Phân tích tác động của Bt protein đến các sinh vật không phải là mục tiêu (côn trùng, động vật,vi sinh vật đất). Hãy đưa ra các bằng chứng để thuyết phục về tính an toàn của việc sử dụng Bt

MỤC LỤC A. Đặt vấn đề Hướng tới một nền nông nghiệp phát triển bền vững và đảm bảo an ninh lương thực trong tương lai hiện đang là mối quan tâm của nhiều quốc gia trong đó có Việt Nam. Việc ứng dụng công nghệ sinh học trong sản xuất nông nghiệp đã và đang trở thành xu thế chung và cây trồng công nghệ sinh học có một vai trò rất quan trọng. Theo báo cáo của Tổ chức quốc tế về tiếp thu các ứng dụng về công nghệ sinh học trong nông nghiệp (ISAAA) từ năm 1996 đến 2010, diện tích cây trồng công nghệ sinh học đã góp phần tích cực vào quá trình tăng cường an ninh lương thực, phát triển bền vững và khắc phục biến đổi khí hậu thông qua việc nâng sản lượng cây trồng lên 78,4 tỉ đô, đóng góp vào việc cải thiện môi trường bằng cách giúp tiết kiệm 443 triệu kg thuốc trừ sâu, giảm tới 19 tỉ kg khí CO2 chỉ riêng trong năm 2010, tương ứng với lượng khí thải của gần 9 triệu xe ô tô vận hành trên đường, bảo tồn đa dạng sinh học bằng cách góp phần bảo tồn 91 triệu hecta rừng và giúp xoá đói giảm nghèo cho 15 triệu nông dân sản xuất quy mô nhỏ – những người thuộc thành phần nghèo nhất trên thế giới. Do đem lại những lợi ích đáng kể, diện tích trồng cây công nghệ sinh học (CNSH) tiếptục tăng trưởng mạnh mẽ trong năm 2011, từ 148 triệu ha trong năm 2010 đạt 160 triệuha năm 2011, với mức tăng hai con số 12 triệu ha tương đương tỷ lệ tăng 8%.Với mức tăng 94 lần từ 1,7 triệu ha năm 1996 lên 160 triệu ha năm 2011, cây trồng côngnghệ sinh học trở thành công nghệ cây trồng được đưa vào ứng dụng nhanh nhất tronglịch sử gần đây. Trên thế giới hiện nay diện tích đất trồng sử dụng cho nông nghiệp vẫn chiếm mộtcon số lớn, mà chủ yếu là những cánh đồng chuyên canh trồng lúa, lúa mì và các cây lương thực thâm canh. Cùng với đó là vấn nạn về sâu bệnh hại liên tục phá hoại mùa màng thậm chí từ mùa này sang mùa khác mà con người không có cách nào có thể diệt trừ một cách triệt để được. Một loạt các biện pháp đã được con người áp dụngvào trong sản xuất nông nghiệp nhằm phòng trừ sâu bệnh hại mà biện pháp tiên phong là sử dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật. Tuy nhiên, các loại thuốc bảo vệ thực vật đó không những tác động rất xấu đến sức khỏe con người mà còn ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường, làm mất cân bằng hệ sinh thái. Do đó đặt ra vấn đề là làm thế nào để phòng chống sâu bệnh hại mà không có ảnh hưởng lớn tới sức khỏe con người?Một loạt các nghiên cứu về lĩnh vực này ra đời. Thuốc trừ sâu sinh học sử dụng cácloài sinh vật có ích và các chế phẩm của nó, mà đi đầu là thuốc trừ sâu Bt, ra đời như là một biện pháp hữu hiệu đáp ứng nhu cầu của nền nông nghiệp. Một bước tiến vượt bậc của ứng dụng công nghệ Bt là việc phát triển cây trồng CNSH mang gene kháng đang được tiếp cận theo nhiều hướng khác nhau và hướng sử dụng gene biểu hiện độc tố từ vi khuẩn Bt là hướng được quan tâm nhất. Nhưng một vấn đề đặt ra là sử dụng các cây trồng Bt thì các côn trùng không phải là mục tiêu có chịu ảnh hưởng hay không?và việc sử dụng Bt có an toàn hay không? Để trả lời cho câu hỏi này, nhóm chúng em đã đi vào tìm hiểu chuyên đề “Phân tích tác động của Bt protein đến các sinh vật không phải là mục tiêu (côn trùng, động vật,vi sinh vật đất). Hãy đưa ra các bằng chứng để thuyết phục về tính an toàn của việc sử dụng Bt”. B. Nội dung I. Giới thiệu về công nghệ Bt 1. Vi khuẩn Bacillus thuringiensis Bacillus thuringiensis (viết tắt: Bt) là vi khuẩn Gram dương, cũng là loài vi khuẩn đất điển hình được phân lập ở vùng Thuringia, Đức. Bt có khả năng tổng hợp protein gây tệ liệt ấu trùng của một số loài côn trùng gây hại, trong đó có sâu đục quả bông, các loài sâu đục thân ngô Châu Á và Châu Âu. Chúng đều là sâu hại thực vật phổ biến, có khả năng gây ra những sự tàn phá nghiêm trọng. Bacillus thuringiensis Giới (regnum): Eubacteria Ngành (phylum): Firmicutes Lớp (class): Bacilli Bộ (ordo): Bacillales Họ (familia): Bacillaceae Chi (genus): Bacillus Loài (species): thuringiensis Phân loại khoa học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

AN TOÀN SINH HỌC

“Phân tích tác động của Bt protein đến các sinh vật không phải là mục tiêu (côn trùng, động vật,vi sinh vật đất) Hãy đưa ra các bằng chứng để thuyết phục về tính an toàn của việc sử dụng Bt”

GVHD : PGS.TS Nguyễn Thị Phương Thảo

MỤC LỤC

Hướng tới một nền nông nghiệp phát triển bền vững và đảm bảo an ninh lươngthực trong tương lai hiện đang là mối quan tâm của nhiều quốc gia trong đó có ViệtNam Việc ứng dụng công nghệ sinh học trong sản xuất nông nghiệp đã và đangtrở thành xu thế chung và cây trồng công nghệ sinh học có một vai trò rất quantrọng

Theo báo cáo của Tổ chức quốc tế về tiếp thu các ứng dụng về công nghệ sinh họctrong nông nghiệp (ISAAA) từ năm 1996 đến 2010, diện tích cây trồng công nghệsinh học đã góp phần tích cực vào quá trình tăng cường an ninh lương thực, pháttriển bền vững và khắc phục biến đổi khí hậu thông qua việc nâng sản lượng câytrồng lên 78,4 tỉ đô, đóng góp vào việc cải thiện môi trường bằng cách giúp tiếtkiệm 443 triệu kg thuốc trừ sâu, giảm tới 19 tỉ kg khí CO2 chỉ riêng trong năm

2010, tương ứng với lượng khí thải của gần 9 triệu xe ô tô vận hành trên đường,bảo tồn đa dạng sinh học bằng cách góp phần bảo tồn 91 triệu hecta rừng và giúpxoá đói giảm nghèo cho 15 triệu nông dân sản xuất quy mô nhỏ – những ngườithuộc thành phần nghèo nhất trên thế giới

Do đem lại những lợi ích đáng kể, diện tích trồng cây công nghệ sinh học (CNSH)tiếptục tăng trưởng mạnh mẽ trong năm 2011, từ 148 triệu ha trong năm 2010 đạt

160 triệuha năm 2011, với mức tăng hai con số - 12 triệu ha tương đương tỷ lệ tăng8%.Với mức tăng 94 lần từ 1,7 triệu ha năm 1996 lên 160 triệu ha năm 2011, câytrồng côngnghệ sinh học trở thành công nghệ cây trồng được đưa vào ứng dụngnhanh nhất tronglịch sử gần đây

Trên thế giới hiện nay diện tích đất trồng sử dụng cho nông nghiệp vẫn chiếmmộtcon số lớn, mà chủ yếu là những cánh đồng chuyên canh trồng lúa, lúa mì vàcác cây lương thực thâm canh Cùng với đó là vấn nạn về sâu bệnh hại liên tục pháhoại mùa màng thậm chí từ mùa này sang mùa khác mà con người không có cáchnào có thể diệt trừ một cách triệt để được Một loạt các biện pháp đã được conngười áp dụngvào trong sản xuất nông nghiệp nhằm phòng trừ sâu bệnh hại màbiện pháp tiên phong là sử dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật Tuy nhiên, các loạithuốc bảo vệ thực vật đó không những tác động rất xấu đến sức khỏe con người màcòn ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường, làm mất cân bằng hệ sinh thái Do đóđặt ra vấn đề là làm thế nào để phòng chống sâu bệnh hại mà không có ảnh hưởnglớn tới sức khỏe con người?Một loạt các nghiên cứu về lĩnh vực này ra đời Thuốctrừ sâu sinh học sử dụng cácloài sinh vật có ích và các chế phẩm của nó, mà đi đầu

là thuốc trừ sâu Bt, ra đời như là một biện pháp hữu hiệu đáp ứng nhu cầu của nền

nông nghiệp Một bước tiến vượt bậc của ứng dụng công nghệ Bt là việc phát triểncây trồng CNSH mang gene kháng đang được tiếp cận theo nhiều hướng khácnhau và hướng sử dụng gene biểu hiện độc tố từ vi khuẩn Bt là hướng được quantâm nhất Nhưng một vấn đề đặt ra là sử dụng các cây trồng Bt thì các côn trùngkhông phải là mục tiêu có chịu ảnh hưởng hay không?và việc sử dụng Bt có antoàn hay không? Để trả lời cho câu hỏi này, nhóm chúng em đã đi vào tìm hiểu

chuyên đề “Phân tích tác động của Bt protein đến các sinh vật không phải là mục tiêu (côn trùng, động vật,vi sinh vật đất) Hãy đưa ra các bằng chứng để thuyết phục về tính an toàn của việc sử dụng Bt”.

I Giới thiệu về công nghệ Bt

1. Vi khuẩn Bacillus thuringiensis

Bacillus thuringiensis (viết tắt: Bt) là vi khuẩn Gram dương, cũng là

loài vi khuẩn đất điển hình được phân lập ở vùng Thuringia, Đức Bt có khả năngtổng hợp protein gây tệ liệt ấu trùng của một số loài côn trùng gây hại, trong đó cósâu đục quả bông, các loài sâu đục thân ngô Châu Á và Châu Âu Chúng đều làsâu hại thực vật phổ biến, có khả năng gây ra những sự tàn phá nghiêm trọng

Bacillus thuringiensis

Giới (re

gnum):

EubacteriaNgành (phylum):

Phân loại khoa học

Một số đặc điểm của vi khuẩn Bt:

Trực khuẩn, kích thước 1-1,2 x 3-5 µm

• Phủ tiêm mao, di chuyển được

• Gram dương

• Sinh bào tử, kích thước 1,6 – 2 µm

Hiếu khí hoặc hiếu khí không bắt buộc

• Tế bào đứng riêng hoặc xếp chuỗi

Nhiệt độ sinh trưởng 15º-45ºC(thích hợp nhất 29-300C)

Phổ biến trong tự nhiên, cư trútrong đất, trên bề mặt cây và trênxác sâu

Tạo ra tinh thể protein trong giaiđoạn tạo bào tử, kích thước 0,6 –

2 µm

Bacillus thurigiensis có khả năng sản sinh ra các loại phân tử protein có tính

độc, và gây độc cho nhiều loài thuộc lớp côn trùng nói chung Protein gây độc vớicôn trùng mà Bacillus thurigiensis sản sinh ra có tính đặc hiệu nhất định đối vớicác loài khác nhau, chính vì thế Bt đã trở thành một loại thuốc trừ sâu bệnh hạithân thiện với môi trường Và cũng là tiền đề cho việc phát triển cây trồng chuyểngene có sử dụng các gene có nguồn gốc từ vi khuẩn Bt.Bt lần đầu tiên được pháthiện vào năm 1901 tại Nhật Bản bởi nhà sinh vật học Shigente Ishiwarti Năm

1911, Bernard - người Đức, tìm thấy khuẩn Thuring Năm 1915, Ernst Berlinerphát hiện ra protein Bt Năm 1920, Bt được sử dụng như là thuốc trừ sâu sinh học.Năm 1985, gen Cry của Bt được chuyển vào cây trồng để diệt sâu hại

Sau khi xâm nhập vào các ấu trùng của côn trùng đích qua đường tiêu hóa, protein

Bt được hoạt hóa dưới tác động của môi trường kiềm trong ruột côn trùng, chọcthủng ruột giữa gây nên sự tổn thương làm chúng ngừng ăn Kết quả là côn trùngchết sau một vài ngày

Với khả năng sản sinh protein độc tố có khả năng diệt côn trùng, Bt đã vàđang được rất nhiều nhà khoa học nghiên cứu và khám phá giá trị nông học củachúng Đến nay, hơn 200 loại protein của Bt đã được phát hiện với các nồng độđộc tố diệt một số loài côn trùng khác nhau Dưới đây là các loài Bt chính đã đượcphát hiện và sử dụng rộng rãi trong sản xuất chế phẩm phòng trừ sâu bệnh cho câytrồng :

• Bảng 1 : Một số loài Bt chính được ứng dụng trong sản xuất chế phẩm

2 Bacillus thuringiensis subspecies aizawai Bta

3 Bacillus thuringiensis subspecies darmstadiensis Btd

4 Bacillus thuringiensis subspecies entomocidus Bte

5 Bacillus thuringiensis subspecies israelensis Btk

6 Bacillus thuringiensis subspecies kurstaki Btko

7 Bacillus thuringiensis subspecies konkukian Btt

8 Bacillus thuringiensis subspecies tenebrioonis Btte

9 Bacillus thuringiensis subspecies galleriae Btg

2 Lịch sử phát hiện và sử dụng Bt

Công nghệ Bt được phát triển mạnh đặc biệt trong khoảng vài thập niên trởlại đây, tuy nhiên đã có lịch sử hơn trăm năm, ra đời và phát triển theo cùng với sựphát triển của khoa học kỹ thuật của nhân loại

Vào năm 1901, một nhà sinh vật học người Nhật, Ishiwatari Shigetane khiđang thực hiện một cuộc điều tra nghiên cứu nguyên nhân gây bệnh Sotto gây chếtđột ngột, giết chết nhiều quần thể tằm, đã phân lập được một vi khuẩn, chính là

Bt ngày nay và ông coi như một nguyên nhân của bệnh Đây chính là lần đầu tiên

con người phát hiện ra Bt, và Ishiwatari Shigetane đã đặt tên là Bacillus sotto

Đến năm 1911, Ernst Berliner - một nhà sinh vật học người Đức, đã phân

lập được vi khuẩn giết hại loài mối Mediterranean flour và phát hiện lại được đây

chính là loài mà Ishiwatari Shigetane phát hiện được Ông đặt tên lại cho loài vi

khuẩn này là Bt (hay Bacillus thurigiensis) xuất phát từ địa danh Thurigia là một

thị trấn nhỏ ở Đức, nơi đã phát hiện ra

Năm 1915, Ernst Berliner tiếp tục đưa ra một báo cáo về một loại độc tốprotein, là một thành phần được Bt sản sinh ra trong cơ thể của nó và được ông coi

là nguyên nhân chính gây ra tác dụng giết hại các loại mối lúc bấy giờ Tuy nhiên,tác dụng và cơ chế hoạt động của loại protein này về sau khi khoa học phát triểnhơn mới được khám phá chi tiết

Năm 1920, những người nông dân ở các trang trại lớn tại các nước phát triểnbắt đầu sử dụng Bt như một loại thuốc phòng trừ sâu bệnh lúc bấy giờ Đặc biệt lànước Pháp, đã sớm bắt đầu chế tạo các loại thuốc từ bào tử và xác của Bt tạothành các thuốc được gọi là Sporine

Vào những năm 1938 trở đi, khi đó Bt được dùng để giết mối mọt là chính,

và Bt được sản xuất nhiều hơn nhưng những sản phẩm này vẫn còn ít và hạn chế.Hạn chế gây ra bởi đặc tính dễ dàng bị rửa trôi bởi nước mưa khi phun hay rắc,thêm vào đó các loại thuốc này giảm tác dụng rất nhanh dưới ánh sáng mặt trời vàcác tia cực tím (UV ) và đặc biệt là các loài sâu hại chỉ chịu tác dụng của loại thuốcnày vào thời kỳ sâu non, ấu trùng, nhiều loài sâu hại lại ẩn rất kỹ dưới lá, thân hoặcdưới đất, chính vì thế mà việc canh thời gian phun, tìm địa điểm thích hợp trở nên

là một vấn đề nan giải khi muốn đạt hiệu quả cao Chính vì vậy trong thời điểmnày, Bt không được sử dụng một cách rộng rãi trên thế giới

Năm 1956, khi những nghiên cứu của Hannay, Fitz-James và Angus tìm thấy tácnhân chính hoạt động chống lại mối và sâu bọ là các phân tử protein được sản sinhtrong cơ thể vi khuẩn Bt Từ đó mở ra hướng mới cho các nghiên cứu về tác nhân,

cơ chế tác động và di truyền

Năm 1958, các chế phẩm thuốc trừ sâu sản xuất từ Bt bắt đầu được sử dụngrất rộng rãi ở Mĩ, Anh, Đức… Và cho tới năm 1961, Bt trở thành một thành phần

không thể thiếu được như một loại thuốc trừ sâu thân thiện môi trường trongchiến lược phát triển nông nghiệp của tổ chức bảo vệ môi trường EPA(Environmental Protection Agency) của Mỹ

Năm 1977, đã có 13 loài vi khuẩn Bt đã được tìm ra và mô tả, các nghiêncứu và khám phá đã chỉ ra rằng Bt không chỉ gây độc duy nhất với một giai đoạnnhất định của các con ấu trùng của bộ cánh vảy, mà có loài Bt gây độc cả với ấutrùng của bộ cánh cứng

Đến năm 1983 thì các nhà khoa học đã tìm ra loài Bt độc đối với loài bọcánh cứng

Và từ những năm 1980 trở đi, khi mà ý thức của con người với vấn đề môi trườngsống tăng cao, khả năng kháng độc của sâu bệnh với các loại thuốc hoá học kể cảcác loại cực độc như DDT và 666… gia tăng, con người phát hiện được lượng tồn

dư các hoá chất phòng trừ sâu hại trong môi trường đang ngày càng tăng lên ảnhhưởng tới các hệ sinh thái và con người Xuất phát từ đó, chế phẩm sản xuất từ Btngày càng được sử dụng một cách rộng rãi Vào thời điểm này, Bt là một loại hợpchất hữu cơ không ảnh hưởng đến các loại sâu bọ có ích, dễ dàng bị phân huỷnhanh chóng trong môi trường thì trên thế giới và ở các quốc gia bắt đầu đầu tưmạnh cho các nghiên cứu về Bt

Ngày nay khoa học phát triển, phát hiện ra hơn 1000 sự biến dạng của độc tốtrong cơ thể Bt, cùng với sự phát triển của sinh học phân tử đã nhanh chóng ứngdụng vào trở thành công nghệ GMO (Genetically Mođifie Organisms ) chuyển genđiều khiển sự sản sinh độc tố vào cơ thể của cây trồng Ngô và bông là nhữnggiống cây trồng đầu tiên được chuyển gen Bt do tổ chức EPA của Mĩ sản xuất

1995 Và cho tới hiện nay thì công nghệ GMO đã được ứng dụng trong rất nhiềuloại cây trồng và được trồng ở nhiều nơi trên thế giới như: khoai tây, bông, lúa,ngô,…

 Gen Cry II: gây bệnh cho côn trùng bộ cánh vảy và bộ 2 cánh

 Gen cry III: gây bệnh cho côn trùng bộ cánh cứng (coleoptera)

 Gen IV: gây bệnh cho côn trùng bộ 2 cánh diptera

Các protein Cry này có thể tương tác với nhau, ảnh hưởng đến độc tính và tính đặchiệu đối với các loại côn trùng khác nhau Các nghiên cứu đã cho thấy rằng các cấutrúc protein Cry không tương đồng với bất kì chất gây dị ứng hoặc chất gây độcnào đã biết Hơn nữa protein Cry cũng được khẳng định là không gây độc cấp tính

khi sử dụng làm thực phẩm và thức ăn chăn nuôi kể cả khi thử nghiệm ở liều lượngcao.

Các nghiên cứu cũng cung cấp thông tin khoa học trong đó chứng minh cơ chế tácđộng của protein Cry là phức tạp và đặc hiệu cao Các protein Cry chỉ gắn vàotrình tự đặc hiệu có mặt trong ruột của các động vật không xương sống và kíchhoạt để protein Cry biến đổi thành dạng có hoạt tính diệt côn trùng Phân tích miễndịch tế bào của Cry 1A đã cho thấy không có các trình tự gắn đặc hiệu cho proteinnày được tìm thấy ở tế bào động vật có vú và các loại côn trùng không chủ đích

Bảng 2 Các gene sử dụng trong tạo cây chuyển gene Bt ở ngô, bông và đậu tương được cấp phép trồng trọt ngoài môi trường

(http://cera-gmc.org/index.php?action=gm_crop_database)

Gene

sử dụng

Câytrồng ápdụng

Cry1Ab Ngô - Mã hóa trên plasmid; sinh

vật chủ là Bacillus thuringiensissubsp Kurstaki

- Vùng độc của protein nằm ởđầu N

- Protein hình thành trong quátrình hình thành bào tử, có độdài 1155 a.a

- Vùng độc và protein hìnhthành tương tự như trên, protein

có độ dài 1178 a.a

Côn trùng cánh vảy

VD như:

Heliothis virescents;

Pectinophora gossypiella;

Helicoverpa zaea; Spodoptera exigua;

Pseudoplusia includes;

Ostrinia nubilalis

Cry1F

Bông

- Sinh vật chủ là các loàiBacillus thuringiensis

- Protein hình thành trong quátrình tạo bào tử, có độ dài 1168a.a

Côn trùng cánh vảy

VD như:

Ostrinia nubilalis; Sesamia spp.; Spodoptera

frugiperda;

Agrotis ipsilon;

Diatraea grandiosella

Cry2Ab Bông - Sinh vật chủ là Bacillus

thuringiensis subsp Kurstaki

- Vùng độc và protein đượchình thành như cry1Ab, protein

Helicoverpa zaea; Trichoplusia ni; Estigmene acrea; Bucculatrix

thurbeiella;

Spodoptera exigua; Spodoptera

frugiperda (S ornithogoll), và Ostrinia nubilalis

Cry2Ab2,

Cry1Ac

Ngô - Sinh vật chủ là Bacillus

thuringiensis subsp Kurstaki;

mã hóa trên plasmid 75Kb

- Vùng độc và protein đượchình thành như trên, protein có

độ dài 1178 a.a

Côn trùng cánh vảy.

Spodoptera sp., Agrotis ipsilon, Ostrinia nubilalis;

và Helicoverpa zea

Cry1A.105 Ngô - Trình tự amino acid của Côn trùng thuộc họ

domain I và II là giống nhautương ứng với protein Cry1Ab

và Cry1Ac; domain III gầngiống với protein Cry1F và đầu

C của domain này giống vớiprotein Cry1Ac

- Một phần vector (dùng chocloning và biến nạp) dùng cho

mã hóa protein Cry1A.105 baogồm promoter(P-e35S) và phầnđầu của CaMV 35S RNA vớivùng bản sao enhancer

Lepidoptera

Cry2Ab2 Ngô Gen đã được sửa đổi Cry2Ab2, là

một biến thể của protein Cry2Ab2Bacillus thuringiensis subsp

Kurstaki , gen này còn mã hóa choprotein Cry2Ab2 khác với loạihoang dại của Cry2Ab2 của Bt mãhóa bởi một amino acid

Côn trùng thuộc họ

Lepidoptera

 Các loại độc tố Bt

Các tinh thể độc Bt có dạng hình thoi, hình quả trám, hình tháp mang bản chất

là protein, có độc tính cao với rất nhều loại côn trùng, chiếm 30% trọng lượng khôcủa tế bào

Có 4 loại tinh thể chính:

- Ngoại độc tố: β - exotoxin hay ngoại độc tố bền nhiệt

- Ngoại độc tố: γ - exotoxin độc tố tan trong nước

- Nội Ngoại độc tố: α - exotoxin hay phospholipase

- Độc tố: δ - endotoxin (đây chính là tinh thể độc), nó chiếm chủ yếu trong 4 loạiđộc tố trên 90% và có khả năng diệt sâu cao nhất

sau đó tách ra và được hoạt hóa bởi một số chất không bền nhiệt Enzym này có sựliên quan đến hoạt tính trừ sâu và tạo điều kiện cho vi khuaanrxaam nhập vào cơthể côn trùng.

 δ-endotoxin

δ-endotoxin (tinh thể độc) gọi là Protein Cry, tồn tại dưới dạng tiền độc tố, cầnđược hoạt hóa để có tác dụng Tác dụng độc đặc hiệu với các loài côn trùng Saukhi thành tế bào vi khuẩn tiêu hủy thì tinh thể độc tố và bào tử được tự do trongmôi trường và lắng đọng cùng nhau Enzym này có tác dụng gây giập vỡ, phá hủyhoàn toàn biểu mô ruột giữa của côn trùng mẫn cảm và gây chết

II Các phương pháp sử dụng vi khuẩn Bt

từ hơn 40 năm nay ở nhiều nơi trên thế giới

- Đặc biệt Bt đã đem lại lợi ích to lớn cho các nông trại hữu cơ vìchúng được coi là một trong số ít thuốc trừ sâu đạt tiêu chuẩn hữu

cơ (thân thiện với môi trường và sức khỏe con người) Tùy thuộcvào cấu trúc (dạng hạt hay dạng dịch) mà thuốc diệt côn trùngđược phun hay rắc

 Nhược điểm:

- Vẫn tồn tại một số hạn chế nhất định đối với cả hai trường hợp ứngdụng này như thuốc diệt côn trùng Bt rất khó tiếp xúc với côntrùng đích ẩn sâu dưới lá, trong thân cây, trong đất hoặc côn trùng

ở các giai đoạn khác nhau: nhộng, bướm…

- Dễ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường, thời tiết như nước mưarửa trôi, ánh sáng mặt trời, tia UV…

- Những bất lợi này đã được loại trừ nhờ công nghệ sinh học hiệnđại

 Một số ví dụ về thuốc Bt hiện có trên thị trường:

+Bacilus thuringiensis var aizawai kiểu serotype, hoạt chất ở dạng bào tử và

tinh thể, chế biến thành dung dịch đặc, dùng trừ ấu trùng mọt hại kho tàng

+Bacillus thuringiensis var israelensis (tên khác: Teknar) hoạt chất ở dạng tinh thể δ - endotoxin tạo thành qua lên men Bacillus thuringiensis Berliner

var israelensis, Serotype (H-14) Thuốc được gia công ở nhiều dạng như

dung dịch, bột thấm nước dùng trừ muỗi, ấu trùng ruồi

+Bacillus thuringiensis var kurstaki (tên khác Bakthane, Agritol,

Bactospeine plus, Biotrol ), hoạt chất ở dạng bào tử và tinh thể δ

-endotoxin được tạo thành qua lên men Bacillus thuringiensis Berliner, var.

kurstaki, Serotype H-3a 3b Thuốc được gia công thành nhiều dạng như bột

thấm nước, sữa huyền phù, dung dịch đặc dùng trừ ấu trùng bộLepidoptera như sâu khoang, sâu tơ, sâu xanh và nhiều loại sâu khác hại rau,màu và cây ăn trái

+Bacillus thuringiensis var morrisoni, hoạt chất ở dạng bào tử và tinh thể δ

- endotoxin được tạo thành qua lên men Bacillus thuringiensis Berliner var

morrisoni, serotype 8a 8b Thuốc được gia công thành dạng bột khô tan

trong nước và bột thấm nước, dùng trừ ấu trùng bộ Lepidoptera hại rau,màu, cây ăn trái, cây cảnh, cây công nghiệp

+Bacillus thuringiensis var San Diego (tên khác: Myx 1850), dùng để trừ bọ

cánh cứng cho khoai tây, cà chua, cây xanh

Phương pháp hiện đại

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 sẽ có khả năng tự khánglại sâu hại đích Các protein sản sinh trong thực vật không bị rửa trôi hay bị phânhuy dưới ánh nắng mặt trời.vì vậy, bất kể trong điều kiện sinh thái, khí hậu thế nàothì cây trồng vẫn được bảo vệ khỏi sự tấn công của sâu đục thân, hay đục quả

 Ưu điểm: