Tiểu luận môn đấu tranh sinh học VAI TRÒ CỦA NẤM TRONG ĐẤU TRANH SINH HỌC

Biện pháp sinh học đã được con người sử dụng từ thế kỷ thứ 3, bắt đầu bằng việc dẫn dụ kiến để phòng trừ sâu hại cam quýt.. Chỉ tính riêng hơn 100 năm lại đây, nhờ những tiến bộ trong ng

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HUẾ KHOA SINH HỌC

Giảng viên hướng dẫn: Học viên thực hiện:

PGS.TS Nguyễn Văn Thuận Nguyễn Thị Thanh Vinh

Huế, 4/2015

MỤC LỤ

PHẦN I: MỞ ĐẦU 1

PHẦN II: NỘI DUNG 2

1 Nấm kí sinh côn trùng 3

1.1 Đặc điểm hình thái và cơ chế tác động lên côn trùng 3

1.1.1 Bạch cương, Beauveria bassiana (Bb) 3

1.1.2 Lục cương Metarhizium anisopliae (Ma) 5

1.2 Nghiên cứu ứng dụng 7

2 Nấm đối kháng 11

2.1 Danh lục nấm sử dụng 11

2.2 Vai trò của nấm đối kháng 11

2.3 Đặc điểm ứng dụng 12

PHẦN III: KẾT LUẬN 20

TÀI LIỆU THAM KHẢO 21

PH N I: M Đ U ẦN I: MỞ ĐẦU Ở ĐẦU ẦN I: MỞ ĐẦU

Bước sang thế kỷ XXI loài người càng nhận thức rõ ràng hơn với những tháchthức về an ninh lương thực, ô nhiễm và sự nóng lên của trái đất, sự giảm sút đa dạng sinhhọc và an toàn lương thực thực phẩm Trong sản xuất nông nghiệp cần áp dụng tốt hơnnhững tiến bộ về công nghệ sinh học và sinh thái tổng hợp

Biện pháp sinh học, một biện pháp chủ lực trong quản lý dịch hại tổng hợp ngàycàng được coi trọng hơn Số liệu minh chứng rằng, hàng năm chi phí về về thuốc bảo

vệ thực vật vào khoảng hơn 8,5 tỷ đô la Mỹ, là con số rất nhỏ so với tổng giá trị 400 tỷ

đô la Mỹ của biện pháp sinh học (Van Lenteren, 2005) Điều này càng cho chúng ta thấynguồn tài nguyên sinh vật là vô cùng phong phú thực sự chưa khai thác hết, thậm chí dohiểu biết chưa đầy đủ về các mối quan hệ trong sinh giới, con người đã vô tính huỷ hoạinguồn tài nguyên này, làm cho chúng ngày một cạn kiệt, rất nhiều loài thiên địch bị biếnmất

Biện pháp sinh học đã được con người sử dụng từ thế kỷ thứ 3, bắt đầu bằng việc dẫn

dụ kiến để phòng trừ sâu hại cam quýt Trong gần 2000 năm qua, biện pháp sinh học có rấtnhiều thành tựu Chỉ tính riêng hơn 100 năm lại đây, nhờ những tiến bộ trong nghiên cứusinh học và sinh thái học, đã có 2000 loài chân khớp thiên địch được giới thiệu và hiện nay

có trên 150 loài ký sinh, bắt mồi và vi sinh vật đang được nuôi nhân thương mại để sửdụng trong các chương trình trong trừ dịch hại trên toàn thế giới Với những ưu thế to lớn,trong tương lai chắc chắn biện pháp sinh học ngày càng được sử dụng rộng rãi

Thuật ngữ biện pháp sinh học là rất rộng Trong bảo vệ thực vật các nhóm gâyhại lại rất phong phú, chúng gồm côn trùng, cỏ dại, vi sinh vật… Phạm vi tiểu luận này

đề cập đến nấm và vai trò của nó trong đấu tranh Sinh học

PH N II: N I DUNG ẦN I: MỞ ĐẦU ỘI DUNG

1 N m kí sinh côn trùng ấm kí sinh côn trùng

Nấm ký sinh côn trùng đóng vai trò to lớn trong việc kh ngống chế côn trùng hại Tuy vậy ví d đụ đ ầu tiên phải kể đến không phải là đ iống với con trùng hại mà là côn trùng vật nuôi Vào thế kỷ XVI, XVII, nghề tằm tơ rất phát triển ở Pháp và Ý Nhưng cũng trong thời kỳ này, ngh ề tằm t ơ b ị thiệt hại nặng n ề do bệnh tằmvôi (Muscardine) hay còn g iọi là nấm bạch cương Mãi tới năm 1835, công trình đầu tiên về đặc điểm gây bệnh và biện pháp phòng trừ bệnh này của nhà khoa họic, cha đ ẻ “bệnh lý h c ọi côn trùng” Agistino Bassi được công b ống Sau này, để ghi nhận công lao c aủ người đã phát hiện ra nó, loài nấm được mang tên Beauveria bassiana.

Nấm gây bệnh cho côn trùng và nhện nhỏ hại cây được quan tâm nghiên cứu nhiều g mồm các chi nấm bạch cương Beauveria, l c ụ đ cương Metarhizium, nấm bột Nomuraea M t ộ sống loài điển hình bao gồmm:

- Beauveria bassiana (Bals) Vuill; B brongniartii Sacc (B tenella)

- Metarhizium anisopliae Sorok ; M flavoviride Gams

- Nomuraea rileyi

- Cephalosporium sp.

- Hirsutella sp.

-

Hai loài nấm được nghiên c uứ và sản xuất chế phấm sử d ngụ đ nhiều nhất hiện nay

là Beauveria bassiana (Bals) Vuill và Metarhizium anisopliae Sorok.

1.1 Đ c ặc điểm hình thái và cơ chế tác động lên côn trùng

1.1.1 B ch ạch cương, Beauveria bassiana (Bb)

Bào tử trần, hình cầu hoặc hình trứng (1-5,5 x 3-3,5 µm) Tế bào sinh bào tử trần

đơn phát sinh từ sợi dinh dưỡng có cuống phình to (Hình 1.1).

Hình 1 Bào tử phân sinh nấm bạch cương Beauveri bassiana

(Theo Mathias de Kouassi)

Trong quá trình phát triển, nấm tiết ra độc tố gọi Beauvericin Chính độc tốcnày là cho côn trùng bị chết

Độc tố (Beauvericin) được tổng hợp vào năm 1969 Công thức C45H37O9N3(N-metyl L-phenylalanin-D- α hydroxy-izovaleryl), là loại depxipeptid vòng có điểmsôi 93-940C

Cơ chế tác động:

Khi bào tử gặp phải cơ thể côn trùng chúng sẽ nảy mầm, mọc thành sợi nấmxuyên qua vỏ kitin và phát triển trong cơ thể làm tiêu hao các tế bào bạch huyết vàcuối cùng côn trùng bị chết, trên cơ thể phủ kín lớp phấn trắng Khi bị chết cơ thểcôn trùng cứng lại, các bào tử tiếp tục phát tán trong không khí.

Trên các nguồn thức ăn khác nhau nấm sinh ra các men thủy phân thành cácchất đơn phân tử rồi đồng hóa Việc phân giải vỏ kitin được tiến hành ngay khi nấmxâm nhập trên cơ thể côn trùng, sau đó là việc phân giải protein và lipit ở các mô bêntrong Trong nuôi cấy nấm thì tỷ lệ C:N cần được xác định Ngoài ra một lượng kitinnhất định là cần thiết cho quá trình phát triển bào từ đính (conidiospore) và bào tửchồi (blastospore) Không chỉ có vậy, các nguyên tố vi lượng, vitatmin đều cần thiếtcho việc phát triển của nấm

Phương pháp lên nuôi cấy chìm được coi là phương pháp ưu việt hiện nay Nhiệt

độ thích hợp 25-300C, ẩm độ tương đối là 80-90%, ánh sáng yếu, cần lượng oxythích hợp, pH từ 5,5-6 Các loại thuốc trừ bệnh ảnh hưởng đến sự phát triển củanấm

Ngoài côn trùng, Bb còn tấn công trên nhiều loài nhện nhỏ hại cây trồng thuộc các

giống Tetranychus, Tarsonemus, Bryobia.

1.1.2 L c ục cư ng ơ Metarhizium anisopliae (Ma)

Loài nấm này do Metchnikov phát hiện năm 1878 Chính ông là người đã

dùng môi trường bã bia để nuôi nhân Ma sử dụng trong phòng chống Anislopia

austriaca hại lúa mì.

Bào tử trần hình que 3,5 x 6,4 x 7,2 µm (Hình 6.2) màu lục xám đến xanh lục.Khuẩn lạc có màu xành đôi chỗ có màu hơi hồng Có 2 dạng bào tử là bào tử lớn

Metarhizium anisopliae var major có kích thước 10-14 µm và bảo tử nhỏ Metarhizium anisopliae var anisopliae kích thước 3,5-5,0 µm Có khoảng trên 200

loài côn trùng, đặc biệt là bộ Coleoptera mẫn cảm với loài nấm này

Độc tố của nấm là Destuxin A, B, C và D Độc tố destruxin A (C29H4707N5), B (C30H51O7N5), được tách tương ứng từ năm 1961 và 1971 Chúng có điểm sối tương ứng là 1880C và 2340C.

Hinh 2 Cành bào tử phân sinh và bào tử phân sinh nấm lục cương Metarhizium

anisopliae (Theo Svetlana Y Gouli)

Sau khi rơi trên bề mặt cơ thể côn trùng, trong 24 giờ nấm sẽ mọc sợi nấmxuyên qua vỏ côn trùng, phát triển thành các nhánh chằng chịt trong cơ thể Trongquá trình phát triển chúng tiêt ra độc tố A và B là các chất độc làm cho côn trùngchết Ma có mặt trong môi trường sống: không khí, đất, trên các phụ phẩm

Môi trường phù hợp: nhiệt độ 24-250C, pH (6,-7,4) Có thể phân lập Ma từcôn trùng chết với triệu chứng điển hình là có lớp nấm màu xanh trên bề mặt cơ thể,trong đất

1.2 Nghiên cứu n ứ g dụng

Việc nghiên cứu ứng dụng nấm côn trùng đã được tiến hành từ hơn 100 năm nay

Từ năm 1892 F.Tangl đã nhận nuôi Bb để trừ sâu róm Porthetria dispa Ở Bắc Mỹ

đã phát hiện có 175 loài côn trùng bị nấm Bb tấn công Các bộ côn trùng có nhiều loài mẫncảm gồm Coleoptera, Hemiptera, Homoptera, Orthoptera, Isoptera, Lepidoptera, Ve bétAcarina…

Tại các nước như Trung Quốc, Nhất Bản, Thái Lan, Úc…một hướng sử dụng nhiều nấmcôn trùng là đối với sâu hại trong đất (ruồi hại rễ bắt cải, bọ hà khoai tây,

…) Hiệu quả phòng trừ thường đạt khoảng trên 70%

Ở Việt Nam, từ nhữung năm 1990, Viện BVTV, Đại học Lâm nghiệp tiến

hành nghiên cứu thu thập, tuyển chọn, nhân và bảo quản các chủng nấm côn trùng để

sản xuất thuốc trừ sâu Trong các loài côn trùng hại lúa, ngô, mía, thông … đã có 31

được ghi nhận bị nấm Bt tấn công và trên 40 loài bị M.a tấn công như liệt kê dưới

đây (Phạm Thị Thùy, 2004)

+ Các loài bị nấm Bb tấn công:

- Sâu khoang : Spodoptera litura

- Sâu keo da láng : Spodoptera exgua

- Sâu xanh bông : Helicoverpa armigera

- Sâu xanh thuốc lá : Helicoverpa assulta

- Sâu xanh bướm trắng : Pieris rapae

- Sâu tơ : Plutella xylostella

- Sâu đục thân ngô : Ostrinia nubilalis

- Sâu đục quả đậu : Etiella sp

- Sâu róm thông : Dendrolimus punctatus

- Bọ xít hôi : Leptinotasa acuta

- Rầy nâu : Nilaparvata lugens

- Sâu cắn gié : Leucania separata

- Bọ xít đen : Scotinophora lurida

- Bọ xít xanh : Neraza viridula

- Bọ hà khoai lang : Cylas formicarius

- Sâu đo xanh : Anomis flava

- Câu cấu : Hypomesces squamosus

- Châu chấu : Locusta sp.

- Châu chấu mía : Hieroglyphus tonkinensis

- Châu chấu sống lưng vàng : Pantaga sucincta

- Bọ hại dừa : Brontispa longissima

- Sâu kèn hại keo tai tượng : Amasstisa sp

- Sâu đo hại quế : Culculla paterianria

- Sâu xanh ăn lá bồ đề : Fentonia sp

- Rệp : Aphis sp

- Mối đất: Coptotermes sp.

- Mọt bột đỏ: Tribolium sp.

- Mọt gạo : Sitotroga sp

- Rệp nâu mềm hại cà phê : Parasaisetia nigra

+ Các loài côn trùng bị nấm Ma tấn công:

- Châu chấu sống lưng vàng : Patanga sucincta

- Châu chấu mía : Hieroglyphus banian

9

- Châu chấu mía : Hieroglyphus tonkinensis

- Châu chấu lúa : Oxya chinensis

- Châu chấu lúa : Oxya dominuta

- Châu chấu: Locusta sp.

- Bọ hại dừa : Brontispa sp.

- Bọ hại dừa : Brontispa longissima

- Mối đất : Coptotermes sp.

- Mối đất : Coptotermes squamosus

- Sâu kèn hại keo tai tượng : Amasstisa sp

- Sâu đo hại quế : Culculla paterianria

- Sâu xanh thuốc lá : Helicoverpa assulta

- Sâu xanh bông : Helicoverpa armigera

- Sâu xanh bướm trắng : Pieris rapae

- Sâu khoang : Spodoptera litura

- Sâu đục quả đậu : Maruca testulalis

- Sâu đục thân ngô : Pyrausta nubilalis

- Sâu ăn lá đậu : Etiella sp

- Bọ xít hôi : Leptinotasa acuta

- Bọ xít đen: Scotinophora lurida

- Bộ xít xanh : Neraza viridulla

- Sâu cắn gié : Leucania separata

- Rầy nâu : Nilaparvata lugens

- Rầy xanh đuôi đen : Nephotetix bipunctatus

- Bọ hà khoai lang : Cylas formicarius

- Sâu đo xanh : Anomis flava

- Câu cấu : Hypomeces squamosus

- Sâu xanh ăn lá bồ đề : Fentonia sp.

- Mọt gạo : Sitotroga sp.

- Sâu róm thông : Dendrrolomus punctatus

- Bọ hung đen hại mía : Alissonotum impressicole

- Cánh cam : Anomala cupripes

- Sâu róm quế : Malacosoma dentata

- Sâu đục cành quế : Arbela bailbarana

- Bọ hung nâu : Exolontha sp

- Bọ hung nâu nhỏ : Maladera orientalis

- Xén tóc : Bacchisa atritaric

- Bọ xít vải : Tessaratoma papillosa

Đã hoàn thiện công nghệ sản xuất qui mô 20-30 kg/ngày Hai sản phẩm làBoverin và Mat được sử dụng để trừ các loài côn trùng hại như Sâu đo xanh, Châuchấu, Sâu róm thông, Bọ hại dừa, Bọ hung hại mía, Sâu xanh bông, Mối hại cà phê… Loài

Bb còn có thể nhân theo phương pháp đơn giản áp dụng tại hộ gia đình trên môi trường

đặc cám + trấu + ngô sử dụng trong phòng chống bọ hà Cylasformicarius đạt kết

quả khá tốt (Nguyễn Văn Đĩnh và Nguyễn Thị Kim Oanh, 2001) Bb có khả năng sửdụng hiệu quả trong phòng trừ sâu róm thông (Nguyễn Thanh Hải và Nguyễn Văn Đĩnh,2002)

Ngoài 2 loại nấm phổ biến trên còn có các loại nấm khác có tác dụng trong phòngtrừ tự nhiên sâu và nhện hại cây trồng

Trong số này phải kể đến Enthomophthora acaricida ký sinh trên nhện đỏ hại cam

Panonychus citri và Eutetranychus sexmaculatus Nấm E fresenu ký sinh phổ biến trên

tổ hợp nhện đỏ son và nhện đỏ hai chấm Tetranychus urticae Nấm Hirsutell thompsonu

11

ký sinh trên nhện rám vàng Phyllocoptruta oleivera ve bét hại cam quýt.

2 N m đ i kháng ấm kí sinh côn trùng ối kháng

2.1 Danh lục n m ấm kí sinh côn trùng sử dụng

2.2 Vai trò của n m ấm kí sinh côn trùng đ i ối kháng kháng

Các loài nấm đối kháng (NĐK) được sử dụng trong phòng trừ bệnh hại câyđều là những loài có nguồn gốc trong đất, đó là các loài vi sinh vật sống hoại sinhtrong đất, sống ở vùng rễ cây trồng, trong quá trình sống nó sản sinh ra chất khángsinh có tác dụng ức chế, kìm hãm cạnh tranh và tiêu diệt nấm gây bệnh (Soilbornefungal diseases pathogens)

Khi nấm đối kháng có mặt ở vùng rễ cây trồng (Rhizosphere) trước nấm gâybệnh, bản thân nó sinh trưởng phát triển, sinh sản để tăng lên về mặt số lượng Nó sẽchiếm chỗ trước khi nấm gây bệnh xâm nhiễm vào mô cây trồng Cơ chế ký sinh, đốikháng của các loài nấm đối kháng thể hiện :

- Hiện tượng “giao thoa sợi nấm” ở vùng tiếp xúc giữa nấm đối kháng vớinấm gây bệnh xuất hiện sự quấn chặt của sợi nấm đối kháng quanh sợi nấm gâybệnh, sau đó xảy ra hiện tượng thủy phân thành vách sợi nấm bệnh, nhờ đó mà nấmđối kháng xâm nhập vào bên trong sợi nấm, phá vỡ tế bào sợi nấm và tiêu diệt nấmgây bệnh.

- Cơ chế tác động của các loài nấm đối kháng dựa trên cơ sở các loài nấm đốikháng có khả năng sản sinh ra một số chất kháng sinh (thực chất là các độc tố donấm đối kháng sản sinh ra nhưng không làm tổn hại đến sự sinh trưởng phát triển củacây trồng và không ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật đối kháng ở trong đất và ở vùng rễcây trồng) : Gliotoxin, Trichodermaviridin, Dermadin, Cyclosporin, Alamethicin,v.v Chất kháng sinh do nấm đối kháng sản sinh ra có khả năng kìm hãm, ức chếquá trình sự sinh trưởng của sợi nấm, đến quá trình xâm nhiễm ký sinh của nấm gâybệnh và có thể tiêu diệt nấm gây bệnh

- Môi trường PGA (Khoai tây – gluco – agar)

- Khoai tây : 200 gram (gọt vỏ sạch)

- Gluco : 20 gram

- Agar : 20 gram

- Nước cất : 1000ml

- Môi trường PDA (Khoai tây –Detrose – agar)

- Khoai tây : 200 gram (gọt vỏ sạch)

13

- Dùng nấm đối kháng đã nuôi cấy thuần trên môi trường nhân tạo đểlàm nguồn nuôi cấy trên môi trường tự nhiên Có thể nuôi cấy trong khay tôn (nhựa)hoặc trong túi ni lông Sau đó đặt môi trường nuôi cấy trong điều kiện nhiệt độ thíchhợp 28 – 30oC Với điều kiện nuôi cấy trên, sau 5 – 7 ngày nuôi cấy, nấm đốikháng sẽ phát triển tốt, cho lượng bào tử đạt tối đa, mật độ có thể đạt tới 1 – 2 x 109bào tử/ gam cơ chất.

- Sản xuất chế phẩm nấm đối kháng : Nấm được nhân nuôi tạo sinh khối trong môi trường tự nhiên, đem trộn với bột tan (bột đá có độ pH = 7) với tỷ lệ thích hợp, đạt mật

độ 10 6 – 107 bào tử/ gam cơ chất Chế phẩm nấm đối kháng được hong khô trong điều kiện tự nhiên, nhiệt độ thích hợp khoảng 30 – 350 C Tiến hành đóng gói và bảo quản chế phẩm nấm đối kháng trong điều kiện khô, thoáng và nhiệt độ trung bình thấp (20 –