Nghiên cứu quy trình nhân nuôi và thả ong ký sinh cotesia vestalis quản lý sâu tơ plutella xylostella hại rau tại thành phố hồ chí minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ “NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH NHÂN NI VÀ THẢ ONG KÝ SINH COTESIA VESTALIS QUẢN LÝ SÂU TƠ PLUTELLA XYLOSTELLA HẠI RAU TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ” – MÃ SỐ B2017-MBS -03 Chủ nhiệm đề tài: TS Nguyễn Ngọc Bảo Châu Tp Hồ Chí Minh, 6/2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ CẤP BỘ “NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH NHÂN NUÔI VÀ THẢ ONG KÝ SINH COTESIA VESTALIS QUẢN LÝ SÂU TƠ PLUTELLA XYLOSTELLA HẠI RAU TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ” – MÃ SỐ B2017-MBS -03 Chủ nhiệm đề tài: TS Nguyễn Ngọc Bảo Châu Tp Hồ Chí Minh, 6/2019 DANH SÁCH NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI VÀ ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH PGS.TS Nguyễn Thị Phương Thảo – Viện Sinh Học Nhiệt Đới TS Nguyễn Bảo Quốc – Viện Nghiên Cứu Công Nghệ Sinh Học Môi Trường, Trường Đại Học Nông Lâm Tp.HCM ThS Bùi Thị Kiều Oanh- Trường Trung Cấp Kỹ Thuật Nông Nghiệp Tp HCM, Sở Nông Nghiệp Phát Triển Nông Thôn Tp HCM ThS Trương Kim Phượng- Khoa Công Nghệ Sinh Học, Trường Đại Học Mở Tp HCM CN Nguyễn Thị Phụng Kiều- Khoa Nông Học, Trường Đại Học Nông Lâm Tp HCM CN Đặng Thị Ánh Kiều, Sinh viên cao học ngành Bảo vệ thực vật, Trường Đại Học Nông Lâm Tp HCM BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ Độc lập - Tự - Hạnh phúc THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Số: /ĐHM- HTQLKH Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm THƠNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thông tin chung: - Tên đề tài: Nghiên cứu quy trình nhân ni thả ong ký sinh Cotesia vestalis quản lý sâu tơ Plutella xylostella hại rau Thành phố Hồ Chí Minh - Mã số: B2017 – MBS – 03 - Chủ nhiệm đề tài: TS Nguyễn Ngọc Bảo Châu - Đơn vị công tác: Khoa Công Nghệ Sinh Học, Trường Đại Học Mở Tp.HCM - Thời gian thực hiện: 24 tháng Mục tiêu: ! Mục tiêu chung: Xây dựng quy trình nhân ni sinh khối quy trình thả lồi ong ký sinh Cotesia vestalis phòng trừ sâu tơ Plutella xylostella hại rau Tp.HCM ! Mục tiêu cụ thể: - Thu thập số loài ong ký sinh địa số vùng trồng rau Tp.HCM - Ứng dụng DNA mã vạch xác định đến chi/loài số loài ong - Xây dựng quy trình nhân ni sinh khối ong Cotesia vestalis phịng trừ sâu tơ - Xây dựng quy trình phóng thích Cotesia vestalis phịng trừ sâu tơ Plutella xylostella hại rau mơ hình rau – hoa điều kiện nhà lưới Tính sáng tạo: Việc ứng dụng DNA mã vạch giúp cho việc phân loại loài ong ký sinh cách nhanh chóng, xác, hỗ trợ cho phân loại học nghiên cứu phát sinh chủng loài, bước xác định DNA mã vạch, phát triển sưu tập ong ký sinh khu vực miền Nam Bên cạnh đó, kết nghiên cứu tối ưu hóa quy trình nhân ni, trì kéo dài sức sống ong ký sinh Cotesia vestalis canh tác nhà lưới hỗ trợ cho cơng tác phịng trừ sinh học sâu tơ gây hại cung cấp nguồn thiên địch cho người dân, đặc biệt mơ hình sản xuất rau an toàn nhà lưới Hợp Tác Xã, hộ sản xuất rau, v.v góp phần cân hệ sinh thái phát triển nông nghiệp xanh 4 Kết nghiên cứu: Nội dung 1: Điều tra, thu thập xây dựng liệu ong ký sinh ruộng rau vùng phụ cận Tp.HCM Đã Thu thập khoảng 100 mẫu ong ký sinh Q9, Củ Chi, Hóc Mơn, Bình Chánh, xử lý mẫu làm tiêu số mẫu ong ký sinh Đã xác định số chi ong ký sinh diện Apanteles, Cotesia, Microplitis, Schoenlandella, Neochrysochris, Telenomus, Phaedrotoma and Binodoxys Trong loài phổ biến Apanteles taragamae, Cotesis vestalis, Binodoxys communis, Diglyphus isaea – loài ong ký sinh quan trọng kiểm sốt sâu hại Một số trình tự mẫu ong ký sinh đăng ký sở liệu NCBI: Accession number LC179618, LC179620, LC179622 Nội dung 2: Đánh giá ảnh hưởng nguồn thức ăn từ loại hoa đến khả ký sinh ong ký sinh Cotesia vestalis Đã tiến hành thí nghiệm ảnh hưởng nguồn dinh dưỡng đến tuổi thọ khả ký sinh ong ký sinh Cotesia vestalis thí nghiệm có liên quan Nội dung 3: Xây dựng quy trình nhân ni sinh khối quy trình phóng thích, đánh giá hiệu ký sinh ong ký sinh Cotesia vestalis mơ hình rau-hoa điều kiện nhà lưới Đã hoàn thành đánh giá hiệu ứng dụng ong ký sinh mơ hình rau – hoa Sản phẩm: ! Sản phẩm khoa học : " HĐCDGS: Bài fulltext đăng tạp chí Khoa Học Đại Học Cần Thơ 8/2018: Đỗ Tiến Tài, Nguyễn Thị Phụng Kiều, Đặng Thị Ánh Kiều, Trần Hồng Quyến, Bùi Thị Kiều Oanh, Nguyễn Ngọc Bảo Châu (2018) Effects of flower nutritional resources on the longevity and parasitism of Cotesia vestalis (Haliday) (Hymenoptera: Braconidae) Journal of Science, Can Tho University, 54: 6-11 " ACI/Scopus: fulltex đăng tạp chí International journal of Agricultural Technology: 7/2019 Nguyen Ngoc Bao Chau, Nguyen Thi Phung Kieu, Nguyen Van Tri Dung (2019) Effects of honey and flower on the longevity and parasitization of Cotesia vestalis Haliday (Hymenoptera: Braconidae) on Plutella xylostella (L.) (Lepidoptera: Plutellidae) International Journal of Agricultural Technology 2019 Vol 15(4): 557566 " ESCI: fulltex đăng tạp chí Heliyon: 7/2019 Nguyen Ngoc Bao Chau, Nguyen Thi Phung Kieu, Nguyen Van Tri Dung, Nguyen Bao Quoc, Truong Kim Phuong (2019) Effects of floral resources on the longevity and parasitism of Cotesia vestalis Haliday (Hymenoptera: Braconidae) on Plutella xylostella (L.) (Lepidoptera: Plutellidae) in Vietnam Heliyon, 5(8):E02258, 1-5 ! Sản phẩm đào tạo: - Đã đào tạo sinh viên hoàn thành TTTN (Trường Đại Học Mở Thành Phố Hồ Chí Minh) - Đã đào tạo SV hồn thành KLTN (Trường Đại Học Mở Thành Phố Hồ Chí Minh) - Đã đào tạo SV hoàn thành KLTN (Trường Đại Học Nông Lâm Tp.HCM) - Đã hướng dẫn bảo vệ thành công Thạc Sĩ (Ngành Bảo Vệ Thực Vật, Trường Đại Học Nông Lâm Tp.HCM) ! Sản phẩm ứng dụng: - Bộ sưu tập tiêu ong ký sinh - Đã xây dựng quy trình xác định loài ong ký sinh Cotesia vestalis kỹ thuật DNA - Đã xây dựng quy trình nhân ni sinh khối.Mơ hình rau-hoa kết hợp phóng thích thiên địch nhà lưới canh tác rau an toàn Phương thức chuyển giao, địa ứng dụng, tác động lợi ích mang lại kết nghiên cứu: - Cung cấp thơng tin hữu ích thiên địch, đặc biệt loài ong ký sinh Chuyển giao cho hợp tác xã hộ nơng dân có nhu cầu sau nhân nuôi hàng loạt đánh giá Ngày tháng năm Cơ quan quản lý xác nhận HIỆU TRƯỞNG Ngày tháng năm Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) INFORMATION ON RESEARCH RESULTS General information: Project title: Developing rearing system for Cotesia vestalis to control Plutella xylostella on vegetable field in Ho Chi Minh City Code number: B2017 – MBS – 03 Coordinator: Nguyen Ngoc Bao Chau, PhD Implementing institution: Faculty of Biotechnology, Ho Chi Minh City Open University Duration: from 2017 to 2019 Objective(s): We investigated the influence of honey-diluted solutions and flower supply on longevity and parasitization ability of C vestalis, and discussed the role of food supply for effective utilization against insect pests Creativeness and innovativeness: Select plant species that provide nutritional benefits to the parasitoid play an important role when designing ecological agriculture Maintaining C vestalis populations in the field by applying ecological engineering to provide plant-derived foods of pollen and nectar which greatly influence natural enermy longevity, fecundity, and behavior and positively impact on reducing P xylostella Research results: Theme1: The study collected over 100 specimens, identified species of insect pests in which belongs to Order and Family Most of vegetable insect pests are: diamondback moth Plutella xylostella, Spodoptera litura, Spodoptera exigua, and Phyllocnistic citrella In addition, molecular biology was used to identify parasitoid on the vegetable fields in Ho Chi Minh The study has collected the sequence data of COI gene of parasitoid species including: 20 reference sequences, 18 sequences of 18 parasitoid speciments Analyses of the COI sequence of 18 speciments of the parasitoid showed up similar between the morphological characteristics and molecular genetic analysis based on the COI gene Analyses of molecular data included Maximum likelihood (ML), Neighbor joining (NJ), and Maximum pasimony (MP) method indicated 18 speciments belong to parasitoid groups including: Cotesia vestalis, Microplitis, Apanteles, Schoenlandella, Phaedrotoma, Binodoxys, Eulophidae, Neochryocharis Theme 2: Honey-pollen, Cosmos sulphureus, Lantana camara, Coriandrum sativum, Zinnia elegans gave the different mean number of emergence parasitoids per day compared to water treatment Results implied that honey and food resources from flowers extended longevity and benefitted the parasitization of C vestalis Theme 3: Flowers supplied in the field and in the greenhouse combined with the release of Cotesia vestalis contribute to increasing the parasitization rate and frequency of occurrence of Cotesia vestalis in the field, the parasitism rate is 59,5% after days release In addition, accession number LC179618, LC179620, LC179622 were deposited in NCBI, DDBJ Products: " National publication: Đỗ Tiến Tài, Nguyễn Thị Phụng Kiều, Đặng Thị Ánh Kiều, Trần Hồng Quyến, Bùi Thị Kiều Oanh, Nguyễn Ngọc Bảo Châu (2018) Effects of flower nutritional resources on the longevity and parasitism of Cotesia vestalis (Haliday) (Hymenoptera: Braconidae) Journal of Science, Can Tho University, 54: 6-11 " ACI/Scopus: Nguyen Ngoc Bao Chau, Nguyen Thi Phung Kieu, Nguyen Van Tri Dung (2019) Effects of honey and flower on the longevity and parasitization of Cotesia vestalis Haliday (Hymenoptera: Braconidae) on Plutella xylostella (L.) (Lepidoptera: Plutellidae) International Journal of Agricultural Technology 2019 Vol 15(4): 557-566 " ESCI: Nguyen Ngoc Bao Chau, Nguyen Thi Phung Kieu, Nguyen Van Tri Dung, Nguyen Bao Quoc, Truong Kim Phuong (2019) Effects of floral resources on the longevity and parasitism of Cotesia vestalis Haliday (Hymenoptera: Braconidae) on Plutella xylostella (L.) (Lepidoptera: Plutellidae) in Vietnam " Undergraduated students (Faculty of Biotechnology, Ho Chi Minh City Open University) " Undergraduated students (Faculty of Agronomy, Nong Lam University) " Master students (Faculty of Agronomy, Nong Lam University) Transfer alternatives, application institutions, impacts and benefits of research results: - Providing useful information about natural enemies in vegetable field, especially the parasitoid - Transfer to Farmers’ union, farmers after mass rearing, trial production and testing MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG 12 DANH MỤC HÌNH 13 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 17 SÂU TƠ 17 1.1 Vị trí phân loại 17 1.2 Triệu chứng gây hại 17 1.3 Đặc điểm hình thái 17 1.4 Đặc điểm sinh học 17 1.5 Biện pháp phòng trừ 18 CÁC LỒI ONG KÝ SINH TRONG PHỊNG TRỪ SÂU HẠI RAU 19 TỔNG QUAN VỀ ĐẶC ĐIỂM SINH VẬT HỌC VÀ SINH THÁI HỌC CỦA ONG COTESIA VESTALIS (HALIDAY) 20 3.1 Đặc điểm sinh vật học của ong Cotesia vestalis (Haliday) 21 3.2 Đặc điểm hình thái của ong Cotesia vestalis 21 TỔNG QUAN VỀ CƠNG NGHỆ SINH THÁI “ECOLOGICAL ENGINEERING” TRONG KIỂM SỐT SÂU HẠI 22 PHẢN ỨNG CHỨC NĂNG VÀ PHẢN ỨNG SỐ LƯỢNG 26 5.1 Phản ứng chức năng 26 5.2 Phản ứng số lượng 29 TỔNG QUAN VỀ DNA BARCODING VÀ HỔ TRỢ ĐỊNH DANH CƠN TRÙNG BẰNG KỸ THUẬT PCR 30 6.1 Các đặc điểm cơ bản của trình tự DNA barcode 31 6.2 Vùng Gen COI 32 6.3 Phân tích phả hệ phân tử 32 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC ỨNG DỤNG KỸ THUẬT DI TRUYỀN MÃ VẠCH 37 7.1 Trên thế giới 37 7.2 Ở Việt Nam 38 CHƯƠNG II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 39 NỘI DUNG 1: ĐIỀU TRA, THU THẬP VÀ XÂY DỰNG BỘ DỮ LIỆU ONG KÝ SINH TRÊN RUỘNG RAU Ở CÁC VÙNG PHỤ CẬN TP.HCM 39 2.1 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39 2.1.1 Điều tra thành phần ong ký sinh trên cây rau khu vực Thành phố Hồ Chí Minh 39 Thiết bị 42 Hóa Chất 43 Chu kì nhiệt cho phản ứng PCR 44 Điện Di 44 Giải trình tự 44 NỘI DUNG 2: 46 ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN THỨC ĂN TỪ CÁC LOẠI HOA VÀ ĐẾN KHẢ NĂNG KÝ SINH CỦA ONG KÝ SINH COTESIA VESTALIS 46 2.2 VẬT LIỆU 46 2.2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 46 2.2.2 Vật liệu và phương tiện nghiên cứu 46 Trồng cải nuôi sâu tơ 46 2.2.3 Nhân ni sâu tơ làm vật liệu thí nghiệm 46 2.2.4 Nuôi ong, cho giao phối, ăn thêm, cung cấp sâu non để ký sinh 47 2.2.5 Nuôi sâu ký sinh và thu hoạch kén Cotesia vestalis 47 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 47 2.3.1 Thí nghiệm xác định ảnh hưởng của các nồng độ mật ong đến sức sống và tỉ lệ ký sinh thành cơng của ong ký sinh Cotesia vestalis (Haliday) 47 2.4.2 Thí nghiệm xác định ảnh hưởng của nguồn thức ăn từ các loại hoa đến sức sống và tỉ lệ ký sinh thành cơng của ong ký sinh Cotesia vestalis (Haliday) 49 2.4.3 Thí nghiệm xác định ảnh hưởng của nguồn thức ăn khi kết hợp mật ong và hoa đến sức sống và tỉ lệ ký sinh thành cơng của ong ký sinh Cotesia vestalis (Haliday) 50 2.4 XỬ LÝ SỐ LIỆU 52 NỘI DUNG 3: 53 XÂY DỰNG QUY TRÌNH NHÂN NI SINH KHỐI VÀ QUY TRÌNH PHĨNG THÍCH, ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KÝ SINH CỦA ONG KÝ SINH COTESIA VESTALIS TRÊN MƠ HÌNH RAU-HOA TRONG ĐIỀU KIỆN NHÀ LƯỚI 53 3.1: QUY TRÌNH NHÂN NI SINH KHỐI ONG KÝ SINH COTESIA VESTALIS 53 3.2 KIỂM SỐT SINH HỌC SÂU TƠ TRÊN MƠ HÌNH RAU CẢI NGỌT - HOA 54 3.3 PHƯƠNG PHÁP THỐNG KÊ XỬ LÝ SỐ LIỆU 55 3.4: QUY TRÌNH PHĨNG THÍCH THIÊN ĐỊCH TRONG PHỊNG TRỪ SÂU HẠI RAU TRÊN MƠ HÌNH RAUHOA TRONG ĐIỀU KIỆN NHÀ LƯỚI 55 PHẦN III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 58 NỘI DUNG 1: 58 ĐIỀU TRA, THU THẬP VÀ XÂY DỰNG BỘ DỮ LIỆU ONG KÝ SINH TRÊN RUỘNG RAU Ở CÁC VÙNG PHỤ CẬN TP.HCM 58 3.1 THÀNH PHẦN ONG KÝ SINH CỦA SÂU HẠI TRÊN RUỘNG RAU TRỒNG THEO QUY TRÌNH SẢN XUẤT RAU AN TOÀN KHU VỰC TPHCM 58 3.2 ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI MẪU ONG KÝ SINH COTESIA VESTALIS 62 3.3 THU THẬP BỘ DỮ LIỆU TRÌNH TỰ GEN COI 63 3.3.1 Khảo sát thực nghiệm 63 NỘI DUNG 2: 69 ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN THỨC ĂN TỪ CÁC LOẠI HOA VÀ ĐẾN KHẢ NĂNG KÝ SINH CỦA ONG KÝ SINH COTESIA VESTALIS 69 3.2 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC NỒNG ĐỘ MẬT ONG ĐẾN TUỔI THỌ VÀ TỈ LỆ KÝ SINH THÀNH CÔNG CỦA ONG KÝ SINH COTESIA VESTALIS (HALIDAY) 69 3.2.1 Kết quả ảnh hưởng của các nồng độ mật ong đến tuổi thọ ong ký sinh Cotesia vestalis (Haliday) 69 3.2.2 Kết quả ảnh hưởng của các nồng độ mật ong đến tỉ lệ ký sinh thành công của ong ký sinh Cotesia vestalis (Haliday) 70 3.2.3 Kết quả ảnh hưởng của các nồng độ mật ong đến khả năng vũ hóa, tỉ lệ ký sinh và tỉ lệ ong cái của ong ký sinh Cotesia vestalis (Haliday) 71 3.2.4 Ảnh hưởng của nguồn thức ăn từ các loại hoa đến sức sống và tỉ lệ ký sinh thành công của ong ký sinh Cotesia vestalis (Haliday) 73 Kết quả xác định ảnh hưởng của nguồn thức ăn từ các loại hoa đến tuổi thọ của ong ký sinh Cotesia vestalis (Haliday) 73 Kết quả ảnh hưởng của nguồn thức ăn từ các loại hoa đến tỉ lệ ký sinh thành công của ong ký sinh Cotesia vestalis (Haliday) 74 Kết quả ảnh hưởng của nguồn thức ăn từ các loại hoa đến khả năng vũ hóa tỉ lệ ký sinh và tỉ lệ ong cái của ong ký sinh Cotesia vestalis (Haliday) 75 10 Source DF NT Type III SS 3480.480000 Mean Square F Value Pr > F 870.120000 61.45 F NT 888.2666667 444.1333333 19.52 F 10400.74667 384.90 F 0.89429334 0.17885867 0.01 0.9999 Ảnh hưởng nguồn thức ăn từ loại hoa đến tuổi thọ ong Cotesia vestalis TUOI THO ONG CAI Class Level Informatio Class Levels Values NT 12345 R-Square 0.828644 Source Coeff Var 12.36264 DF Root MSE NS Mean 0.360000 2.912000 Type III SS Mean Square F Value Pr > F NT 12.53440000 3.13360000 24.18 F 7.82400000 1.95600000 22.03 F 92.48000000 23.12000000 6.02 0.0006 Alpha 0.01 Error Degrees of Freedom 45 Error Mean Square 3,84 Duncan Grouping Mean A B A N NT 32.0000 31.4000 10 10 B A B C C 29.6000 29.2000 C 28.4000 10 10 10 Ngày SO SAU BI KY SINH NGAY Class Level Information Class Levels Values NT 12345 R-Square 0.906139 Source NT Coeff Var 12.82900 Root MSE NS Mean 2.052641 16.00000 DF Type III SS 1830.400000 Mean Square F Value Pr > F 457.600000 108.61 F 108.9333333 60.27 F 843.620000 121.33 F 1.00906932 0.25226733 0.02 0.9992 Ảnh hưởng nguồn thức ăn kết hợp mật ong hoa đến tuổi thọ ong Cotesia vestalis TUOI THO ONG CAI Class Level Information Class Levels Values NT 12345 R-Square 0.986847 Source NT Coeff Var 6.638145 Root MSE NS Mean 0.481664 7.256000 DF Type III SS 348.1216000 Mean Square F Value Pr > F 87.0304000 375.13 F 77.9624000 681.49 F 607.400000 80.30 F 7925.680000 1981.420000 277.16 F 3301.100000 1100.366667 89.54 F 528.533333 27.40 F NT 92.45000000 92.45000000 15.92 0.0009 Alpha 0.01 Error Degrees of Freedom 18 Error Mean Square 5.805556 Duncan Grouping Mean N NT A 9.600 10 B 5.300 10 Ảnh hưởng nguồn thức ăn kết hợp mật ong hoa đến khả vũ hóa ong ký sinh Cotesia vestalis SO ONG VU HOA Class Level Information Class Levels Values NT 12345 R-Square Coeff Var Root MSE NS Mean 0.991875 5.226409 3.285321 62.86000 Source DF Type III SS Mean Square F Value Pr > F NT 59292.32000 14823.08000 Alpha 0.01 Error Degrees of Freedom 45 Error Mean Square 10.79333 Duncan Grouping Mean N A 1373.36 NT 105.000 B 99.800 10 C 55.700 10 10 F NT 0