ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH TRONG SẢN XUẤT THUỐC TRỪ SÂU VI SINH ( Bacillus thuringiensis var)

Trang 2

Thuốc trừ sâu sinh học Bt

Trang 3

Nhóm 1

Click to edit Master subtitle style

HÌNH ẢNH

Trang 4

• Năm 1901, vi khuẩn Bacillus thuringiensis (Bt)

được phát hiện bởi Ishwatari

• Năm 1911, Ernst Berlinner nghiên cứu ra tác nhân gây bệnh trên loài sâu xám ở tỉnh Thuringia, Đức

của loài Bacillus thuringiensis

• Năm 1938, Bacillus thuringiensis được sử dụng

làm thuốc trừ sâu tại Pháp và đến những thập

niên năm 1950, Bt đã được sử dụng rộng rãi tại

Mỹ.

Trang 5

Nhóm 1

THUỐC TRỪ SÂU Bt

• Bt được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trên

nhiều quốc gia như ở: Hoa Kỳ, Liên Xô Cũ, Pháp, Đức, Trung Quốc, Nhật Bản…

• Ở nước ta, cuối thập kỷ 80 một số cơ quan nghiên cứu khoa học đã bắt đầu sản xuất các chế phẩm diệt sâu từ Bt

• Hiệu lực của các chế phẩm Bt sản xuất ở trong

nước đối với sâu tơ, sâu xanh, sâu cuốn lá loại

nhỏ tương ứng đạt : 60% – 100% , 12% – 32%,

28% – 100%

Trang 6

như Vi-BT 32000WP, 16000WP; BT Xentary 35WDG, Firibiotox P dạng bột; Firibiotox C dạng dịch cô đặc

Trang 7

• Phủ tiêm mao, di chuyển được

•Sinh bào tử, kích thước 1,6 – 2 µm

• Hiếu khí hoặc hiếu khí không bắt

buộc

• Tế bào đứng riêng hoặc xếp

chuỗi

•Tạo ra tinh thể protein trong giai

đoạn tạo bào tử, kích thước 0,6 – 2

µm

• Phổ biến trong tự nhiên, cư trú

trong đất, trên bề mặt cây và trên

xác sâu

Trang 8

• Nguồn cacbon: tinh

Trang 10

• Trong đường gluco glyxerol sẽ tạo axit

• Phản ứng dương với metyl đỏ

Trang 11

và phát triển

Trang 12

• Dạng que, hai đầu tù, kích thước 1,2-1,8 µm x3-5

µm, bắt màu gram dương

• Lông mọc xung quanh, hơi động hoặc không

động, thường tồn tại 1 hoặc 2 cá thể liền nhau

• Sinh sản theo kiểu phân chia ngang Trong thời kì sinh sản có 2,4,8… thể dinh dưỡng liền nhau

thành chuỗi

Trang 13

hình thành tinh thể hình thoi Nang bào tử hình

trứng dài, to hơn thể sinh dưỡng

Trang 15

Nhóm 1

ĐỘC TỐ CỦA Bt

• Ngoại độc tố α (alpha- exotoxin)

• Ngoại độc tố β (beta- exotoxin)

• Ngoại độc tố y(gamar-exotoxin)

Trang 16

var elesti sản sinh enzyme lethinase.

• Phân hủy mang tính cảm ứng của Phospholipit trong mô của côn trùng, làm côn trùng bị chết

• Đầu tiên enzyme này liên kết với tế bào ruột của côn trùng, sau đó tách ra và được hoạt hóa bởi một chất không bền nhiệt, chất này có trọng lượng phân tử thấp, có thể là lipit

Trang 17

Nhóm 1

• Được tìm ra vào năm1959 khi Halt và Arkawwa nuôi ấu trùng ruồi nhà bằng thức ăn có chứa BT

• Thành phần gồm adenin, riboza và phospho (1:1:1)

• Hòa tan trong nước, bền vững ở nhiệt độ cao,có thể chịu được nhiệt độ 120-1210C trong 10-15 phút Vì thế gọi là ngoại độc tố chịu nhiệt

Ngoại độc tố β

Trang 18

mạnh, trước khi hình thành bào tử.

• Là một nucleotit có trọng lượng phân tử thấp,

có adenin, riboza, phospho với tỉ lệ bằng nhau

Trang 19

Nhóm 1

• Tác động kìm hãm nucleotidaza, polymeraza

ARN-• Còn cộng hưởng với nội độc tố δ gây thay đổi sinh lý dẫn đến cái chết nhanh cho ấu trùng

• Hiệu quả trong việc chống sâu non (gây trì trệ trong việc chuyển hóa lột xác)

Ngoại độc tố β (tt)

Trang 20

•Tinh thể độc Cry được tạo ra với một lượng lớn hơn nhiều so với chất độc Cyt và là tác nhân có hiệu quả chính trong việc gây độc cho côn trùng.

Trang 21

•Có hơn 50 gene mã hóa các protein tinh thể độc,

có thể chia protein tinh thể độc thành 15 nhóm dựa trên sự giống nhau trong trình tự gene

Trang 22

15 nhóm

Gen Hình dạng tinh thể protein tinh thể Khối lượng

(kDa) Đối tượng diệt

B, C)

Hình phẳng hoặc vô định hình

Trang 23

Nhóm 1

• Các dạng tinh thể nội độc tố:

– Dạng nhị tháp– Dạng hình cầu– Dạng hình vuông– Dạng không ổn định– Dạnh hình lõm

( theo Rn Gaixin, Feng Xichang và Feng Weixiong, 1983)

Nội độc tố δ (tt)

Trang 24

chuỗi hoặc tất cả các chuỗi có thể cài vào màng tế bào ruột, tạo ra các lỗ  các ion qua lại tự do

•Vùng II: chứa 3 dải β không song song tương tự như vùng gắn kháng nguyên của globulin miễn dịch, vùng này có chức năng gắn với thụ thể trên bề mặt

tế bào biểu mô ruột

Trang 25

Nhóm 1

Vùng chức năng của cry

•Vùng III: bảo vệ độc tố đã được hoạt hóa khỏi bị phân hủy bởi protease ruột

• Với cấu trúc và hoạt tính như vậy, tinh thể độc liên kết một cách đặc hiệu với màng tế bào biểu mô ruột của sâu

Trang 27

Nhóm 1

CƠ CHẾ GÂY ĐỘC

Trang 28

với bào tử xâm nhập vào cơ thể.

• Trong điều kiện bình thường, tinh thể không hòa

tan Khi đi vào ruột giữa của sâu nơi có pH>9,5

làm cho tinh thể độc tan ra Dạng hòa tan này

chưa phải là dạng hoạt động

• Dạng tiền độc tố này được protease hóa trong

ruột giữa của sâu hoạt hóa thành độc tố

Trang 29

Nhóm 1

CƠ CHẾ GÂY ĐỘC

• Độc tố này gắn vào tế bào biểu mô thành ruột,

làm cho ruột sâu bị tê liệt dẫn đến ngừng ăn

• Đồng thời độc tố này đâm qua màng tạo thành lỗ xuyên màng dẫn đến mất cân bằng ion làm vi

nhung mao trương phình lên Đây là nguyên nhân làm sâu chết

• pH trong ruột giảm xuống bằng pH nội môi trong

huyết tương Độ pH thấp này cho phép các bào tử nảy mầm, xâm chiếm vật chủ cuối cùng gây chết

Trang 30

Nguy hiểm chết

sâu !

Sâu ngừng ăn,mộng

nước lên và …chết

Trang 31

Nhóm 1

1 số loại sâu mà BT có thể diệt trừ

Trang 32

Sâu Lymantria dispa Helicoverpa armigera

Trang 33

Nhóm 1

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT Bt

• Sản xuất chủ yếu theo 2 cách: lên men thường

(lên men bề mặt) và lên men chìm có sục khí

Công nghệ lên men xốp đạt hiệu quả không cao

nên chủ yếu dùng phương pháp lên men chìm

Trang 35

• Chuẩn bị môi trường: Môi trường thường sử dụng

để nuôi cấy Bt bao gồm các thành phần sau:

• Nguồn cacbon là tinh bột, maltose, glucose Nếu

là tinh bột thường dùng là gạo, ngô, sắn

Trang 36

và đường đôi sử dụng amylase hoặc H2SO4 trong điều kiện nhiệt độ cao để thủy phân.

• Nguồn N: thường sử dụng là bột cá, bột ngô, bột

banh lạc, bột bánh đậu, cao thịt bò, peptone, bột

men,…

• Muối vô cơ thương bổ sung vào là các muối sau:

K2HPO4, MgSO4,,CaCO3

Trang 37

Nhóm 1

• Khử trùng: Sau khi chuẩn bị môi trường xong nên

đi khử trùng với các chế độ khử trùng sau:

• Khử trùng bằng phương pháp gián đoạn: tiến

hành ở áp suất dư 0.05-0.1Mpa với nhiệt độ từ

110-1200C trong vòng 1 – 1,5 giờ

• Hoặc khử trùng liên tục: tiến hành ở nhiệt độ cao hơn 140-145 và thời gian ngắn hơn 5- 15 phút

Trang 38

tich 500l, 1000l, 2000l , ở điều kiện nhiệt độ từ

27-320C điều chỉnh pH =7,5 trong khoảng thời gian từ 48-72h Trong quá trình lên men tiến hành thổi

khí

• Chế độ thổi khí: ngưỡng thổi khí lớn nhất cho quá trình lên men là 0,5-0,6m3 môi trường/m3 không

khí

Trang 39

Nhóm 1

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men:

• Nhiệt độ: ảnh hưởng đến sự hình thành bào tử

Nếu nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp sẽ kéo dài

hoặc rút ngắn quá trình lên men Nhiệt độ thích

hợp là 300C

• Các chế độ luân chuyển giống: ảnh hưởng đến sự hình thành bào tử và tinh thể độc Nếu sử dụng

liên tục sẽ xảy ra hiện tượng nhiễm thực khuẩn

thể Vì vậy lên men khoảng 10-15 lần giống cũ thì cần phải thay giống mới

Trang 40

môi trường kiềm pH=7.5, ở điều kiện 8,5 vẫn có

thể hình thành bào tử, nếu pH =5 không hình

thành bào tử

• Ảnh hưởng của oxi: vi khuẩn loại hiếu khí, phải có

đủ oxi mới sinh trưởng tốt, nhất là khi hình thành

bào tử Nếu thiếu oxi không hình thành bào tử

hoặc hình thành chậm Lượng oxi thường cung

cấp cho quá trình lên men là 0,5-0,6m3 môi

trường/m3 không khí là tốt nhất

Trang 41

ƯU – NHƯỢC CỦA THUỐC TRỪ SÂU Bt

Không tổn hại đến những sinh

vật có ích

Hiệu quả kéo dài qua nhiều thế

hệ sâu hại Hiệu quả kinh tế cao

Hiệu quả ban đầu không cao

Tác động chậm (1-3 ngày)

Sản xuất phức tạp,giá thành cao

Trang 42

hiện nay, các loại thuốc trừ sâu hóa học đang có xu hướng được thay thế dần bởi các loại thuốc trừ sâu sinh học Nhu cầu bức thiết là phải phát triển các loại thuốc bảo vệ thực vật mới, có tác dụng diệt sâu cao hiệu lực nhanh chóng, không làm ảnh hưởng đến môi trường, không tạo nên tính kháng

thuốc của sâu hại Và Bacillus thuringiensis là một trong

những đối tượng nghiên cứu hết sức thuận lợi Những thành tựu đạt được của thuốc trừ sâu Bt không chỉ mang lại những lợi ích rõ ràng mà còn hứa hẹn tương lai với nhiều ứng dụng mới nhằm phát triển những biện pháp có hiệu quả hơn nữa trong việc khống chế dịch hại.

Trang 43

Thank You!

TP.HCM tháng 10/2011

Định dạng
Số trang	43
Dung lượng	2,63 MB