Ứng dụng công nghệ sinh học trong bảo vệ thực vật

Ứng dụng công nghệ sinh học trong bảo vệ thực vật

Ứng dụng công nghệ sinh học trong bảo vệ

thực vật

• Khái niệm

• Các kỹ thuật của CNSH trong bảo vệ thực vật.

• Một số sản phẩm CNSH phổ biến áp dụng

trong phòng trừ dịch hại cây trồng

• Ứng dụng CNSH tại Việt Nam

• Đánh giá

Công nghệ sinh học trong bảo vệ thực vật là vận dụng các kỉ thuật cao mang tính công nghiệp về sinh học trong bảo vệ thực vật

để sản xuất ra các loại thuốc trừ sâu sinh học, tạo các giống cây trồng chuyển gen và các loài kí sinh ăn thịt, góp phần quan trọng trong việc phòng trừ sâu bệnh, cỏ dại, chuột…

Các kỹ thuật của CNSH trong

bảo vệ thực vật:

Chuyển gen vào thực vật

Chế phẩm vi khuẩn trừ sâu

Chế phẩm nấm trừ sâu

CN TB để tạo ra chế phẩm virus trừ sâu

CN TB để tạo ra chế phẩm virus trừ sâu

CN giúp chuẩn đoán nhanh bệnh hại

CN sản xuất các loài ký sinh, ăn thịt có ích

CN sản xuất các loài ký sinh, ăn thịt có ích

1 Kỹ thuật chuyển gen vào thực vật

Chuyển gen gián tiếp

Chuyển gen gián tiếp

Chuyển gen trực tiếp

Chuyển gen trực tiếp

Chuyển gen nhờ VSVđất Agrobacterium

Chuyển gen nhờ VSVđất Agrobacterium

Chuyển gen nhờ virus

Chuyển gen nhờ virus

Nhờ kỹ thuật điện xung

Nhờ kỹ thuật điện xung

Nhờ kỹ thuật siêu âm

Nhờ kỹ thuật siêu âm

Bằng súng bắn gen

Bằng súng bắn gen

Kỹ thuật

chuyển gen

1 Kỹ thuật chuyển gen vào thực vật

2.Chế phẩm vi khuẩn trừ sâu.

Nhóm Vi khuẩn được sử dụng để sản xuất chế phẩm trừ sâu là những vi khuẩn có tinh thể protein độc ở giai đoạn bào tử Tinh thể protein độc có hình quả trám hoặc hình lập phương

Bacillus thuringiensis Bacillus sphaericus

2.Chế phẩm vi khuẩn trừ sâu.

-Tinh thể độc (parasoral body) chứa những độc tố có thể giết hại trên 100 loài sâu hại.

-Tinh thể độc chỉ giải phóng độc tố trong môi trường kiềm do

đó các vi khuẩn này hoàn toàn vô hại với người, gia súc, gia cầm, thuỷ hải sản- chỉ có hại đối với tằm

2.Chế phẩm vi khuẩn trừ sâu.

Loài vi khuẩn được quan tâm nghiên cứu nhất là Baccillus

thuringiensis Từ loài vi khuẩn này, người ta sản xuất ra thuốc trừ sâu Bt

2.Chế phẩm vi khuẩn trừ sâu.

Chủng Bt (trong ống thạch)

Chủng Bt (trong ống thạch)

Nuôi mở rộng (lên men)

Lọc (ly tâm+chất phụ gia)

Lọc (ly tâm+chất phụ gia)

Quy trình sản xuất chế phẩm Bt theo công nghệ lên men hiếu khí:

3.Chế phẩm nấm trừ sâu.

Có rất nhiều nhóm nấm gây bệnh cho sâu Trong số này có hai nhóm: nấm túi và nấm phấn trắng được ứng dụng rộng rãi trong phòng trừ dịch hại cây trồng

Nấm túi ký sinh trên nhiều loại sâu bọ và rệp khác nhau Sau khi

bị nhiễm nấm cơ thể sâu bị trương lên Nấm càng phát triển thì các hệ cơ quan của sâu bọ càng bị ép vào thành cơ thể Sâu bọ yếu dần rồi chết

Nấm phấn trắng có khả năng gây bệnh cho khoảng 200 loài sâu

bọ Khi bị nhiễm bệnh, cơ thể sâu bị cứng lại và trắng ra như bị rắc bột rồi chết sau vài ngày

3.Chế phẩm nấm trừ sâu.

Quy trình sản xuất chế phẩm nấm trừ sâu

4 CN TB để tạo ra chế phẩm trừ sâu

 Có 2 họ vi rút được quan tâm trong công nghệ sản xuất

thuốc trừ sâu là họ là Baculoviridae và Reoviridae

Đặc trưng của họ virut này là phải kí sinh bắt buộc với 1 hoặc

1 số vật chủ nhất định ,gây hại và làm chết vật chủ kí sinh

Baculoviridae Reoviridae

Quy Trình Sản Xuất

4 CN TB để tạo ra chế phẩm virus

trừ sâu

Công nghệ giúp chẩn đoán nhanh bệnh do nấm

Công nghệ giúp chẩn đoán nhanh bệnh do vi khuẩn

Công nghệ giúp chẩn đoán nhanh bệnh do tuyến trùng gậy ra

5.Công nghệ giúp chẩn đoán nhanh các

bệnh gây hại

- Tuyến trùng xâm nhập qua miệng ,hậu môn ,tuyến tơ ,lổ thở hoặc nơi có vỏ kitin mỏng để tiếp cận vật chủ  giải phóng ra vi khuẩn cộng sinh tiết ra chất độc giết chết côn trùng trong 48h

 Hiện nay có 2 hệ thống công nghệ nhân nuôi sản xuất tuyến trùng

là invivo và invitro

6.Công nghệ sản xuất ra các loài kí sinh

ăn thịt ,tuyến trùng có ích bảo vệ TV

Lây nhiễm Vật liệu ban đầu

ấu trùng Nhân ủ 12 -14 ngày Môi trường nhân

(in vivo)

Thu hoạch

Xử lí sạch ,phối chế gói ,bảo quảnĐóng

6.Công nghệ sản xuất ra các loài kí sinh

ăn thịt ,tuyến trùng có ích bảo vệ TV

III.MỘT SỐ SẢN PHẨM

CNSH PHỔ BIẾN ÁP

DỤNG TRONG PHÒNG TRỪ DỊCH HẠI CÂY

TRỒNG TRÊN THẾ GIỚI

- Tuyến trùng gây nhiễm khi gặp côn trùng ký chủ thì sẽ chui vào bên trong bằng miệng, hậu môn hay khí khổng rồi từ đó xuyên qua màng ruột hay màng khí quản để vào bên trong thân Khi vào đến bên

trong, tuyến trùng sẽ phóng thích vi trùng từ ruột của chúng vào trong máu của côn trùng, tạo hiện tượng ngộ độc máu làm côn trùng chết trong 24-48 giờ

Đầu của tuyến trùng gây nhiễm và

tuyến trùng cái thế hệ một

1 Chế phẩm tuyến trùng trừ sâu hại

r

3.Chế phẩm ong vàng (Habrobracon hebetor )

- Là ong ý sinh trên nhiều loại sâu non hại cây trông bộ cánh vẩy Lepidoptera, đặc biệt là sâu non họ ngài đêm Noctuidae và

Cydiapomonella

Trichogrammatida kí sinh trứng của bướm bắp cải

Một số loài khác

ong bắp cày braconidae

kí sinh trên sau non braconidae kí sinh trên sâu non

4.Thực vật chuyển gen

5 Công nghệ sản xuất thuốc trừ sâu Bacillus thllritlgiellsis (Bt)

• Bacillus thuringiensis (Bt) là trực khuẩn sinh bào tử, hiếu khí hoặc hiếu khí tùy tiện Bt chứa tinh thể độc có bản chất protein trong tế bào Bt có 4 loại độc tố:

- Ngoại độc tố α exotoxin hay gọi là phospholipara C

- Ngoại độc tố β enxotoxin hay là ngoại độc tố bền nhiệt

- Ngoại độc tố δ endotoxin hay còn gọi là tinh thể độc, đây là loại dco965 chính chiếm tỉ lệ 95%, diệt sâu hại cây trồng là chủ yếu

- Nội độc tố γ enxotoxin hay gọi là độc tố tan được trong nước

Thuốc trừ sâu vi sinh BT (Baccilluss Thuringiensis var)

6 Công nghệ sản xuất thuốc trừ sâu virus

Khi bị nhiễm bệnh virus, sâu non thường hoạt động yếu, giảm

ăn, sau 2 đến 3 ngày bệnh, các đốt chân và chân của Sâu non mọng nước, cơ thể biến màu trắng đục, sâu non chết nhũn

7 Công nghệ sản xuất thuốc trừ sâu vi nấm:

IV Ứng dụng CNSH vào bảo vệ thực vật ở

Việt Nam

Nền sản xuất nông nghiệp

có những chuyển biến

mạnh mẽ với sự xuất hiện

hàng loạt các giống cây

trồng mới có giá trị kinh tế

cao, có khả năng chống

chịu sâu bệnh hại

Nền sản xuất nông nghiệp

có những chuyển biến

mạnh mẽ với sự xuất hiện

hàng loạt các giống cây

trồng mới có giá trị kinh tế

cao, có khả năng chống

chịu sâu bệnh hại

Việc thâm canh theo

Áp dụng các giải pháp từ các thành tựu của công nghệ sinh học vào sản xuất nông nghiệp

Công tác bảo vệ thực vật đang trở thành vấn đề quan trọng

Áp dụng các giải pháp từ các thành tựu của công nghệ sinh học vào sản xuất nông nghiệp

Được sự đầu tư của Nhà nước và các tổ chức phi chính phủ, rất nhiều Viện nghiên cứu, các trường đại học đã tập trung nghiên cứu để sản xuất ra các chế phẩm sinh học cũng như một

số loài thiên địch có ích nhằm góp phần vào việc dập tắt các nạn dịch gây ra trong sản xuất nông, lâm nghiệp, bước đầu thu được một số thành tựu

rất đáng khích lệ

Được sự đầu tư của Nhà nước và các tổ chức phi chính phủ, rất nhiều Viện nghiên cứu, các trường đại học đã tập trung nghiên cứu để sản xuất ra các chế phẩm sinh học cũng như một

số loài thiên địch có ích nhằm góp phần vào việc dập tắt các nạn dịch gây ra trong sản xuất nông, lâm nghiệp, bước đầu thu được một số thành tựu

rất đáng khích lệ

• Thuốc trừ sâu vi sinh Bt:

Gồm có 2 loại : dạng sữa 4.000 IU/ml và dạng bột Biotox 16.000IU/mg

SẢN XUẤT TRỪ SÂU VI SINH

Sản xuất tại Việt Nam, được chuyên dùng ở các vùng chuyên

canh râu ở thành phố Hà Nội, Hải Phòng, Đà Lạt, Thái Nguyên…Sản xuất tại Việt Nam, được chuyên dùng ở các vùng chuyên

canh râu ở thành phố Hà Nội, Hải Phòng, Đà Lạt, Thái Nguyên…

Sử dụng trên diện tích hàng vạn ha và đạt hiệu quả trừ sâu cao (75-90%) sau 7 ngày phun.

Sử dụng trên diện tích hàng vạn ha và đạt hiệu quả trừ sâu cao (75-90%) sau 7 ngày phun

• Thuốc trừ sâu virut:

NPV là chế phẩm trừ sâu hoạt lực cao, gồm 2 loại V-Ha và V-S1

•Thuốc NPVDP

Được sử dụng trừ sâu róm hại thông lại Thanh Hóa và Sơn La

Được sử dụng trừ sâu róm hại thông lại Thanh Hóa và Sơn La

•Thuốc NPVAf

Trừ sâu đo xanh trên đay tại Hà Tây và Hưng

Yên

Trừ sâu đo xanh trên đay tại Hà Tây và Hưng

Yên

Sản xuất thiên địch và có ích tại Việt Nam

• Sản xuất ong mắt đỏ:

 ký sinh trên trứng của các loại sâu

hại khác nhau

 nuôi để diệt sâu đục thân, sâu tơ hại

trên cải bắp, ngô, bông

 kỹ thuật nhân nuôi đơn giản đã

được chuyển giao cho nông dân các

tỉnh Thái Bình, Nam Định, Hưng

Yên, Đồng Tháp, Bình Dương và

vùng trồng bông ở Nha Hố (Ninh

Thuận)

• Kết quả bước đầu cho thấy số lượng

bọ trĩ và sâu đục thân giảm không

kém so với phun thuốc hóa học

• Sản xuất ong mắt đỏ:

 ký sinh trên trứng của các loại sâu

hại khác nhau

 nuôi để diệt sâu đục thân, sâu tơ hại

trên cải bắp, ngô, bông

 kỹ thuật nhân nuôi đơn giản đã

được chuyển giao cho nông dân các

tỉnh Thái Bình, Nam Định, Hưng

Yên, Đồng Tháp, Bình Dương và

vùng trồng bông ở Nha Hố (Ninh

Thuận)

• Kết quả bước đầu cho thấy số lượng

bọ trĩ và sâu đục thân giảm không

kém so với phun thuốc hóa học

Trichogramma chilonis

• Sản xuất ong mắt

vàng Chrysopa sp

 phân bố rộng trên các loại cây trồng như bông, đay

 Đây là loại ong bắt mồi ăn thịt và ăn các loại rệt _ là trong sâu non hại bông và đay

 Với điều kiện tự

nhiên tại Tuyên

Quang, bọ mắt vàng

đã được nhân nuôi

• Có khả năng tiêu diệt trứng nhện đỏ

• Sản xuất ong mắt

vàng Chrysopa sp

 phân bố rộng trên các loại cây trồng như bông, đay

 Đây là loại ong bắt mồi ăn thịt và ăn các loại rệt _ là trong sâu non hại bông và đay

 Với điều kiện tự

nhiên tại Tuyên

Quang, bọ mắt vàng

đã được nhân nuôi

• Có khả năng tiêu diệt trứng nhện đỏ

• Sản xuất ong vàng

Habrobracoll sp: là

loại ong ký sinh sâu

non của nhiều loại

sâu hại cây trồng để

phòng trừ sâu xanh

và sâu đục thân ngô

• Sản xuất ong đen

kén trắng Cotesia

plutelae K: Loại

ong này ký sinh

trên nhiều loại ký

chủ

• Sản xuất ong vàng

Habrobracoll sp: là

loại ong ký sinh sâu

non của nhiều loại

sâu hại cây trồng để

phòng trừ sâu xanh

và sâu đục thân ngô

• Sản xuất ong đen

kén trắng Cotesia

plutelae K: Loại

ong này ký sinh

trên nhiều loại ký

chủ

Habrobracoll sp

Cotesia plutelae K

• Thuốc trừ sâu vi

nấm Boverit và Một :

Được sản xuất tại

Việt Nam và sử

dụng tốt trên cây đay

trừ sâu rau xanh trên

ngô và mía, trừ trên

cây thông, trừ sâu

róm trên cây lúa, trừ

rầy nâu bọ xít sâu

cắn gié

Được sản xuất tại

Việt Nam và sử

dụng tốt trên cây đay

trừ sâu rau xanh trên

ngô và mía, trừ trên

cây thông, trừ sâu

róm trên cây lúa, trừ

rầy nâu bọ xít sâu

cắn gié

Sản xuất thuốc nấm trừ sâu

• Chế phẩm M&B

Có 2 loại: Metarhizium và Beauveria

Metarhizium anisopliae 1,6-2,5 x 109Bt/gr hại bọ dừa Thử nghiệm tại Đà Nẵng, Phú Yên đạt hiệu quả tới 86,5% Dạng nấm xanh được dùng để trừ rầy, bọ xít trên lúa và cây

ăn quả đạt 70-90%, dạng nấm trắng đạt 50-85%

Metarhizium anisopliae

1,6-2,5 x 109Bt/gr hại bọ dừa Thử nghiệm tại Đà Nẵng, Phú Yên đạt hiệu quả tới 86,5% Dạng nấm xanh được dùng để trừ rầy, bọ xít trên lúa và cây

ăn quả đạt 70-90%, dạng nấm trắng đạt 50-85%

• Chế phẩm Beauveria

Chuyên dùng để trị sâu

róm thông và sâu đo

nâu hại bồ đề với hiệu

quả tiêu diệt sâu tới gần

87% TS Nguyễn Văn

Vấn cho biết: “Loại

thuốc này có thể sử

dụng để tiêu diệt sâu

róm hại thông đang xảy

ra tại Nghệ An hiện

nay”

Chuyên dùng để trị sâu

róm thông và sâu đo

nâu hại bồ đề với hiệu

quả tiêu diệt sâu tới gần

87% TS Nguyễn Văn

Vấn cho biết: “Loại

thuốc này có thể sử

dụng để tiêu diệt sâu

róm hại thông đang xảy

ra tại Nghệ An hiện

nay”

• Nấm Mat trừ châu chấu hại ngô, mía, luồng, bọ hại dừa, sâu đo xanh hại đay, rầy nâu hại lúa, sâu xanh

ăn lá bồ đề, sâu tơ, sâu

khoang, sâu xanh hại rau, đậu, mối đất hại cây trồng

và nhiều sâu hại khác

• Nấm Mat trừ châu chấu hại ngô, mía, luồng, bọ hại dừa, sâu đo xanh hại đay, rầy nâu hại lúa, sâu xanh

ăn lá bồ đề, sâu tơ, sâu

khoang, sâu xanh hại rau, đậu, mối đất hại cây trồng

và nhiều sâu hại khác

Một số kết quả ứng dụng khác

• Thử nghiệm một số hợp chất

pheromon, chất gây vô sinh và chất

dẫn dụ ăn uống, bước đầu Viện Bảo

vệ thực vật có quy trình sản xuất

pheromon diệt trừ sâu hại rau.Cụ thể

là mồi pheromon giới tính có tác

dụng hấp dẫn giới tính và/hoặc gây

rối giao phối đối với một số loài côn

trùng gây hại như sâu tơ

(P.xylostella), sâu xanh (H

armigera), sâu da láng (S exigua) và

sâu khoang (S litura), được sản xuất

tại Trung tâm Nghiên cứu Các biện

pháp Sinh học, Viện Bảo vệ Thực

vật, xã Đông Ngạc, huyện Từ Liêm,

Thành phố Hà Nội

• Thử nghiệm một số hợp chất

pheromon, chất gây vô sinh và chất

dẫn dụ ăn uống, bước đầu Viện Bảo

vệ thực vật có quy trình sản xuất

pheromon diệt trừ sâu hại rau.Cụ thể

là mồi pheromon giới tính có tác

dụng hấp dẫn giới tính và/hoặc gây

rối giao phối đối với một số loài côn

trùng gây hại như sâu tơ

(P.xylostella), sâu xanh (H

armigera), sâu da láng (S exigua) và

sâu khoang (S litura), được sản xuất

tại Trung tâm Nghiên cứu Các biện

pháp Sinh học, Viện Bảo vệ Thực

vật, xã Đông Ngạc, huyện Từ Liêm,

Thành phố Hà Nội

• Chế phẩm tuyến trùng EPN Biostar

Chế phẩm tuyến trùng EPN Biostar 15-20 x 106 IJs trừ sâu xám hại thuốc lá, đặc biệt là mía đạt hiệu quả khá cao Hiện những sản phẩm đầu tiên đã được đưa vào ứng dụng để diệt trừ sâu xám hại thuốc lá tại Ba Vì (Hà Tây), bọ hung hại mía tại Thạch Thành (Thanh Hoá)

Hiệu lực diệt sâu của một số chế phẩm EPN với một số sâu hại ngoài đồng

ruộng

TT Chế phẩm Cây trồng Sâu hại Hiệu lực % Địa chỉ áp dụng

1 Biostar 2 Thuốc lá Argotis ypsilon 87,2 Trại thuốc lá

Thành Vinh, Thạch Thành, Thanh Hóa

• Chế phẩm hoá sinh Momosertatin

• Công nghệ tạo những

bộ kít chẩn đoán nhanh bệnh hại cây trồng như

ELISA,

PCR

• Công nghệ tạo những

bộ kít chẩn đoán nhanh bệnh hại cây trồng như

ELISA,

PCR

V Đánh giá

Triển vọng công nghệ sinh học trong bảo vệ

thực vật trong thời gian tới

Triển vọng công nghệ sinh học trong bảo vệ

thực vật trong thời gian tới

định

Thuận lợi trong việc ứng dụng CNSH trong BVTV

Thuận lợi trong việc ứng dụng CNSH trong BVTV

Nhu cầu về nông sản thực phẩm an

Phát triển theo hướng canh tác hữu cơ, hướng tới một nền nông nghiệp bền vững

Và người nông dân từng bước đã nhận thức được tác hại của thuốc trừ sâu hoá học cũng như ý nghĩa và vai trò của thuốc sinh

học

Và người nông dân từng bước đã nhận thức được tác hại của thuốc trừ sâu hoá học cũng như ý nghĩa và vai trò của thuốc sinh

CÁC QUAN ĐIỂM VỀ

THỰC VẬT CHUYỂN GEN

1 THỰC VẬT CHUYỂN GENE

AN TOÀN :

 Bổ sung chất dinh dưỡng, tăng chất lượng

thức ăn:

 Người ta đã thay đổi gen của cây trồng để tạo ra giống có giá trị dinh dưỡng cao hơn

Gạo vàng chứa vitamin A

 Thực phẩm biến đổi gen có mùi vị ngon hơn , thời gian bảo quản lâu hơn

 Tạo ra các loại protein, hoocmon, yếu tố sinh trưởng, vaccine dùng trong trị liệu.

• Vaccine có nguồn gốc thực vật ( plant edible

vaccine) Trong sản xuất vaccine này người ta sử dụng vector gồm 2 gene: 1 gene mã hoá cho kháng nguyên virus, 1 gene kháng sinh Vaccine này dễ sử dụng, tính an toàn cao,dễ dàng sản suất khối lượng lớn, dễ bảo quản…

Đối với đa dạng sinh học:

• Đa dạng hóa nguồn thực vật: tạo ra các giống cây trồng mới.