TIỂU LUẬN ĐẤU TRANH SINH HỌC VAI TRÒ CỦA NẤM TRONG ĐẤU TRANH SINH HỌC

Nhiều nhóm nấm với khả năng gây bệnh cho côn trùng, kí sinh trên nấmgây bệnh cây hay tiết ra các chất kháng sinh, men độc hại đối với vật gây bệnhcây… đã rất có ý nghĩa trong đấu tranh s

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HUẾ

KHOA SINH HỌC

-™µ˜ -TIỂU LUẬNĐẤU TRANH SINH HỌC

TÊN ĐỀ TÀI:

VAI TRÒ CỦA NẤM TRONG ĐẤU TRANH SINH HỌC

Giảng viên hướng dẫn: Học viên thực hiện:

TS Nguyễn Văn Thuận Nguyễn Thị Hải Lý

Lớp LL&PPDHBM Sinh học K22

HUẾ, 04/ 2015

MỤC LỤC

Mở đầu

Nội dung

2.1.2 Phương thức xâm nhập và sự phát triển của nấm trong cơ

thể côn trùng:

4

2.1.3 Các nhóm nấm chủ yếu gây bệnh cho côn trùng: 5

2.1.4 Các nấm được nghiên cứu ứng dụng trừ sâu hại: 5

4.Một số thành tựu của việc phòng trừ dịch hại bằng chế phẩm

nấm

19

MỞ ĐẦU

Quá trình sản xuất nông nghiệp ngày càng phát triển thì sự xuất hiện củadịch hại là nguyên nhân gây ra sự bất ổn đến năng suất và chất lượng nông sảncũng ngày một tăng

Hiện nay hướng nghiên cứu chính trong kiểm soát dịch hại là biện phápquản lý tổng hợp dịch hại (IPM), trong đó biện pháp sinh học được xem là biệnpháp quan trọng

Nhiều nhóm nấm với khả năng gây bệnh cho côn trùng, kí sinh trên nấmgây bệnh cây hay tiết ra các chất kháng sinh, men độc hại đối với vật gây bệnhcây… đã rất có ý nghĩa trong đấu tranh sinh học

NỘI DUNG

1 Khái quát chung về nấm

Nấm có thể coi là sinh vật cộng sinh hoặc hoại sinh trên cơ thể côn trùng, nhiềuloài kí sinh gây hiện tượng bệnh lý và làm cho côn trùng chết

Nấm dị dưỡng bằng cách hấp thụ hay thẩm thấu Nấm hấp thụ các chất dinhdưỡng bằng cách tiết ra hệ men ra ngoài môi trường để phân giải các chất có cấutrúc phức tạp thành các chất có cấu trúc đơn giản, sau đó hấp thụ qua màng

Sinh sản: nấm sinh sản và phát tán bằng bào tử

Trong tự nhiên nấm gây bệnh có thể gây chết côn trùng thường xuyên với tỷ lệcao Vì vậy chúng có tác dụng điều hòa số lượng dịch hại rất có hiệu quả Khi côntrùng chết sợi nấm choán hết khoang cơ thể hoặc bao bọc toàn bộ bề mặt cơ thểnêm rất dễ nhận thấy

2 Một số nấm chính có vai trò trong đấu tranh sinh học

2.1 Nấm gây bệnh cho côn trùng

2.1.1 Sơ lược lịch sử nghiên cứu

- 1709, ngành khoa học nghiên cứu về bệnh lý của côn trùng ra đời

- 1815, Agostino Bassi đã mô tả khá tỉ mỉ về bệnh nấm trắng Muscardin gây bệnh

trên tằm và đã đưa ra biện pháp ngăn ngừa

- 1837, Oudouin có những công trình phát hiện về nấm xuất hiện trên côn trùng,

ông cũng là người đề xuất dùng nấm bạch cương để trừ côn trùng

- 1874, Pasteur đề xuất dùng nấm để trừ rệp hại rễ nho Phylloxera

- 1878, Metschnhikov đã phát hiện và phân lập được nấm xanh Entomophthora

anisopliae trên sâu non bộ cánh cứng hại lúa mỳ (Anisopliae austrinia), về sau này

đổi tên là Metarhizium anisopliae

- 1885 – 1890, tại Trung tâm nuôi tằm ở Pháp, nhà bác học Louis Paster đã phát hiện ra loại nấm gây bệnh trên tằm vôi là nấm Beauveria bassiana

2.1.2 Phương thức xâm nhập và sự phát triển của nấm trong cơ thể côn trùng:

- Qua đường miệng: Từ miệng, bào tử nấm vào ruột và qua thành ruột để đếncác tế bào nội quan

- Nấm có thể xâm nhập qua lỗ thở hoặc cơ quan sinh dục vào cơ thể côn trùng

* Sự phát triển của nấm trong cơ thể côn trùng:

- Gồm 3 giai đoạn chính:

+ Giai đoạn xâm nhập: từ khi bào tử nấm mọc mầm đến lúc hoàn thành việc

xâm nhập vào trong xoang cơ thể côn trùng

+ Giai đoạn phát triển của nấm trong cơ thể côn trùng đến khi côn trùng chết:

giai đoạn này nấm thường tạo ra rất nhiều sợi nấm ngắn, được phân tán khắp cơ thể

theo dịch máu Khi các sợi nấm xâm nhập vào tất cả các bộ phận thì chúng đồngthời gây chết vật chủ

+ Giai đoạn sinh trưởng phát triển của nấm sau khi vật chủ chết: giai đoạn này

nấm hình thành các bào tử hoặc conidi, hoặc nấm mọc thành sợi ra bên ngoài bềmặt cơ thể vật chủ Sau đó các bào tử được tạo thành trên lớp sợi nấm ở bề mặt

cơ thể vật chủ

Nấm côn trùng có tính chuyên hóa hẹp, thậm chí chỉ phát triển một cơ quan hoặcchỉ một giai đoạn trong vòng đời của côn trùng Song cũng có loài có phổ kí sinhrộng, thậm chí ở các họ, bộ khác nhau

2.1.3 Các nhóm nấm chủ yếu gây bệnh cho côn trùng:

Nấm gây bệnh cho côn trùng: Chủ yếu thuộc 4 lớp nấm:

- Nấm bậc thấp Phycomycetes: Các loài kí sinh trên côn trùng thuộc 3 bộ:

Chytridiales, Blastocladiales, Entonophtoarles Có một số họ tất cả các loài đều kí

sinh như: Entonophtoraceae, Cotelomomycetaceae.

2.1.4 Các nấm được nghiên cứu ứng dụng trừ sâu hại:

2.1.4.1 Nấm xanh Metarhizium anisopliae:

- Nấm này được Metschinikov phát hiện đầu tiên vào năm 1878 trên bọ hung hạilúa mì bị bệnh

- Nấm M anisopliae có 2 dạng: dạng có bào tử dài và dạng có bào tử ngắn

- Nấm xanh sinh ra các độc tố destruxin A và B, thường gây bệnh cho côn trùngsống trong đất.

Nấm xanh hại bọ rùa

Nấm xanh ký sinh trên 200 loài côn trùng, nhiều loài trong chi Metarhizium có khả năng diệt côn trùng, ấu trùng muỗi, châu chấu, mối, Trong đó, M anisopliae là chủng gây bệnh mạnh nhất cho côn trùng thuộc bộ Coleoptera

- Nấm này phân bố rất rộng trong tự nhiên

- Phương thức xâm nhập và sự phát triển của nấm xanh trong cơ thể côn trùng:+ Conidi của nấm xanh sau 24 giờ tiếp xúc với bề mặt cơ thể côn trùng thì bắt đầumọc mầm và xâm nhập vào bên trong Trong cơ thể côn trùng sợi nấm phát triểnxâm nhập vào các bộ phận nội quan Sau khi vật chủ chết, sợi nấm mọc ra ngoài cơthể côn trùng tạo thành lớp nấm màu trắng hơi hồng nhạt

+ Quá trình phát triển của bệnh trong cơ thể côn trùng là 4-6 ngày, vào giai đoạncuối cùng của quá trình phát triển bệnh lý thì côn trùng chết

Bọ cánh cứng khoai sọ trưởng thành bị nấm xanh gây bệnh

- Chế phẩm sinh học Ometar khống chế được dịch rầy nâu hại lúa, giảm chi phí 10lần so với việc phun thuốc hóa học

Trên các cánh đồng bị rầy nâu, phun chế phẩm Ometar một lần vào 40 ngày sau sạ,rầy nâu giảm dần và mật số rất thấp vào cuối vụ Chế phẩm nấm xanh Ometar cóhiệu lực rất cao đối với rầy nâu, sau khi phun từ 5 - 7 ngày, hiệu lực diệt trừ rầynâu đạt 73,5 - 91,5% và hiệu lực trừ bọ xít hại lúa là 73 - 88%

2.1.4.2 Nấm bạch cương Beauveria bassiana (Bb)

- Bào tử trần, hình cầu hoặc hình trứng 1-1,5 x 3-3,5μm

- Tế bào sinh bào tử trần đơn phát sinh từ sợi dinh dưỡng có cuống phình to Trongquá trình phát triển, nấm tiết ra độc tố gọi Beauvericin làm côn trùng chết Độc tốnày được tổng hợp năm 1969 Công thức hoá học C45H37O9N3 (N-metyl L-phenylalanin-D-α hydroxy-izovaleryl), là loại depxipeptid vòng có điểm sôi 93-

Nấm bạch cương Beauveria bassiana Côn trùng bị nhiễm B bassiana

Sâu đục thân bị nhiễm B bassiana

- Quá trình xâm nhập và phát triển của nấm:

+ Sau khi tiếp xúc với bề mặt cơ thể vật chủ, conidi của nấm B bassiana bắt đầu

mọc mầm và xâm nhập vào bên trong cơ thể vật chủ Quá trình này bắt đầu từ saukhi vật chủ bị nhiễm conidi khoảng 10 giờ và có thể kéo dài vài ngày

+ Sau khi xâm nhập vào trong cơ thể vật chủ, nấm bắt đầu sinh trưởng và pháttriển Nấm tiêu diệt dần các tế bào bạch huyết khi bị tấn công trong giai đoạn đầuxâm nhiễm cơ thể ký chủ Khi nấm tiêu diệt hết tế bào bạch huyết thì côn trùng vậtchủ chết

+ Nấm tiếp tục sinh trưởng phát triển, lượng sợi nấm bên trong cơ thể vật chủ ngàycàng tăng và xác côn trùng càng trở nên rắn lại Khi gặp độ ẩm thuận lợi, các sợinấm mọc ra ngoài bề mặt cơ thể vật chủ và tạo thành conidi mới

+ Côn trùng bị nhiễm B bassiana ở điều kiện 25oC sẽ chết sau 6 - 7 ngày

• Phương pháp nuôi cấy chìm được gọi là phương pháp ưu việt hiện nay

- Nhiệt độ thích hợp 25-300C, ẩm độ tương đối là 80-90%, ánh sáng yếu, cầnlượng oxy thích hợp, PH từ 5,5-6

Các loại nấm trừ bệnh ảnh hưởng đến sự phát triển của nấm

• Ngoài côn trùng, Bb còn tấn công trên nhiều loài nhện nhỏ hại cây trồng thuộc giống Tetranychus, Tarsonemus

- Chế phẩm Nấm trắng Biovip cũng có hiệu lực rất cao với rầy nâu, kết quả diệt rầysau 5 - 7 ngày là 65 - 87%, hiệu lực trừ bọ xít 69 - 85%

2.1.4.3 Nấm lục cương Metarhizium anisopliae (Ma)

- Bào tử trần hình que 3,5 x 6,4 x 7,2 μm màu lục xám đến xanh lục Khuẩn lạc cómàu xanh, đôi chỗ có màu xanh hồng

- Có 2 dạng bào tử là bào tử lớn Metarhizium anisopliae var major có kích thước

10-14μm và bào tử nhỏ Metarhizium anisopliae var anisopliae kích thước 3,5-5,0

μm

- Có khoảng trên 200 loài côn trùng mẫn cảm với loài nấm này đặc biệt là bộ cánhcứng.

- Độc tố của nấm là destuxin A, B, C, D Độc tố destuxin A (C29H47O7N5), B(C30H51O7N5) Chúng có điểm sôi 1880C-2340C

- Sau khi rơi vào bề mặt côn trùng, sau 24 giờ nấm sẽ mọc sợi nấm xuyên qua vỏcôn trùng, phát triển thành các nhánh chằng chịt trong cơ thể

- Trong quá trình phát triển chúng tiết ra độc tố A và B là chất độc làm côn trùngchết Ma có mặt trong môi trường sống không khí, đất, các phụ phẩm

- Môi trường phù hợp nhiệt độ 24-250C, pH 6-7,4

- Có thể phân lập Ma từ côn trùng chết với triệu chứng điển hình là có lớp nấmmàu xanh trên bề mặt cơ thể, trong đất

2.1.4.4 Nấm châu chấu Entomophaga grylli:

Nấm E grylli chuyên tính trên các loài châu chấu, có ý nghĩa thực tiễn rất lớn Sau

dịch do nấm này gây ra, quần thể châu chấu giảm đi 80 - 90% Nó cũng có thể gâythành dịch lớn cho nhiều loài côn trùng cánh thẳng

Trong quá trình phát triển của bệnh, nấm E grylli phân huỷ toàn bộ các mô của cơ

thể vật chủ Sợi nấm xâm nhập vào tất cả các bộ phận, kể cả chân côn trùng, chỉ trừtrứng và buồng trứng là không bị nấm xâm nhập

- Châu chấu bị bệnh thường bò lên phía ngọn cây cỏ bám chắc vỡ chết ở đó với tưthế đầu hướng lên phía trên Xác chết này tồn tại trên ngọn cỏ khá lâu Sau khi côn

trùng chết, trên bề mặt xác chết tạo thành conidi Châu chấu khoẻ tụ tập quanh xác chết sau một đêm là bị nhiễm conidi của nấm này.

Vòng đời châu chấu bị nhiễm nấm En

Châu chấu bị bệnh vì nhiễm nấm En

2.1.4.5 Rickettsia gây bệnh cho côn trùng.

- Rickettsia có kích thước nhỏ gần như virut, thành tế bào có cấu tạo giống như thành tế bào của vi khuẩn điển hình Tế bào Rickettsia chứa cả AND và ARN.

- Rickettsia chỉ sinh trưởng và phát triển bên trong tế bào sống Trong cơ thể côn trùng Rickettsia chỉ sinh trưởng phát triển trong dịch tế bào, nhưng cũng có thể

sống trong nhân tế bào nhện nhỏ

- Có hai giống Rickettsia có ý nghĩa trong đấu trnh sinh học phòng chống dịch hại nông nghiệp là Enterella và Rickettsiella.

+ Các loài Enterella chỉ sống bên trong biểu mô của ruột vật chủ.

+ Các loài Rickettsiella sống trong thể mỡ và tế bào máu, có thể gây sự nhiễm

trùng chung Chúng chủ yếu gây bệnh cho côn trùng cánh cứng, cánh thẳng, haicánh

- sự lây nhiễm có thể theo con đường ngang hoặc dọc: Đây là nhóm tác nhân sinhhọc có khả năng trừ côn trùng hại

2.2 Nhóm nấm ký sinh trên nấm gây bệnh cây: (ký sinh bậc 2)

Về quan hệ dinh dưỡng giữa nấm ký sinh và nấm vật chủ, có thể phân làm 2 dạng:

- Ký sinh bậc 2 dinh dưỡng sinh học: nấm ký sinh bậc 2 chỉ lấy chất dinh dưỡng từnấm ký chủ Chúng có tính chuyên hóa cao và chỉ tác động làm yếu, làm chậm sựphát triển của nấm ký chủ, không gây hiện tượng chất nhanh

- Ký sinh bậc 2 dinh dưỡng hoại sinh: chúng tiết kháng sinh hoặc men làm chết tếbào nấm ký chủ, sau đó sống hoại sinh trên tế bào nấm chủ Vì vậy chúng có thểchết nhanh, làm kìm hãm toàn bộ hoặc làm chậm sự phát triển của nấm chủ

* Nhóm nấm đối kháng với vật gây bệnh:

- Các nấm Penicilium là đối kháng của nấm Pythium spp Rhioctonia solani,

Selerotium cepivorum, Venticillum alboatrum… Sợi nấm khô của Penicillium chrysogenum có thể bảo vệ cây bông chống lại bệnh héo rũ và tăng sản lượng mà

bệnh héo rũ do nấm Fusarium và Verticillium gây ra.

- Nấm Trichoderma: trừ bệnh hại cây, kìm hãm nấm gây bệnh thông thường nhờ

tiết kháng sinh, men đặc trưng Chúng có thể ký sinh trên nấm gây bệnh

- Rất nhiều giống Trichoderma có khả năng kiểm soát tất cả các loài nấm gây bệnh

khác Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy, nấm Trichoderma giết nhiều loại nấmgây thối rễ chủ yếu, quá trình đó được gọi là: kí sinh nấm Trichoderma tiết ra mộtenzym làm tan vách tế bào của các loài nấm khác, sau đó nó có thể tấn công vàobên trong loài nấm gây hại đó và tiêu thụ chúng

- Chúng là loại nấm được nuôi cấy thông dụng nhất nhờ đó mà người ta sản xuất rachế phẩm sinh học Bima.

Nấm đối kháng Trichoderma

- Nấm Aspergillus niger: đối kháng với các nấm Fusarium solani, Rhizoctonia

solani, Alternaria alternata… Nấm Aspergillus niger dùng để trị bệnh lúa von do

nấm Fusarium solani gây ra và bệnh héo vàng trên khoai tây và thuốc lá do nấmRhizoctonia solania, Alternaria alternaria gây ra

Nấm đối kháng Aspergillus niger

2.3 Nhóm nấm đối kháng

2.3.1 Vai trò của nhóm nấm đối kháng (NĐK)

- Đều là những loài có nguồn gốc từ đất, đó là các loài nấm sống hoại sinh trongđất ở vùng rễ cây, nấm tiết ra kháng sinh tác dụng ức chế, kìm hãm và tiêu diệtnấm bệnh

- Khi NĐK có mặt ở vùng rễ trước nấm bệnh, nó sinh sản và chiếm chỗ của nấmbệnh

- Cơ chế ký sinh đối kháng là:

+ Hiện tượng “giao thoa sợi nấm” nơi tiếp xúc giữa 2 nấm sợi nấm đốikháng quấn chặt sợi nấm bệnh, sau đó sảy ra hiện tượng thuỷ phân vách sợi nấmbệnh, nhờ đó NĐK xâm nhập vào trong sợi nấm, phá vỡ tế bào và tiêu diệt nấmbệnh

+ Cơ chế tác động của các loài NĐK, nó có thể sản sinh ra một số chấtkháng sinh Gliotoxin, Trichodermaviridin, Dermadin, Cyclosporin, Alamethicin chất kháng sinh do NĐK sản sinh ra kìm hãm, ức chế quá trình sinh trưởng của sợinấm, sự xâm nhiễm kí sinh và có thể tiêu diệt nấm bệnh

2.3.2.1 Nhân nuôi và sản xuất chế phẩm nấm đối kháng

• Nhân nuôi nấm đối kháng

- Các loại nấm đối kháng cần được nuôi cấy trên môi trường nhân tạo,thường dùng là PGA và PDA

- Nấm phải thuần chủng, trong môi trường nhiệt độ thích hợp 28 - 300C và

vô trùng

Sau 5 - 7 ngày nuôi cấy, nấm có thể phát triển tốt và có thể sử dụng làm

nguồn nuôi nhân tạo

• Nhân nuôi sản xuất nấm đối kháng

- Môi trường tự nhiên để nuôi cấy NĐK thường dùng là trấu, cám (cám gạo,bột ngô), được khử trùng trong điều kiện 1,5 atm, 1210C trong 40 - 45 phút

- Dùng NĐK đã nuôi cấy thuần trên môi trường nhân tạo để làm nguồn nuôi cấytrên môi trường tự nhiên

+ Có thể dùng khay nhựa hoặc tôn, hoặc trong túi nilon

+ Đặt môi trường cấy trong điều kiện nhiệt độ 28 - 300C

+ Sau 5-7 ngày NĐK cho lượng bào tử đạt tối đa, mật độ có thể đạt tới 1-2 x

Aga 20 g

Nước cất 1000 ml Nước cất 1000 ml

2.3.2.2 Ứng dụng phòng trừ bệnh nấm hại cây trồng

• Dùng NĐK phòng trừ bệnh nấm hại vùng rễ cây trồng cạn, mật độ 105-106bào tử nấm/ml dịch bào tử, đưa vào vùng rễ sớm trước khi gieo trồng

• Dùng NĐK để trừ các loại bệnh phổ biến như lở cổ rễ, thối rễ, héo vàng, héo

rũ gốc mốc trắng, tiêm hạch, thối hạch trên các loại cây trồng nông nghiệp

2.3.2.3 Một số phương pháp xử lý được áp dụng

- Xử lý hạt giống trước khi gieo trồng: Ngâm hạt, củ (hoặc nhúng rê) trongchế phẩm trong 25 - 30 phút trước khi gieo trồng

- Bón sớm vào đất trước khi gieo trồng: Bón chế phẩm NĐK vào đất, nấm

có mặt ở vùng rễ sớm chiếm chỗ, canh tranh với nấm bệnh

Nấm có thể sản sinh ra kháng sinh, chất này kìm hãm sự phát triển của sợinấm, sự nảy mầm của bào tử hoặc kìm hãm việc hình thánh hạch nấm

- Phun chế phẩm lên cây: Phương pháp này ít được sử dụng, tuy nhiên đểphòng trừ bệnh khô vằn hại lúa ngô thì biện pháp này mang lại hiệu quả cao hơn.(danh lục xem trang 128 - 131 BPSHBVTV 2007)

3 Quy trình sản xuất chế phẩm diệt sâu hại từ nấm

3.1 Phân lập tuyển chọn chủng giống nấm:

Môi trường phân lập tuyển chọn nấm thường chứa:

+ Glucoza, pepton, oxagall, chloramphenicol vỡ actidione

+ Các chất kháng sinh được bổ sung vào môi trường nhằm ức chế vi khuẩn + Để bào tử được hình thành tốt nhất, nguồn cacbon phù hợp nhất là saccaroasparagin hoặc glyxin