Tiểu luận môn đấu tranh sinh học VIRUT VÀ VAI TRÒ CỦA CHÚNG TRONG PHÒNG CHỐNG DỊCH HẠI

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM & … TIỂU LUẬN HỌC PHẦN: ĐẤU TRANH SINH HỌC ĐỀ TÀI: VIRUT VÀ VAI TRÒ CỦA CHÚNG TRONG PHÒNG CHỐNG DỊCH HẠI Giáo viên hướng dẫn: Học viên: PGS.TS. Nguyễn Văn Thuận Phạm Thị Hồng Hạnh Chuyên ngành: LL & PP DHM Sinh học-K22 Huế, 4/2015 1 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn cô giáo PGS.TS. Nguyễn Văn Thuận đã tận tình giảng dạy học phần “Đấu tranh sinh học” và hướng dẫn em hoàn thành tiểu luận này. Học viên Phạm Thị Hồng Hạnh 2 MỤC LỤC MỞ ĐẦU NỘI DUNG 5 2.1. Virut 2.1.1. Khái niệm virut…………………………………………………………5 2.1.2. Virut gây bệnh côn trùng…………………………………… 2.2. Những nhóm vi rút gây bệnh cho côn trùng ………………… 2.2.1. Họ Baculoviridae ……………………………………………… 2.2.1.1. Virut đa diện nhân (NPV) …………………………………… 2.2.1.2. Vi rút hạt (Granulos virut –GV) …………………………. 2.2.2. Họ reoviridae- Nhóm cytoplasmic polyhedrosis virut CPV ………………………………………………………………………… 2.2.3. Họ Poxviridae (EV)…………………………………………… 2.3. Phương thức lây nhiễm và khả năng tồn tại trong tự nhiên của virut côn trùng………………………………………………………………… 2.3.1. Phương thức xâm nhập cơ thể côn trùng của virut gây bệnh………… 2.3.2. Các con đường lây nhiễm nguồn bệnh virut……………………… 2.4. Tình hình nghiên cứu sử dụng virut ký sinh côn trùng và sản xuất chế phẩm virut ứng dụng trong nông nghiệp.……………………………… 2.4.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước 13 2.4.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam……………………………… 13 2.5. Quy trình sản xuất chế phẩm…………………………………………15 2.6. Cách sử dụng chế phẩm virus……………………………………… 15 KẾT LUẬN……………………………………………………………16 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………… 3 MỞ ĐẦU Ngày nay với khoa học kỹ thuật phát triển con người đã biết ứng dụng những phương pháp hiện đại vào kỹ thuật canh tác nhằm tăng năng suất cây trồng, hạn chế những thiệt hại do côn trùng sâu bệnh hại gây ra. Sử dụng thuốc hóa học một cách thường xuyên đã gây nên hậu quả nghiêm trọng là ô nhiễm đất, nước, và ngay cả thực phẩm cũng bị nhiễm độc. Chính vì vậy, một hướng nghiên cứu mới đã ra đời với mục đích vừa tiêu diệt được sâu bệnh vừa giảm gây ô nhiễm môi trường, tạo thực phẩm sạch đó chính là biện pháp đấu tranh sinh học. Đây chính là biện pháp sử dụng một cách thông minh các loài ký sinh, ăn thịt để khống chế các quần thể các loài gây hại (theo Doutt). Nói một cách khác đó chính là sử dụng những sinh vật sống hay các sản phẩm hoạt động sống của chúng nhằm ngăn ngừa hoặc làm giảm bớt tác hại do các sinh vật hại gây ra (IOBC, 1971). Nhiệm vụ chủ yếu đó chính là nghiên cứu các biện pháp sinh học để sử dụng các sinh vật có ích để trừ các loài dịch hại. Những tác nhân sinh vật bao gồm: Virut, vi khuẩn, nấm, côn trùng ăn thịt, nhện ăn thịt, chim,….Nghiên cứu các biện pháp sử dụng các sản phẩm hoạt động sống của sinh vật để chống dịch hại nông nghiệp. Ngày nay người ta đã đưa đấu tranh sinh học cả những thành tựu kỹ thuật, công nghệ sinh học để tạo ra những giống cây trồng chống sâu bệnh hoặc sản phẩm có tác dụng nhử thuốc trừ sâu diệt cỏ sinh học trong việc bảo vệ mùa màng. Có nhiều nhóm sinh vật là thiên địch của các loài dịch hại nông nghiệp như: Các sinh vật ký sinh, Các sinh vật ăn thịt, Các sinh vật gây bệnh trong đó nhóm sinh vật gây bệnh có ảnh hưởng và vai trò lớn trong quá trình tiêu diệt và sản xuất các chế phẩm sinh học. Với việc có những ứng dụng nhiều trong sản xuất các chế phẩm vi sinh, cũng như đặc tính của vi rút gây bệnh tiêu diệt dịch hại nhanh chóng vậy virut gây bệnh cho côn trùng như thế nào, nó có vai trò gì trong đấu tranh sinh học chính vì vậy tôi chọn đề tài: “Virut và vai trò của chúng trong phòng chống dịch hại” 4 NỘI DUNG 2.1. Virut 2.1.1. Khái niệm virut Virus là các sinh vật không có cấu tạo tế bào, có vỏ protein bao bọc lõi acid nucleic , chỉ có thể nhân lên trong các tế bào chủ và sử dụng bộ máy trao đổi chất và ribosome của tế bào chủ để tổng hợp nên các bộ phận cấu thành sau đó lắp ráp các bộ phận này tạo thành các hạt virus gọi là các virion mang bộ gene virus và có thể nhiễm vào các tế bào chủ khác. Hình 1: Cấu tạo của virus 2.1.2. Virut gây bệnh côn trùng Là nhóm vi sinh vật có nhiều triển vọng trong việc phòng chống côn trùng hại cây trồng, bởi vì chúng có đặc điểm nổi bật là tính chuyên hóa rất hẹp, chúng chỉ gây bệnh cho côn trùng và ngay trong cơ thể côn trùng cũng chuyên hóa ở những mô nhất định. Virut có kích thước siêu hiển vi, và chỉ có khả năng sống, sinh sản trong mô, tế bào sống, không nuôi cấy được trong môi trường nhân tạo. Chúng có cấu tạo vỏ Prôtêin bao bọc các hạt viruts tạo các thể vùi đa diện hay dạng hạt, tuy vậy có những loài không tạo nên thể vùi 2.2. Những nhóm vi rút gây bệnh cho côn trùng Hiện nay các vi rút gây bệnh cho côn trùng được xếp thành 7 họ đó là: Baculoviridae, Reoviridae, Iridoviridae, Parvoviridae, Picaviridae, Poxviridae, Rhabdoviridae. Trong đó hai họ Baculoviridae, Reoviridae có nhiều loài và là 5 những tác nhân quan trọng trong việc phát triển đấu tranh sinh học phòng trừ sâu hại. - Ngoài ra, chia thành 2 nhóm lớn: + Virus tạo thể vùi: NPV, GV, CPV, + Virus không tạo thể vùi: Iridovirus, Densovirus, Baculovirus, 2.2.1. Họ Baculoviridae Nhóm Baculoviridae này được nghiên cứu rất kỹ do khả năng diệt sâu của chúng. Hơn nữa, gần đây những nghiên cứu về vai trò của vectơ biểu hiện đối với một số gen có hoạt tính sinh học. Đặc điểm cơ bản của Baculoviridae thuộc họ này là có mặt một sợi đôi AND trong hệ gen của chúng. Cho tới nay người ta đã xác định bệnh do nhóm virut này gây ra ở côn trùng thuộc 6 bộ sau: - Lepidoptera – Bộ cánh vẩy - Diptera – Bộ hai cánh - Coledoptera – Bộ cánh cứng 6 - Hymenoptera – Bộ cánh màng - Orthoptera – Bộ cánh thẳng - Neuroptera – Bộ cánh mạch Baculovirut bao gồm một vỏ lipoprotein bao quanh 1 protein lõi AND. Các virion được bao bọc một tinh thể dạng lưới có bản chất protein được gọi là thể vùi Hệ gen của Baculoviridae bao gồm một sợi đôi AND vòng với trọng lượng phân tử từ 50- 100.10 6 . Baculoviridae bao gồm một số loại sau: 2.2.1.1. Virut đa diện nhân (NPV) là vi rút gây bệnh cho côn trùng có thể protein hình khối đa diện, trong chứa nhiều hạt virut (virion) hình que. - Đặc điểm: +NPV có tính chuyên hóa rất cao, virut của loài nào thì gây bệnh cho loài đó, cũng có những virut gây bệnh cho vài loài côn trùng. (VD: NPV sâu xanh Baculovirus heliothis có thể gây bệnh cho 7 loài sâu xanh Heliothis khác) + NPV thường ký sinh trong tế bào hạ bì, thể mỡ, khí quản, dịch huyết và biểu mô ruột giữa. Đến nay đã phát hiện NPV gây bệnh cho côn trùng thuộc 7 họ cánh cứng, hai cánh, cánh màng, cánh mạch, cánh thẳng và cánh nữa. -Biểu hiện sâu bị bệnh NPV: Sâu bị bệnh NPV trở nên ít hoạt động, ngừng ăn, cơ thể trở nên sáng màu hơn, căng phồng, trương phù chứa toàn nước, dễ dàng vỡ ra khi có tác động cơ học. Sâu chết thường bị treo ngược trên cây. Nếu do NPV ký sinh ở tế bào thành ruột thì sâu chết có phần đầu bám chặt vào cây. Bình thường từ khi nhiễm đến khi sâu chết là từ 1- 3 ngày, có khi lên đến 4-5 ngày nếu sâu đã trưởng thành. 7 2.2.1.2. Vi rút hạt (Granulos virut –GV) là vi rút có thể protein dạng hạt hoặc dạng viên, trong chỉ chứa 1 virion, rất hiếm khi có hai virion. Virion hình que, chúng xâm nhiễm chủ yếu vào tế bào lớp hạ bì, mô mỡ và huyết tương. - Đặc điểm : + Thể vùi dạng hạt, mỗi thể vùi chỉ chứa một virion (ít khi 2). Virion của virut hạt cũng có dạng que. + Virut hạt có tính chuyên hóa cáo nhất trong các virut gây bệnh cho côn trùng. Chúng thường gây bệnh cho một loài nhất định. Đến nay chỉ mới phát hiện virut gây bệnh cho côn trùng bộ cánh vẩy. Ví dụ : Virut gây bệnh cho sâu xám mùa đông Agrotis segetum không gây bệnh cho sâu xám khác + Chúng thường xâm nhiễm mô mỡ, lớp hạ bì và huyết tương. -Biểu hiện của sâu bị bệnh GV : Thường bị còi, chậm lớn, cơ thể phân đốt rõ ràng, tầng biểu bì trở nên sáng màu, đôi khi phớt hồng, huyết tương có màu trắng sữa. 8 2.2.2. Họ reoviridae- Nhóm cytoplasmic polyhedrosis virut CPV Nhóm virut đa diện tế bào chất (CPV) gây bệnh cho hơn 200 loài côn trùng, chủ yếu đối với bộ Lepidoptera và Diptera. Virut trong họ reoviridae có đặc điểm hình thái giống virut của NPV, nhưng chúng khác ở chỗ chúng chứa sợi đôi RNA trong bộ gen. CPV tạo thành các thể protein chứa các virion hình cầu có đường kính 50-65 nm. Các virion có một số gai ở đỉnh với chiều dài 20nm. Trong thể vùi có thể bao gồm một hay nhiều virion -Đặc điểm : + Tạo thành thể vùi, trong thể vùi chứa các virion hình cầu + CPV ký sinh trong chất dịch tế bào ở các biểu mô ruột giữa của côn trùng + Có phổ ký chủ rộng, lây truyền bệnh nhanh. CPV gây bệnh cho côn trùng thuộc 5 bộ : Cánh cứng, hai cánh, cánh màng, cánh vẩy, cánh mạch. Trong hơn 200 loài côn trùng bị bệnh CPV thì có 85% thuộc bộ cánh vẩy. -Biểu hiện sâu bị bệnh : Chậm lớn, đôi khi đầu phình to so với cơ thể. Cơ thể trở nên trắng như phấn, đặc biệt là ở bụng. Côn trùng bị bệnh thường tạo thành khối u và chết ở pha trưởng thành, tỷ lệ chết khá cao. Nhóm CPV ít được sử dụng trong đấu tranh sinh học vì hiệu quả chưa cao. 2.2.3. Họ Poxviridae (EV) Họ vi rút lớn thứ 3 gây bệnh cho côn trùng thuộc bộ Coleoptera, Lepidoptera, Orthoptera, Diptera. Về mặt hình thái và đặc điểm hóa sinh tương tự với poxvirut kí sinh trên động vật có xương sống. Các virion bao gồm các sợi đôi ADN, có hình bầu dục, có kích thước 350 x 250 nm đến 450 x 250 nm. Kích thước các thể vùi hình bầu dục là 1 đến 24µm. 9 Biểu hiện sâu bị bệnh : Virut gây bệnh trong các cơ quan đặc biệt là tế bào thể mỡ hoặc trong hầu hết các cơ quan của cơ thể. Màu của sâu bị nhiễm bệnh : trắng hoặc xanh nhạt. 2.3. Phương thức lây nhiễm và khả năng tồn tại trong tự nhiên của virut côn trùng 2.3.1. Phương thức xâm nhập cơ thể côn trùng của virut gây bệnh - Nguồn virut lâm truyền bệnh: Là các thể vùi (của virut NPV, GV, CPV) được giải phóng từ cơ thể sâu bị bệnh rơi xuống đất. Các thể vùi virut cùng thức ăn xâm nhập vào ruột côn trùng. - Dịch tiêu hóa hòa tan vỏ protein và giải phóng virion - Các virion xâm nhập vào máu qua biểu mô ruột và đi đến xâm nhập vào bên trong các tế bào. Ở đó chúng sinh sản và gây bệnh cho vật chủ. - Virut hoàn thành sự phát triển thông qua 3 giai đoạn: + Giai đoạn 1 tiềm ẩn (khoảng 12h): Virut xâm nhập vào bên trong tế bào các virion dính vào vị trí thích hợp trên màng của nhân tế bào. + Giai đoạn 2 tăng trưởng (16-48h): Virut sinh sản rất nhanh, sau 32h nhân tế bào cơ thể vật chủ chứa đầy các virion trần. + Giai đoạn 3 đây là giai đoạn cuối: Tạo thành thể vùi (các virion được bao bọc trong vỏ protein) 10 [...]... thế hệ Virut có thể bám bên ngoài vỏ trứng, khi nở ấu trùng sẽ bị nhiễm bệnh - Lây truyền dọc: lây truyền từ thế hệ này qua thế hệ khác qua sinh sản (từ trứng qua phôi) - Xâm nhập trực tiếp vào dịch máu qua vết thương trên cơ thể qua vết chích đẻ của ong ký sinh, lỗ xâm nhiễm của ấu trùng ký sinh vào bên trong vật chủ 2.3.3 Sự tồn tại của virut trong tự nhiên Virut có thể tồn tại nhiều năm trong điều... Nguyễn Xuân Thành 2004 Vi sinh vật học nông nghiệp NXB Đại học Sư phạm 16 3 Phạm Thị Thuỳ 2010 Giáo trình Công nghệ sinh học trong bảo vệ thực vật NXB Giáo dục Việt Nam 4 Nguyễn Văn Thuận, Bài giảng đấu tranh sinh học và ứng dụng, NXB đại học Huế, 2003 5 Phạm Văn Ty 2007 Virut học NXB Giáo dục 6 Phạm Văn Ty, Vũ Nguyên Thành 2006 Công nghệ sinh học – Tập 5 NXB Giáo dục 17 ... Phương pháp này mất thời gian và bất tiện - Bón chế phẩm vào đất: có thể bón vào luống trước gieo hoặc ủ và bón cùng phân chuồng, - Phun, tưới chế phẩm lên cây hoặc đất: chế phẩm được hoa với nước sau đó đem phun (Chu Thị Thơm 2006) KẾT LUẬN 3.1 Kết luận - Ứng dụng biện pháp sinh học trong sản xuất ngày càng được nông dân quan tâm - Dùng chế phẩm virus trong phòng trừ sâu hại giúp giảm chi phí, tăng... thể bảo vệ các virion chống lại tác động bất lợi của các điều kiện môi trường Ví dụ: Thể vùi NPV gây bệnh tằm nghệ không hòa tan trong cồn axeton và các dung môi hữu cơ khác, không thối trong thời gian bảo quản dài Nhiều loại thể vùi có thể tồn tại trong tự nhiên 5 năm, 10 năm, 20 năm 2.4 Tình hình nghiên cứu sử dụng virut ký sinh côn trùng và sản xuất chế phẩm virut ứng dụng trong nông nghiệp 12 2.4.1... khoẻ và môi trường, - Tạo ra sản phẩm sạch, an toàn 3.2 Kiến nghị 15 - Cần nghiên cứu các loại virus có phổ ký chủ rộng đê nâng cao tính chuyên hoá của chế phẩm virus - Cần nghiên cứu tính kháng của sâu hại đôi với chế phẩm để có cách xử lý kịp thời TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Chu Thị Thơm 2006 Tìm hiểu về chế phẩm vi sinh vật dùng trong nông nghiệp NXB Lao động 2 Nguyễn Xuân Thành 2004 Vi sinh vật học nông... Ở trên thế giới đã nghiên cứu và sản xuất ra được một số chế phẩm từ virut như: - Nga có chế phẩm NPV dạng bột: VIRIN Ha; VIRIN Dp, trừ sâu xanh, sâu róm thông, - Trung Quốc có chế phẩm sinh học kết hợp virus và vi khuẩn với hiệu quả trừ sâu hại trên hàng vạn ha bông, cà chua, - Mỹ, Úc, dùng công nghệ tế bào nhân nuôi virus côn trùng để sản xuất chế phẩm virus dùng trong nông-lâm nghiệp 2.4.2 Tình... ngày, sâu bệnh, cơ thể căng phồng mọng nước, da mỏng dần và dễ bị vỡ, sau 3-4 ngày thì dịch trắng chảy ra + Riêng NPV, sâu bị chết nhũn và treo ngược lên cành cây, đầu chút xuống dưới (bệnh thối nhũn) (Phạm Thị Thuỳ 2010) Hìn h 7: Một số hình ảnh sâu chết do bị nhiễm virut 2.3.2 Các con đường lây nhiễm nguồn bệnh virut 11 Hình 8: Chu trình sống của virut côn trùng Nguồn lây lan virus ở côn trùng - Lây... trong nông-lâm nghiệp 2.4.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam - Có chế phẩm dạng dịch thể trừ sâu xanh, sâu khoang, từ đề tài KC.08-14 (giai đoạn 1990-1995) của Viện Bảo vệ thực vật - Đề tài KHCN.02-07 (giai đoạn 1996 – 2000) do Viện Bảo vệ thực vật nghiên cứu sử dụng chế phẩm virus đơn lẻ hoặc phối hợp trong phòng trừ dịch hại cây trồng - Sản xuất được chế phẩm Vi-Bt dạng bột đa chức năng so với giai... trình sản xuất chế phẩm virut NPV Không như chế phẩm BT hoặc nấm (nuôi trên môi trường nhân tạo), NPV phải được nhân nhiễm trên mô tế bào sống hoặc cơ thể vật chủ, vì vậy phải nuôi sâu để cung cấp cho sản xuất chế phẩm 14 Quy trình gồm các bước sau: 2.6 Cách sử dụng chế phẩm virus Nhiễm hạt giống: trộn chế phẩm với hạt giống trước khi gieo sạ - Hồ rễ cây: ngâm rễ cây non vào dung dịch chế phẩm Phương . ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM & … TIỂU LUẬN HỌC PHẦN: ĐẤU TRANH SINH HỌC ĐỀ TÀI: VIRUT VÀ VAI TRÒ CỦA CHÚNG TRONG PHÒNG CHỐNG DỊCH HẠI Giáo viên hướng dẫn: Học viên: . tính của vi rút gây bệnh tiêu diệt dịch hại nhanh chóng vậy virut gây bệnh cho côn trùng như thế nào, nó có vai trò gì trong đấu tranh sinh học chính vì vậy tôi chọn đề tài: Virut và vai trò của. diệt cỏ sinh học trong việc bảo vệ mùa màng. Có nhiều nhóm sinh vật là thiên địch của các loài dịch hại nông nghiệp như: Các sinh vật ký sinh, Các sinh vật ăn thịt, Các sinh vật gây bệnh trong