Khóa luận Tìm hiểu quy trình công nghệ sản xuất nấm metarhizium spp trừ sâu hại cây trồng

thực vật, mặc dù số lượng thuốc hóa học được dùng còn thấp so với nhiều nước trên thế giới, nhưng vì sử dụng thuốc một cách tùy tiện, thiếu hiểu biết nên đã gây ra những hậu quả tiêu cực tương tự như đã xảy ra trên thế giới trước đây. 1.4. Các hướng chính của đấu tranh sinh học Là cơ sở khoa học của công nghệ sinh học trong bảo vệ thực vật, ở nước ta trong 3 thập kỷ gần đây đã và đang phát triển với nhịp độ nhanh các ngành khoa học nói chung và các biện pháp sinh học nói riêng để điều hòa số lượng các cá thể dịch hại xuống mức thấp nhất. Các hướng chính của đấu tranh sinh học trong Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật 10 phòng trừ dịch sâu, bệnh hại, cỏ dại,... gây ra đã được các nhà khoa học định hướng và xác lập thành một thể thống nhất dựa trên hai hướng chính sau đây: 1.4.1. Tính toán để nâng cao hoạt tính của sinh vật có ích Xác định thành phần và hiệu quả của các loài côn trùng ký sinh- ăn thịt có ích và các tác nhân vi sinh vật gây bệnh trên cơ thể sinh vật hại có sẵn ngoài tự nhiên, nhằm mục đích duy trì sự xuất hiện của chúng trên đồng ruộng để làm giảm một phần hoặc tiến tới giảm hẳn khối lượng sử dụng thuốc trừ sâu. Xây dựng cơ cấu cây trồng thích hợp để tạo ra các nguồn thức ăn có các cơ chế không thích hợp với các loài sâu, bệnh, nhện hại gây ra như gieo trồng các loài cây có khả năng chuyển gen độc, các cây có khả năng miễn dịch, các giống mới có khả năng kháng được sâu bệnh hại,.... Xác lập các biện pháp canh tác thích hợp để nâng cao hoạt tính của các sinh vật có ích. Sử dụng các loại thuốc trừ sâu hóa học có ảnh hưởng thấp nhất đối với các quần thể côn trùng ký sinh - ăn thịt và bắt mồi, cũng như không ảnh hưởng tới môi trường sống cộng đồng. 1.4.2. Nghiên cứu tạo ra các chế phẩm sinh học trong phòng trừ sinh vật gây hại Sản xuất và sử dụng rộng rãi các loại thuốc trừ sâu vi sinh vật trên cơ sở các nguồn vi khuẩn, virus, vi nấm và các thuốc kháng sinh. Sử dụng các chất có hoạt tính sinh học như các pheromon sinh dục, các hormon sinh trưởng, các chất dẫn dụ ăn uống, các chất gây ngán và các chất xua đuổi côn trùng,... Sản xuất trên quy mô công nghiệp để phóng thả các loại côn trùng và nhện kí sinh - ăn thịt có ích lên đồng ruộng nhằm hạn chế được quần thể sâu hại. Phóng thả các côn trùng có hại đã được gây vô sinh nhằm tạo ra sự cạnh tranh sinh dục với quần thể sâu hại ngoài tự nhiên. Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật 11 Sử dụng các côn trùng ăn thực vật, các tuyến trùng và các tác nhân gây bệnh chuyên tính hẹp đã qua kiểm dịch để diệt trừ các loài cỏ gây hại cho cây trồng. Trong hai hướng trên, hiện nay các nhà khoa học đặc biệt chú ý đến hướng thứ hai, bởi hướng này hầu hết phải dựa trên nền tảng nghiên cứu của công nghệ sinh học mới có thể phát triển sản xuất ra các loại thuốc trừ sâu sinh học đạt chất lượng cao, mang tính ổn định để sử dụng rộng rãi trong phòng trừ dịch hại cây trồng, lâm nghiệp. Đến nay, trên thế giới đã có rất nhiều công trình khoa học nghiên cứu về CNSH trong bảo vệ thực vật, nhiều nước đã thu được những kết quả tốt trong quá trình triển khai ứng dụng các chế phẩm sinh học phòng trừ sâu hại, bệnh hại, cỏ dại và chuột hại bảo vệ cây trồng. 1.5. Tính ưu việt của chế phẩm sinh học Không gây độc hại cho con người động vật và cây trồng, có khả năng tiêu diệt một cách chọn lọc các loài sâu bệnh. Phần lớn các tác nhân sinh học nói chung có tính đặc hiệu cao trong việc tiêu diệt các loại côn trùng. Trong khi đó, thuốc trừ sâu hóa học gây độc cho người, gia súc nếu tiếp xúc lâu dài, một số là tác nhân gây ung thư. Do không độc hại đối với con người, lại không ảnh hưởng xấu đến hệ sinh vật quanh hệ rễ của cây trồng, nên chế phẩm thuốc trừ sâu bệnh có nguồn gốc vi sinh vật không phá vỡ cân bằng hệ sinh thái, không gây ô nhiễm môi trường sống. Việc sử dụng các chế phẩm vi sinh vật diệt sâu bệnh cho đến nay chưa phát hiện được hiện tượng “ lờn thuốc” ở các loài côn trùng. Đây cùng là ưu điểm hơn hẳn của biện pháp sinh học với biện pháp hóa học. Các vi sinh vật diệt sâu bệnh có thể nhiễm lên sâu bệnh bằng nhiều cách khác nhau: bằng con đường tiêu hóa (ở vi khuẩn), qua da, tầng cuticum (ở nấm),… Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật 12 Các vi sinh vật diệt sâu bệnh, côn trùng có thể tồn tại trong điều kiện môi trường không thuận lợi (không vật chủ, điều kiện khí hậu khắc nghiệt,…) ở nhiều dạng khác nhau: dạng bào tử, dạng hạch nấm hay giả hạch nấm. Khả năng phát tán rộng trong tự nhiên của các giống vi sinh vật có ý nghĩa rất lớn trong việc tăng cường lây lan tạo thành dịch ở côn trùng, sâu bệnh. Ngoài ra một số nấm, vi khuẩn, virus còn có thể được lan truyền rộng, nhờ dòng không khí, nước mưa và côn trùng,… Với tất cả các đặc điểm sinh học tự nhiên như trên, các vi sinh vật diệt sâu bệnh, có thể xuất hiện bất cứ lúc nào có thể nói là bất ngờ, với một tốc độ rất nhanh, mang tính chất một ổ bệnh, dẫn đến gây chết côn trùng, sâu bệnh hại cây trồng trên địa bàn rộng. Chính vì vậy chúng giúp bảo vệ cây trồng có hiệu quả rất đáng kể. Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật 13 CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA VỀ NẤM METARHIZIUM SPP 2.1. Phân loại Ngành : Ascomycota Lớp : Sordariomycetes Bộ : Hypocreales Họ : Clavicipitaceae Chi : Metarhizium Loài : M. anisopliae và M. flavoviride Hình 2.1. Metarhizium anisopliae Trong 2 loài nấm Metarhizium anisopliae và Metarhizium flavoviride, loài Metarhizium anisopliae Sorok ,1883 được sử dụng nhiều trong phòng trừ sâu hại cây trồng (Phạm Thì Thùy,2010). 2.2. Đặc điểm hình thái [4] Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật 14 Sợi nấm phát triển trên bề mặt sâu bệnh có màu từ màu trắng đến màu xanh, cuống sinh bào tử ngắn mọc tỏa tròn trên đám sợi nấm dày đặc. Bào tử trần hình que có kích thước 3,5 x 6,4 x 7,2 µm, màu từ lục xám đến oliu - lục, bào tử xếp thành chuỗi khá chặt chẽ và nhìn bằng mắt thường người ta có thể thấy bào tử được tạo ra trên bề mặt cơ thể côn trùng một lớp phấn khá rõ màu xanh lục. Sợi nấm khi phát triển bên trong côn trùng có chiều rộng khoảng 3 - 4 µm, dài khoảng 20µm, chia thành nhiều tế bào ngắn, trong tế bào có thể thấy rõ nhiều giọt mỡ. Nấm M. anisopliae có bào tử dạng hình trụ, hình hạt đậu, khuẩn lạc có màu xanh thỉnh thoảng có màu tối hoặc màu hồng vỏ quế, chúng phát triển chậm trên môi trường không có peptone (ví dụ như môi trường PDA, Czapek - Dox), thích hợp trên môi trường có pepton, cụ thể trên môi trường Sabouraud nấm phát triển tốt trong điều kiện nhiệt độ 25⁰C sau 7 - 10 ngày nuôi cấy thì khuẩn lạc có đường kính 4 - 6 cm. Loài nấm Metarhizium anisopliae có hai loài (varities) dạng bào tử nhỏ và lớn, dạng bảo tử nhỏ Metarhizium var. anisopliae có kích thước bào tử 3,5 - 5,0 x 2,5 - 4,5 µm, dạng bào tử lớn là Metarhizium anisopliae var. major có kích thước bào tử 10,0 - 14,0 µm. Để phân biệt hai loài nấm trên, tác giả Tsai và cs (dẫn theo Phạm Thị Thùy, 2010) đã nghiên cứu đặc tính huyết thanh khác nhau của hai loài này và xác định rằng loài Metarhizium anisopliae là chủng gây bệnh mạnh nhất trên côn trùng thuộc bộ cánh cứng Coleoptera. Nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu và tìm thấy có khoảng 204 loài sâu bệnh, côn trùng thuộc họ Elaridae và Curculionidae dễ bị nhiễm bệnh bởi nấm Metarhizium anisopliae. 2.3. Độc tố diệt côn trùng của nấm lục cương Metarhizium [4] Độc tố diệt côn trùng của nấm lục cương gồm một số ngoài độc tố có tên là Destruxin A, B, C hay D. Các ngoại độc tố đó là các sản phẩm thứ cấp vòng Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật 15 peptit, L - prolyn, L - leucine, anhydride, L - prolyn - L - valine anhydride và Desmethyl Destruxin B. Theo tài liệu của tác giả Lysenko và Kucera thì nấm M. anisopliae cũng sinh độc tố Destruxin A và độc tố Destruxin B. Theo Suzuki và cộng sự (1970) thì: Destruxin A có công thức nguyên là C29H47O7N5, có điểm sôi là 188⁰C. Destruxin B có công thức nguyên là C30H51O7N5, có điểm sôi là 234⁰C. Độc tố Destruxin A có bản chất hóa học là D - 2 hydroxy - 4 - pentenoy - L - prolyl - isoleucyl - N - methyl - L valyl - N - methyl - L - alanyl - alanyl lacton. Độc tố Destruxin B có bản chất hóa học là D - α hydroxy - γ - methylvaleryl - L - prolyl - L - isoleucyl - N - methyl - L valyl - N - methyl - L - alanyl - β alanyl lacton. Lần lượt từ năm 1961 và 1962, Y. Kodaira (dẫn theo Phạm Thị Thùy, 2010) đã tách ra được độc tố Destruxin A, và Destruxin B từ dịch nuôi cấy nấm lục cương M. anisopliae. S. Tamura và cs từ năm 1965 – 1970 đã tiến hành nuôi cấy nấm lục cương. Các tác giả cũng tách được những độc tố trên từ môi trường Czapek - Dox có chứa 0,5% pepton. Từ 1 lít dịch nuôi cấy người ta có thể thu nhận được 13 - 15 mg độc tố Destruxin A và B, dịch lọc được xử lý bằng than hoạt tính rồi được phản hấp phụ bằng N - butanol, sau đó được tách ra bằng benzene và được làm sạch trên bột nhôm oxit trung tính (dẫn theo Phạm Thị Thùy, 2010). Năm 1971, người ta đã tổng hợp nhân tạo được Destruxin B. Có khoảng 70 loài côn trùng bị tiêu diệt bởi nấm lục cương M. anisopliae. Dưới kính hiển vi điện tử với độ phóng đại lớn, năm 2000 các nhà khoa học Mỹ đã chụp được chuỗi bào tử M. anisopliae kéo dài với mật độ giống như dạng khôi mô giậu. 2.4. Cơ chế tác động của nấm lên sâu bệnh và con đường truyền bệnh [5, 7] Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật 16 2.4.1. Cơ chế tác động Hầu hết những loài nấm gây bệnh cho sâu bệnh đều xâm nhập vào cơ thể vật chủ qua lớp da (vỏ) cơ thể. Bào tử nấm bám vào bề mặt cơ thể vật chủ. Trong điều kiện đủ độ ẩm bào tử mọc mầm và xâm nhiễm vào bên trong cơ thể sâu, côn trùng qua lớp vỏ chitin nhờ áp lực cơ giới hoặc hoạt động enzyme của nấm. Nấm tiết ra loại enzyme làm mềm lớp vỏ chitin, qua lỗ thủng đó bào tử xâm nhập vào bên trong cơ thể sâu và tạo thành một lỗ thủng tại nơi bào tử mọc. Do khả năng xâm nhập vào bên trong cơ thể côn trùng qua lớp vỏ cơ thể nên nấm có thể ký sinh được sâu, côn trùng chích hút và cả những pha phát triển của côn trùng như trứng, nhộng mà các vi sinh vật khác không ký sinh được. 2.4.2. Con đường truyền bệnh Nguyên nhân gây bệnh chủ yếu là lây lan từ cá thể ốm sang cá thể khỏe thông qua tiếp xúc trực tiếp với nhau, hay qua nguồn thức ăn có chứa mầm bệnh. Việc lây truyền theo con đường đẻ trứng của ký sinh hầu như không đáng kể. Bệnh vi nấm rất dễ lan truyền bằng va chạm đơn giản mà ở một số bệnh vi sinh vật khác hầu như không xảy ra. Khi lây bệnh chúng thường lây lan nhờ gió, mưa, chim, thú,… và các bệnh do nấm tạo thành những ổ bệnh kéo dài theo chiều gió thổi, con đường truyền bệnh thông qua các loại độc tố của nấm. Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật 17 Cho đến nay, người ta đã xác định được nấm này có khả năng kí sinh và gây chết đối với rất nhiều loài sâu bệnh và côn trùng. Trong số đó có tới 34 loài côn trùng cánh cứng và chỉ có 5 loại côn trùng cánh vẩy. 2.5. Cấu tạo và thành phần hóa học của tế bào vi nấm [7, 8] Cũng như trong thành phần cấu tạo của các loại nấm lớn (nấm có quả thế) và các nhóm vi sinh vật khác, tế bào vi nấm gồm có: thành tế bào, chất nguyên sinh, không bào, nhân tế bào và các thể ẩn nhập. Thành phần hóa học của các thể bào vi nấm thay đổi theo loài, theo vị trí tế bào trên sợi nấm so với ngọn nấm (Gibatt, 1996). Các thành phần nguyên tố hóa học của tế bào vi nấm quan trọng nhất là cacbon (40%), oxy (40%), nitơ (7 - 8%) và hydro (2 - 3%). Hydratcacbon quan trọng ở các tế bào nấm là Glycogen và Trehalogen. Glycogen là hydratcacbon dự trữ của nấm. Tương đương với tinh bột ở thực vật. Tỷ lệ hydratcacbon cũng như các thành phần khác của tế bào, thay đổi theo từng loài vi nấm. Hình 2.2. Cơ chế tác dụng của chế phẩm Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật 18  Sợi nấm, hệ sợi nấm và khuẩn lạc Sợi nấm có vách ngăn, toàn bộ sợi nấm và các nhánh phát triển từ một bào tử nấm được gọi là hệ sợi nấm. Sợi nấm phát triển từ ống nảy mầm và bào tử mọc ra, sợi nấm chỉ tăng trưởng ở ngọn và đều được đo theo chu kỳ thời gian. Trên môi trường nuôi cấy nhân tạo và cả trên một số cơ chất tự nhiên, hệ sợi của vi nấm thường phát triển thành một khối có hình dạng nhất định, thường có tiết diện hình tròn, hoặc gần cầu gọi là khuẩn lạc. Một khuẩn lạc có thể phát sinh từ một đoạn sợi nấm nhưng thông thường nhất là từ bào tử. Tốc độ tăng trưởng của các loại vi nấm thường được tính bằng đường kính khuẩn lạc. Khuẩn lạc của một vài loài nấm còn được đặc trưng bởi màu sắc của sợi nấm. Bề mặt khuẩn lạc của vi nấm có thể mượt, nhẵn bóng, dạng bột, dạng hạt, dạng sợi hoặc dạng xốp. Chưa có nhiều dẫn liệu về những biến đổi sinh lý, sinh hóa trong bào tử nấm thuộc các nhóm phân loại khác nhau, tuy nhiên vẫn có những công trình nghiên cứu nói tới sự biến đổi này. Trong quá trình nảy mầm, sợi nấm rất cần glucoza hoặc các đường đơn khác từ môi trường bên ngoài, ngược lại không cần cung cấp lipit. Glucoza cũng được xem là nguồn cacbon rất cần đối với sự nảy sợi ở nhiều loại vi nấm, chẳng hạn đối với sự nảy sợi của bào tử trần nấm Penicillium griseofulvum. Trong quá trình nảy mầm, sinh trưởng và hình thành bào tử, nấm Metarhizium anisopliae cũng rất cần nguồn cacbon, nitơ và vitamin. Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật 19 Hình 2.3. Khuẩn lạc Metarhizium anisopliae Hình 2.4 Bào tử nấm M. anisopliae Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật 20 2.6. Khả năng đồng hóa các nguồn cacbon, nitơ của nấm M. anisopliae [7, 8] Nấm có thể sử dụng các nguồn thức ăn cacbon rất khác nhau, hầu như không có loại hợp chất cacbon hữu cơ nào mà không được nhóm nấm này hay nhóm nấm khác sử dụng. Ví dụ như chi Metarhizium đã sử dụng các nguồn thức ăn cacbon mà các loại vi nấm vẫn thường sử dụng. Nhiều loài nấm còn có khả năng đồng hóa cả các hợp chất hữu cơ rất bền vững hoặc rất độc đối với nhiều loài sinh vật khác (các chất n- alcan, alcaloit, phenol, sterin, nhiều chất kháng sinh, nhiều độc tố, nhiều loại tactan, flavon v.v…). Các loài vi nấm kí sinh côn trùng thường không đòi hỏi khắt khe đối với một loại thức ăn cacbon nào đấy. Chúng có khả năng sử dụng nhiều loại hợp chất cacbon khác nhau, nhưng cũng có loại hợp chất này được đồng hóa tốt hơn loại hợp chất cacbon khác. Có rất nhiều trường hợp ở trong môi trường nuôi cấy có mặt vài nguồn cacbon khác nhau, nấm sẽ phát triển mạnh hơn khi chỉ có riêng từng loài. Các công trình nghiên cứu của Hegendus và cs (dẫn theo Phạm Thị Thùy, 2010) đã xác định môi trường tốt nhất để phân lập nấm M. anisopliae là môi trường có chứa kitin làm nguồn cacbon. Để thực hiện các quá trình sinh lý khác nhau, nấm thường có những nhu cầu về các nguồn thức ăn cacbon khác nhau. Hegendus và cs, cho biết nấm M. anisopliae khi nuôi cấy chìm, nếu bổ sung thêm kitin hoặc hexosamines và glucoza thì thu được lượng bào tử cao nhất. Nhờ khả năng đồng hóa nguồn cacbon phức tạp này mà trong cơ chế diệt côn trùng của các chủng vi nấm M. anisopliae và M. flavoviride, đã được rất nhiều tác giả trên thế giới nghiên cứu và họ đều khẳng định rằng quá trình xâm nhập của các chủng nấm trên, trước hết phải là do quá trình phân hủy lớp vỏ kitin ở ngoài lớp da. Sau đó là phân hủy protein của các mô, đồng thời với protein là sự phá hủy lipit. Quá trình này thực hiện được chính là nhờ vai trò của phức hệ enzyme ngoại bào của các nấm kí sinh trên sâu hại cây trồng. Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật 21 Tùy từng loại nấm mà có nhu cầu C khác nhau. Khi nuôi các chủng nấm Metarhizium anisopliae trên môi trường có nguồn cacbon khác nhau người ta thấy chúng đồng hóa tốt các loại đường glucoza, maltoza, sacharoza nhưng lại đồng hóa đường rafinoza yếu. Mối quan hệ giữa nguồn thức ăn cacbon với sự hình thành và phát triển của bào tử nấm Metarhizium anisopliae đã được tác giả Jenking và Prior xác định. Các tác giả cho biết tỷ lệ thích hợp giàu sacharoza và peptone trong dịch nuôi cấy nấm Metarhizium anisopliae có ảnh hưởng tới sự sinh trưởng và hình thành bào tử nấm. Thành phần kitin trong môi trường nuôi cấy rất cần thiết đối với các chủng vi nấm côn trùng vì chất kitin đã giúp cho sự sinh trưởng, phát triển và hình thành bào tử đính (conidiospore) cũng như bào tử chồi (blastospore) của nấm. Tuy nhiên không phải tất cả nguồn thức ăn cacbon nào cũng đều hỗ trợ các loài cho sự sinh trưởng và phát triển cũng như sự nảy mầm và hình thành bào tử của nấm. Nghiên cứu về hiệu quả của nguồn cacbon, nitơ và vitamin đối với nấm Metarhizium anisopliae được phân lập từ sâu Inoplus ruoricus người ta nhận thấy quá trình nảy mầm, sinh trưởng và hình thành bào tử nấm Metarhizium anisopliae đã sử dụng cả nguồn nitrat và nitơ amôn. Trong nguồn nitơ đã thử, chỉ có axit amin cystein là ức chế cả sự sinh trưởng và sự hình thành bào tử nấm. Những vitamin đã thử cũng không làm tăng sự sinh trưởng và sự hình thành bào tử của nấm Metarhizium anisopliae. Ngoài việc sử dụng các nguồn nitơ vô cơ, nấm còn có thể sử dụng tốt những nguồn nitơ hữu cơ như protein, peptone và các axit amin. Axit glutamic là một trong những axit amin thích hợp hơn cả cho sự phát triển của nấm Metarhizium anisopliae. Nguồn thức ăn nitơ là protein từ cơ thể côn trùng là nền cơ chất giàu dinh dưỡng nhất cho nấm gây bệnh côn trùng sinh trưởng và phát triển. 2.7. Nhu cầu về chất kích thích sinh trưởng [7, 8] Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật 22 Vi nấm có mối quan hệ rất khác nhau đối với các loại vitamin và các chất sinh trưởng. Ngoài tác dụng kích thích nảy mầm của bào tử sinh trưởng và tăng trưởng của hệ sợi nấm, cũng có loại vitamin kìm hãm hoặc hạn chế sự sinh trưởng của nấm. Trường hợp bổ sung vitamin vào môi trường nuôi cấy người ta thấy có sự ức chế khoảng 30- 40% quá trình sinh trưởng và phát triển của nấm. Các chủng nấm Metarhizium anisopliae,… nếu bổ sung thêm kitin tự nhiên của châu chấu di cư Locusta migratonia vào môi trường nuôi cấy sẽ làm tăng khả năng sinh bào tử ( Li và Holdom). Các nguyên tố vi lượng có tác dụng kích thích sự phát triển của vi nấm, ví dụ nếu loại ra khỏi môi trường nguyên tố vi lượng Mo, người ta nhận thấy hàm lượng nitratreductaza trong tế bào vi nấm cũng giảm đi 9 lần. Một đặc tính sinh lý, sinh hóa vô cùng quan trọng của vi nấm là khả năng biến đổi các cơ chất khác nhau nhờ hệ thống enzyme sinh ra trong quá trình trao đổi chất. Đối với các chủng vi nấm diệt côn trùng thì hệ enzyme là một trong những yếu tố đặc trưng cho cơ chế lây nhiễm và xâm nhập bệnh vi nấm vào cơ thể sâu bệnh. 2.8. Phổ ký chủ của nấm lục cương Metarhizium spp [4, 7, 8] Những năm trước đây do chưa hiểu biết về vi sinh vật gây bệnh trên sâu bệnh, côn trùng nên không ai phát hiện, tìm thấy những nguồn vi sinh vật hữu ích này mặc dù chúng xuất hiện trong tự nhiên với một tỷ lệ rất nhỏ. Nhiều nơi khi có sâu hại bùng phát, không phun thuốc trừ sâu nhưng năng suất cây trồng cũng không bị giảm sút. Nguyên nhân có thể do các vi sinh vật tấn công và lây lan trong đó có nấm diệt sâu bệnh. Từ năm 1990 trở lại đây hiện tượng nấm kí sinh sâu hại cây trồng đã được Viện Bảo vệ thực vật nghiên cứu trên cơ sở thu thập và tuyển chọn những nguồn nấm có ích làm chủng giống để sản xuất ra các thuốc nấm trừ sâu hại cây trồng. Thực tế cho thấy trên đồng ruộng Việt Nam cũng đã được bổ sung một nguồn đáng kể vi sinh vật kí sinh gây bệnh trên sâu cho nên Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật 23 nhiều nơi, nhiều vùng cũng xuất hiện rất nhiều loài sâu hại bị nấm kí sinh. Chúng có tác dụng rất lớn trong việc hạn chế một số dịch sâu hại nguy hiểm như châu chấu, sâu róm thông, bọ hại dừa, sâu kèn hại keo tai tượng, sâu xanh ăn lá bồ đề,…. Đến nay nấm gây bệnh côn trùng không còn là một điều xa lạ với các nhà khoa học, các nhà quản lý và cả những người nông dân. Ở Việt Nam, các tác giả đã xác định được nhiều loài sâu hại là kí chủ của nấm Metarhizium spp ( Phạm Thị Thùy và cs , 2003) Dưới đây là danh sách tên những loài hại cây trồng và mối đất bị nấm lục cương Metarhizium anisopliae, Metarhizium flavoviride ký sinh - Châu chấu sống lưng vàng pantanga sucincta - Châu chấu mía Hieroglyphus tonkinensis - Châu chấu múa Hieroglyphus banian - Châu chấu lúa Oxya chinensis - Châu chấu lúa Oxya duminuta - Châu chấu Locusta sp - Bọ hại dừa Brontispa longissima - Họ hại dừa Brontispa sp - Mối đất Coptotermes sp - Mối đất Coptotermes squamosus - Sâu kèn hại keo tai tượng Amasstisa sp - Sâu đo hại quế Culculla paterianria - Sâu keo da láng Spodotera exigua - Sâu xanh bông Helicoverpa armigera - Sâu xanh thuốc lá Helicoverpa assulta - Sâu xanh bướm trắng Pieris rapae - Sâu tơ Plutella xylostella - Sâu khoang spodoptera litura Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật 24 - 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 - Bọ xít xanh Neraza viridulla - Sâu cắn gié Leucania separate - Rầy nâu Nilaparvata lugent - Rầy điện quang Nephotetix bipunstatus - Bọ hà khoai lang Cylas formicarius - Sâu đo xanh Anomis flava - Châu cấu Hypomesces squamosus - Sâu xanh ăn là bồ đề Fentonia sp - Mọt gạo Sitotroga sp - Sâu róm thông Dendrolimus punctatus - Bọ hung đen hại mía Alissonotum impressicolle - Bọ hung nâu Exolontha sp - Canh cam Anomala cupripes - Sâu róm quế Malacosoma dentate - Sâu đục cành quế Arbela bailbarana - Xén tóc Bacchisa atritaric Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật 25 Hình 2.5. Sâu xanh hại bông A. Trứng B. Ấu trùng và Bướm trưởng thành Hình 2.6. Bọ lá khoai tây A. Bọ B. Nhộng C. Ấu trùng Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật 26 Hình 2.7 Châu chấu bị nấm tấn công Hình 2.8. Bọ rầy bị nhiễm nấm Metarhizium Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật 27 CHƯƠNG 3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SỬ DỤNG NẤM METARHIZIUM SPP. 3.1. Tình hình nghiên cứu sử dụng Metarhizium trên thế giới [4,8] Những năm cuối của thế kỷ XX, rất nhiều công trình nghiên cứu đã khẳng định trong điều kiện tự nhiên vi nấm là một nhân tố gây chết quan trọng đối với nhiều loài sâu, côn trùng. Mỗi nhóm có thể bị ảnh hưởng bởi một số vi nấm nhất định. Người ta đã xác định hơn 700 loài vi nấm là mầm bệnh cho các loài côn trùng, sâu bệnh. Tuy nhiên, căn cứ vào mức độ gây chết, điều kiện nuôi cấy, điều kiện sản xuất và tác dụng, người ta chỉ tập trung nghiên cứu vào 4 nhóm vi nấm: Metarhizium, Beauveria, Verticilum và Paecilomvces. Những năm gần đây, xuất hiện ngày càng nhiều các công trình nghiên cứu sử dụng vi nấm để diệt sâu bệnh, côn trùng. Và kết quả là 11 chế phẩm vi nấm diệt côn trùng đã được đưa vào sử dụng, trong đó có 3 chế phẩm Metarhizium: chế phẩm BioBlast của Mỹ dùng để diệt mối đất Đài Loan (Coptotermes formosanus); chế phẩm GreenMuscle của Nam Phi để diệt châu chấu (Locusts); chế phẩm BioGreen của Úc để diệt bọ ngô đầu đỏ (Red- headed cockchafer). Từ những năm 80 của thế kỷ trước (1880-1886), Metschnhikov cùng học trò của mình là Isac Craxinstic đã nghiên cứu hàng loạt môi trường nuôi cấy nấm M. anisopliae và đã sản xuất thử hàng nghìn kilogram nấm để tách bào tử thuần khiết, sau đó dùng bào tử nấm trộn với đất bột và đem tung ra đồng ruộng, theo các tác giả thì sau 10 - 14 ngày thí nghiệm cả sâu non và dạng trưởng thành của bọ đầu dài hại củ cải đường chết với tỷ lệ 55 - 80%. Một số nước (Liên Xô, Ba Lan…) bằng kỹ thuật công nghệ hóa sinh hiện đại đã chiết từ hạt gấc, đậu tương…các loại chất có khả năng kìm hãm sinh trưởng và phát triển của sâu bệnh để tạo chế phẩm sinh học BVTV bước đầu đã có những kết quả rất khả quan. Khóa Luận Tốt Nghiệp SVTH: Phan Công Nhật 28 Nói tóm lại việc nghiên cứu và sản xuất chế phẩm các loại không chỉ chế phẩm nấm xanh Metarhizium đã được các nhà khoa học trên thế giới sản xuất hàng vạn tấn chế phẩm sinh học để phòng trừ cho hàng chục triệu hecta cây trồng. 3.2. Tình hình nghiên cứu sử dụng Metarhizium ở Việt Nam Việc nghiên cứu nấm gây bệnh trên sâu bệnh đã được các cán bộ khoa học kỹ thuật ở một số trường đại học và viện nghiên cứu bắt đầu tìm hiểu và đi sâu nghiên cứu chúng từ những năm 70 của thế kỷ trước. Theo Phạm Bình Quyền (1994), cơ sở khoa học của phòng trừ sinh học, phòng trừ tổng hợp là hiểu đúng quy luật cơ chế tự nhiên của sự điều chỉnh số lượng sâu bệnh, nhằm sử dụng tối ưu các cơ chế đó vào việc hạn chế tác hại do chúng gây ra. Năm 1981 GS.TS Nguyễn Lân Dũng nghiên cứu nấm lục cương Metarhizium mô tả hình thái, phân tích cơ chế tác dụng, hướng dẫn cách phân lập nuôi cấy và phương pháp sản xuất sinh khối Metarhizium. Từ năm 1992, Phạm Thị Thùy và cs thuộc viện Bảo vệ thực vật đã phân lập, nuôi cấy và thử nghiệm các chủ