộ, động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài khóa luận

Hà Nội, ngày tháng năm 2021

Sinh viên thực hiện

Trần Văn Khải

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CHỮ CÁI VIẾT TẮT vi

DANH MỤC BẢNG vii

DANH MỤC HÌNH ix

TÓM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP x

PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích và yêu cầu 2

1.2.1 Mục đích 2

1.2.2 Yêu cầu 2

PHẦN 2: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VÀ NGOÀI NƯỚC 3

2.1 Tình hình nghiên cứu sâu keo mùa thu ngoài nước 3

2.1.1 Phân bố 3

2.1.2 Phạm vi ký chủ 4

2.1.3 Mức độ gây hại và thiệt hại kinh tế 4

2.1.4 Triệu chứng gây hại của sâu keo mùa thu 5

2.1.5 Đặc điểm hình thái các pha phát dục của sâu keo mùa thu 5

2.1.6 Đặc điểm sinh vật học và sinh thái học của sâu keo mùa thu 7

2.1.7 Nghiên cứu về vi sinh vật nội sinh ruột sâu keo mùa thu 11

2.1.8 Biện pháp phòng trừ sâu keo mùa thu 13

2.2 Tình hình nghiên cứu sâu keo mùa thu trong nước 13

2.2.1 Tình hình gây hại của sâu keo mùa thu 13

2.2.2 Triệu chứng và đặc điểm gây hại của sâu keo mùa thu 15

iv

2.2.3 Đặc điểm hình thái của sâu keo mùa thu 15

2.2.4 Đặc điểm sinh vật học, sinh thái học của sâu keo mùa thu 17

2.2.5 Biện pháp phòng chống sâu keo mùa thu 18

PHẦN 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19

3.1 Đối tượng và vật liệu nghiên cứu 19

3.2 Địa điểm và và thời gian nghiên cứu 19

3.3 Nội dung nghiên cứu 19

3.4 Phương pháp nghiên cứu 19

3.4.1 Phương pháp chuẩn bị thức ăn 19

3.4.2 Phương pháp nhân nuôi nguồn 21

3.4.3 Phương pháp nghiên cứu đặc điểm sinh học trên các loại thức ăn khác nhau 22

3.4.4 Xác định thành phần vi khuẩn đường ruột của sâu keo 24

3.5 Phương pháp khảo sát hiệu lực ức chế của vi khuẩn nội sinh đường ruột sâu keo với nấm Metarhizium anisoplae trên môi trường PDA 26

3.6 Phương pháp tính toán 27

3.7 Xử lý số liệu 28

PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 29

4.1 Ảnh hưởng của yếu tố thức ăn lên một số đặc điểm, hình thái sinh vật học của sâu keo mùa thu 29

4.1.1.Triệu chứng gây hại của sâu keo mùa thu trên cây ngô 29

4.1.2 Đặc điểm hình thái của sâu keo mùa thu 30

4.1.3 Đặc điểm sinh vật học, sinh thái học của sâu keo mùa thu 39

4.2 Xác định thành phần vi khuẩn đường ruột của sâu keo mùa thu 51

4.2.1 .Nghiên cứu thành phần vi khuẩn đường ruột của sâu keo mùa thu trên các loại thức ăn khác nhau 51

4.2.2 Nghiên cứu một số đặc điểm hình thái của vi khuẩn nội sinh đường ruột sâu keo mùa thu trên các loại thức ăn khác nhau 54

v

4.3 Khảo sát hiệu lực ức chế của vi khuẩn nội sinh đường ruột sâu keo với

nấm Metarhizium anisoplae trên môi trường nhân tạo 57

PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 61

5.1 Kết luận 61

5.2 Kiến nghị 62

TÀI LIỆU THAM KHẢO 63

PHỤ LỤC 68

vii

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1: Bảng thành phần thức ăn nhân tạo bột ngô cho sâu keo trong

phòng thí nghiệm (Pinto & cs., 2019) 20Bảng 3.2: Bảng thành phần thức ăn nhân tạo bột đậu tương cho sâu keo

trong phòng thí nghiệm (Pinto & cs., 2019) 20Bảng 4.1 Kích thước mảnh đầu sâu non sâu keo mùa thu khi nuôi trên các

loại thức ăn khác nhau 34Bảng 4.2 Kích thước chiều dài, chiều rộng sâu non sâu keo mùa thu khi

nuôi trên các loại thức ăn khác nhau 35Bảng 4.3 Kích thước và khối lượng nhộng, trưởng thành của sâu keo mùa

thu khi nuôi trên các loại thức ăn khác nhau 38Bảng 4.4 Thời gian phát dục các pha của cá thể cái sâu keo mùa thu khi

nuôi trên các loại thức ăn khác nhau 40Bảng 4.5 Thời gian phát dục các pha của cá thể đực sâu keo mùa thu khi

nuôi trên các loại thức ăn khác nhau 43Bảng 4.6 Ảnh hưởng của thức ăn cây ký chủ đến tỷ lệ chết các pha trước

trưởng thành của sâu keo mùa thu 46Bảng 4.7 Ảnh hưởng của thức ăn đến sức sinh sản và thời gian sống

trưởng thành sâu keo mùa thu 47Bảng 4.8 Tỷ lệ đực cái của sâu keo mùa thu trên các loại thức ăn khác nhau 48Bảng 4.9 Khả năng tiêu thụ thức ăn của sâu non các tuổi sâu keo mùa thu

trên các loại thức ăn khác nhau 49Bảng 4.10 Tỷ lệ tăng trọng lượng của sâu non sâu keo mùa thu trên các

loại thức ăn khác nhau 50Bảng 4.11: Thành phần vi khuẩn nội sinh đường ruột sâu keo mùa thu 52

viii

Bảng 4.12 Đặc điểm hình thái của vi khuẩn nội sinh đường ruột sâu keo

mùa thu 55Bảng 4.13 Hiệu lực ức chế của vi khuẩn nội sinh đường ruột sâu keo với

nấm Metarhizium anisoplae trên môi trường PDA 58

ix

DANH MỤC HÌNH

Hình 4.1 Triệu chứng gây hại của sâu keo mùa thu trên cây ngô A) Triệu

chứng gây hại của sâu keo mùa thu tuổi 1 và 2 B) Triệu chứng

gây hại của sâu keo mùa thu từ tuổi 3 đến 6 29

Hình 4.2 Ổ trứng sâu keo mùa thu mới đẻ 30

Hình 4.3 Ổ trứng sâu keo mùa thu đẻ được 1 ngày 30

Hình 4.4 Sâu non tuổi 1 31

Hình 4.5 Sâu non tuổi 2 31

Hình 4.6 Sâu non tuổi 3 32

Hình 4.7 Sâu non tuổi 4 32

Hình 4.8 Sâu non tuổi 5 33

Hình 4.9 Sâu non tuổi 6 33

Hình 4.10 Nhộng cái 36

Hình 4.11 Nhộng đực 36

Hình 4.12 Trưởng thành cái 37

Hình 4.13 Trưởng thành đực 37

Hình 4.14 Phân lập vi khuẩn nội sinh đường ruột sâu keo mùa thu trên môi trường LB agar A) Phân lập vi khuẩn nội sinh đường ruột sâu keo mùa thu nuôi trên lá ngô B) Phân lập vi khuẩn nội sinh đường ruột sâu keo mùa thu nuôi trên bột ngô C) Phân lập vi khuẩn nội sinh đường ruột sâu keo mùa thu nuôi trên bột đậu tương D) Kết quả PCR các mẫu vi khuẩn phân lập được 53

Hình 4.15 Đặc điểm hình thái khuẩn lạc SF4 trên môi trường LB agar 56

Hình 4.16 Đặc điểm hình thái vi khuẩn Staphylococcus saprophyticus 56

Hình 4.17 Đặc điểm hình thái khuẩn lạc SF5 trên môi trường LB agar 56

Hình 4.18 Đặc điểm hình thái vi khuẩn Enterococcus mundtii 56

Hình 4.19 Hiệu lực ức chế của vi khuẩn nội sinh đường ruột sâu keo phân lập được với nấm Metarhizium anisoplae trên môi trường PDA 59

x

TÓM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Sâu keo mùa thu Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) là loài

sâu đa thực nguy hiểm gây hại nghiêm trọng trên cây ngô tại nhiều quốc gia trên thế giới và Việt Nam Chúng tôi tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của thức ăn đến đặc điểm sinh vật học và thành phần vi sinh vật nội sinh ruột sâu keo mùa thu Kết quả nghiên cứu cho thấy, vòng đời sâu keo mùa thu khi nuôi trên lá ngô, thức ăn nhân tạo (bột ngô) và thức ăn nhân tạo (bột đậu tương) lần lượt là 25,5 ngày; 24,87 ngày; 24,83 ngày Tỷ lệ chết các pha trước trưởng thành của sâu keo mùa thu cao nhất khi nuôi trên thức ăn nhân tạo (bột ngô) với 10,83%, sau đó là thức ăn nhân tạo (bột đậu tương) với tỷ lệ chết là 8,33%

và thấp nhất là khi nuôi trên lá ngô với tỷ lệ chết là 6,67% Tổng lượng thức

ăn tiêu thụ từ tuổi 3 đến tuổi 6 của sâu keo mùa trên lá ngô, thức ăn nhân tạo (bột ngô), thức ăn nhân tạo (bột đậu tương) lần lượt là 7574,2 mg; 4988,15 mg; 6649,39 mg Số trứng trung bình của 1 trưởng thành cái đạt cao nhất khi nuôi trên thức ăn nhân tạo (bột đậu tương) là 452,6 quả/1 TT cái, sau đó đến thức ăn nhân tạo (bột ngô) trung bình là 448,2 quả/1 TT cái và thấp nhất là trên

lá ngô với trung bình là 321 quả/1 TT cái Ngoài ra, còn xác định được 7 loài vi

khuẩn nội sinh đường ruột sâu keo: Rothia koreensis, Serratia marcescens,

Mammaliicoccus sciuri, Staphylococcus saprophyticus, Enterococcus mundtii, Stenotrophomonas mantophilia, Brucella intermedia và khả năng ức

chế của 7 loài vi khuẩn này với nấm Metarhizium anisoplae trên môi trường

nhân tạo PDA

1

PHẦN 1: MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

Sâu keo mùa thu (SKMT) Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae),

là một trong những côn trùng gây hại quan trọng trong nông nghiệp trên toàn cầu

Nó gây hại trên nhiều cây trồng lương thực và cây trồng phục vụ chăn nuôi quan trọng bao gồm ngô, khoai mì, mía, bông vải, khoai tây,… Loài sâu keo mùa thu này có nguồn gốc tại vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới châu Mỹ Loài côn trùng này có mặt ở phần lớn các nước tây bán cầu, từ phía nam Ca-na-đa đến Chi-lê và Ác-hen-ti-na

Tại Brazil, sâu keo S frugiperda gây giảm tới 34% năng suất ngô hạt dẫn đến tổng thiệt hại hàng năm tới 400 triệu đô la Mỹ Sâu keo S

frugiperda hàng năm gây tổn thất hơn 500 triệu đô la Mỹ cho các vùng đông

nam và duyên hải Atlantic của Hoa Kỳ Kết quả điều tra về mức độ thiệt hại

do SKMT gây ra tại 12 quốc gia châu Phi (Benin, Cameroon, Democratic Republic of Congo, Ethiopia, Ghana, Malawi, Mozambique, Nigeria, Uganda, Tanzania, Zambia, Zimbabwe) trong 3 năm từ 2015 đến 2017 cho thấy loài sâu này đã gây thiệt hại về sản lượng ngô từ 8,3 đến 20,6 triệu tấn/năm nếu không tiến hành các biện pháp phòng trừ Sản lượng bị thiệt hại này tương đương từ 21% - 53% tổng sản lượng ngô trung bình hằng năm trong 3 năm của các quốc gia này Thiệt hại kinh tế ước tính khoảng từ 2,5 đến 6,2 triệu đô

la Mỹ (Ganiger & cs., 2018)

Ở Việt Nam, sâu keo mùa thu là loài sâu hại ngoại lai xâm lấn xuất hiện từ năm 2019 và phát tán gây hại trên cây ngô ở nhiều tỉnh thành trong cả nước như Hà Nội, Hải Dương, Hà Nam, Cao Bằng, Nghệ An, Thanh Hóa, Hà Tĩnh, Quảng Ngãi, Đăk Nông Theo báo cáo của Chi cục Trồng trọt và Bảo vệ thực vật các tỉnh trên toàn quốc đến ngày 12/7/2019, tổng diện tích nhiễm sâu keo

2

mùa thu gây hại trên ngô Hè Thu toàn quốc là 14.893 ha, nhiễm nặng 1.254 ha, diện tích phòng trừ 7.227 ha Các tỉnh bị nhiễm nặng là Sơn La, Điện Biên, Lạng Sơn, Phú Thọ, Yên Bái, Ninh Bình, Đồng Nai, Đắk Lắk , Nghệ An

Trên cơ sở đánh giá khả năng gây hại nguy hiểm của sâu keo mùa thu

Spodoptera frugiperda trên cây ngô ở Việt Nam trong thời gian gần đây, để

phục vụ cho công tác quản lý và phòng trừ sâu keo mùa thu đạt hiệu quả, bảo

vệ an toàn cho sản xuất, được sự phân công của Bộ môn Côn trùng, khoa Nông học cùng sự hướng dẫn của PGS.TS Hồ Thị Thu Giang, tôi thực hiện

đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của thức ăn đến đặc điểm sinh vật học và

thành phần vi sinh vật nội sinh ruột của sâu keo mùa thu Spodoptera

frugiperda (J E Smith) tại Việt Nam năm 2021”

1.2 Mục đích và yêu cầu

1.2.1 Mục đích

Xác định đặc điểm sinh vật học của sâu keo mùa thu Spodoptera

frugiperda (J E Smith) khi nuôi bằng một số loại thức ăn và ảnh hưởng của

thức ăn tới thành phần vi sinh vật nội sinh ruột sâu keo mùa thu từ đó tạo cơ

sở đề xuất biện pháp quản lý loài dịch hại này hiệu quả trong sản xuất, an toàn với môi trường và con người

1.2.2 Yêu cầu

- Đánh giá ảnh hưởng của yếu tố thức ăn lên một số đặc điểm sinh vật

học của sâu keo mùa thu

- Xác định thành phần vi khuẩn nội sinh trong ruột sâu keo mùa thu khi

nuôi trên một số loại thức ăn

- Khảo sát hiệu lực ức chế của vi khuẩn nội sinh đường ruột sâu keo với

nấm Metarhizium anisoplae trên môi trường nhân tạo

3

PHẦN 2: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC

VÀ NGOÀI NƯỚC

2.1 Tình hình nghiên cứu sâu keo mùa thu ngoài nước

Phân loại loài sâu keo mùa thu được các nhà nghiên cứu xác định như sau:

Giới: Động vật (Metazoa)

Ngành: Chân đốt (Arthropoda)

Lớp: Côn trùng (Insecta)

Bộ: Cánh vẩy (Lepidoptera)

Họ: Ngài đêm (Noctuidae)

(CABI, 2020)

2.1.1 Phân bố

Sâu keo mùa thu (Spodoptera frugiperda J E Smith) (Lepidoptera:

Noctuidae) có nguồn gốc từ các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới ở châu Mỹ Loài sâu hại này đã được phát hiện gây hại tại nhiều khu vực và các quốc gia thuộc châu Mỹ, châu Âu, châu Phi, châu Á Ở châu Mỹ, loài dịch hại này xuất hiện và gây hại tại hơn 80 quốc gia như Colombia, Uruguay Tại Châu Âu, loài dịch hại này gây hại tại 3 quốc gia là Đức, Hà Lan, Slovenia Ở Châu Phi, sâu keo mùa thu đã xuất hiện tại 46 quốc gia như Ăng-gô, Ma-rốc, Nigeria Tại Châu Á, SKMT gây hại tại 38 quốc gia như Ấn Độ, Thái Lan, Sri Lanka, Myanmar và Bangladesh (CABI, 2020)

Tại Châu Phi, đầu năm 2016, sâu keo mùa thu được phát hiện ở 5 nước Tây và Trung Phi và đến năm 2018, loài này đã được phát hiện gây hại trên cây ngô tại trên 30 quốc gia ở châu Phi Tại châu Á, sâu keo mùa thu được phát hiện gây hại đầu tiên tại Ấn Độ và Yê Men vào tháng 7 năm 2018 Tháng

1 năm 2019 loài này đã xuất hiện tại 5 quốc gia khác là Bangladesh, Trung

4

Quốc, Myanmar, Sri Lanka và Thái Lan Từ đầu năm 2019 đến năm 2020 đã

có tới 12 quốc gia bị nhiễm sâu keo mùa thu (FAO, 2018)

2.1.2 Phạm vi ký chủ

Theo CABI (2020), SKMT được ghi nhận gây hại trên 353 cây ký chủ khác nhau thuộc 76 họ trong đó họ Hoà thảo (Poaceae: 106), họ Cúc (Asteraceae: 31), họ Đậu (Fabaceae: 31) Ngoài cây ngô và cây lúa, loài này còn gây hại nghiêm trọng trên nhiều loại cây trồng khác như mía, bông, đậu tương, lạc, hoa hướng dương, hành, tỏi, củ cải, rau họ hoa thập tự, cây họ bầu

bí, cà chua, khoai lang, táo, xoài,….có mức độ kháng thuốc mạnh, ăn tạp và sinh trưởng nhanh cùng khả năng di trú trung bình 10km, nếu gặp gió có thể

đi xa đến 100km

2.1.3 Mức độ gây hại và thiệt hại kinh tế

Theo Goergen & cs (2016), SKMT đã được ghi nhận ở châu Phi gây thiệt hại nghiêm trọng cho cây ngô (Goergen & cs, 2016) Tại châu Phi, theo

đó có thể gây ra thiệt hại năng suất ngô trong khoảng từ 8,3 triệu đến 20,6 triệu tấn tại 12 quốc gia châu Phi mỗi năm nếu không có phương pháp kiểm soát Tổng sản lượng bị thiệt hại tương đương với 21-53% sản lượng ngô trung bình hàng năm trong khoảng thời gian ba năm, thiệt hại kinh tế được ước tính trong khoảng từ 2,481-6,187 triệu đô la Mỹ tại các quốc gia này

Tại Brazil, SKMT làm giảm tới 34% năng suất ngô hạt dẫn đến tổng thiệt hại hàng năm tới 400 triệu đô la Mỹ Tại Mỹ, SKMT hàng năm gây tổn thất hơn 500 triệu đô la Mỹ cho các vùng đông nam và duyên hải Đại Tây Dương (Shylesha & cs, 2018)

Một số khu vực của Ấn Độ ghi nhận mức độ nhiễm và gây hại lên tới 70% Sâu keo mùa thu trên 70% và sau đó lan mạnh sang các khu vực phụ cận như như Shivamogga, Bellary, Belgaum và Hassan SKMT gây nặng nhất trên ngô, tiếp đó đến một số cây trồng khác như cao lương, mía, kê và rau làm

2.1.4 Triệu chứng gây hại của sâu keo mùa thu

Theo Heinrichs & cs (2018), khả năng gây hại của sâu keo mùa thu tuỳ thuộc vào loại cây trồng, giai đoạn phát triển của cây trồng và tuổi của sâu non SKMT thường gây hại ở lõi và lá ngô nhưng khi mật độ sâu quá nhiều chúng cũng phá hoại ở bắp ngô Sâu non tuổi nhỏ khi mới nở thường ăn lớp biểu bì của lá Sau

đó sâu non nhả tơ phân tán nhờ gió.Sâu non tuổi lớn thường ăn diện tích lớn của

lá ngô, gần như ăn khuyết lá, để lại gân lá Mật độ sâu trung bình từ 0,2- 0,8 con/cây trong giai đoạn cuối có thể làm giảm năng suất từ 5-20% (Krafsur & cs, 2008) Khi sâu non tuổi 3 chúng sẽ di chuyển vào trong nõn ngô và gây hại, sâu tuổi lớn thường có tập tính ăn thịt đồng loại

2.1.5 Đặc điểm hình thái các pha phát dục của sâu keo mùa thu

* Trứng:

Theo Shylesha & cs (2018) Trứng sâu keo mùa thu Spodoptera

frugiperda có hình cầu màu nâu vàng Đường kính và chiều cao của trứng lần

lượt là 0,49-0,51 mm và 0,35-0,37 mm Trứng được đẻ thành ổ và xếp thành từng lớp Số lượng trứng trên một ổ trứng thay đổi đáng kể nhưng thường là 100

6

đến 200 quả và tổng số trứng trên mỗi con cái trung bình khoảng 1500 với tối đa

hơn 2000 quả Trứng sâu keo mùa thu Spodoptera frugiperda có màu trắng

kem có một lớp lông phủ màu trắng (Sisodiya & cs., 2018)

Trong nghiên cứu của Reinert & Engelke (2010), trứng sâu keo mùa thu hình vòm có màu trắng, kích thước 0,4 mm; số lượng trứng trên một ổ từ

50 đến 150 quả và thường nhiều hơn ở mặt dưới của lá Theo Hardke & cs (2015), trứng của sâu keo mùa thu có hình cầu chiều cao 0,39 mm; đường kính 0,47 mm Trứng ban đầu có màu xám xanh, sau dần dần trở nên đậm hơn theo thời gian Khoảng 12 giờ sau khi đẻ, trứng chuyển sang màu nâu, và gần như đen khi sâu non chuẩn bị nở, ổ trứng được bao phủ, bảo vệ bởi một lớp lông màu vàng hoặc màu nâu nhạt

* Sâu non:

Sâu non có 6 tuổi, trên mảnh đầu sâu non xuất hiện hình chữ Y ngược màu trắng Sâu non có màu xanh lục với đầu đen sau chuyển dần sang màu cam ở tuổi thứ 2 Mảnh đầu sâu non tương ứng từ tuổi 1 đến tuổi 6 thường khoảng 0,35; 0,45; 0,75; 1,3; 2,0; 2,6 mm với chiều dài tương ứng khoảng 1,7; 3,5; 6,4; 10,0; 17,2 và 34,2 mm Sâu non tuổi 3, bề mặt lưng của sâu keo chuyển sang nâu và các vân trắng đen bắt đầu hình thành Từ tuổi 4 đến tuổi 6 đầu có màu nâu đỏ,cơ thể màu nâu mang các đường dưới da và đường bên màu trắng Các u lông xuất hiện ở mặt lưng trên cơ thể Ngoài hình dạng màu nâu đặc trưng có thể có màu xanh lá cây Ở dạng màu xanh lá cây, các điểm trên mặt lưng màu sáng thay vì màu tối (Capinera, 2017)

Trong nghiên cứu của Reinert & Engelke (2010), sâu keo mùa thu mới

nở có chiều dài 1,08 mm; khi sâu đến tuổi 6 có chiều dài 34,15 mm Sâu non tuổi 1 đến tuổi 3 có màu xanh lục giống nhau nhưng khi từ tuổi 4 đến tuổi 6 sâu thường có màu nâu đen

Theo Hardke & cs (2015), sâu non tuổi 1 mới nở có màu trắng nhạt sau chuyển dần sang màu vàng với mảnh đầu màu đen Sau khi lột xác chuyển

7

sang tuổi 2 và 3 sâu non có màu xanh nhạt và có chữ Y ngược màu trắng trên mảnh đầu Sâu non tuổi lớn có màu từ xanh lục nhạt đến nâu hoặc màu đen tùy thuộc loại thức ăn và các yếu tố tự nhiên khác Sâu non có 4 dấu chấm đen trên đốt bụng thứ 8 Chiều rộng mảnh đầu sâu keo mùa thu tăng dần từ tuổi 1

là 0,314 m m đến tuổi 6 là 2,78 mm

* Nhộng:

Nghiên cứu của (Capinera, 2017) cho biết pha nhộng thường diễn ra trong đất ở độ sâu từ 2 đến 8cm Sau khi đã ăn đẫy sức, sâu non tuổi 6 sẽ tạo một cái kén hình bầu dục dài từ 20 đến 30mm bằng cách liên kết các hạt đất lại bằng tơ Nếu đất quá cứng, sâu non sâu keo mùa thu có thể sử dụng mảnh vụn lá hoặc các nguyên liệu khác để tạo thành kén trên bề mặt đất Nhộng sâu keo mùa thu có màu nâu cam và dần chuyển sang màu đen khi sắp vũ hóa (Hardke & cs, 2015)

* Trưởng thành:

Trưởng thành SKMT có độ rộng sải cánh từ 32 - 40mm Trưởng thành đực

có cánh trước màu nâu xám với các đốm trắng hình tam giác ở đầu và gần trung tâm của cánh Trưởng thành cái có cánh trước màu nâu xám đồng nhất không rõ các đốm và vân như cánh trước của trưởng thành đực Cánh sau có màu trắng ánh bạc với đường viền tối màu ở cả con đực và con cái (Capinera, 2017)

Theo Hardke & cs (2015), trưởng thành sâu keo mùa thu có sải cánh khoảng 3,81 cm Phần trên của cánh trước của trưởng thành đực có một đốm màu xám đậm, với một điểm trắng đặc biệt gần đỉnh lưng, hoặc đỉnh của cánh, phần dưới của cánh trước có màu xám nhạt Đôi cánh sau có màu xám nhạt đến trắng Trưởng thành cái cánh có màu nâu xám Trưởng thành sâu keo mùa thu có râu dạng sợi chỉ

2.1.6 Đặc điểm sinh vật học và sinh thái học của sâu keo mùa thu

Theo Reinert & Engelke (2010), Vòng đời của sâu keo mùa thu bao gồm trứng, sâu non, nhộng và trưởng thành Vòng đời thay đổi theo khí hậu

8

và các điều kiện khác, cụ thể 30 ngày trong mùa hè, 60 ngày vào mùa xuân, mùa thu và lên đến 80 - 90 ngày trong mùa đông Sâu keo mùa thu

Spodoptera frugiperda là loài sâu hại có vòng đời khá ngắn khoảng từ 1-2

tháng, gây hại mạnh ở nhiều loài cây nông nghiệp đặc biệt là ngô (Mugo &

cs, 2017)

Giai đoạn trứng: Thời gian phát dục của trứng từ 2-3 ngày trong những

tháng mùa hè hoặc dài hơn tùy thuộc vào ẩm độ và nhiệt độ theo (Capinera,

2017) Theo Gabriela Murúa & Eduardo Virla (2004), thời gian trứng kéo dài

3,53 ± 1,17; 2,96 ± 0,89 và 3,08 ± 0,61 ngày tương ứng khi các cá thể được nuôi trên ngô, cỏ Guinea và cỏ Bermuda Thời gian trứng cho thấy có sự khác biệt đáng kể, thời gian ngắn nhất được quan sát thấy với Guineagrass, dài nhất

là trên ngô Trong nghiên cứu của Hardke & cs (2015), thời gian phát dục của trứng sâu keo mùa thu là 4 ngày trong điều kiện tối ưu

Giai đoạn sâu non: Theo Sade & cs (2013), Sâu non khi nuôi trên thức

ăn nhân tạo trong phòng thí nghiệm chúng sẽ không ăn thịt đồng loại Sâu non

có xu hướng che giấu bản thân trong thời gian sáng nhất trong ngày Thời gian phát dục của sâu non khoảng 14 ngày trong mùa hè và 30 ngày trong thời tiết mát mẻ Thời gian phát triển trung bình được xác định là 3,3;1,7; 1,5;1,5; 2,0 và 3,7 ngày tương ứng với sâu non tuổi 1 đến 6, khi được nuôi ở 25°C (Capinera, 2017) Theo Truzi & cs (2021), thời gian phát dục của sâu non sâu keo mùa thu khi nuôi trên thức ăn nhân tạo (đậu trắng) là 18,3 ± 0,22 ngày với

tỷ lệ sống sót của sâu non là 88 ± 4,64% Thời gian phát dục của sâu non trên thức ăn nhân tạo đậu xanh là 15,6 ngày với tỷ lệ sông sót là 92%, bột ngô là 34,5 ngày với tỷ lệ sống sót là 48%, trên ngô xanh là 15,3 ngày với tỷ lệ sống sót là 94,7% (Pinto & cs., 2019) Theo Silva & cs (2017) cho biết, tỷ lệ sống sót cao nhất của sâu keo mùa thu khi nuôi trên đậu tương lên đến 88,0 ± 4 %, sau đó đến lúa mỳ với khả năng sống sót lên đến 86,0 ± 6% và khi nuôi trên thức ăn nhân tạo với tỷ lệ sống đạt 73,0 ± 6% thấp nhất so với các loại thức ăn

9

còn lại Theo các nghiên cứu trên thế giới, sâu non đẫy sức thường di chuyển xuống đất để hóa nhộng Độ sâu lớp đất hóa nhộng khoảng từ 2 đến 8cm Sâu non tạo một cái kén mỏng bằng đất hoặc các mảnh lá cây khô Nếu đất quá cứng, sâu non có thể gắn kết các hạt đất với nhau bằng tơ hoặc mảnh vụn lá và các vật liệu khác để tạo thành một cái kén trên bề mặt đất (Pinto & cs., 2019)

Giai đoạn nhộng: Thời gian phát dục pha nhộng từ 20 đến 30 ngày

trong mùa đông ở Florida Pinto & cs (2019) đã ghi nhận thời gian giai đoạn nhộng trên thức ăn nhân tạo đậu xanh là 12 ngày với trọng lượng trung bình là 253,3 mg, thức ăn nhân tạo bột ngô là 22 ngày với trọng lượng trung bình là 156,7 mg, thức ăn nhân tạo ngô xanh là 11 ngày với trọng lượng trung bình là

258,5 mg Theo Silva & cs (2017) cho biết, thời gian tiền nhộng của sâu keo

mùa thu khi nuôi trên thức ăn nhân tạo là 1,87 ± 0,04 ngày Ở giai đoạn nhộng, thời gian phát dục của nhộng khi nuôi trên thức ăn nhân tạo dài nhất 9,70 ± 0,20 ngày, trên bông là 9,44 ± 0,19 ngày, ngắn nhất khi nuôi trên ngô thời gian phát dục của pha nhộng là 8,54 ± 0,09 ngày Trọng lượng nhộng cũng khác nhau, thấp nhất là khi sâu non được nuôi trên lá bông là 0.1651g Trọng lượng nhộng cao nhất là khi sâu non được nuôi trên thức ăn nhân tạo là 0.2889g, trọng lượng nhộng trên các cây ký chủ khác gần như không có sự khác biệt Trong nghiên cứu của Truzi & cs (2021) cho thấy, thời gian phát dục nhộng của sâu keo mùa thu khi nuôi trên thức ăn nhân tạo (đậu trắng) là

10,6 ± 0,11 ngày với tỷ lệ sống là 80,0 ± 5,71% và trọng lượng nhộng là 288,2 ± 4,06 mg

Giai đoạn nhộng của sâu keo không thể chịu được thời kỳ lạnh kéo dài Pitre & Hogg (1983) đã nghiên cứu tỷ lệ sống sót qua mùa đông của nhộng sâu keo mùa thu ở Florida và xác định tỷ lệ sống sót là 51% ở miền nam Florida, nhưng chỉ sống sót 27,5% ở miền trung Florida và 11,6% sống sót ở miền bắc Florida (Capinera, 2017) Tỷ lệ nhộng vũ hóa thành công thấp nhất

là 22,1% đối với thức ăn nhân tạo bột ngô và cao nhất là 89,3% đối với thức

10

ăn nhân tạo ngô xanh (Pinto & cs., 2019) Tỷ lệ nhộng sống sót thấp nhất là 22,1% khi sâu non sâu keo mùa thu nuôi trên thức ăn nhân tạo (bột ngô) và cao nhất là 89,3% trên thức ăn nhân tạo (hạt ngô non) (de Menezes & cs., 2020)

Giai đoạn trưởng thành: Trưởng thành sống và hoạt động về đêm và

hoạt động mạnh nhất vào thời tiết ấm áp và có độ ẩm cao, thời gian sống của trưởng thành dao động từ 7 đến 21 ngày, trung bình khoảng 10 ngày Trưởng

thành sâu keo mùa thu Spodoptera frugiperda thường đẻ hết trứng trong vòng

5 ngày đầu nhưng cũng có những trường hợp đặc biệt thì trưởng thành cái có thể đẻ trong khoảng thời gian rải rác tối đa 3 tuần (Capinera, 2017) Trưởng thành cái đẻ lên đến 1000 trứng (CABI, 2020)

Theo Pinto & cs (2019), khi nuôi SKMT trên thức ăn nhân tạo đậu xanh 1 trưởng thành cái có thể đẻ được 1850 quả, trên ngô xanh là 1746 quả

và trên thức ăn nhân tạo (bột ngô) trưởng thành cái không đẻ trứng

Truzi & cs (2021), thời gian phát dục trung bình của trưởng thành đực của sâu keo mùa thu khi nuôi trên thức ăn nhân tạo (240g bột đậu trắng) là 8,1

± 1,02; trưởng thành cái là 11,5 ± 1,36 ngày với sức sinh sản là 667,5 ± 126,93 quả trên 1 trưởng thành cái Trên thức ăn nhân tạo tạo (120g bột đậu trắng) thời gian phát dục của trưởng thành đực trung bình là 8,8 ngày, trưởng thành cái là 10,4 ngày và không đẻ trứng Trên thức ăn nhân tạo (480g bột đậu trắng), thời gian phát dục của trưởng thành đực sâu keo mùa thu là 6,5 ngày, trưởng thành cái là 10,3 ngày với sức sinh sản là 592,9 trên 1 trưởng thành cái

Nghiên cứu của de Menezes & cs (2020), sâu keo mùa thu khi nuôi trên thức ăn nhân tạo đậu xanh 1 trưởng thành cái có thể đẻ được 1850 quả, trên thức ăn nhân tạo (hạt ngô non) là 1746 quả, trên thức ăn nhân tạo (bột ngô) trưởng thành cái không đẻ trứng

Theo Truzi & cs (2021), tỷ lệ giới tính đực cái của sâu keo mùa thu khi nuôi trên thức ăn nhân tạo (đậu trắng) là 0,5 ± 0,06% Tỷ lệ giới tính của sâu

11

keo mùa thu không bị ảnh hưởng từ các loại thức ăn nhân tạo khác nhau, tỷ lệ giới tính của sâu keo mùa thu thấp nhất so với các loại thức ăn nhân tạo khác là bột ngô với 39,0 ± 7% và cao nhất là đậu xanh với tỷ lệ đực cái 56,0 ± 8% Tỷ lệ trưởng thành có đôi cánh biến dạng cao nhất so với các loại thức ăn nhân tạo khác

là bột ngô với 64,7% và thấp nhất là ngô xanh với 2,9 (Pinto & cs., 2019)

2.1.7 Nghiên cứu về vi sinh vật nội sinh ruột sâu keo mùa thu

Theo Nguyễn Đức Khánh (2020), vi sinh vật đã được chứng minh là nhân tố quan trọng trong nhiều hoạt động sống côn trùng và có thể ảnh hưởng đến phạm vi cây ký chủ của côn trùng, hiệu quả ăn của côn trùng,sự trao đổi chất của côn trùng…

Cũng như các nhóm vi sinh vật khác, hệ vi sinh vật trong cơ thể sâu keo mùa thu có ý nghĩa nhất định đối với đời sống của chúng Vi sinh vật nội sinh rất đa dạng, có ảnh hưởng trực tiếp lên sự sinh trưởng, phát triển và thích ứng môi trường (thức ăn) của sâu keo Nghiên cứu về chúng trên sâu keo vẫn còn nhiều hạn chế Chen & cs (2018), ghi nhận vi khuẩn đường ruột sâu keo chủ yếu thuộc nhóm Proteobacteria, thành phần này đồng nhất với thành phần ở các nhóm côn trùng cánh vảy Bốn giống vi khuẩn, Pseudomonas, Delftia, Enterococcus và Serratia, đã được ghi nhận trong nghiên cứu trước đây đã

được phân lập từ Spodoptera frugiperda (De Almeida & cs., 2017)

Ugwu & cs (2020), đã xác định được 285 giống vi khuẩn trong ruột sâu keo mùa thu trong đó phổ biến nhất là 10 giống vi khuẩn: Klebsiella, Enterococcus, Acinetobacter, Enterobacter, Myroides, Sphingomonas, Comamonas, Sphingobacterium, Pseudomonas and Clostridium_sensu_

stricto_5 Trong đó Klebsiella (Proteobacteria) là giống vi khuẩn chiếm ưu thế nhất, sau đó là giống Enterococcus trong ruột của sâu keo mùa thu Tuy

nhiên, trong nghiên cứu của Gichuhi & cs (2020), ở SKMT không xuất hiện

giống Klebsiella mà vi khuẩn Enterococcus là loài chiếm ưu thế trong hai

mẫu ấu trùng từ Nigeria

12

Nhiều giống vi khuẩn được phát hiện như Stenotrophomonas, Serratia,

Delftia, Sphingobacterium, Pseudomonas, Morganella và Enterococcus và

chúng được tìm thấy trong cả hai vòng đời liên tiếp, điều này cho thấy rằng các loài vi khuẩn đường ruột liên tục được truyền qua các giai đoạn phát triển

và qua các thế hệ (Moran, 2006) Các chi vi khuẩn Chryseobacterium,

Comamonas và Sphingobacterium đã được ghi nhận trong ruột sâu keo ở ba

quốc gia Mỹ, Kenya và Nigeria (Ugwu & cs, 2020)

Vi khuẩn đường ruột Clostridia sp và Microbacterium được xác định

trong ruột sâu keo mùa thu có liên quan đến sự phá vỡ thành tế bào thực vật

các thành phần như cellulose và xylan Tương tự, Acidobacterium sp.,

Clostridia sp., Microbacter sp., Flavobacter johnsoni và Thermobia sp tìm

thấy trong ruột của sâu đục bắp ngô Helicoverpa armigera được báo cáo liên quan đến quá trình tiêu hoá cellulose trong ruột các loài côn trùng khác Vi khuẩn Candidatus sp phát hiện trong ruột của sâu keo mùa thu có khả năng

cung cấp các amino acids thiết yếu đối với côn trùng phát triển khi thức ăn

thiếu chất dinh dưỡng Vi khuẩn Burkholderia có khả năng giải độc thuốc trừ sâu cũng như Enterococcus sp và Rhodococcus sp có chức năng giải độc

giải mỡ Chiếm phần lớn trong số đó là hai giống vi khuẩn Pseudomonas

aeruginosa và Bacillus tequilensi Pseudomonas aeruginosa liên quan đến các

hoạt động như xúc tác, thủy phân xenlulo và tinh bột còn Bacillus tequilensis

chủ yếu tham gia vào quá trình sản xuất chất hữu cơ và các chất axit

13

Acevedo & cs (2017), đã phân lập được 5 chi vi khuẩn có khả năng kháng lại 1 số thuốc trừ sâu Một số nghiên cứu còn ghi nhận sự tồn tại của vi khuẩn gây độc cho sâu như các loài thuộc giống Serratia, Bacillus, Pseudomonas và Clostridium cho thấy khả năng kiểm soát sinh học của chúng

Road (2018), đã phân lập được và xác định được từ ruột ấu trùng

spodoptera litura 2 giống vi khuẩn là Pseudomonas aeruginosa và Bacillus tequilensis, chúng được xác định dựa trên sự tương đồng của chúng với các

trình tự khác Nghiên cứu này chứng minh rằng, Pseudomonas

aeruginosa xuất hiện trong ruột của sâu non Spodoptera litura liên quan đến

các hoạt động như xúc tác, thủy phân xenlulo và tinh bột Bacillus tequilensis

chủ yếu tham gia vào quá trình sản xuất các chất hữu cơ, axit

Correa-Cuadros & cs (2016), sự tương tác giữa vi khuẩn cộng sinh và

nấm P luminescens ức chế sự phát triển của nấm B bassiana và M

anisopliae lên đến 40% bằng cách tiết các chất chuyển hóa thứ cấp, trong khi

chiết xuất từ nấm không ức chế P luminescens Việc sử dụng nấm trong điều kiện phòng thí nghiệm mang lại hiệu quả cao tỷ lệ sâu chết do nấm Beauveria

bassiana Bb9205 là 95,33% và Metarhizium anisopliae Ma9236 là 99,67%

2.1.8 Biện pháp phòng trừ sâu keo mùa thu

Trên thế giới, các biện pháp quản lí loài sâu hại này chủ yếu là sử dụng biện pháp quản lí tổng hợp trong đó có sự kết hợp của nhiều biện pháp như canh tác, thủ công cơ giới, sinh học, hoá học, bẫy bả, bẫy pheromone Trong các biện pháp phòng chống sâu keo mùa thu, biện pháp sinh học (sử dụng chế

phẩm nấm Metarhizium anisopliae) và biện pháp sử dụng bẫy pheromon cũng

cho kết quả hết sức khả quan (Tumlinson & cs, 1986)

2.2 Tình hình nghiên cứu sâu keo mùa thu trong nước

2.2.1 Tình hình gây hại của sâu keo mùa thu

Năm 2019, cả nước có hơn 15.000 ha ngô bị hại nghiêm trọng bởi sâu

keo mùa thu Spodoptera frugiperda gây ra, phần lớn nguyên nhân do vì đây là

14

loài sâu hại nguy hiểm mới xuất hiện Đến tháng 12/2019, cả nước đã có hơn

31 tỉnh thành phía Bắc công bố có diện tích canh tác ngô bị gây hại bởi sâu keo mùa thu

Theo Trung tâm Bảo vệ thực vật phía Bắc trong vụ ngô xuân 2019, sâu keo mùa thu bắt đầu xuất hiện tại phía Bắc từ tháng 3, cao điểm hại từ đầu tháng 4 đến cuối tháng 5 trên ngô giai đoạn từ 4 lá đến xoáy nõn mật độ phổ biến 1-3 con/m2, cao 5-7 con/m2, cục bộ lên đến 20-40 con/m2 Trong đó, diện tích nhiễm 21.602 ha, bị hại nặng 1.761 ha Vụ ngô hè thu có diện tích nhiễm sâu keo mùa thu của toàn miền Bắc đã lên tới 29.785 ha, bị hại nặng 2.059 ha

Tại miền Nam, năm 2019 thống kê được diện tích ngô bị nhiễm sâu keo mùa thu là 1378,4 ha (Trung tâm BVTV phía Nam, 2019)

Tại các tỉnh miền Trung, theo Trung tâm BVTV khu 4 (2020) sâu keo mùa thu xuất hiện gây hại trên các giống ngô lai VNL 61, CP3Q từ vụ Hè Thu

và vụ Đông năm 2019 tại Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh SKMT bắt đầu xuất hiện khi cây ngô có 2 - 3 lá, phát sinh với mật độ cao chủ yếu khi cây ngô ở giai đoạn 4 - 6 lá và giai đoạn xoáy nõn - trỗ cờ Tại Nghệ An, trong vụ ngô

Hè Thu, SKMT có mật độ đạt cao khi cây ngô ở giai đoạn 4 - 6 lá (5,5 con/m2) và ở giai đoạn xoáy nõn (8,3 con/m2) Tương tự, trên ngô vụ Đông, đỉnh cao mật độ của SKMT vào giai đoạn 4 - 6 lá, giai đoạn ngô xoáy nõn tương ứng đạt 4,2 con/m2 và 3,9 con/m2.Tại Thanh Hóa, SKMT phát sinh với mật độ thấp hơn so với ở Nghệ An Trong vụ Hè Thu, mật độ SKMT khi cây ngô ở giai đoạn 4 - 6 lá đạt là 3,8 con/m2, ở giai đoạn xoáy nõn đạt 6,9 con/m2 Trong vụ Đông, ở giai đoạn 4 - 6 lá SKMT có mật độ là 3,9 con/m2

và ở giai đoạn xoáy nõn là 3,2 con/m2 Tại Hà Tĩnh, SKMT phát sinh với mật

độ thấp nhất trong 3 tỉnh đã điều tra Đỉnh cao mật độ trong vụ Hè Thu khi cây ngô ở giai đoạn 4 - 6 lá chỉ là 2,9 con/m2 và ở giai đoạn xoáy nõn là 3,9 con/m2 Trong vụ Đông, đỉnh cao mật độ ở giai đoạn 4 - 6 lá đạt 3 con/m2 và

ở giai đoạn xoáy nõn là 3,2 con/m2.Theo Chi cục Bảo vệ thực vật Hà Tĩnh, từ

2.2.2 Triệu chứng và đặc điểm gây hại của sâu keo mùa thu

Theo Trần Thị Thu Phương và cs (2019), Sâu non mới nở ngay lập tức bắt đầu ăn các mô lá và thường ăn những phần mềm như lá nõn, lá non Sâu non tuổi 1 và tuổi 2 ăn nhu mô màu xanh từ một mặt của lá và để lại lớp biểu

bì trong màu trắng ở mặt bên kia Sâu non từ tuổi 3 gây hại trên toàn bộ cây

và thường ăn khuyết lá nõn, ngọn, mầm hoa, hoa, bắp non, hạt non Sự gây hại và chiệu trứng gây hại của sâu non gây trên ngô tại Hà Nội giống như những

triệu chứng gây hại của loài Spodoptera frugiperda đã được mô tả bởi (Cruz &

cs., 1999) Triệu chứng điển hình trên lá có các lỗ thủng, vết rách hoặc ăn hết phần mô lá để lại phần gân lá

2.2.3 Đặc điểm hình thái của sâu keo mùa thu

Sâu keo mùa thu có 4 pha phát dục: trứng, sâu non, nhộng và trưởng thành

* Trứng:

Ổ trứng có phủ lớp lông màu trắng kem có đường kính 0,4-0,5 mm Quan sát trên đồng ruộng và trong phòng thí nghiệm cho thấy, trứng SKMT được đẻ thành ổ (Trần Thị Thu Phương & cs., 2019) Ngoài tự nhiên trứng được đẻ ở cả mặt trên và mặt dưới của lá ngô Mỗi ổ trứng có 150-300 trứng

Bề mặt ổ trứng được phủ một lớp lông tơ mỏng các lông cứng ở phần bụng

Sâu non 6 tuổi có màu xanh nhạt đến nâu vàng và nâu sẫm Đầu sâu non có hình chữ Y ngược màu vàng, hai bên đầu có vân hình lưới Đốt ngực thứ 1 của sâu non có 2 mảnh mai màu nâu đến nâu đen, đốt ngực thứ 2 có 8 u lông có màu nâu đen xếp thành 1 hàng ngang.các đốt bụng thứ 1 đến 7, mỗi đốt có 4 u lông màu nâu đen xếp thành hình thang cân trên phần lưng Riêng đốt bụng thứ 8 có 4 u lông màu nâu đen có kích thước lớn hơn xếp thành hình vuông Mỗi đốt bụng mang 1 đôi lỗ thở màu đen, cạnh mỗi lỗ thở có 2 u lông nhỏ nằm phía trên và phía sau của lỗ thở Sâu non tuổi 6 đẫy sức có kích thước mảng đầu 2,5-2,7 mm và chiều dài thân 32-35mm (Trần Thị Thu Phương & cs., 2019)

* Nhộng:

Nhộng SKMT có màu nâu bóng, đốt cuối bụng có một đôi gai nhọn (Đào Thị Hằng và cs, 2019) Nhộng có màu nâu sáng bóng với kích thước 1,6-1,8 cm, nhộng cái thường có kích thước lớn hơn nhộng đực (Trần Thị Thu Phương & cs., 2019)

* Trưởng thành:

Trưởng thành SKMT có màu xám tro đến nâu xám Trưởng thành đực

có sải cánh rộng 10-15 mm, cách trước màu xám tro với vân sáng màu hình dạng không quy củ ở phần giữa cánh; mép ngoài cánh trước có các đường vân sáng màu, gợn hình sóng lượn theo mép ngoài cánh Trưởng thành cái có sải

17

cánh 11-17 mm, các vân không rõ ràng và nổi bật như trưởng thành đực Cánh sau của cả trưởng thành đực và trưởng thành cái đều có màu vàng nhạt với mép trước và mép ngoài của cánh tối màu hơn (Đào Thị Hằng & cs., 2019)

2.2.4 Đặc điểm sinh vật học, sinh thái học của sâu keo mùa thu

Theo kết quả nghiên cứu của trung tâm Bảo vệ thực vật vùng khu IV năm 2019, thời gian phát dục của sâu keo mùa thu thí nghiệm ở 2 ngưỡng nhiệt độ, ẩm độ khác nhau là khác nhau Tại ngưỡng nhiệt độ 30,98±0,53oC,

ẩm độ 62,24±1,7% thời gian phát dục của sâu non là 13,8±0,24 ngày Ở

non kéo dài lên 15,1±0,35 ngày

Báo cáo của trung tâm Bảo vệ thực vật phía Bắc năm 2019 cũng ghi nhận thời gian phát dục của sâu keo mùa thu ở ngưỡng nhiệt độ 29,0±2.23oC,

ẩm độ 85,0±0.51% kéo dài đến 26,50 ± 0,54 ngày Thời gian phát dục của trứng trung bình 2-3 ngày Tỷ lệ trứng nở 74-95%, trung bình 80-85% Thời gian pha sâu non 11-24 ngày, trung bình 13-15 ngày Thời gian phát dục sâu non tuổi 1 từ 2-5 ngày, trung bình 2,3 ngày Thời gian phát dục sâu non tuổi

2 từ 1-3 ngày, trung bình 1,5 ngày Thời gian phát dục sâu non tuổi 3 từ 1-5 ngày, trung bình 1,6 ngày Thời gian phát dục sâu non tuổi 4 từ 1-4 ngày, trung bình 2,1 ngày Thời gian phát dục sâu non tuổi 5 từ 1-3 ngày, trung bình 2,3 ngày; tuổi 6 từ 4-7 ngày, trung bình 4-5 ngày

Thời gian pha nhộng 6-11 ngày, trung bình là 7-8 ngày Nhộng có tỷ lệ

vũ hóa 90-100 %, tỷ lệ sống sót đến khi đẻ trứng trung bình 93,5% Trưởng thành bắt đầu đẻ trứng từ 1-3 ngày sau vũ hóa nhưng đẻ chủ yếu trong thời gian 3-6 ngày sau vũ hóa Thời gian pha trưởng thành từ 2-15 ngày, trung bình 8-13 ngày Một trưởng thành cái đẻ 3-43 ổ trứng, trung bình 7-12 ổ/cái; một ổ trứng có 37 - 358 quả/ổ, trung bình 150 – 180 quả/ổ Mỗi trưởng thành cái đẻ từ 31 - 3.216 quả, trung bình 1.100 – 1.400 quả/cái

18

Trưởng thành bay đến ruộng ngô và đẻ trứng ngay từ khi ngô mới mọc mầm đến giai đoạn trỗ cờ, phun râu nhưng nhiều nhất là giai đoạn ngô 2-5 lá (ngô 2 lá đã xuất hiện sâu non) Trứng được đẻ cả ở mặt trên và mặt dưới của phiến lá hoặc ca ̣nh cuống lá; trứng được đẻ thành ổ, xếp thành 2-3 lớp và được bao phủ bởi một lớp lông, khi mới đẻ trứng màu xám nhạt, khi sắp nở chuyển màu xám Sâu non mới nở có thể nhả tơ để nhờ gió phát tán đến các cây khác gần đó để gây ha ̣i Sâu non tuổi lớn có tập tính ăn thịt đồng loại và chui xuống đất hóa nhộng ở độ sâu 2-8 cm, một số ít trường hợp bắt gặp hóa nhộng giữa các lá, nách be ̣ lá của cây ký chủ hoặc trong bắp ngô

2.2.5 Biện pháp phòng chống sâu keo mùa thu

Trước tình hình gây hại của sâu keo mùa thu, Bộ NN&PTNT có công

văn số 2827/BNN-BVTV chỉ đạo về tăng cường các giải pháp phòng chống sâu keo mùa thu hại ngô Theo đó, để hạn chế đến mức thấp nhất thiệt hại cho sản xuất ngô do sâu keo mùa thu gây ra, các cơ quan chuyên môn được yêu cầu thực hiện tốt công tác điều tra phát hiện, thống kê mức độ, diện tích nhiễm sâu keo mùa thu trên ngô và các cây trồng khác; hướng dẫn nông dân chủ động tổ chức thực hiện công tác phòng chống theo quy trình kỹ thuật đã được Cục Bảo

vệ thực vật ban hành Nội dung bao gồm yêu cầu thông tin, tuyên truyền về đặc điểm sinh học, quy luật phát sinh gây hại cũng như các biện pháp kỹ thuật phòng chống sâu keo mùa thu cho cán bộ ngành trồng trọt và bảo vệ thực vật, khuyến nông và nông dân, khuyến cáo nông dân áp dụng triệt để các biện pháp sinh học, sử dụng bẫy bả để thu bắt và tiêu diệt trưởng thành; sử dụng các biện pháp thủ công như: thu gom và tiêu diệt ổ trứng, sâu non và các biện pháp canh tác, vệ sinh đồng ruộng để giảm mật độ sâu keo mùa thu trên đồng ruộng Chỉ sử dụng thuốc bảo vệ thực vật trong trường hợp mật độ sâu cao, sử dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật đã được Cục Bảo vệ thực vật hướng dẫn, tuân thủ nguyên tắc “4 đúng” khi sử dụng

19

PHẦN 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng và vật liệu nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Sâu keo mùa thu Spodoptera frugiperda (J.E.Smith)

Vật liệu nghiên cứu:

Thức ăn nhân nuôi sâu keo: lá ngô non (HN92), thức ăn nhân tạo (bột ngô), thức ăn nhân tạo (bột đậu tương)

Dụng cụ nghiên cứu: vợt, khay nhựa, chậu nhựa, lồng lưới, hộp nhựa, bút lông, giấy thấm, kính lúp, bông, tủ cấy vi sinh, nồi hấp, tủ ấm, pipet các cỡ,

bộ que cấy vi sinh…

3.2 Địa điểm và và thời gian nghiên cứu

Địa điểm: Phòng thí nghiệm của bộ môn Côn trùng, Khoa Nông học,

Học viện Nông nghiệp Việt Nam

Thời gian thực hiện: Từ ngày 25 tháng 01 năm 2021 đến ngày 08 tháng

09 năm 2021

3.3 Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu đặc điểm sinh vật học của sâu keo mùa thu trên một số loại thức ăn khác nhau

Nghiên cứu thành phần vi khuẩn nội sinh đường ruột của sâu keo mùa thu nuôi trên một số loại thức ăn khác nhau

Khảo sát hiệu lực ức chế của vi khuẩn nội sinh đường ruột sâu keo với

nấm Metarhizium anisoplae trên môi trường nhân tạo

3.4 Phương pháp nghiên cứu

3.4.1 Phương pháp chuẩn bị thức ăn

 Thức ăn nhân tạo

20

Bảng 3.1: Bảng thành phần thức ăn nhân tạo bột ngô cho sâu keo

trong phòng thí nghiệm (Pinto & cs., 2019) STT Thành phần Khối lượng Nhóm hỗn hợp Lượng nước

Bảng 3.2: Bảng thành phần thức ăn nhân tạo bột đậu tương cho sâu

keo trong phòng thí nghiệm (Pinto & cs., 2019) STT Thành phần Khối lượng Nhóm hỗn hợp Lượng nước

21

Tiến hành:

- Bước 1: Hỗn hợp A: Trộn hỗn hợp A với 400ml nước

- Bước 2: Hỗn hợp B: Đun sôi 500ml nước , bổ sung acid sorbic, khuấy đều cho đến khi tan hết, cho Agar vào đun sôi trong khoảng 10 phút Để dung dịch nguội tới 70°C, sau đó cho từ từ hỗn hợp A vào, khuấy kỹ cho đến

khi hỗn hợp A và B đồng nhất

- Bước 3: Hỗn hợp C: Hòa với 50ml nước, cho vào hỗn hợp A+B khi nhiệt độ

xuống 60°C Tiếp tục bổ sung vào hỗn hợp ABC 50ml nước và khuấy đều

- Bước 4: Để nguội đến khoảng 40°C, đổ ra hộp và bảo quản ở nhiệt độ 4°C

trong tủ lạnh

- Chúng tôi sử dụng 2 công thức thức ăn nhân tạo khác nhau về thành phần

là bột ngô và bột đậu tương còn tỷ lệ các chất khác là giống nhau

 Thức ăn tự nhiên: lá ngô

Cây ngô sạch sâu bệnh được trồng duy trì liên tục trong nhà lưới để làm thức ăn cho sâu non sâu keo mùa thu Trong quá trình thực hiện thí nghiệm,

chỉ sử dụng lá cây ngô non giai đoạn từ 7-8 lá

3.4.2 Phương pháp nhân nuôi nguồn

Thu cá thể sâu non S frugiperda tuổi lớn ngoài đồng với số lượng lớn

đưa về phòng thí nghiệm và nuôi cá thể trong các hộp nuôi sâu có sẵn thức ăn cho đến khi hóa nhộng Nhộng được xác định đực cái Sau khi vũ hóa, 10 cặp trưởng thành đực và cái được tiến hành ghép đôi giao phối trong lồng giao phối có kích thước 25 x 25 x 25 cm có cho thức ăn thêm mật ong 10% Các cặp trưởng thành giao phối được tách ra và cho đẻ trứng lên lá ngô Các ổ trứng được thu vào các hộp nhựa có chứa giấy ẩm Trứng được sử dụng để nuôi và nghiên cứu đặc điểm sinh học và tiến hành các thí nghiệm trong phòng khác

22

3.4.3 Phương pháp nghiên cứu đặc điểm sinh học trên các loại thức ăn khác nhau

- Thời gian phát dục các pha:

+ Trứng: Trứng được thu theo ngày và để vào hộp nhựa có chứa giấy

ẩm để theo dõi thời gian phát dục Thời gian phát dục của trứng tính từ ngày trứng được đẻ ra đến ngày trứng nở ra sâu non tuổi 1 Trên nắp hộp có nhãn ghi lại số thứ tự của trứng và ngày đẻ trứng (N = 100) Theo dõi tỷ lệ nở của trứng và thời gian phát dục của trứng Trứng được đo kích thước

+ Sâu non các tuổi: sâu non vừa nở dùng bút lông chuyển sang hộp

nuôi sâu cá thể, mỗi sâu được nuôi trong một hộp, trên nắp hộp dán nhãn, ghi lại ngày sâu nở Các tuổi của sâu non được tính ngay sau ngày lột xác đến ngày lột xác tiếp theo Trên nắp hộp sâu có nhãn ghi ngày tháng và các lần lột xác tiếp theo (N>=35) Thức ăn của sâu non chia thành 2 nhóm nuôi bằnglá ngô và thức ăn nhân tạo Thức ăn sẽ được thay mỗi ngày 1 lần vào buổi sáng

Lá được giữ ẩm bằng giấy thấm nước Sâu non các tuổi được theo dõi kích thước mảng đầu

+ Nhộng: Sâu non đẫy sức ngừng ăn được chuyển vào hộp có chứa

giấy ẩm để cho hoá nhộng Thời gian phát dục của nhộng được tính từ thời điểm của ngày sâu non đẫy sức hoá nhộng đến thời điểm của ngày nhộng vũ hóa trưởng thành Tiến hành đo kích thước nhộng và cân khối lượng nhộng sau khi hóa nhộng sau khi hoá nhộng 48 giờ, phân biệt nhộng đực, cái và thời gian phát dục

+ Thời gian tiền đẻ trứng và thời gian sống của trưởng thành: Ngay

sau khi vũ hóa, trưởng thành được thả trong lồng giao phối để ghép cặp Trưởng thành đực cái được cho ăn thêm thức ăn mật ong 10% Theo dõi thời gian từ khi vũ hoá đến khi ghép đôi giao phối, thời gian từ khi giao phối đến khi đẻ trứng đầu tiên, thời gian đẻ trứng trong ngày, thời gian đẻ trứng của trưởng thành cái, thời gian sống của trưởng thành cái, thời gian sống của trưởng thành đực

+ Các chỉ tiêu về sâu non:

 Tiến hành nuôi sâu keo mùa thu tuổi 1, chọn lọc ra 90 cá thể ngẫu nhiên để tiến hành theo dõi các chỉ tiêu

 Thời gian chuyển tuổi Tổng thời gian phát dục pha sâu non

 Kích thước mảnh đầu qua các tuổi

 Tỷ lệ sâu chết

+ Các chỉ tiêu về nhộng:

 Phân loại nhộng đực và nhộng cái

 Chọn 30 nhộng đực và 30 nhộng cái tiến hành đo các chỉ tiêu về chiều dài, chièu rộng, cân nặng sau 2 ngày hóa nhộng

 Tỷ lệ nhộng vũ hoá không thành công

+ Các chỉ tiêu về trưởng thành:

 Ghép cặp 10 đôi sau đó thả vào lồng nuôi với với cây ký chủ là cây ngô non giai đoạn 5-7 lá, đếm số trứng trưởng thành cái đẻ ra Thí nghiệm thực hiện cho đến khi trưởng thành chết sinh lý

 Đo chiều dài tưởng thành

 Đo chiều rộng sải cánh trước

 Số trứng trung bình của một trưởng thành cái đẻ ra

 Thời gian tiền đẻ trứng

 Thời gian đẻ trứng

 Thời gian sống

24

3.4.4 Xác định thành phần vi khuẩn đường ruột của sâu keo

- Chuẩn bị môi trường thạch nuôi cấy vi khuẩn LB (Lysogeny Broth Agar)

Chuẩn bị 10g tryptone + 5g yeast extract + 5g Nacl + 20g Agar hòa trong 1000 ml nước cất Tiến hành đun sôi để hòa tan hoàn toàn chất tan tạo thành dung dịch môi trường đồng nhất Dung dịch môi trường được rót ra các bình tam giác 500ml, hấp khử trùng ở 121 độ C trong 15 phút, sau đó được rót ra các đĩa petri để chuẩn bị cấy vi khuẩn Chú ý hiệu chỉnh pH dung dịch môi trường duy trì ngưỡng 7.4±0.2 (ở 250C)

- Mổ tách ruột sâu non

Thu mẫu sâu keo mùa thu tuổi 5 đồng đều kích thước từ các nguồn nuôi hai loại thức ăn khác nhau bỏ đói 12 tiếng trước khi tiến hành thí nghiệm Trước khi mổ tách ruột, sâu keo được khử trùng bề mặt trong 70% etanol trong 1 phút, rửa sạch trong nước vô trùng trước khi giải phẫu Tiến hành thực hiện tách ruột giữa sâu non trong tủ hút vô trùng, sử dụng kéo nhỏ phẫu thuật, kim và pincet đã được khử trùng Tiến hành cắt rời đầu và đốt bụng cuối cùng của từng sâu non Dùng panh rút từ từ phần ống tiêu hóa của sâu non Cắt thu tách phần ruột giữa cần cho thí nghiệm, chuyển sang ống effendoff chứa 2ml dung dịch PBS 1%

- Phân lập vi khuẩn nội sinh đường ruột sâu keo mùa thu

Ống effendoff chứa phần ruột sâu non vừa thu được được đưa vào ly tâm

ở tốc độ 1300 vòng/phút nhằm loại bỏ các phần cấu trúc ruột, dung dịch thu được (1ml) được pha loãng trong nước muối sinh lý theo các nồng độ từ 10-1 -

10-7 Tiến hành cấy trang từ mỗi dung dịch thu được ra đĩa petri chứa môi trường LB agar đã chuẩn bị sẵn, ủ trong tủ ấm ở 37°C trong 24 giờ Khuẩn lạc thu được tiếp tục được tách cấy làm thuần bằng cách cấy ria trên các đĩa thạch tương ứng liên tục ba lần, sau đó chủng thuần được chuyển sang đĩa thạch mới phục vụ cho bước chiết tách DNA định loại vi khuẩn

25

- Phương pháp PCR, điện di, li tâm sản phẩm

Lấy khuẩn lạc từ đĩa môi trường cho vào ống effendoff chứa 2µl NaOH Cho 50µl Tris vào ống effendoff chứa dung dịch khuẩn rồi chuyển sang máy PCR Sau khi PCR, thực hiện phương pháp điện di Cho 2µl leading dye vào ống dung dịch khuẩn trên Sau đó, đun tan hỗn hợp (0,5g agar + 50ml

Ethium bromide Cuối cùng, đổ bản gel chờ đông và nhỏ giếng (5µl dịch khuẩn 1 giếng) Sau khi điện di xong, cắt thạch cho vào ống tube 0,5 µl, khối

cho tan thạch Chuyển sang ống chiết DNA, quay lắng sau đó li tâm ở tốc độ 13.000 vòng trong 1 phút Loại bỏ nước, bổ sung 700µl Buffer NW, quay lắng sau đó li tâm 13000 vòng trong 1 phút Tiếp tục loại bỏ nước, li tâm 1300 vòng trong 2 phút Sau đó, chuyển màng sang ống tube 2ml, bổ sung 40µl Buffer EB, li tâm 1300 vòng /1 phút Cuối cùng, ống dung dịch mẫu được bảo quản và gửi đi giải trình tự tại Viện Công nghệ sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học Việt Nam

Các trình tự ADN được phân tích bằng phần mềm Chromas 2.4 và so sánh độ tương đồng với dữ liệu có sẵn trong ngân hàng gen của NCBI (GenBank) sử dụng chương trình BLAST Việc so sánh độ tương đồng trình

tự này giúp có thêm cơ sở phục vụ việc phân loại

26

- Nhuộm gram vi khuẩn

 Thuốc thử

Dung dịch tím tinh thể: 20g tím tinh thể + 20ml etanol 95% + 0,8g amoni

oxalat + 80ml nước cất Hòa tan tím tinh thể trong etanol và hòa tan amoni oxalat trong nước Sau đó, trộn 2 dung dịch này với nhau và lắc cho tan hết

Dung dịch fuchsin đậm đặc: 1g Fuchsin basic + 10ml etanol 95% +

5g phenol + 100ml nước cất Khi dùng, pha loãng dung dịch fuchsin đậm đặc với nước theo tỉ lệ 1 : 10 (thể tích)

Dung dịch lugol: 2g Kali iodua + 1g Iốt tinh thể + 200ml nước cất

Nghiền kali iodua và iốt tinh thể, cho nước vào từ từ và lắc cho tan

Cồn axeton: 3 phần Etanol 95 % + 1 phần axeton 95%

 Cách tiến hành

Nhỏ dung dịch tím tinh thể lên tiêu bản, để từ 1 min đến 2 min sau đó rửa nước nhanh và để khô Nhỏ dung dịch Lugol, để 1 phút sau đó rửa nước nhanh và để khô Nhỏ dung dịch cồn axeton, rửa nước thật nhanh và để khô Nhỏ dung dịch Fuchsin loãng, để 1 phút sau đó rửa nước rồi thấm khô hoặc

để khô Quan sát tiêu bản sử dụng kính hiển vi quang học với vật kính dầu, vật kính có độ phóng đại 100X, vi khuẩn gram âm sẽ lên màu hồng còn vi khuẩn gram dương sẽ lên màu tím

3.5 Phương pháp khảo sát hiệu lực ức chế của vi khuẩn nội sinh đường

ruột sâu keo với nấm Metarhizium anisoplae trên môi trường PDA

Chúng tôi tiến hành thí nghiệm khảo sát hiệu lực ức chế vi khuẩn nội sinh bằng nấm sử dụng phương pháp cấy cạnh tranh trên môi trường PDA, thí nghiệm gồm 4 công thức, mỗi công thức nhắc lại 3 lần, mỗi lần 3 đĩa petri:

+ Công thức 1: Cấy nấm Metarhizium anisoplae riêng rẽ trên môi trường

PDA

+ Công thức 2: Cấy vi khuẩn nội sinh đường ruột trước, sau 24h cấy nấm

Metarhizium anisoplae

27

+ Công thức 3: Cấy đồng thời nấm Metarhizium anisoplae và vi khuẩn

nội sinh đường ruột sâu keo

+ Công thức 4: Cấy nấm Metarhizium anisoplae trước, sau 24h cấy vi

khuẩn nội sinh đường ruột sâu keo

- Chỉ tiêu theo dõi: theo dõi sự phát triển của đường kính tản nấm trên môi trường nhân tạo PDA Tính hiệu lực ức chế của vi khuẩn nội sinh đường

ruột sâu keo với nấm Metarhizium anisoplae các theo công thức Abbott

Công thức tính hiệu lực ức chế:

Trong đó:

H: Hiệu lực ức chế (%) D: Đường kính nấm trên đĩa đối kháng (cm)

Dđc: Đường kính nấm trên đĩa đối chứng (cm)

X :thời gian trung bình của giai đoạn phát triển

X i : Thời gian phát dục của cá thể thứ n trong ngày thứ i

28

Trong đó:

A :Thời gian sống trung bình

ai: Thời gian sống của sâu đến ngày thứ i

ni: Số sâu còn sống trong ngày i

29

PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

4.1 Ảnh hưởng của yếu tố thức ăn lên một số đặc điểm, hình thái sinh vật học của sâu keo mùa thu

4.1.1.Triệu chứng gây hại của sâu keo mùa thu trên cây ngô

Chúng tôi đã tiến hành quan sát mô tả đặc điểm triệu chứng gây hại của sâu keo mùa thu trên cây ngô từ giai đoạn cây 3-5 lá đến giai đoạn trổ cờ Kết quả quan sát triệu chứng gây hại của sâu keo mùa thu trên cây ngô được thể hiện tại hình 4.1

Hình 4.1 Triệu chứng gây hại của sâu keo mùa thu trên cây ngô A) Triệu chứng gây hại của sâu keo mùa thu tuổi 1 và 2 B) Triệu chứng gây

hại của sâu keo mùa thu từ tuổi 3 đến 6

Triệu chứng gây hại của sâu non tuổi 1 và 2 sâu keo mùa thu là chỉ gặm các mô biểu bì của lá cây và để lại mặt lá cây ngô các đường gặm loang lổ và dần về sau các vết gặm này sẽ bị bạc hoặc thủng dần (Hình 4.1A) Sâu non từ tuổi 4 đến tuổi 6 thường gặm thủng mặt lá tạo thành các vết rách lớn trên bề mặt lá Sâu non tuổi lớn ăn vào các lá bên trong nõn đến khi các lá này phát triển ra bên ngoài sẽ thấy có rất nhiều vết rách thủng đồng dạng trên mặt lá Khi bị gây hại nhiều, các lá này có thể bị gãy gập lại hoặc lá bị xoắn lại không