06-Apr-15 XÁC ĐỊNH CÂY KHÁNG SÂU TRONG LÂM NGHIỆP LAURA L INGWELL∗†‡ AND EVAN L PREISSER∗ ∗Department of Biological Sciences, University of Rhode Island, Kingston, RI 02881, U.S.A †Department of Entomology, University of Idaho, Moscow, ID 83844, U.S.A GIỚI THIỆU (2) • Phát tiêu diệt sâu bệnh xâm hại kịp thời xử lý biện pháp hóa học sinh học cần thiết • Nghiên cứu phát triển địa có khả chống chịu đề kháng sâu bệnh hại nội dung quan trọng chương trình quản lý dịch hại (Reis et al 2004) • Cây địa kháng sâu bệnh có ý nghĩa lớn khơng thể tiêu diệt hết sâu bệnh ngoại lai xâm hại GIỚI THIỆU (1) • Hàng trăm lồi sâu bệnh ngoại lai xâm hại xuất khu rừng Hoa Kỳ • Thiệt hại kinh tế lên tới 4,2 tỷ US$ năm (Liebhold et al 1995; Pimentel et al 2005) • Sâu bệnh hại nguy hiểm tiêu diệt chủ làm thay đổi cục diện kinh doanh lâm nghiệp • Cần tìm phương pháp quản lý thích hợp GIỚI THIỆU (3) Phát triển địa kháng sâu bệnh bao gồm: • Kiểm tra tính kháng sâu bệnh tập đồn địa mẫn cảm có; • Phát triển chương trình nhân lai giống kháng sâu bệnh lồi địa mẫn cảm với loài kháng sâu bệnh thường địa khác; • Sản xuất nguồn giống kháng sâu bệnh 06-Apr-15 GIỚI THIỆU (4) • Tìm địa kháng sâu bệnh góp phần cải thiện tốc độ chương trình nhân giống kháng sâu bệnh • Cây coi kháng (resistant) cá thể bị suy giảm sức sinh trưởng bị sâu bệnh hại cơng • Có nhiều chế giải thích cho việc sống sót bị sâu bệnh • Mục tiêu tìm cá thể có đặc điểm “kháng sâu bệnh” Cây kháng sâu bệnh khung cảnh quản lý dịch hại • Lai xa hai lồi tạo tính kháng biết lồi ngoại nhập khó thành cơng nhiều thời gian cịn phải “thuần hóa” ngoại nhập Cây lai khơng thích ứng với mơi trường địa • Link ví dụ Cây kháng sâu bệnh khung cảnh quản lý dịch hại • Trong trường hợp lồi sâu bệnh làm chết địa bị tiêu diệt biện pháp sinh học nhà khoa học thường tìm lồi địa kháng sâu bệnh để đưa vào chương trình chọn giống kháng • Thường có hai hoạt động tiến hành song song: bảo tồn chuyển vị địa để tránh tượng địa bị nguy cấp lai giống với ngoại nhập • Lai hai lồi lai lồi có ưu nhược điểm Cây kháng sâu bệnh khung cảnh quản lý dịch hại • Lai gần tạo giống phù hợp với môi trường sinh thái • Vì tìm cá thể quần thể nhiều có tính kháng sâu bệnh cần thiết • Tuy nhiên cá thể/quần thể kháng sâu bệnh thường khó tìm 06-Apr-15 Cây kháng sâu bệnh khung cảnh quản lý dịch hại • Áp dụng phương pháp điều tra hệ thống diện rộng tốn hiệu thấp • Sử dụng phương pháp thư điện tử, tờ rơi, phương tiện thông tin đại chúng… với tình nguyện viên/người dân… để xác định kháng sâu bệnh biện pháp thích hợp Vật liệu nhân giống (cây kháng mẫn cảm) xử lý Cành giâm/cành giống lây nhiễm sâu bệnh Xác định kháng chống chịu sâu bệnh (đo sinh trưởng, mật độ sâu bệnh, tỷ lệ sống) Tiếp tục nhân giống kháng sâu bệnh tốt để tạo nguồn giống Chương trình Chương trình nhân lai giống kháng SB Phục hồi trồng lại rừng Cây kháng sâu bệnh khung cảnh quản lý dịch hại • Các cộng tác viên tình nguyện phát cá thể kháng sâu bệnh, thơng báo cho cán điều phối biết Cán tiếp tục thu thập thơng tin địa điểm, tình trạng sinh trưởng … • Chuẩn bị thu thập cành giâm… cho việc nhân giống cây… theo sơ đồ sau Tầm quan trọng tỷ lệ chết sâu bệnh • Sâu bệnh hại làm chết loại “chọn lọc tự nhiên” Tỷ lệ chết sâu bệnh yếu tố chọn lọc • Khi sâu bệnh công cá thể mẫn cảm bị chết, cá thể sống sót phát triển thành kháng sâu bệnh • Vì tìm cá thể kháng sâu có ý nghĩa lớn trường hợp tỷ lệ chết cao 06-Apr-15 Vai trị cơng tác điều tra sâu bệnh hại rừng • Cây rừng có mật độ có tính đa dạng di truyền cao • Mơi trường rừng tạo cho phát triển tính kháng sâu bệnh tốt môi trường thâm canh lớn nông nghiệp • Sức ép chọn lọc lớn so với mơi trường có nhiều phân bón thuốc BVTV • Cơ hội số cá thể chí quần thể có sức đề kháng tốt với sâu bệnh lớn Vai trị cơng tác điều tra sâu bệnh hại rừng • Chương trình điều tra dài hạn với tham gia người dân có hiệu với đối tượng ếch nhái, bò sát, chim • Điều tra sâu bệnh khơng cần phải tập huấn nhiều động vật bậc cao Vai trị cơng tác điều tra sâu bệnh hại rừng • Tuy nhiên hệ sinh thái rừng khơng cho phép số cá nhân tổ chức riêng lẻ thực việc tìm kiếm kháng sâu bệnh • Vì khơng hiệu tốn • Sự cộng tác lực lượng lâm nghiệp, tổ chức bảo tồn, người dân… cần thiết Nghiên cứu điểm: Rệp Adelges tsugae • Nguồn gốc rệp: Châu Á • Đưa vào bang Virginia (U.S.A.) năm 1950 gây chết nhiều Độc cần (Tsuga canadensis T caroliniana) 06-Apr-15 Nghiên cứu điểm: Rệp Adelges tsugae Nghiên cứu điểm: Rệp Adelges tsugae • Một số Tsuga canadensis kháng rệp tìm thấy vào năm 2008 • Chương trình tìm kiếm kháng rệp với lực lượng tình nguyện viên bắt đầu • Sổ tay giới thiệu lồi sâu hại kháng sâu • Thơng tin trao đổi qua điện thoại, thư điện tử… • Sổ tay chuyển đến khu vực lây nhiễm sâu, cho tổ chức bảo tồn, môi trường, báo địa phương, gần 20 tin • Hàng trăm sổ tay phân phát cho 200 cán lâm nghiệp người dân Nghiên cứu điểm: Rệp Adelges tsugae • • • • Chon 20 giống kháng sâu Lai ghép với loài Tsuga heterophylla Cây lai ghép rễ Mùa hè năm 2009 đánh giá tính kháng lai ghép Cây địa phát triển tính kháng sâu hại CÂY KHÁNG SÂU RĨM THƠNG Đào Ngọc Quang, Lê Văn Bình Phịng Nghiên cứu Bảo vệ rừng, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam 06-Apr-15 CÂY KHÁNG SÂU RĨM THƠNG CÂY KHÁNG SÂU RĨM THÔNG NỘI DUNG NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Điều tra phát cá thể Thơng nhựa có tính kháng SRT, khơng bị SRT cơng bị công xã Sơn Lộc, Can Lộc, Hà Tĩnh Nghiên cứu phân tích sinh hóa mẫu kháng mẫn cảm với SRT Ni SRT trường phịng thí nghiệm kháng mẫm cảm với SRT So sánh số đặc điểm kháng mẫn cảm với SRT Điều tra phát cá thể Thơng nhựa có tính kháng SRT • Điều tra theo tuyến: Tiến hành điều tra tuyến, tuyến km khu vực đã, sau bị SRT hại, từ phát vùng bị SRT hại, vùng không bị hại cá thể khơng bị hại • Điều tra theo ô tiêu chuẩn: ô 1000m2 CÂY KHÁNG SÂU RĨM THƠNG CÂY KHÁNG SÂU RĨM THƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Điều tra phát cá thể Thơng nhựa có tính kháng SRT • Lựa chọn 15 có mức độ bị hại có hình dáng đẹp, thân thẳng, cao, to tiêu chuẩn có số mức độ bị hại R≤25% để tiến hành nghiên cứu khác nhóm chất có thành phần ni Sâu róm thơng nhằm tìm chế kháng Sâu róm thơng Thơng nhựa Nghiên cứu phân tích sinh hóa mẫu kháng mẫn cảm với SRT • Phương pháp xác định định tính các lớp chất chính (không phải thành phần tinh dầu): Chiết các mẫu riêng biệt metanol máy siêu âm sau đã nghiền nhỏ mẫu thành bột Các cặn chiết metanol tiến hành sắc ký với các hệ dung môi khác 06-Apr-15 CÂY KHÁNG SÂU RĨM THƠNG CÂY KHÁNG SÂU RĨM THƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nghiên cứu phân tích sinh hóa mẫu kháng mẫn cảm với SRT • Phương pháp xác định định tính thành phần tinh dầu: Tinh dầu chiết phương pháp cất lôi theo nước, sau đó thành phần và hàm lượng tinh dầu xác định phương pháp sắc ký khí - khối phở (GC-MS) có sử dụng thư viện phổ khối NIST để nhận dạng các cấu tử Ni Sâu róm thơng • Ni cá thể Sâu róm thông thực địa lá thông các kháng mẫn cảm với SRT theo phương pháp: • Gây ni Sâu róm thơng riêng rẽ lá thơng lấy từ các cá thể • Số cá thể Sâu róm thơng ni cơng thức ≥ 30 • Đánh giá so sánh tỷ lệ sống/chết, mức độ sinh trưởng Sâu róm thơng CÂY KHÁNG SÂU RĨM THƠNG CÂY KHÁNG SÂU RĨM THƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Ni Sâu róm thơng • Ni cá thể Sâu róm thơng phịng thí nghiệm lá thơng các kháng mẫn cảm với SRT: • Thí nghiệm đẻ trứng: Mỗi lồng nuôi cắm cành kháng SRT cành mẫn cảm với SRT, sau đặt 10 nhộng Sâu róm thơng lồng để vũ hóa thành sâu trưởng thành quan sát đẻ trứng sâu trưởng thành Tổng số có lồng ni PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Ni Sâu róm thơng • Thí nghiệm theo dõi sâu non: Mỗi lồng nuôi cắm cành kháng SRT cành mẫn cảm với SRT, cành thả đồng loạt 50 trứng Sâu róm thơng, sau sâu nở đếm lại số sâu có cành lồng sau các khoảng thời gian 4, 24 sau trứng nở 06-Apr-15 CÂY KHÁNG SÂU RĨM THƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU So sánh số đặc điểm kháng mẫn cảm với SRT • Mơ tả đặc điểm hình thái cây: Màu sắc lá, độ cứng lá, chiều dài chiều rộng • Mơ tả đặc điểm giải phẫu lá: Đo đếm kích thước lớp cutin, biểu bì, hạ bì nhu mơ đồng hóa so sánh kháng với mẫn cảm với SRT • Mơ tả số đặc điểm khác: Góc phân cành, màu sắc vỏ, nhựa độ nứt vỏ CÂY KHÁNG SÂU RĨM THƠNG Xác định định tính các lớp chất chính (không phải thành phần tinh dầu) • Các mẫu có thành phần hóa học giống Lớp chất chính các chất dầu (chất béo), sterol và tecpenoit • Hầu khơng có sự khác các mẫu kháng mẫn cảm với SRT CÂY KHÁNG SÂU RĨM THƠNG Tỷ lệ bị hại (P%) mức độ gây hại (Rtb) SRT ÔTC P% 94,4 Rtb 2,36 Rtb 2,36*25=54,00% 97,2 2,53 2,53*25=63,20% 94,4 2,07 2,07*25=51,75% 23,6 23,6 0,36 0,31 0,36*25=9,00% 0,31*25=7,75% CÂY KHÁNG SÂU RĨM THƠNG Xác định thành phần hóa học hàm lượng tinh dầu các mẫu bằng phương pháp sắc ký khí ghép nối khối phổ • Một số hợp chất có xuất mẫu mẫn cảm với SRT lại không xuất mẫu 15 kháng SRT 06-Apr-15 CÂY KHÁNG SÂU RĨM THƠNG • Một số hợp chất có xuất mẫu mẫn cảm với SRT lại không xuất mẫu 15 kháng SRT • Hàm lượng số thành phần lớp chất thuộc nhóm terpen có kháng SRT cao so với mẫn cảm với SRT CÂY KHÁNG SÂU RĨM THƠNG • KẾT QUẢ NI SÂU VÀ NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI & GIẢI PHẪU CÂY KHÁNG SÂU RĨM THƠNG • CHI TIẾT BÀI BÁO • “THƠNG CHĨC” 06-Apr-15 10 ... hại (Rtb) SRT ÔTC P% 94,4 Rtb 2,36 Rtb 2,36* 25= 54,00% 97,2 2 ,53 2 ,53 * 25= 63,20% 94,4 2,07 2,07* 25= 51, 75% 23,6 23,6 0,36 0,31 0,36* 25= 9,00% 0,31* 25= 7, 75% CÂY KHÁNG SÂU RĨM THƠNG Xác định thành phần... Rệp Adelges tsugae • Nguồn gốc rệp: Châu Á • Đưa vào bang Virginia (U.S.A.) năm 1 950 gây chết nhiều Độc cần (Tsuga canadensis T caroliniana) 06-Apr- 15 Nghiên cứu điểm: Rệp Adelges tsugae Nghiên... kháng sâu có ý nghĩa lớn trường hợp tỷ lệ chết cao 06-Apr- 15 Vai trị cơng tác điều tra sâu bệnh hại rừng • Cây rừng có mật độ có tính đa dạng di truyền cao • Mơi trường rừng tạo cho phát triển tính