Trang 1 BO BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH --- LÊ THỤY TỐ NHƯ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN THỨC ĂN TỪ THỰC VẬT VÀ NHIỆT ĐỘ ĐẾN SỰ SINH TR
GIỚI THIỆU
Cơ sở hình thành luận văn
Việt Nam là một nước có nền nông nghiệp phát triển từ lâu đời vì vậy việc trồng trọt và sản xuất nông sản ngày càng đạt hiệu suất cao Tuy nhiên vấn đề khó khăn mà nền nông nghiệp Việt Nam cũng như nền nông nghiệp trên toàn thế giới đang đối mặt là sự phá hoại nghiêm trọng của các loài côn trùng gây hại, không những chúng gây ảnh hưởng trực tiếp tới năng suất, chất lượng của nông sản mà còn là trung gian truyền bệnh như virus, vi khuẩn, nấm gây bệnh cho cây trồng Để giảm thiệt hại đến tối thiểu và tăng năng suất cho cây trồng, người dân đã và đang sử dụng các biện pháp phòng trừ các loài côn trùng gây hại như sử dụng bẫy côn trùng, trồng xen các loài cây xua đuổi côn trùng,… tuy nhiên hiệu quả từ các biện pháp này là chưa cao Vì thế, nông dân đã liên tục sử dụng các loại thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật có nguồn gốc hóa học trong canh tác Điều này gây ảnh hưởng tiêu cực tới hệ sinh thái xung quanh như mất cân bằng sinh thái, ảnh hưởng đến hệ sinh vật, vi sinh vật có trong đất; dẫn tới các hiện tượng kháng thuốc, gây ô nhiễm nguồn nước, ô nhiễm đất và đặc biệt việc tích trữ lượng thuốc hóa học trong nông sản sẽ gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người Lượng thuốc hóa học tích lũy trong cơ thể theo thời gian sẽ làm thay đổi kiểu hình hay chức năng miễn dịch và làm tăng khả năng mắc các bệnh tiềm ẩn nguy hiểm như viêm da dị ứng, các bệnh liên quan đến hô hấp, thần kinh, ung thư, … dẫn đến tử vong (WHO, 1990)
Hiện nay, việc ứng dụng Công nghệ Sinh học trong canh tác nông nghiệp theo hướng hữu cơ đang được quan tâm rất nhiều Cùng mục tiêu phát triển nền nông nghiệp bền vững và an toàn cho người tiêu dùng, nhiều nghiên cứu đã cho ra đời các sản phẩm: phân bón, chế phẩm sinh học phòng trừ bệnh hại, thuốc trừ sâu sinh học, các giống cây kháng bệnh, … Bên cạnh đó, việc sử dụng thiên địch trong phòng trừ sâu bệnh đang được quan tâm Bọ mắt to Geocoris spp là loài côn trùng nhỏ có thể tìm thấy ở nhiều nơi trên thế giới, chúng có phổ ăn mồi rộng (Ricardo Ramirez, 2011) và có thể kiểm soát sinh học hiệu quả, giúp duy trì quần thể gây hại dưới ngưỡng thiệt
2 hại (Funderbuck, 2003) Loài thiên địch này đã được nghiên cứu rất nhiều nhưng hiện chưa có mô hình nhân nuôi và phóng thích sử dụng chúng một cách hiệu quả trong canh tác an toàn
Vì vậy, việc tiến hành nghiên cứu kết hợp các nguồn thức ăn thêm từ thực vật giúp kéo dài tuổi thọ và hiệu suất tiêu diệt sâu hại, cùng với nghiên cứu mật độ phóng thả thích hợp cùng với khả năng phòng trừ là việc hết sức cần thiết Nghiên cứu này là tiền đề cho việc ứng dụng thiên địch một cách rộng rãi để phòng trừ sâu hại góp phần cho sự phát triển của nền nông nghiệp bền vững Cho nên tôi quyết định thực hiện đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn thức ăn từ thực vật và nhiệt độ đến sự sinh trưởng, phát triển cùng khả năng kiểm soát sinh học của bọ mắt to Geocoris ochropterus Fieber (Hemiptera: Geocoridae)”
Mục tiêu nghiên cứu
1.2.1 Mục tiêu chung Đánh giá được ảnh hưởng của nhiệt độ kết hợp nguồn thức ăn thêm từ thực vật đến sinh trưởng và khả năng kiểm soát sinh học một số loài côn trùng gây hại của bọ mắt to Geocoris ochropterus
- Khảo sát được mật độ, tần xuất suất hiện của bọ mắt to trên các nguồn cây ký chủ khác nhau thu thập tại Củ Chi, Tp.HCM
- Chứng minh được sự ảnh hưởng của nhiệt độ và nguồn thức ăn thêm từ thực vật đến sự sinh trưởng và phát triển của bọ mắt to Geocoris ochropterus
- Đánh giá được khả năng kiểm soát sinh học, trong đó có được thông tin về vùng diện tích và thời gian săn mồi của bọ mắt to Geocoris ochropterus.
Câu hỏi nghiên cứu
- Quần thể bọ mắt to hiện diện ở Củ Chi, Tp HCM biến động trong như thế nào và trên các cây ký chủ nào?
- Bọ mắt to có thể sinh trưởng và phát triển tốt với nguồn thức ăn thêm từ thực
- Bọ mắt to có thể săn mồi tốt nhất ở vùng diện tích bao nhiêu? Trong khoảng thời gian bao lâu?
Phạm vi và đối tượng nghiên cứu
- Bọ mắt to Geocoris ochropterus
- Nguồn thức ăn cho bọ mắt to: nhộng kiến, rầy mềm, rệp sáp
- Nguồn thức ăn thêm cho bọ mắt to: hoa cúc nhám
- Bọ mắt to Geocoris sp tại Nông trường Sagri, xã Phạm Văn Cội, huyện Củ Chi
- Nghiên cứu được thực hiện tại phòng thí nghiệm Động Vật Học thuộc cơ sở Bình Dương trường Đại Học Mở Tp HCM
- Thời gian: từ tháng 4/2023 đến tháng 10/2023
Phương pháp nghiên cứu
1.5.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát mật độ bọ mắt to Geocoris sp trên địa bàn huyện
Củ Chi, thành phố Hồ Chí Minh
Phương pháp thực nghiệm trong Bảo Vệ Thực Vật & Điều tra theo quy chuẩn Việt Nam QCVN 01-38:2010/BNNPTNT Định kỳ điều tra 30 ngày/lần Số mẫu điều tra của một điểm là 10 cây/điểm Mẫu bọ mắt to được thu thập trên hai nguồn cây là hoa dừa kem và cỏ xuyến chi và đánh giá tần suất xuất hiện của bọ trên hai cây ký chủ này và các loài cây khác Mẫu bọ mắt to sau khi thu thập sẽ được mang về phòng thí nghiệm và phân loại theo khóa phân loại côn trùng Kóbor (2018)
1.5.2 Thí nghiệm 2: Thí nghiệm ảnh hưởng của nguồn thức ăn và nhiệt độ đến sự sinh trưởng phát triển bọ mắt to Geocoris ochropterus
Bọ mắt to đã được chứng minh có thể sống trên thực vật là các loài hoa và kết hợp với nguồn thức ăn tự nhiên (Naranjo et al., 1985; Krimmel, 2011; Cerruti RR
Hooks et al., 2021; Lê Thụy Tố Như, 2021) Vì vậy, trong thí nghiệm này, bọ mắt to sẽ được nhân nuôi bằng nguồn thức ăn thêm từ thực vật ở các mức nhiệt độ khác nhau Thí nghiệm gồm nghiệm thức nhiệt độ ở các mức 10 độ C, 20 độ C, 30 độ C, nhiệt độ phòng và thức ăn cung cấp là nguồn nước, mật ong, hoa và các thức ăn từ côn trùng gây hại Các chỉ tiêu theo dõi là số ngày lột xác; tuổi thọ của bọ mắt to; tỷ lệ sống sót của các độ tuổi; khối lượng con đực và cái; các chỉ số kích thước của bọ: chiều dài cánh, chiều dài và chiều ngang bọ; tổng số trứng; tỷ lệ đực cái và hiệu suất ăn mồi của bọ mắt to
Về phân tích để chứng minh bọ mắt to Geocoris ochropterus có sử dụng nguồn thức ăn thêm từ thực vật: sau khi bọ hết vòng đời, mẫu ruột bọ sẽ được tách dưới kính soi nổi và ly trích DNA để thực hiện phản ứng PCR với các cặp mồi của gen COI, matK, rbcL
1.5.3 Thí nghiệm 3: Nghiên cứu khả năng kiểm soát sinh học của bọ mắt to đối với sâu hại thông qua phản ứng chức năng và phản ứng số lượng của bọ mắt to loài Geocoris ochropterus
Nghiên cứu của nhóm tác giả Varshney và cộng sự (2018) đã chỉ ra rằng con non các tuổi 03, 04, 05 và trưởng thành đáp ứng phản ứng chức năng loại II
Theo Holling (1959) phản ứng chức năng loại II biểu thị khi mật độ quần thể con mồi gia tăng thì số lượng cá thể của chúng bị tiêu diệt bởi một cá thể ăn mồi hoặc vật ký sinh cũng tăng và có xu hướng giảm đến ổn định
Phương pháp sử dụng trong thí nghiệm dựa theo Phản ứng chức năng và Phản ứng số lượng của Holling, 1959 Dựa trên mật độ của bọ mắt to và số con mồi bị tiêu diệt trong một khoảng thời gian nhất định, từ đó tính được diện tích bọ mắt to có thể tìm kiếm được con mồi trên một đơn vị thời gian cùng với tương quan giữa con mồi bị tiêu diệt và bọ xít mắt to.
Ý nghĩa nghiên cứu
Là tiền đề cho việc nghiên cứu sâu hơn về việc ứng dụng thiên địch nói chung và bọ mắt to nói riêng trong phòng trừ sâu hại
Chứng minh được bọ mắt to có sử dụng nguồn thức ăn thêm từ thực vật để sinh trưởng và phát triển, từ đó nghiên cứu kết hợp và nghiên cứu ứng dụng trong nhân nuôi thiên địch và quản lý dịch hại sinh học hiệu quả trên các đối tượng
Với các thí nghiệm trong nghiên cứu này, dựa theo cơ sở về mật độ săn mồi và nguồn thức ăn thêm từ thực vật có thể ứng dụng trong phòng trừ sinh học một số loài côn trùng gây hại.
Kết cấu luận văn
Kết cấu dự kiến của báo cáo luận văn sẽ gồm các phần như sau:
1.1 Cơ sở hình thành luận văn
1.4 Phạm vi và đối tượng nghiên cứu
• Chương II: Tổng quan tài liệu
2.2.2 Các nghiên cứu về loài bọ mắt to
2.2.3 Khả năng tiêu diệt sâu hại đã được nghiên cứu
2.2.4 Một số loài sâu hại bọ mắt to có thể tiêu diệt 2.3 Phản ứng chức năng và phản ứng số lượng
2.4 Ý nghĩa sinh học của hoa đối với thiên địch
• Chương III: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 3.1.Vật liệu
3.2.Phương pháp và thiết kế nghiên cứu
• Chương IV: Kết quả và thảo luận
• Danh mục các công trình của tác giả
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
Bọ mắt to Geocoris spp
2.2.2 Các nghiên cứu về loài bọ mắt to
2.2.3 Khả năng tiêu diệt sâu hại đã được nghiên cứu
2.2.4 Một số loài sâu hại bọ mắt to có thể tiêu diệt 2.3 Phản ứng chức năng và phản ứng số lượng
2.4 Ý nghĩa sinh học của hoa đối với thiên địch
• Chương III: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 3.1.Vật liệu
3.2.Phương pháp và thiết kế nghiên cứu
• Chương IV: Kết quả và thảo luận
• Danh mục các công trình của tác giả
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2.1 Lịch sử nghiên cứu
Tại Việt Nam bọ mắt to đã được nghiên cứu rất nhiều, về đặc điểm hình thái của tác giả Trần Thị Nga Em (2012) đã cho thấy được sự khác nhau giữ ấu trùng qua các lần lột xác và thành trùng của bọ mắt to Geocoris sp Bên cạnh đó tác giả còn cho thấy được khả năng tiêu diệt con mồi của bọ mắt to Geocoris sp trong điều kiện phòng thí nghiệm
Về việc nhân nuôi kết hợp các nguồn thức ăn, Phan Thị Tố Quyên (2017) & Nguyễn Quỳnh Phương Anh (2018) đã nghiên cứu phối hợp các nguồn thức ăn từ tự nhiên như nhộng kiến và nhộng tằm để đánh giá vòng đời cùng khả năng phát triển của bọ mắt to Geocoris spp
Năm 2019 tác giả Nguyễn Ngọc Bảo Châu và Lê Thụy Tố Như cũng đã đưa ra báo cáo về nguồn thức ăn thích hợp cho bọ mắt to Gecoris ochropterus và tiềm năng ứng dụng chúng trong phòng trừ côn trùng gây hại tại Việt Nam
Tác giả Nguyễn Ngọc Bảo Châu cùng cộng sự (2021) cũng đã chỉ ra rằng nguồn thức ăn từ nhộng kiến và nhộng tằm thích hợp cho bọ mắt to Gecoris ochropterus sinh trưởng và phát triển hiệu quả
Về phổ ăn mồi của bọ mắt to, năm 2011 tác giả Ricardo Ramirez đã đưa ra kết luận rằng bọ mắt to Geocoris spp có phổ ăn mồi rất rộng nhưng chưa cụ thể các loài bọ mắt to có thể ăn được ngoài tự nhiên
2.2 Bọ mắt to Geocoris spp
2.2.1 Sự phân bố và thành phần loài của bọ mắt to Geocoris spp
Bọ mắt to Geocoris spp thuộc họ Geocoridae, bộ Hemiptera là loài côn trùng nhỏ có ở nhiều nơi trên thế giới Chúng là loài có lợi vì ăn vô số côn trùng gây hại cây trồng trong nông nghiệp, …Bọ mắt to Geocoris spp là loài côn trùng nhận được nhiều sự quan tâm, nghiên cứu ở Florida và các nơi khác bởi lợi ích mà loài thiên địch này mang lại cho cây trồng (Mead, 2001)
Theo Ricardo Ramirez (2011), bọ mắt to Geocoris spp có khoảng 25 loài được tìm thấy ở Mỹ và Canada Song song đó, James Hagler và Nicole Sanchez (2011) cho rằng có khoảng 19 loài hiện diện ở Bắc Mỹ Trong đó, loài Geocoris punctipes xuất hiện khắp Florida và nhiều nơi khác như: phía tây New Jersey, miền nam Indiana, phía nam Colorado, tây nam Texas, Arizona, Califorina và Mexico Geocoris punctipes là loài phổ biến nhất trên cây bông vải, sống trong khu vườn, bãi cỏ, cây trồng nông nghiệp Ngoài ra loài Geocoris punctipes còn được tìm thấy trong vườn cây cảnh, vườn rau quả và trong các hệ thống nhà kính trồng dâu tây (Mead, 2001) Loài Geocoris bullatus phân bố rộng rãi tại Hoa Kỳ và Canada, có rất nhiều ở phía nam Florida, từ biên giới phía bắc đến Key West Loài Geocoris uliginosus phân bố rộng khắp Hoa Kỳ và miền nam Canada Theo Mead (2001), chúng thường sống trong các bãi cỏ Ở Việt Nam bọ mắt to được tìm thấy ở rất nhiều nơi, nhất là ở các phức hợp trồng trọt hay những nông trường lớn Bọ mắt to được tìm thấy trên rất nhiều loại cây trồng như cây bông vải tại Ninh Thuận (Nguyễn Văn Chính, Mai Văn Hào và Trần Thị Hồng, 2018), cây thanh long tại Bình Thuận (Sở NN&PTNN Tỉnh Bình Thuận,
2017), cây chè tại tỉnh Phú Thọ (Vũ Thị Thương, Trương Xuân Lam và Nguyễn Thị Phương Liên, 2015),…
2.2.2 Một số đặc điểm hình thái của bọ mắt to Geocoris ochropterus
Quá trình sinh trưởng và phát triển của bọ mắt to thuộc kiểu biến thái không hoàn toàn, trải qua các giai đoạn trứng đến ấu trùng và cuối cùng là thành trùng Bọ mắt to sinh sản nhiều thế hệ trong năm trên cỏ dại, cây trồng lâu năm, bụi rậm, … Vào mùa xuân thành trùng bắt đầu đẻ trứng trên đọt non của cây ký chủ Trứng nở tùy thuộc vào điều kiện nhiệt độ nhưng thông thường khoảng 10 ngày (Ricardo Ramirez, 2011)
Trứng của bọ có màu trắng đục, khoảng vài ngày sau khi trứng được đẻ sẽ chuyển màu sang hồng nhạt và xuất hiện điểm mắt màu đỏ tươi phát triển bên trong trứng (James Hagler và Nicole Sanchez, 2011)
9 Ấu trùng có màu nâu đậm, trông giống thành trùng nhưng có kích thước nhỏ hơn và không có cánh Ấu trùng và thành trùng hình bầu dục, có phần đầu rộng hơn so với chiều dài của nó Đặc trưng của loài bọ mắt to này là có đôi mắt kép to và lồi Thành trùng có cánh và nhiều nếp gấp ở trên cánh Những đặc điểm này có thể được nhìn thấy trên ấu trùng cũng như thành trùng nhằm phân biệt bọ mắt to với những loài bọ tương tự khác (Mead, 2001)
2.2.3 Khả năng sử dụng bọ mắt to Geocoris spp trong phòng trừ sinh học
Loài bọ mắt to Geocoris ochropterus được phát hiện đặt tên vào năm 1844 bởi tác giả Fieber (Kóbor, 2018) Năm 1992 Sannigrahi và Mukhopadhyay đã đi sâu nghiên cứu khả năng ăn mồi, hành vi săn mồi, thời gian sinh trưởng các pha, tỷ lệ sống… của loài Geocoris ochropterus Các hành vi ăn của Geocoris ochropterus liên quan đến một loạt các hành động, bọ mắt to hút các chất lỏng bên trong con mồi, để lại bộ vỏ ngoài Chúng nâng và giữ con mồi trong vòng một thời gian ngắn có thể tiết các enzym tiêu hóa qua tuyến nước bọt tiêu hóa các chất hút từ con mồi
Theo Hagler và Cohen (1991), bọ mắt to Geocoris spp có tiềm năng kiểm soát sinh học hiệu quả Cả thành trùng và ấu trùng có thể ăn hàng chục con mồi mỗi ngày
Theo Bell và Whitcomb (1964), ở Arkansas thì loài Geocoris punctipes và Geocoris uliginosus là một trong những côn trùng săn mồi hiệu quả và quan trọng nhất trên bông vải từ tháng 6 đến tháng 9, bọ mắt to cũng ăn rầy mềm, trứng và ấu trùng của sâu hại bông vải Lingren và cộng sự (1968) đã ghi nhận được rằng ấu trùng bọ mắt to ăn trung bình 47 con nhện đỏ và thành trùng bọ ăn khoảng 83 con nhện đỏ mỗi ngày Nghiên cứu cho thấy giai đoạn ấu trùng có thể ăn 1600 con nhện đỏ để phát triển đến khi vũ hóa thành thành trùng
Theo tác giả Ricardo Ramirez (2011), thành trùng và ấu trùng của bọ mắt to có thể ăn nhiều loại con mồi có kích thước nhỏ bao gồm rầy mềm, nhện, trứng côn trùng, ấu trùng nhỏ, sâu non, …Chúng dùng vòi chích hút đâm xuyên qua cơ thể và hút dịch cơ thể của con mồi Đôi khi thiếu thức ăn chúng ăn những côn trùng ăn thịt khác hoặc
10 mô thực vật để tồn tại nhưng khả năng gây hại cho cây trồng không đáng kể Chúng mang lại lợi ích rất lớn cho những khu vườn, cây trồng nông nghiệp, cây cảnh và nhiều loài thực vật khác
Một số loài gây hại có thể bị tiêu diệt bởi Geocoris ochropterus
2.3.1 Rầy mềm a Sự phân bố và ký chủ Aphis sp
Rầy mềm là loại côn trùng chích hút nhựa cây thuộc họ Aphididae, bộ Homoptera Đây là một trong những loại côn trùng phân bố rộng nhất và gây hại phổ biến Hầu như chúng có mặt ở khắp nơi: châu Mỹ, châu Á, châu Phi (Nguyễn Đức Khiêm, 2005) Rầy mềm hiện diện trên nhiều loại cây trồng bao gồm các loại cải, dưa, đậu, cà chua và những loại cây ăn trái khác (Nguyễn Đức Khiêm, 2005) b Đặc điểm hình thái và sinh học của rầy mềm
Rầy mềm (Aphis sp.) là một loài thuộc họ Aphididae, thường sống ký sinh trên các cây cà độc dược, bầu bí, cây họ đậu,… Rầy mềm có cơ thể khá nhỏ, có màu sắc thường thay đổi từ vàng xanh đến xanh sẫm Con trưởng thành thường có chiều dài khoảng 1,5 mm
Hình 2.1 Rầy mềm Aphis gossypii (Glover, 1877) Thành trùng có hai dạng: không cánh và có cánh Thành trùng và ấu trùng rầy mềm hay xuất hiện dưới mặt lá, chúng rất thích các đọt non, chồi,… chúng thường phá hoại bằng cách hút nhựa, từ đó các phần bị chúng hút sẽ héo hoặc có những vết thâm đen, bên cạnh đó rầy mềm còn là trung gian truyền bệnh virus cho cây
Phân rầy ngoài môi trường thường sẽ bị nhiều nấm bao quanh, các nấm đen đó làm trái chậm phát triển và ảnh hường đến quá trình quang hợp của cây
Khi rầy bị thiếu thức ăn, thì các cá thể rầy có cánh sẽ bay tìm thức ăn Còn các cá thể không có cánh thì chúng có thể bò đi xa từ lá này sang lá khác Trong mùa mưa thì mật độ rầy giảm
2.3.2 Bọ phấn trắng a Một số đặc điểm của bọ phấn trắng
Bọ phấn trắng là loài thuộc bộ Hemiptera, họ là Alyrodidae hay còn gọi là họ rệp phấn Chúng thường có vòng đời giao động từ 32 đến 44 ngày Kích thước của cá thể trưởng thành nhỏ, cả chiều dài cơ thể chỉ khoảng từ 1đến 3 mm Chúng thường có màu trắng đục, con cái thích đẻ trứng trên các lá non
Trứng của chúng có hình bầu dục, đôi khi có hình quả lê, trứng có bộ phận để bám trên lá và thời gian ở pha trứng từ 8 – 31 ngày Mỗi cá thể cái có thể đẻ đến hơn 80 trứng, số lượng ít nhiều thường sẽ thay đổi theo mùa Con nhỏ hay còn gọi là ấu trùng từ tuổi 1 đến tuổi 3 có thể gây hại và di chuyển trong phạm vi ngắn; ở tuổi 4 còn được gọi là giai đoạn nhộng Ấu trùng lúc mới nở thường có màu kem, sau đó dần chuyển sang màu đen bóng, các ấu trùng bắt đầu phát triển các tua hay còn gọi là tua sáp và được bao phủ toàn cơ thể bởi một lớp sáp Khi vừa nở các ấu trùng bắt đầu tìm cho mình vị trí thích hợp để sống và phá hoại Lớp sáp trắng được phủ trên người ấu trùng giúp bảo vệ chúng khỏi các tác động gây hại cho chúng từ bên ngoài và nhất là thuốc trừ sâu b Đặc điểm gây hại của bọ phấn trắng
Các giai đoạn của chúng đều hút chích, làm cây bị suy yếu, lá chuyển vàng, tổn hại đến năng suất và còn là trung gian truyền bệnh siêu trùng Bọ phấn trắng thường sinh sôi khi thời tiết khô và nóng, và là loài dễ bị kháng thuốc khi phun thường xuyên hoặc định kỳ với liều lượng cao Trong tự nhiên, ấu trùng bọ phấn trắng thường bị ký sinh bởi nhiều loại ong ký sinh
Hình 2.2 Bọ trĩ (Phan Lê Cường, 2017) Trong thời tiết nắng nóng và khô, loài bọ trĩ sẽ phát triển mạnh mẽ Bọ trĩ thường gây hại rất nặng nề ở tất cả các giai đoạn của cây, đến cả lúc cây ra hoa, đậu trái,…
13 chúng chích hút và làm cho trái không thể phát triển Chúng thường tập trung và chích hút ở bộ phận gần gân lá, mặt dưới lá làm cho lá bị xoăn ngã vàng hay tại các bộ phận non của cây Tại thân cây, bọ trĩ thường gây hại búp non, chúng làm búp non phát triển chậm và dần chết Còn trên quả non và hoa, chúng chích hút và cuống làm rơi rụng hoa quả Cũng như các loài gây hại khác, bọ trĩ là môi giới truyền bệnh virus Cucumber Mosaic, vi rút gây xoăn lá, chùn ngọn
2.3.4 Các loài sâu hại khác Đầu tiên là loài dâu ăn tạp Spodoptera litura, thành trùng của chúng là một loài bướm đêm có màu nâu sậm, cánh của chúng có những hình dạng rất phức tạp Tại điểm 1
3 tính từ gốc cánh, chúng có một vệt trắng từ mép cánh trước đến giữa cánh Các sọc trên cánh tạo thành hình chữ V, khi đậu cánh xếp thành hình mái nhà Cánh sau có màu trắng ánh tím Ấu trùng sâu non mới nở sống tập trung và nhai biểu mô lá Khi lột xác qua tuổi hai, chúng phân tán, bắt đầu xuất hiện hai đốm đen và không phản ứng với ánh sáng Khi đến tuổi ba, ba đường nét chính đã xuất hiện Ấu trùng đổi màu và bắt đầu phản ứng với ánh sáng Hầu hết hoạt động tích cực nhất vào sáng sớm hoặc buổi chiều Khi có ánh sáng mặt trời, nó trốn dưới lá hoặc trong đất Con trưởng thành hoạt động về đêm, ban ngày ẩn náu trong bụi rậm, cành cây, thường đẻ trứng ở mặt trên của lá (Sở NN&PTNN An Giang, 2011)
Sâu đất Agrotis ipsilon hầu hết gây hại trên tất cả các loại rau ở giai đoạn cây con Chúng thường cắn lìa cành non và thân, sau đó kéo xuống đất ăn Cá thể sâu non có màu xám đậm hoặc màu xám nâu, trượt theo hai bên thân là dãy đen mờ (Meyrick, E.,
1895) Giai đoạn sâu, chúng có năm đôi chân giả và ba đôi chân thật Ở giai đoạn nhộng, nhộng có hai gai ở phía sau đuôi và màu là từ màu xám xanh đến nâu đỏ Thành trùng bướm, cánh trước có màu nâu nhạt hoặc nâu đen, thân màu xanh đậm, cánh sau có một đường màu đen ở cuối (Theo thông tin của Sở NN&PTNT Bình Thuận - Chi Cục Trồng Trọt Và Bảo Vệ Thực Vật, 2021)
Diaphania indica – một loài sâu ăn lá, chúng chủ yếu gây hại trên các cây dây leo như họ bầu bí, dưa Thành trùng là bướm thường có chiều dài thân khoảng 10mm, khi bướm đậu cánh có vệt trắng ở giữa cánh, mép cảu cánh màu nâu đậm và cánh xếp thành hình tam giác (Ganehiarachchi, 1997) Trứng của chúng nhỏ, có màu trắng, thường rời rạc từng trứng một ở trên đọt lá non hoặc mặt dưới lá Một cá thể cái có thể sinh sản từ
Giá trị dinh dưỡng của nhộng kiến
Nhộng kiến có chứa nhiều vitamin thuộc các nhóm A, D, E, B1, B2 và B12 Bên cạnh đó, nhộng kiến còn có đến 31 các loại nguyên tố vi lượng Vì vậy, giá trị dinh dưỡng của nhộng kiến rất cao, chỉ tính mỗi chất đạm đã chiếm từ 42 - 67%, trong đó có mười bảy axit amin và tám loại trong số đó là loại không thay thế được Hơn thế nữa, nhộng kiến còn có Trytophan - đây một axit amin rất thiết yếu của cơ thể, là một nguyên liệu quan trọng để tổng hợp protein, cũng đồng thời là chất trung gian truyền dẫn các tín hiệu thần kinh trung ương
Hình 2.5 Thành phần dinh dưỡng của nhộng kiến (Karina, S H et al., 2013)
Phản ứng chức năng và phản ứng số lượng
Holling (1959) đã nghiên cứu sự săn mồi của một loại động vật nhỏ trên loài ong cắn lá (European pine sawfly) và ông phát hiện ra rằng tỷ lệ săn mồi tăng lên khi mật độ quần thể con mồi tăng lên Điều này dẫn đến 2 hiệu ứng:
(1) Mỗi động vật săn mồi tăng tốc độ tiêu thụ khi tiếp xúc với mật độ con mồi cao hơn
(2) Mật độ động vật săn mồi tăng lên khi mật độ con mồi tăng lên
Holling coi những tác động này là 2 loại phản ứng của quần thể động vật ăn thịt đối với mật độ con mồi: (1) phản ứng chức năng và (2) phản ứng số lượng Đây chính là phương trình phản ứng chức năng giữa con ký sinh và quần thể vật chủ được phát triển bởi Holling (1959) Đường biểu diễn của phản ứng chức năng được thể hiện ở biểu đồ sau:
Hình 2.6 Đồ thị biểu diễn của phản ứng chức năng (Holling, 1959) Đồ thị này cho biết, số lượng con mồi bị giết bởi 1 “kẻ săn mồi” ở các mật độ con mồi khác nhau Đây là hình dạng phản ứng chức năng điển hình của nhiều loài động vật săn mồi Ở mật độ con mồi thấp, động vật săn mồi dành phần lớn thời gian để tìm kiếm, trong khi ở mật độ con mồi cao, động vật săn mồi dành phần lớn thời gian để xử lý con mồi
Holling (1959) cũng đưa ra 3 dạng đồ thị điển hình của phản ứng chức năng
Hình 2.7 Ba dạng đồ thị của phản ứng chức năng (Holling, 1959)
Phản ứng chức năng loại I được tìm thấy ở những loài săn mồi thụ động như nhện
Số lượng ruồi mắc vào lưới tỷ lệ thuận với mật độ ruồi Tỷ lệ tử vong của con mồi do bị ăn thịt là không đổi
Phản ứng chức năng loại II là điển hình nhất và tương ứng với phương trình trên
Tỷ lệ tìm kiếm là không đổi Đỉnh ngang của đường vẽ đại diện cho độ bão hòa của động vật ăn thịt Tỷ lệ tử vong của con mồi giảm theo mật độ con mồi Những động vật săn mồi loại này gây ra tỷ lệ tử vong tối đa ở mật độ con mồi thấp Ví dụ, côn trùng săn mồi tiêu diệt hầu hết nhộng bướm đêm trong quần thể bướm đêm thưa thớt Tuy nhiên, trong quần thể rụng lá mật độ cao, côn trùng săn mồi giết chết một tỷ lệ nhộng không đáng kể Đồ thị loại III là phản ứng chức năng thường xảy ra với động vật săn mồi có tập tính tăng hoạt động tìm kiếm khi mật số vật chủ tăng Nhiều loài săn mồi có phản ứng với kairomone (chất thải của vật chủ) và tăng cường hoạt động của chúng Lúc đầu số vật chủ chết tăng khi mật số vật chủ tăng, và sau đó giảm dần
Những kẻ săn mồi có xương sống đa thực (ví dụ: chim) có thể chuyển sang những loài con mồi phong phú nhất bằng cách học cách nhận biết nó một cách trực quan Tỷ lệ tử vong đầu tiên tăng lên khi mật độ con mồi tăng lên, sau đó giảm dần
Cũng theo Holling (1959), phản ứng số lượng của loài săn mồi như bọ mắt to nêu lên rằng số lượng con mồi bị tiêu diệt sẽ tăng lên khi mật số con mồi tăng Tuy nhiên, cụm từ “phản ứng số lượng” (numerical response) ít nhiều gây khó hiểu cho người đọc bởi vì kết quả của phản ứng này được suy ra từ 2 giả thiết khác nhau o Mức độ tiêu diệt con mồi của các loài săn mồi như bọ mắt to tăng khi lượng con mồi dồi dào o Sự thu hút tiêu diệt con mồi khi có sự tập hợp đông đúc của con mồi (“phản ứng tập hợp”)
Số con mồi bị tiêu diệu càng nhiều, năng lượng tạo ra càng nhiều để cung cấp cho bọ mắt to sử dụng cho hoạt động sinh sản của chúng Mức tử vong của bọ mắt to cũng giảm khi lượng vật chủ bị kí sinh tăng
Với các nghiên cứu về phản ứng chức năng và phản ứng số lượng của Geocoris sp., Parajulee và cộng sự (2006) đã kết luận rằng loài Geocoris punctipes (Say) thuộc kiểu phản ứng chức năng loại II với con mồi là trứng của loài sâu xanh Helicoverpa zea Bên cạnh đó, tác giả Liu và Zeng (2014) đã công bố rằng loài Geocoris pallidipennis (Costa) đáp ứng phản ứng chức năng kiểu II đối với nguồn thức ăn là rệp Myzus persicae
Hiện nay tại Việt Nam chưa có nghiên cứu về phản ứng chức năng và phản ứng số lượng của bọ mắt to, nên việc có được mật độ phóng thả thích hợp để phòng trừ sinh học vẫn chưa có kết quả chính xác.
Ý nghĩa của hoa đối với các loài thiên địch
Theo Ricardo Ramirez (2011), khi thiếu thức ăn các loài thiên địch ăn những côn trùng ăn thịt khác hoặc mô thực vật để tồn tại nhưng khả năng gây hại cho cây trồng không đáng kể Hoa và mật hoa có ý nghĩa rất lớn trong việc dẫn dụ, làm môi trường sống và cung cấp nguồn mật hoa đầy dinh dưỡng cho nhiều loại thiên địch
Theo tác giả Orre và cộng sự (2013), việc tạo ra môi trường sống hỗ trợ thiên địch trong cảnh quan nông nghiệp là nền tảng của kiểm soát sinh học bảo tồn và thâm canh sinh thái trong sản xuất nông nghiệp Dải hoa bố trí đã được chứng minh là hỗ trợ thiên địch và kiểm soát dịch hại ở nhiều loại cây trồng trên khắp thế giới
Hình 2.8 Các loài thiên địch bọ phục kích Phymata sp (A), bọ rùa bảy đốm (B), bọ rùa đốm hồng (C), Ấu trùng ruồi bay (D) cư ngụ trên hoa (Biocontrol Bytes, 2020) Mật hoa không chỉ có ích cho sự sinh trưởng, phát triển, sinh sản, ký sinh và tiêu diệt các loài gây hại, mà mật hoa còn là nguồn dinh dưỡng giúp thiên địch có thể duy trì được quần thể (Frank, 2010; Sivinski et al., 2011)
Theo Lê Thụy Tố Như (2021), các loài thức ăn thêm từ thực vật như hoa dừa kem, hoa cúc nhám, hoa sao nhái đều có thể cung cấp nguồn dinh dưỡng cho bọ mắt to sinh trưởng và phát triển
Với nguồn thức ăn thêm được sử dụng trong nghiên cứu là hoa cúc nhám, Cúc lá nhám là cây thân thảo, thuộc họ Asteraceae, với nhiều màu sắc nổi bật và rực rỡ, cúc lá nhám được nhiều người yêu thích và sử dụng để trang trí Bên cạnh đó, nó còn được xem là nguồn thức ăn thêm có khả năng cung cấp mật hoa cho ong kí sinh giúp tăng tuổi thọ cũng như các khả năng kí sinh của ong lên kí chủ (Đỗ Tiến Tài và cộng sự,
Đoạn gen COI
Gen COI: Cytochrome c oxidase I (COX1) còn được gọi là cytochrome c oxidase
I được mã hóa ti thể (MT-CO1) là một protein ở người được mã hóa bởi gen MT-CO1 Ở các sinh vật nhân thực khác, gen này được gọi là COX1, CO1 hoặc COI (Kosakyan
Hình 2.9 Vị trí của đoạn gene COI trong bộ gen ty thể (Hebert, 2004)
Theo tác giả Hebert (2003), một đoạn chuẩn hóa của gen tiểu đơn vị cytochrome
C oxidase trong ty thể I (COX1 hoặc COI) đã được đề xuất như một dấu hiệu chung để xác định loài - được sử dụng làm “mã vạch DNA” phân loại giới động vật
Trình tự gen CO1 phù hợp với vai trò “mã vạch” này vì tốc độ đột biến của nó thường đủ nhanh để phân biệt các loài có quan hệ họ hàng gần và cũng vì trình tự của nó được bảo tồn giữa các loài đặc hiệu Trái ngược với ý kiến phản đối chính của những người hoài nghi rằng sự khác biệt về trình tự CO1 quá nhỏ để có thể được phát hiện giữa các loài có liên quan chặt chẽ, hơn 2% sự khác biệt về trình tự thường được phát
22 hiện giữa các loài động vật có liên quan chặt chẽ, cũng theo tác giả Herbet (2003) cho thấy rằng mã vạch có hiệu quả đối với nhiều loài động vật
Herbet và cộng sự (2003) cho thấy việc thiết lập mối quan hệ phân loại sử dụng đoạn gen COI liên quan đến quá trình khuếch đại PCR kết hợp giải trình tự các đoạn 400-800bp bằng cách sử dụng các đoạn mồi tương ứng Đối với loài bọ mắt to Geocoris ochropterus theo thông tin mã số truy cập
LC536156.1 trên ngân hàng NCBI của tác giả Nguyễn Ngọc Bảo Châu và Nguyễn Bảo Quốc (2020) Đoạn gen COI của loài Geocoris ochropterus sẽ có kích thước khoảng
Đoạn gen matK và rbcL
2.8.1 Đoạn gen matK Đoạn gen matK tên gọi đầy đủ là maturase K, là một gen thuộc phần lạp thể của thực vật Các mồi matK phổ quát có thể được sử dụng để mã hóa DNA của thực vật hạt kín Gen matK là một trong những gen mã hóa có sự biến đổi nhất của thực vật hạt kín và được đề xuất là “mã vạch” cho thực vật trên cạn (Jing YU, Jian-Hua XU và Shi-Liang ZH, 2011) Gen matK có một số ưu điểm so với các gen khác, bao gồm cả gen gen của bào quan Trước hết, gen matK tiến hóa nhanh hơn khoảng ba lần so với các gen plastid rbcL và atpB được sử dụng rộng rãi Nó nằm trong bộ gen lục lạp và trong nhiều trường hợp nó được di truyền từ mẹ Gen này có kích thước hợp lý, tỷ lệ thay thế cao, tỷ lệ biến đổi lớn ở vị trí codon thứ nhất và thứ hai, tỷ lệ chuyển đổi chuyển tiếp thấp và có sự hiện diện của các khu vực được bảo tồn đột biến (Ince, Karaca, Onus và Bilgen, 2005)
Tổng thể cả gen matK có chiều dài khoảng 1.500 cặp bazơ, nằm trong vùng sao chép đơn lớn của bộ gen lục lạp, được lồng trong intron trnK (Khidir W Hilu và
Hình 2.10 Vị trí của đoạn gen trnK và matK trong bộ gen lục lạp
(Khidir W Hilu và Michelle M Barthet, 2008)
Gen lục lạp rbcL mã hóa tiểu đơn vị lớn ribulose bisphosphate carboxylase
Phương pháp khuếch đại đoạn trình tự mục tiêu ribulose biphosphate carboxylase (rbcL) nhắm vào gen lục lạp đã được sử dụng trong nghiên cứu phát sinh loài vì nó có thể dễ dàng khuếch đại và hạn chế ở các sinh vật quang hợp (Wongsawad và Peerapornpisal,
Có thể nói gen rbcL là mã vạch DNA của các loài thực vật (Nurhasanah, Sundari và Nurmaya Papuangan, 2019), vì vùng gen mã hóa này có tính phổ quát và dễ dàng khuếch đại và phân tích (Newmaster, Fazekas và Ragupathy, 2006) Gen rbcL cung cấp nhiều đặc điểm để nghiên cứu phát sinh chủng loại vì rbcL có tổng chiều dài khoảng
1400 bp (CBOL Plant Working Group, 2009) Trình tự này có mức độ đột biến thấp so với các mã vạch khác trong cp DNA và bởi vì trình tự này có mức độ tương đồng cao giữa các loài (Kellogg và Juliano, 1997) Mức độ đột biến thấp là tính ưu việt của gen
24 rbcL Do đó, đã có rất nhiều nghiên cứu chuyên sâu về các biến thể di truyền và phát sinh gen trong loài được thực hiện bằng cách sử dụng đoạn gen này
Hình 2.11 Vị trí các gen trong lục lạp của Nicotiana tabacum (Shinozaki et al., 1986)
THIẾT KẾ NGHIÊN CỨU
Vật liệu
3.2.Phương pháp và thiết kế nghiên cứu
• Chương IV: Kết quả và thảo luận
• Danh mục các công trình của tác giả
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2.1 Lịch sử nghiên cứu
Tại Việt Nam bọ mắt to đã được nghiên cứu rất nhiều, về đặc điểm hình thái của tác giả Trần Thị Nga Em (2012) đã cho thấy được sự khác nhau giữ ấu trùng qua các lần lột xác và thành trùng của bọ mắt to Geocoris sp Bên cạnh đó tác giả còn cho thấy được khả năng tiêu diệt con mồi của bọ mắt to Geocoris sp trong điều kiện phòng thí nghiệm
Về việc nhân nuôi kết hợp các nguồn thức ăn, Phan Thị Tố Quyên (2017) & Nguyễn Quỳnh Phương Anh (2018) đã nghiên cứu phối hợp các nguồn thức ăn từ tự nhiên như nhộng kiến và nhộng tằm để đánh giá vòng đời cùng khả năng phát triển của bọ mắt to Geocoris spp
Năm 2019 tác giả Nguyễn Ngọc Bảo Châu và Lê Thụy Tố Như cũng đã đưa ra báo cáo về nguồn thức ăn thích hợp cho bọ mắt to Gecoris ochropterus và tiềm năng ứng dụng chúng trong phòng trừ côn trùng gây hại tại Việt Nam
Tác giả Nguyễn Ngọc Bảo Châu cùng cộng sự (2021) cũng đã chỉ ra rằng nguồn thức ăn từ nhộng kiến và nhộng tằm thích hợp cho bọ mắt to Gecoris ochropterus sinh trưởng và phát triển hiệu quả
Về phổ ăn mồi của bọ mắt to, năm 2011 tác giả Ricardo Ramirez đã đưa ra kết luận rằng bọ mắt to Geocoris spp có phổ ăn mồi rất rộng nhưng chưa cụ thể các loài bọ mắt to có thể ăn được ngoài tự nhiên
2.2 Bọ mắt to Geocoris spp
2.2.1 Sự phân bố và thành phần loài của bọ mắt to Geocoris spp
Bọ mắt to Geocoris spp thuộc họ Geocoridae, bộ Hemiptera là loài côn trùng nhỏ có ở nhiều nơi trên thế giới Chúng là loài có lợi vì ăn vô số côn trùng gây hại cây trồng trong nông nghiệp, …Bọ mắt to Geocoris spp là loài côn trùng nhận được nhiều sự quan tâm, nghiên cứu ở Florida và các nơi khác bởi lợi ích mà loài thiên địch này mang lại cho cây trồng (Mead, 2001)
Theo Ricardo Ramirez (2011), bọ mắt to Geocoris spp có khoảng 25 loài được tìm thấy ở Mỹ và Canada Song song đó, James Hagler và Nicole Sanchez (2011) cho rằng có khoảng 19 loài hiện diện ở Bắc Mỹ Trong đó, loài Geocoris punctipes xuất hiện khắp Florida và nhiều nơi khác như: phía tây New Jersey, miền nam Indiana, phía nam Colorado, tây nam Texas, Arizona, Califorina và Mexico Geocoris punctipes là loài phổ biến nhất trên cây bông vải, sống trong khu vườn, bãi cỏ, cây trồng nông nghiệp Ngoài ra loài Geocoris punctipes còn được tìm thấy trong vườn cây cảnh, vườn rau quả và trong các hệ thống nhà kính trồng dâu tây (Mead, 2001) Loài Geocoris bullatus phân bố rộng rãi tại Hoa Kỳ và Canada, có rất nhiều ở phía nam Florida, từ biên giới phía bắc đến Key West Loài Geocoris uliginosus phân bố rộng khắp Hoa Kỳ và miền nam Canada Theo Mead (2001), chúng thường sống trong các bãi cỏ Ở Việt Nam bọ mắt to được tìm thấy ở rất nhiều nơi, nhất là ở các phức hợp trồng trọt hay những nông trường lớn Bọ mắt to được tìm thấy trên rất nhiều loại cây trồng như cây bông vải tại Ninh Thuận (Nguyễn Văn Chính, Mai Văn Hào và Trần Thị Hồng, 2018), cây thanh long tại Bình Thuận (Sở NN&PTNN Tỉnh Bình Thuận,
2017), cây chè tại tỉnh Phú Thọ (Vũ Thị Thương, Trương Xuân Lam và Nguyễn Thị Phương Liên, 2015),…
2.2.2 Một số đặc điểm hình thái của bọ mắt to Geocoris ochropterus
Quá trình sinh trưởng và phát triển của bọ mắt to thuộc kiểu biến thái không hoàn toàn, trải qua các giai đoạn trứng đến ấu trùng và cuối cùng là thành trùng Bọ mắt to sinh sản nhiều thế hệ trong năm trên cỏ dại, cây trồng lâu năm, bụi rậm, … Vào mùa xuân thành trùng bắt đầu đẻ trứng trên đọt non của cây ký chủ Trứng nở tùy thuộc vào điều kiện nhiệt độ nhưng thông thường khoảng 10 ngày (Ricardo Ramirez, 2011)
Trứng của bọ có màu trắng đục, khoảng vài ngày sau khi trứng được đẻ sẽ chuyển màu sang hồng nhạt và xuất hiện điểm mắt màu đỏ tươi phát triển bên trong trứng (James Hagler và Nicole Sanchez, 2011)
9 Ấu trùng có màu nâu đậm, trông giống thành trùng nhưng có kích thước nhỏ hơn và không có cánh Ấu trùng và thành trùng hình bầu dục, có phần đầu rộng hơn so với chiều dài của nó Đặc trưng của loài bọ mắt to này là có đôi mắt kép to và lồi Thành trùng có cánh và nhiều nếp gấp ở trên cánh Những đặc điểm này có thể được nhìn thấy trên ấu trùng cũng như thành trùng nhằm phân biệt bọ mắt to với những loài bọ tương tự khác (Mead, 2001)
2.2.3 Khả năng sử dụng bọ mắt to Geocoris spp trong phòng trừ sinh học
Loài bọ mắt to Geocoris ochropterus được phát hiện đặt tên vào năm 1844 bởi tác giả Fieber (Kóbor, 2018) Năm 1992 Sannigrahi và Mukhopadhyay đã đi sâu nghiên cứu khả năng ăn mồi, hành vi săn mồi, thời gian sinh trưởng các pha, tỷ lệ sống… của loài Geocoris ochropterus Các hành vi ăn của Geocoris ochropterus liên quan đến một loạt các hành động, bọ mắt to hút các chất lỏng bên trong con mồi, để lại bộ vỏ ngoài Chúng nâng và giữ con mồi trong vòng một thời gian ngắn có thể tiết các enzym tiêu hóa qua tuyến nước bọt tiêu hóa các chất hút từ con mồi
Theo Hagler và Cohen (1991), bọ mắt to Geocoris spp có tiềm năng kiểm soát sinh học hiệu quả Cả thành trùng và ấu trùng có thể ăn hàng chục con mồi mỗi ngày
Theo Bell và Whitcomb (1964), ở Arkansas thì loài Geocoris punctipes và Geocoris uliginosus là một trong những côn trùng săn mồi hiệu quả và quan trọng nhất trên bông vải từ tháng 6 đến tháng 9, bọ mắt to cũng ăn rầy mềm, trứng và ấu trùng của sâu hại bông vải Lingren và cộng sự (1968) đã ghi nhận được rằng ấu trùng bọ mắt to ăn trung bình 47 con nhện đỏ và thành trùng bọ ăn khoảng 83 con nhện đỏ mỗi ngày Nghiên cứu cho thấy giai đoạn ấu trùng có thể ăn 1600 con nhện đỏ để phát triển đến khi vũ hóa thành thành trùng
Theo tác giả Ricardo Ramirez (2011), thành trùng và ấu trùng của bọ mắt to có thể ăn nhiều loại con mồi có kích thước nhỏ bao gồm rầy mềm, nhện, trứng côn trùng, ấu trùng nhỏ, sâu non, …Chúng dùng vòi chích hút đâm xuyên qua cơ thể và hút dịch cơ thể của con mồi Đôi khi thiếu thức ăn chúng ăn những côn trùng ăn thịt khác hoặc
10 mô thực vật để tồn tại nhưng khả năng gây hại cho cây trồng không đáng kể Chúng mang lại lợi ích rất lớn cho những khu vườn, cây trồng nông nghiệp, cây cảnh và nhiều loài thực vật khác
Thiết kế nghiên cứu
Thí nghiệm 1: Khảo sát mật độ bọ mắt to Geocoris sp trên địa bàn huyện Củ Chi, thành phố Hồ Chí Minh
Mục tiêu: Khảo sát được mật độ của bọ mắt to tại huyện Củ Chi, Tp.HCM giao động theo các tháng trong năm
Trong thí nghiệm này, mẫu bọ mắt to sẽ được thu thập tại nông trường Sagri xã Phạm Văn Cội, huyện Củ Chi, TP.HCM Có hai phương pháp thu mẫu như sau:
- Thu mẫu theo điểm: Số điểm điều tra là 10 điểm theo đường chéo góc; số mẫu điều tra của một điểm là 10 cây/điểm
- Mẫu sẽ được thu thập và điều tra mỗi 30 ngày/lần.
- Mẫu bọ mắt to được thu thập trên hai nguồn cây là hoa dừa kem và cỏ xuyến chi và đánh giá tần suất xuất hiện của chúng trên hai loài hoa này
Công thức đánh giá tần suất xuất hiện:
Số lần xuất hiện Tần suất xuất hiện bọ mắt to (%) = x 100
Tổng số lần điều tra
+ Xuất hiện ít trên số lần điều tra (1 – 25%)
++ Xuất hiện trung bình trên số lần điều tra (26 – 50% )
+++ Xuất hiện nhiều trên số lần điều tra (51 – 75%)
++++ Xuất hiện rất nhiều trên số lần điều tra (>75%)
▪ Định danh hình thái: Mẫu bọ mắt to sau khi thu thập sẽ được mang về phòng thí nghiệm, lựa chọn ngẫu nhiên các cá thể đực và cái, sau đó phân loại theo khóa phân loại côn trùng Kóbor (2018)
▪ Định danh bằng phương pháp sinh học phân tử
- Bọ mắt to sẽ được chọn ngẫu nhiên sau đó bọ sẽ được ly trích DNA bằng phương pháp sử dụng xút NaOH và Tris-HCl (Masato Ito và Kaoru Maeto, 2017).
- Sau đó sẽ thực hiện phản ứng khuếch đại PCR với cặp mồi LCO1490F (5’ - GGTCAACAAATCATAAAGATATTGG - 3’) và HCO2198R (5’- T AAACTTCAGGGTGACCAAAAAATCA - 3’)
- Sản phẩm sau đó sẽ được gửi đi giải trình tự tại công ty 1 st Base, sau đó sử dụng các phần mềm, công cụ tin sinh học để xác định loài tương đồng với mẫu thu thập tại huyện Củ Chi
Thí nghiệm 2: Thí nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ và nguồn thức ăn đến sự sinh trưởng phát triển bọ mắt to Geocoris ochropterus
▪ Ảnh hưởng của nhiệt độ và nguồn thức ăn đến sự sinh trưởng phát triển của bọ mắt to
Mục tiêu: Tìm được nguồn thức ăn trong đó với thức ăn thêm là thực vật và điều kiện nhiệt độ thích hợp cho việc nhân nuôi cùng ảnh hưởng của chúng đến sự phát triển của bọ mắt to Geocoris ochropterus
- Thí nghiệm sẽ được bố trí kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên trong phòng thí nghiệm với
5 lần lặp lại, mỗi lần lặp lại là 5 cá thể
- Thí nghiệm được bố trí trong tủ vi khí hậu có thể điều chỉnh nhiệt độ, ánh sáng và độ ẩm
Hình 3.1 Tủ vi khí hậu sử dụng trong thí nghiệm
- Các nghiệm thức với các nguồn thức ăn sẽ bố trí ở các mức nhiệt độ: 10ºC, 20ºC, 30ºC, Nhiệt độ phòng.
Hình 3.2 Bố trí thí nghiệm ở các nghiệm thức 10ºC (A); 20ºC (B); 30ºC (C) và nhiệt độ phòng (D)
- Thí nghiệm bố trí cùng các điều kiện về nguồn thức ăn như sau:
• B2: Nhộng kiến + hoa cúc nhám;
• B3: Rệp sáp + hoa cúc nhám;
- Với nghiệm thức chỉ có hoa cúc nhám sẽ là nghiệm thức đối chứng và là thức ăn bổ sung thêm; nguồn thức ăn từ nhộng kiến là nguồn thức ăn nhân tạo dễ tìm kiếm; nguồn thức ăn từ rệp sáp là nguồn thức ăn từ tự nhiên nhằm đánh giá khả năng ăn mồi của bọ mắt to đối với loài gây hại này; cuối cùng về nguồn thức ăn là mật ong, về cơ bản mật ong có nguyên liệu từ phấn và mật hoa nhưng chúng đã được chuyển hóa bởi các loại enzyme từ ong và đậm đặc hơn, từ việc sử dụng riêng lẻ cả hai có thể so sánh được khả năng bọ mắt to sử dụng hoa và mật ong để sinh trưởng và phát triển khác nhau như thế nào
- Rệp sáp sẽ được nhân nguồn trong phòng thí nghiệm bằng nguồn thức ăn là bí đỏ Rệp sáp trong nghiệm thức sẽ được bổ sung 20 cá thể mỗi 24 giờ
Hình 3.3 Hoa cúc nhám sử dụng trong thí nghiệm
Hình 3.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm với hoa trong hộp lưới
- Chỉ tiêu theo dõi: o Số ngày lột xác qua mỗi độ tuổi o Tuổi thọ của bọ mắt to
30 o Tỷ lệ sống của bọ ở mỗi độ tuổi o Tỷ lệ đực, cái o Tổng số trứng o Khối lượng bọ trưởng thành (đực và cái) o Các chỉ số kích thước của bọ: chiều dài cánh, chiều dài và chiều ngang bọ trưởng thành (đực và cái).
Hình 3.5 Các đo các chỉ tiêu chiều dài bọ (J), chiều rộng bọ (K), chiều dài cánh (L)
▪ Khảo sát nguồn thức ăn bọ mắt to Geocoris ochropterus đã tiêu thụ trong thí nghiệm bằng phương pháp PCR
Mục tiêu: Bọ mắt to Geocoris ochropterus có hay không sử dụng nguồn thức ăn thêm từ thực vật, làm cơ sở cho việc xây dựng mô hình sinh thái rau – hoa phóng thích bọ mắt to Geocoris ochropterus
Với phương pháp PCR, mẫu ruột bọ sau khi kết thúc vòng đời sẽ được ly trích DNA và chạy phản ứng multiplex PCR với các cặp mồi khuếch đại dành cho động vật là đoạn gen COI và thực vật là đoạn gen matK, rbcL; với trình tự của các đoạn mồi sử dụng thể hiện dưới bảng 3.1
Bảng 3.1 Trình tự các đoạn mồi sử dụng trong thí nghiệm
Kích thước sản phẩm (bp)
P et al., 2022 rbcLaR GTA AAA TCA AGT CCA
Bảng 3.2 Thành phần phản ứng PCR
Thành phần Thể tích Nồng độ cuối
Ghi chú: Với F1/R1 là cặp mồi LCO1490F/ HCO2198R và F2/R2 là một trong hai cặp mồi rbcLaF/rbcLaR hoặc matK-816F/matK-1254R ứng với từng mẫu cần khuếch đại
Hình 3.6 Chu trình nhiệt của phản ứng Sản phẩm PCR sau đó được mang điện di trên gel agarose 1,5% với hiệu điện thế 100V trong 35 phút
Thí nghiệm 3: Nghiên cứu khả năng kiểm soát sinh học của bọ mắt to đối với sâu hại thông qua phản ứng chức năng và phản ứng số lượng của bọ mắt to
Mục tiêu: Đánh giá được khả năng kiểm soát sinh học, trong đó có được thông tin về vùng diện tích và thời gian săn mồi của bọ mắt to Gecoris ochropterus
▪ Đánh giá phản ứng chức năng :
- Với tỷ lệ bọ mắt to: rầy mềm như sau: 1:20, 1:30, 1:40, 1:50, 1:60
- Bọ mắt to sử dụng trong thí nghiệm là bọ mắt to trưởng thành
- Thí nghiệm được bố trí trong hộp lưới
- Theo dõi trong vòng 24 giờ
Chỉ tiêu theo dõi: o Ghi nhận số rầy mềm sống – chết o Xác định mối tương quan giữa số bọ mắt to trong thí nghiệm và số rầy mềm bị ăn (theo Holling, 1959): a.H.T
Ha: Số con mồi bị tiêu diệt a: Diện tích vùng tìm kiếm
Th: Thời gian để tìm kiếm một con mồi
▪ Đánh giá phản ứng số lượng:
- Số lượng bọ mắt to ở các nghiệm thức lần lượt là 1, 3, 5, 7, 9
- Với mỗi nghiệm thức là 20 rầy mềm
- bọ mắt to sử dụng trong thí nghiệm là bọ mắt to trưởng thành
- Thí nghiệm được bố trí trong lồng lưới
- Theo dõi trong vòng 24 giờ
Chỉ tiêu theo dõi: o Ghi nhận số rầy mềm sống – chết o Xác định mối tương quan giữa số bọ mắt to và số rầy mềm bị ăn bằng cách tính hệ số R trong phương trình tương quan: y = ax + b
Trong đó: y: Số rầy mềm bị ăn x: Số bọ mắt to trong thí nghiệm
- Kết quả các thí nghiệm được xử lý số liệu bằng chương trình EXCEL 2010
- Xử lý thống kê bằng SPSS 20.
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Thí nghiệm 3: Nghiên cứu khả năng kiểm soát sinh học của bọ mắt to đối với sâu hại thông qua phản ứng chức năng và phản ứng số lượng của bọ mắt to loài
• Danh mục các công trình của tác giả
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2.1 Lịch sử nghiên cứu
Tại Việt Nam bọ mắt to đã được nghiên cứu rất nhiều, về đặc điểm hình thái của tác giả Trần Thị Nga Em (2012) đã cho thấy được sự khác nhau giữ ấu trùng qua các lần lột xác và thành trùng của bọ mắt to Geocoris sp Bên cạnh đó tác giả còn cho thấy được khả năng tiêu diệt con mồi của bọ mắt to Geocoris sp trong điều kiện phòng thí nghiệm
Về việc nhân nuôi kết hợp các nguồn thức ăn, Phan Thị Tố Quyên (2017) & Nguyễn Quỳnh Phương Anh (2018) đã nghiên cứu phối hợp các nguồn thức ăn từ tự nhiên như nhộng kiến và nhộng tằm để đánh giá vòng đời cùng khả năng phát triển của bọ mắt to Geocoris spp
Năm 2019 tác giả Nguyễn Ngọc Bảo Châu và Lê Thụy Tố Như cũng đã đưa ra báo cáo về nguồn thức ăn thích hợp cho bọ mắt to Gecoris ochropterus và tiềm năng ứng dụng chúng trong phòng trừ côn trùng gây hại tại Việt Nam
Tác giả Nguyễn Ngọc Bảo Châu cùng cộng sự (2021) cũng đã chỉ ra rằng nguồn thức ăn từ nhộng kiến và nhộng tằm thích hợp cho bọ mắt to Gecoris ochropterus sinh trưởng và phát triển hiệu quả
Về phổ ăn mồi của bọ mắt to, năm 2011 tác giả Ricardo Ramirez đã đưa ra kết luận rằng bọ mắt to Geocoris spp có phổ ăn mồi rất rộng nhưng chưa cụ thể các loài bọ mắt to có thể ăn được ngoài tự nhiên
2.2 Bọ mắt to Geocoris spp
2.2.1 Sự phân bố và thành phần loài của bọ mắt to Geocoris spp
Bọ mắt to Geocoris spp thuộc họ Geocoridae, bộ Hemiptera là loài côn trùng nhỏ có ở nhiều nơi trên thế giới Chúng là loài có lợi vì ăn vô số côn trùng gây hại cây trồng trong nông nghiệp, …Bọ mắt to Geocoris spp là loài côn trùng nhận được nhiều sự quan tâm, nghiên cứu ở Florida và các nơi khác bởi lợi ích mà loài thiên địch này mang lại cho cây trồng (Mead, 2001)
Theo Ricardo Ramirez (2011), bọ mắt to Geocoris spp có khoảng 25 loài được tìm thấy ở Mỹ và Canada Song song đó, James Hagler và Nicole Sanchez (2011) cho rằng có khoảng 19 loài hiện diện ở Bắc Mỹ Trong đó, loài Geocoris punctipes xuất hiện khắp Florida và nhiều nơi khác như: phía tây New Jersey, miền nam Indiana, phía nam Colorado, tây nam Texas, Arizona, Califorina và Mexico Geocoris punctipes là loài phổ biến nhất trên cây bông vải, sống trong khu vườn, bãi cỏ, cây trồng nông nghiệp Ngoài ra loài Geocoris punctipes còn được tìm thấy trong vườn cây cảnh, vườn rau quả và trong các hệ thống nhà kính trồng dâu tây (Mead, 2001) Loài Geocoris bullatus phân bố rộng rãi tại Hoa Kỳ và Canada, có rất nhiều ở phía nam Florida, từ biên giới phía bắc đến Key West Loài Geocoris uliginosus phân bố rộng khắp Hoa Kỳ và miền nam Canada Theo Mead (2001), chúng thường sống trong các bãi cỏ Ở Việt Nam bọ mắt to được tìm thấy ở rất nhiều nơi, nhất là ở các phức hợp trồng trọt hay những nông trường lớn Bọ mắt to được tìm thấy trên rất nhiều loại cây trồng như cây bông vải tại Ninh Thuận (Nguyễn Văn Chính, Mai Văn Hào và Trần Thị Hồng, 2018), cây thanh long tại Bình Thuận (Sở NN&PTNN Tỉnh Bình Thuận,
2017), cây chè tại tỉnh Phú Thọ (Vũ Thị Thương, Trương Xuân Lam và Nguyễn Thị Phương Liên, 2015),…
2.2.2 Một số đặc điểm hình thái của bọ mắt to Geocoris ochropterus
Quá trình sinh trưởng và phát triển của bọ mắt to thuộc kiểu biến thái không hoàn toàn, trải qua các giai đoạn trứng đến ấu trùng và cuối cùng là thành trùng Bọ mắt to sinh sản nhiều thế hệ trong năm trên cỏ dại, cây trồng lâu năm, bụi rậm, … Vào mùa xuân thành trùng bắt đầu đẻ trứng trên đọt non của cây ký chủ Trứng nở tùy thuộc vào điều kiện nhiệt độ nhưng thông thường khoảng 10 ngày (Ricardo Ramirez, 2011)
Trứng của bọ có màu trắng đục, khoảng vài ngày sau khi trứng được đẻ sẽ chuyển màu sang hồng nhạt và xuất hiện điểm mắt màu đỏ tươi phát triển bên trong trứng (James Hagler và Nicole Sanchez, 2011)
9 Ấu trùng có màu nâu đậm, trông giống thành trùng nhưng có kích thước nhỏ hơn và không có cánh Ấu trùng và thành trùng hình bầu dục, có phần đầu rộng hơn so với chiều dài của nó Đặc trưng của loài bọ mắt to này là có đôi mắt kép to và lồi Thành trùng có cánh và nhiều nếp gấp ở trên cánh Những đặc điểm này có thể được nhìn thấy trên ấu trùng cũng như thành trùng nhằm phân biệt bọ mắt to với những loài bọ tương tự khác (Mead, 2001)
2.2.3 Khả năng sử dụng bọ mắt to Geocoris spp trong phòng trừ sinh học
Loài bọ mắt to Geocoris ochropterus được phát hiện đặt tên vào năm 1844 bởi tác giả Fieber (Kóbor, 2018) Năm 1992 Sannigrahi và Mukhopadhyay đã đi sâu nghiên cứu khả năng ăn mồi, hành vi săn mồi, thời gian sinh trưởng các pha, tỷ lệ sống… của loài Geocoris ochropterus Các hành vi ăn của Geocoris ochropterus liên quan đến một loạt các hành động, bọ mắt to hút các chất lỏng bên trong con mồi, để lại bộ vỏ ngoài Chúng nâng và giữ con mồi trong vòng một thời gian ngắn có thể tiết các enzym tiêu hóa qua tuyến nước bọt tiêu hóa các chất hút từ con mồi
Theo Hagler và Cohen (1991), bọ mắt to Geocoris spp có tiềm năng kiểm soát sinh học hiệu quả Cả thành trùng và ấu trùng có thể ăn hàng chục con mồi mỗi ngày
Theo Bell và Whitcomb (1964), ở Arkansas thì loài Geocoris punctipes và Geocoris uliginosus là một trong những côn trùng săn mồi hiệu quả và quan trọng nhất trên bông vải từ tháng 6 đến tháng 9, bọ mắt to cũng ăn rầy mềm, trứng và ấu trùng của sâu hại bông vải Lingren và cộng sự (1968) đã ghi nhận được rằng ấu trùng bọ mắt to ăn trung bình 47 con nhện đỏ và thành trùng bọ ăn khoảng 83 con nhện đỏ mỗi ngày Nghiên cứu cho thấy giai đoạn ấu trùng có thể ăn 1600 con nhện đỏ để phát triển đến khi vũ hóa thành thành trùng
Theo tác giả Ricardo Ramirez (2011), thành trùng và ấu trùng của bọ mắt to có thể ăn nhiều loại con mồi có kích thước nhỏ bao gồm rầy mềm, nhện, trứng côn trùng, ấu trùng nhỏ, sâu non, …Chúng dùng vòi chích hút đâm xuyên qua cơ thể và hút dịch cơ thể của con mồi Đôi khi thiếu thức ăn chúng ăn những côn trùng ăn thịt khác hoặc
10 mô thực vật để tồn tại nhưng khả năng gây hại cho cây trồng không đáng kể Chúng mang lại lợi ích rất lớn cho những khu vườn, cây trồng nông nghiệp, cây cảnh và nhiều loài thực vật khác
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận
Bọ mắt to luôn hiện diện tại nông trường Sagri xã Phạm Văn Cội huyện Củ Chi, TP.HCM Mật độ bọ mắt to nhất ở các tháng giữa năm (từ tháng 4 đến tháng 6) và có xu hướng giảm dần đến đầu năm Loài bọ mắt to tại huyện Củ Chi thuộc loài Geocoris ochropterus
Nhiệt độ 20ºC đến 24,37ºC kết hợp nguồn thức ăn là hoa cúc nhám và nhộng kiến thích hợp và tiện lợi để nhân nuôi quần thể bọ mắt to, hoa cúc nhám và rệp sáp cũng là nguồn thức ăn tốt để nhân nuôi
Bên cạnh đó, thông qua việc khảo sát nguồn thức ăn của bọ mắt to Geocoris ochropterus đã tiêu thụ trong thí nghiệm đánh giá các nguồn thức ăn, có thể thấy rằng mẫu ruột bọ mắt to được ly trích có cả DNA của động vật và thực vật, từ đó chứng minh được rằng bọ mắt to có thể tiêu thụ nguồn thức ăn từ cả động lẫn thực vật
Từ kết quả thí nghiệm phản ứng chức năng và số lượng cho thấy hiệu quả ăn mồi của bọ mắt to Geocoris ochropterus phù hợp với phản ứng chức năng kiểu II theo Holling (1959), và kiểu phản ứng loại II này cũng là mô hình phản ứng chức năng phổ biến thể hiện ở nhiều loại côn trùng
Bọ mắt to có thể tìm kiếm và tiêu diệt con mồi trong vùng diện tích 0,07 m 2 với khoảng thời gian 0,11 giờ Mật độ bọ mắt to trưởng thành tăng từ thì khả năng tiêu diệt các loài sâu hại cũng có xu hướng tăng đây là mối quan hệ tỷ lệ thuận với chỉ số