Xác định cấu trúc hoá học, tổng hợp và ứng dụng pheromone giới tính để quản lý một số loài thuộc bộ cánh vảy (lepidoptera) ở đồng bằng sông cửu long (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH: BẢO VỆ THỰC VẬT Mã ngành: 62 01 12 ẠM CHÂU NGUYỄN QUỐC KHÁNHKI MƠN XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC HÓA HỌC, TỔNG HỢP VÀ ỨNG DỤNG PHEROMONE GIỚI TÍNH ĐỂ QUẢN LÝ MỘT SỐ LOÀI THUỘC BỘ CÁNH VẨY (LEPIDOPTERA) TẠI ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Cần Thơ, 2018 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ Người hướng dẫn chính: PGS.TS Lê Văn Vàng Luận án bảo vệ trước hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp trường Họp tại: …………………………………………… Vào lúc … … ngày … tháng … năm … Phản biện 1: Phản biện 2: Có thể tìm hiểu luận án thư viện: Trung tâm Học liệu, Trường Đại học Cần Thơ Thư viện Quốc gia Việt Nam DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ Châu Nguyễn Quốc Khánh, Định Thị Chi Lê Văn Vàng (2012) Pheromone giới tính sâu đục trái Conogethes punctiferalis Gueneé: Tổng hợp đánh giá ngồi đồng.Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển Nông Thôn, ISSN 1859-4581: 174-179 Lâm Minh Đăng, Châu Nguyễn Quốc Khánh, Nguyễn Tiến Anh Lê Văn Vàng (2012) Tổng hợp (E)-10-hexadecenal (Z)-10-hexadecenal, thành phần pheromone giới tính ngài (Conogethes punctiferalis Gueneé) đường tổng hợp chọn lọc Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển Nông Thôn, ISSN 1859-4581: 168-173 Vang, L V., Khanh, C.N.Q., Shibasaki, H., and Ando, T (2012) Female sex pheromone secreted by Carmenta mimosa (Lepidoptera: Sesiidae), a biological control agent for an invasive weed in Vietnam Biosci Biotechnology Biochemical, 76 (11):2153-2155 Vang, L.V., Thuy, H.N., Khanh, C.N.Q., Son, P.K., Yan, Q., Yamamoto, M., Jinbo, U., and Ando, T (2013) Sex pheromones of three citrus leafrollers, Archips atrolucens, Adoxophyes privatana and Homona sp inhabiting the Mekong Delta of Vietnam Journal of Chemical Ecology, 39:783789 Châu Nguyễn Quốc Khánh, Định Thị Chi Lê Văn Vàng (2015) Thành phần hóa học Pheromone sinh dục ngài sâu đục trái, Conogethes punctiferalis Guenée vùng Đồng sơng Cửu Long Tạp chí chun ngành Bảo vệ Thực vật, Nhà xuất Nông nghiệp – Hà Nội ISSN 2354-0710, (263): 57-62 Châu Nguyễn Quốc Khánh, Liễu Triều Tiến Lê Văn Vàng (2016) Khảo sát diễn biến mật số quần thể ngài sâu đục thân Mai dương Carmenta mimosa Eichlin & Passoa (Lepidoptera: Sessidae) bẫy pheromone giới tính đồng sơng Cửu Long Tạp chí chuyên ngành Bảo vệ Thực vật, Nhà xuất Nông nghiệp – Hà Nội ISSN 2354-0710, (265): 44-50 Chương 1: GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết đề tài Pheromone giới tính (sex pheromone) loại hóa chất tín hiệu cá thể tiết để thu hút hoạt động giao phối cá thể khác giới lồi Do loại hóa chất có nguồn gốc tự nhiên, có tính chun biệt cao hoạt động hàm lượng thấp, nên áp dụng pheromone giới tính để quản lý trùng gây hại nông/lâm nghiệp xem giải pháp không độc, bền vững an toàn (Gibb et al., 2005) Hàng năm ước tính có hàng chục triệu mồi pheromone (pheromone lure) sản xuất để ứng dụng cho việc khảo sát diễn biến mật số quần thể bẫy tập hợp diện tích 10 triệu hecta, thêm vào triệu hecta áp dụng kỹ thuật quấy rối bắt cặp thu hút giết (Witzgall et al., 2010) Từ công bố cấu trúc hóa học pheromone giới tính ngài tằm (Bombyx mori L.), hợp chất bombykol [(10E,12Z)-10,12-hexadecadien-1-ol] (Butenandt et al., 1959), đến thành phần cấu trúc hóa học pheromone giới tính 663 lồi trùng thuộc Cánh vảy xác định (Ando, 2015), hầu hết nhằm ứng dụng quản lý côn trùng gây hại nông/lâm nghiệp hình thức: khảo sát diễn biến mật số quần thể (monitoring), bẫy tập hợp (mass trapping), thu hút giết trưởng thành (lure and kill) quấy rối bắt cặp (mating disruption) (Ando et al., 2004; Witzgall et al., 2010) Tại Việt Nam, nghiên cứu áp dụng pheromone giới tính thực số lồi trùng gây hại sâu tơ (Plutella xylostella L.) sâu ăn tạp (Spodoptera litura Fab.) (Lê Văn Trịnh ctv., 2005), sâu vẽ bùa cam quít (Phyllocnistis citrella Stainton) (Vang et al., 2008; Châu Nguyễn Quốc Khánh ctv., 2009), sâu đục vỏ trái bưởi (Prays endocarpa Meyrick) (Châu Nguyễn Quốc Khánh ctv., 2010; Vang et al., 2011), sùng khoai lang (Cylas formicarius F.) (Phạm Kim Sơn ctv., 2011; Huỳnh Thị Ngọc Linh ctv., 2011) Tuy nhiên, kiến thức lĩnh vực nghiên cứu nhiều hạn chế Nghiên cứu ứng dụng pheromone giới tính cơng cụ cho cơng tác quản lý côn trùng gây hại trồng, đồng thời bổ sung kiến thức hóa chất tín hiệu côn trùng ĐBSCL Đề tài “Xác định cấu trúc hóa học, tổng hợp ứng dụng pheromone giới tính để quản lý số lồi thuộc Cánh vảy (Lepidoptera) Đồng sông Cửu Long” thực nhằm tạo tiền đề để ứng dụng hóa chất tín hiệu việc quản lý số lồi trùng gây hại ĐBSCL 1.2 Mục tiêu yêu cầu nghiên cứu - Xác định cấu trúc hóa học pheromone giới tính ngài sâu đục trái (Conogethes punctiferalis), sâu đục thân Mai dương (Carmenta mimosa) nhóm sâu có múi (họ Torticidae) gây hại ĐBSCL - Xây dựng qui trình tổng hợp điều chế mồi pheromone giới tính ngài sâu đục trái (Conogethes punctiferalis), theo hướng đơn giản, rẻ tiền, cho hiệu suất cao; phù hợp với điều kiện phòng thí nghiệm Trường Đại học Cần Thơ - Ứng dụng mồi pheromone giới tính tổng hợp để luân phiên thay nông dược việc quản lý loài thuộc Cánh vảy (Lepidoptera) vùng ĐBSCL 1.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Đề tài nghiên cứu có hệ thống pheromone giới tính Cánh vảy ĐBSCL từ phân tích xác định thành phần, tổng hợp ứng dụng pheromone giới tính quản lý sâu hại số tỉnh ĐBSCL Trong đó, nghiên cứu loài ngài Carmenta mimosa (Sesiidae), Archips atrolucens, Adoxophyes privatana, Homona tabescens (Tortricidae) nghiên cứu Vì vậy, kết thu đề tài ghi nhận mới, đồng thời kiến thức bổ sung hữu ích cho lĩnh vực Sinh thái học hóa chất trùng ĐBSCL Nghiên cứu ứng dụng hóa chất tín hiệu, cụ thể pheromone giới tính, chương trình quản lý trùng gây hại trồng bền vững an toàn góp phần vào việc giải vấn đề dư lượng hóa chất nơng nghiệp nơng sản Kết đề tài mở hướng để quản lý số loài sâu hại quan trọng vùng ĐBSCL nhằm luân phiên thay cho thuốc trừ sâu hóa học Ngồi ra, sở liệu bổ sung cho việc giảng dạy hướng nghiên cứu pheromone giới tính Cánh vảy (Lepidoptera) 1.4 Những đóng góp luận án Luận án nghiên cứu số kết sau: - Xác định thành phần cấu trúc hóa học pheromone giới tính sâu đục thân Mai dương C mimosa, loài sâu có múi gồm A atrolucens, A privatana, H tabescens sâu đục trái C punctiferalis ĐBSCL - Tổng hợp thành phần pheromone giới tính, hợp chất (E)-hexadecenal (E10-16:Ald) (Z)-10-hexadecenal (Z10-16:Ald), sâu đục trái cây, C punctiferalis theo hướng ngắn gọn, điều kiện phản ứng đơn giản dễ thực - Ứng dụng pheromone giới tính tổng hợp để khảo sát diễn biến mật số quần thể quản lý gây hại sâu đục trái C punctiferalis ĐBSCL Chương 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Thời gian địa điểm nghiên cứu Thời gian: từ tháng 01/2011 đến tháng 06/2015 Địa điểm: nghiên cứu thực phòng thí nghiệm Phòng trừ Sinh học, Bộ môn BVTV, khoa Nông Nghiệp & SHƯD, trường Đại học Cần Thơ Phòng thí nghiệm Sinh thái học Hóa chất, trường Đại học Nông nghiệp Công nghệ Tokyo, Nhật Bản Các vườn ăn trái khu vực nhiễm Mai dương vùng ĐBSCL 3.2 Phương pháp 3.2.1 Xác định cấu trúc hóa học pheromone giới tính Pheromone giới tính đối tượng nghiên cứu xác định cấu trúc hóa học cách ly trích pheromone từ ngài cái, phân tích Sắc ký khí-Điện râu (GC-EAD) Sắc ký khí-Khối phổ (GC-MS) từ pheromone ly trích thơ pheromone dẫn xuất với dimethyl disulfide (DMDS) xà phòng hóa (saponification) phòng thí nghiệm Sinh thái học hóa chất Trường Đại học Nơng nghiệp Công nghệ Tokyo (Nhật Bản) 3.2.2 Tổng hợp hợp chất E10-16:Ald Z10-16:Ald, thành phần pheromone giới tính sâu đục trái cây, Conogethes punctiferalis Qua kết phân tích GC-MS GC-EAD cho thấy pheromone giới tính ngài C punctiferalis thuộc pheromone kiểu I, có cấu trúc mạch thẳng, chứa nối đơi nhóm chức nên dễ dàng tổng hợp từ phản ứng đơn giản Thêm vào đó, sâu đục trái đối tượng gây hại quan trọng vườn ăn trái vùng ĐBSCL, chúng làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến suất chất lượng nơng sản Vì vậy, pheromone giới tính lồi C punctiferalis chọn để tổng hợp theo qui trình tổng hợp sau: 3.2.2.1 Theo đường phản ứng Wittig OH HO a HO OTHP b O OTHP H c OTHP OTHP O H d e b O H Hình 3.1 Con đường tổng hợp (E)-10-hexadecenal (Z)-10-hexadecenal, pheromone giới tính ngài sâu đục trái cây, C punctiferalis Ghi chú: a: 3,4-Dihydro-2H-pyran/p-TsOH/CH2Cl2; b: PCC/CH2Cl2; c: CH3(CH2)4CH =PPh3Br/n-BuLi/THF; d: Ethanol/p-TsOH e: 15% silica gel AgNO3 3.2.2.2 Theo đường chọn lọc cấu hình nối đơi a HO b HO OH Br c MOMO Br d MOMO HO e f HO HO 6b g 6a g O O H H (Z)-10-hexadecenal (E)-10-hexadecenal Hình 3.2 Con đường tổng hợp (E)-10-hexadecenal (Z)-10-hexadecenal, pheromone giới tính ngài C punctiferalis Ghi chú: a: HBr/toluene; b: dimethoxymethane/LiBr/p-TsOH; c: 1-heptyne/nBuLi/HMPA/THF; d: 1N HCl/methanol; e: LiALH4/Diglyme; f: H2/BaSO4/Pd/n-hexane; g: PCC/CH2Cl2 Mẫu tổng hợp giai đoạn qui trình, sau tinh lọc, phân tích máy Cộng hưởng từ hạt nhân (MNR) 300,4 MHz 75,45 MHz, tương ứng 3.2.3 Sinh trắc nghiệm đồng Các thành phần pheromone giới tính tổng hợp, sau thẩm định cấu trúc hóa học độ tinh khiết phân tích phòng thí nghiệm trắc nghiệm sinh học đánh giá trực tiếp ngồi đồng 3.2.3.1 Nghiên cứu ứng dụng pheromone giới tính tổng hợp sâu đục thân Mai dương, Carmenta mimosa a) Đánh giá hiệu hấp dẫn pheromone giới tính tổng hợp trưởng thành Carmenta mimosa + Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng thành phần Z3,Z13-18:OAc; Z3,Z1318:OH; Z3,Z13-18:Ald E3,Z13-18:OAc đến khả hấp dẫn trưởng thành C mimosa: Thí nghiệm bố trí theo thể thức khối hồn tồn ngẫu nhiên nhân tố (RCBD) với nghiệm thức tỷ lệ phối trộn khác hợp chất Z3,Z137 18:OAc, OH, Ald E3,Z13-18:OAc Mỗi nghiệm thức lặp lại lần tương ứng với bẫy pheromone Trong đó, nghiệm thức có mồi tuýp cao su trống nhồi 10 μl nhexane sử dụng làm nghiệm thức đối chứng + Thí nghiệm 2: So sánh hiệu hấp dẫn trưởng thành đực C mimosa pheromone giới tính tổng hợp với trưởng thành C mimosa chưa bắt cặp: Thí nghiệm bố trí theo thể thức khối hoàn toàn ngẫu nhiên nhân tố gồm nghiệm thức với lần lặp lại Trong đó, nghiệm thức B-1 (đối chứng) tuýp cao su trống nhồi 10 µl n-hexane, nghiệm thức B-2, B-3 B-4 tương ứng pheromone giới tính tổng hợp Z3,Z1318:OAc (1 mg/tuýp), trưởng thành sống trưởng thành chết b) Khảo sát biến động mật số quần thể tỷ lệ gây hại trưởng thành sâu đục thân Mai dương, C mimosa Tp Cần Thơ, Vĩnh Long Đồng Tháp Thí nghiệm bố trí khu vực nhiễm Mai dương tỉnh Cần Thơ, Vĩnh Long Đồng Tháp điểm khảo sát đặt bẫy pheromone, kiểu bẫy dính có mái che; khoảng cách bẫy > 50 m, mồi pheromone (1,0 mg Z3,Z1318:OAc/tuýp) thay tuần/lần Ghi nhận số lượng ngài C mimosa vào bẫy tuần/lần suốt thời gian khảo sát năm 3.2.3.2 Nghiên cứu ứng dụng pheromone giới tính tổng hợp nhóm sâu có múi (Tortricidae) a) Đánh giá khả hấp dẫn pheromone giới tính tổng hợp trưởng thành sâu có múi điều kiện ngồi đồng + Thí nghiệm 1: Khảo sát khả hấp dẫn pheromone giới tính sâu xếp Archips atrolucens: Thí nghiệm bố trí theo thể thức khối hoàn toàn ngẫu nhiên nhân tố với nghiệm thức lần lặp lại Mỗi lần lặp lại tương ứng với bẫy pheromone Trong đó, có nghiệm thức thành phần: Z11-14:OAc, E11-14:OAc 14:OAc phối trộn tỷ lệ khác Nghiệm thức có tuýp cao su trống nhồi 10 μl n-hexane sử dụng làm nghiệm thức đối chứng + Thí nghiệm 2: Đánh giá khả hấp dẫn pheromone giới tính sâu nhíu đọt Adoxophyes privatana: Thí nghiệm bố trí theo thể thức khối hoàn toàn ngẫu nhiên nhân tố với nghiệm thức lần lặp lại Mỗi lần lặp lại tương ứng với bẫy pheromone Trong đó, có nghiệm thức gồm thành phần: Z11-14:OAc, Z9-14:OAc phối trộn tỷ lệ khác nghiệm thức tuýp cao su trống nhồi 10 μl n-hexane sử dụng làm nghiệm thức đối chứng + Thí nghiệm 3: Khảo sát khả hấp dẫn pheromone giới tính sâu Homona tabescens: Thí nghiệm bố trí theo thể thức khối hồn toàn ngẫu nhiên nhân tố với nghiệm thức lần lặp lại Mỗi lần lặp lại tương ứng với bẫy pheromone Trong có nghiệm thức gồm thành phần: Z9-12:OAc, E11-14:OAc, Z11-14:OAc phối trộn tỷ lệ khác nghiệm thức đối chứng tuýp cao su trống nhồi 10 μl n-hexane b) Khảo sát diễn biến mật số quần thể ngài tỷ lệ gây hại nhóm sâu có múi (Tortricidae) Sự khảo sát tiến hành vườn cam sành Tp Cần Thơ tỉnh Hậu Giang Trong đó, vườn dùng để khảo sát cho riêng loài vườn dùng để khảo sát chung loài Trên vườn đặt bẫy pheromone giới tính lồi tương ứng, khoảng cách bẫy > 50 m, mồi pheromone thay tuần/lần Theo dõi số lượng ngài vào bẫy, tỷ lệ đọt bị hại tỷ lệ bị hại ấu trùng sâu có múi gây hại ghi nhận tuần/lần suốt thời gian khảo sát năm 3.2.3.3 Nghiên cứu ứng dụng pheromone giới tính tổng hợp sâu đục trái cây, Conogethes punctiferalis (Lepidoptera: Pyralidae) a) Đánh giá hiệu hấp dẫn mồi pheromone giới tính tổng hợp ngài C punctiferalis điều kiện đồng + Thí nghiệm 1: Đánh giá hấp dẫn pheromone tổng hợp ảnh hưởng hợp chất E10-15:Ald ngài C punctiferalis: Thí nghiệm bố trí theo thể thức khối hoàn toàn ngẫu nhiên nhân tố với nghiệm thức lần lặp lại Mỗi lần lặp lại tương ứng với bẫy pheromone Trong đó, nghiệm thức (A-1 - A-5) hợp chất E10-16:Ald, Z10-16:Ald E10-15:Ald với tỷ lệ phối trộn khác Nghiệm thức đối chứng (A-6) tuýp cao su trống nhồi 10 μl n-hexane + Thí nghiệm 2: Đánh giá hiệu hấp dẫn kiểu mồi pheromone tổng hợp ngài C punctiferalis: Thí nghiệm bố trí theo thể thức khối hồn tồn ngẫu nhiên nhân tố với nghiệm thức lần lặp lại Mỗi lần lặp lại tương ứng với bẫy pheromone Trong đó, nghiệm thức (B-1 – B-5) với thành phần đồng phân E10-16:Ald Z10-16:Ald tỷ lệ phối trộn khác Nghiệm thức đối chứng (B-6) bẫy đặt với mồi tuýp cao su trống nhồi 10 μl n-hexane + Thí nghiệm 3: Đánh giá hiệu hấp dẫn pheromone liều lượng khác ngài C punctiferalis: Thí nghiệm thực theo thể thức khối hoàn toàn ngẫu nhiên với nghiệm thức lần lặp lại Mỗi lần lặp lại nghiệm thức bẫy pheromone Trong đó, nghiệm thức từ C-1 đến C-3 nồng độ pheromone khác nhau, nghiệm thức C-4 (đối chứng) bẫy có mồi tuýp cao su nhồi với 10 µl n-hexane nghiệm thức C-5 sử dụng ngài 2-3 ngày tuổi chưa bắt cặp làm đối chứng dương b) Khảo sát diễn biến mật số quần thể tỷ lệ gây hại sâu đục trái, C punctiferalis vườn ăn trái Tp Cần Thơ tỉnh Hậu Giang Thí nghiệm thực vườn ăn trái thuộc khu vực trồng chuyên canh loại ăn trái gồm: vườn nhãn huyện Châu Thành, tỉnh Hậu Giang; vườn ổi huyện Phong Điền, Tp Cần Thơ; vườn sầu riêng huyện Phong Điền, Tp Cần Thơ vườn chơm chơm quận Ơ Mơn, Tp Cần Thơ Trên loại chọn vườn đặt bẫy pheromone giới tính tổng hợp với mồi hợp chất E- Z10-16:Ald tỷ lệ 9:1 (1,0 mg/tuýp), khoảng cách bẫy > 50 m Mồi pheromone thay tuần/lần Ghi nhận số lượng ngài vào bẫy tỷ lệ trái bị hại vườn định kỳ tuần/lần suốt thời gian khảo sát năm c) Đánh giá hiệu phòng trị bẫy pheromone giới tính tổng hợp C punctiferalis vườn ổi Thí nghiệm bố trí đợt: đợt từ ngày 13/10/2011 đến 13/01/2012 đợt từ ngày 01/9/2012 đến ngày 30/10/2012 vườn ổi huyện Phong Điền, Tp Cần Thơ Thí nghiệm thực theo hình thức đánh giá diện rộng gồm nghiệm thức, nghiệm thức vườn ổi riêng lẻ, cách > 1.000 m Trong đó: NT đặt 16 bẫy pheromone/1.000 m2, NT đặt 16 tuýp quấy rối (5 mg E10-15:Ald)/1.000 m2, NT không phun thuốc BVTV, NT phun thuốc BVTV theo tập quán canh tác nông dân Bẫy pheromone tuýp quấy rối đặt vườn ½ số hoa vườn nở Chỉ tiêu ghi nhận số lượng ngài C punctiferalis vào bẫy tỷ lệ trái bị hại tổng số trái định kỳ tuần/lần suốt thời gian thí nghiệm d) Đánh giá hiệu phòng trị bẫy pheromone giới tính tập hợp C punctiferalis vườn sầu riêng Thí nghiệm tiến hành giống sầu riêng Khổ Qua Xanh Cơm Vàng Hạt Lép địa bàn huyện Long Hồ, tỉnh Vĩnh Long, khoảng cách trung bình vườn > 1.000 m; tiến hành tương tự đánh giá ổi với ba nghiệm thức, nghiệm thức vườn sầu riêng NT đặt 15 bẫy pheromone/1.000 m2, NT không phun thuốc BVTV NT phun thuốc BVTV theo tập quán nông dân Chỉ tiêu ghi nhận số lượng ngài C punctiferalis vào bẫy tỷ lệ trái bị hại tổng số trái định kỳ tuần/lần suốt thời gian thí nghiệm e) Đánh giá khả phòng trừ mồi pheromone giới tính tổng hợp kết hợp với hợp chất quấy rối bắt cặp E10-15:Ald SĐT C punctiferalis ổi Thí nghiệm bố trí diện rộng gồm nghiệm thức tương ứng với vườn ổi huyện Phong Điền Tp, Cần Thơ Trong đó, NT bố trí theo hệ thống Đẩy-Kéo (Push-Pull) với tuýp 16 tuýp quấy rối E10-15:Ald/1.000 m2 đặt trung tâm vườn làm nhân tố đẩy, 16 bẫy pheromone/1.000 m2 đặt xung quanh vườn làm nhân tố kéo NT khơng phun thuốc BVTV, NT phun thuốc BVTV theo tập quán canh tác nông dân Mồi thay tuần/lần (đặt mồi lần/1 vụ trái) Chỉ tiêu ghi nhận số 10 TIC Dẫn xuất DMDS thành phần II A 201 MS H3CS SCH3 131 H O MW: 332 B Hình 4.8 (A) Biểu đồ TIC (B) Phổ khối lượng Thành phần II dẫn xuất với DMDS (15 tuyến pheromone) Kết phân tích GC-MS mẫu pheromone ly trích (15 tuyến pheromone) dẫn xuất với DMDS cho thấy dẫn xuất DMDS Thành phần II diện TIC thời gian lưu 29,35 phút Phổ khối lượng với ion phân tử lượng M+ m/z 322, ion phân rã hình thành từ gãy nối α m/z 201 ([H3CS-+CH-(CH2)8-HC=0]+) 131 ([H3CS-+CH-(CH2)4-CH3]+) (Hình 4.8) chứng tỏ nhóm methylthio (H3CS-) kết hợp vào vị trí carbon thứ 10 thứ 11 hợp chất hexadecenal Hay nói cách khác, vị trí nối đơi Thành phần II hexadecenal có vị trí nối đơi nằm carbon thứ 10 4.2 Tổng hợp thành phần pheromone giới tính C punctiferalis: (E)-10hexadecenal (Z)-10-hexadecenal 4.2.1 Con đường thông qua phản ứng Wittig Hợp chất E10-16:Ald Z10-16:Ald tổng hợp theo đường trình bày Hình 3.1 Sau bảo vệ nhóm hydroxyl (OH) hợp chất 1,10-decanediol (1) tetrahydropyranyl (THP) ether (2) (năng suất = 49%), nhóm OH lại chuyển thành formyl (CHO) (3) (năng suất = 64%) phản ứng oxy hóa với pyridinium chlorochromate (PCC) Hợp chất (3) sau kết hợp với muối hexanyl triphenylphosphonium bromide thông qua phản ứng Wittig tác động bazơ (base) n-Butyl lithium (n-BuLi) để tạo thành hỗn hợp (E)- (Z)-10-hexadecen-1-ol THP ether (4) (5) (năng suất = 59%) Đun hỗn hợp (4) (5) ethanol nhiệt độ 50oC xúc tác p-toluensulfonic acid monohydrate thu hỗn hợp 17 (E)- (Z)-10-hexadecen-1-ol (E) (Z)-10-hexadecen-1-ol (năng suất = 91,3%) phân tách tinh lọc cột sắc ký mở, sử dụng hỗn hợp 15% nitrat bạc (AgNO3) silica gel làm pha tĩnh Oxy hóa riêng lẻ hợp chất (Z)-10-hexadecen1-ol (E)-10-hexadecen-1-ol phản ứng PCC thu (Z)-10-hexadecenal (E)-10-hexadecenal (năng suất phản ứng 83% 81%) 4.2.2 Con đường phản ứng chọn lọc cấu hình Hợp chất (E)- (Z)-10-hexadecenal tổng hợp đường chọn lọc cấu trình bày Hình 3.2 Một cách tổng quát, sau brom hóa nhóm chức rượu (OH) hợp chất 1,9-nonanediol (1) (năng suất = 61%), nhóm OH lại bảo vệ MOM ether (3) (năng suất = 92%) Bromo ether (3) sau kết hợp với 1-heptyne thơng qua phản ứng bắt cặp để tạo thành 16-methoxymethoxyhexadec-6-yne (4) (năng suất phản ứng 61,3%) Loại bỏ bảo vệ nhóm chức OH MOM ether (năng suất = 92,4%) khử nối ba lithium aluminium hydride (LiAlH4) hydrogen với chất xúc tác Lindlar thu (E)-10-hexadecen-1-ol (6a) (năng suất = 63,6%) (Z)-10-hexadecen-1-ol (6b) (năng suất = 60,7%), tương ứng Oxy hóa rượu thu PCC để tạo thành (E)-10-hexadecenal (năng suất = 80,1%) (Z)-10-hexadecenal (năng suất = 81,2%) Trong đường tổng hợp thông qua phản ứng Wittig (Mục 3.2.2.1), hợp chất C16 hình thành kết hợp C10 + C6 Trong nối đôi đưa trực tiếp vào phân tử E10-16:Ald thông qua phản ứng aldehyde [10-(Tetrahydro-pyran-2yloxy)-decanal] triphenylphosphonium ylide (hỗn hợp hexanyltriphenylphosphonium bromide n-BuLi THF) (phản ứng Wittig) Như đường tổng hợp thông qua công đoạn khử nối ba thành nối đơi, thêm vào phản ứng dễ thực chất phản ứng rẻ tiền (Lê Văn Vàng ctv., 2006) Tuy nhiên, sản phẩm hình thành hỗn hợp hai đồng phân E1016:Ald Z10-16:Ald, quan trọng đồng phân Z lại sản phẩm chiếm ưu so với đồng phân E (tỷ lệ 3:1, tương ứng) Trong đó, E10-16:Ald chiếm hàm lượng lên đến 90% thành phần pheromone C punctiferalis Do đó, đường tổng hợp thơng qua phản ứng Wittig phù hợp giai đoạn đánh giá thử nghiệm, cần đồng thời hai đồng phân E10-16:Ald Z10-16:Ald Để đáp ứng yêu cầu sản xuất thử nghiệm diện rộng hợp chất E10-16:Ald Z10-16:Ald nghiên cứu tổng hợp đường tổng hợp chọn lọc thông qua phản ứng bắt cặp 4.3 Nghiên cứu ứng dụng pheromone giới tính tổng hợp điều kiện ngồi đồng 4.3.1 Sâu đục thân Mai dương, Carmenta mimosa 4.3.1.1 Hiệu hấp dẫn pheromone giới tính tổng hợp ngài C mimosa điều kiện đồng 18 a) Thí nghiệm 1: Hiệu thành phần Z3,Z13-18:OAc; Z3,Z13-18:OH; Z3,Z13-18:Ald E3,Z13-18:OAc đến khả hấp dẫn ngài C mimosa mồi pheromone Trong Bảng 4.1 cho thấy hai nghiệm thức A-1 (1,0 mg Z3,Z13-18:OAc/tuýp) A2 (1,0 mg Z3,Z13-18:OAc + 0,1 mg Z3,Z13-18:OH/tuýp) cho hiệu hấp dẫn ngài đực C mimosa cao khác biệt có ý nghĩa so với nghiệm thức lại với số lượng 33,33 31,67 con/bẫy/tuần Như vậy, hợp chất thành phần pheromone giới tính C mimosa Z3,Z13-18:OAc thêm vào hợp chất Z3,Z13-18:OH tỷ lệ 10%, không làm ảnh hưởng đến khả hấp dẫn ngài đực C mimosa hợp chất Z3,Z13-18:OAc Bảng 4.1: Số lượng ngài C mimosa bị hấp dẫn hợp chất quan hệ khu dân cư Hưng Phú 1, quận Cái Răng, Tp Cần Thơ từ 05/03/2013 đến 02/04/2013 Thành phần mồi pheromone (mg/tuýp) NT con/bẫy/tuần(1) Z3,Z13-18:OAc Z3,Z13-18:OH Z3,Z13-18:Ald E3,Z13-18:OAc 1,0 0,0 0,0 0,0 33,33±25,79a A-1 1,0 0,1 0,0 0,0 31,67±11,50a A-2 1,0 0,0 0,1 0,0 0,75±0,74b A-3 1,0 0,0 0,0 0,1 0,00 b A-4 1,0 0,1 0,1 0,0 0,92±0,57b A-5 1,0 0,1 0,1 0,1 0,00b A-6 0,0 0,0 0,0 0,0 0,00b A-7 CV (%) 8,69 Ghi chú: (1) Giá trị trung bình ngài vào bẫy quy đổi log(con/bẫy/tuần+10) trước xử lý thống kê Giá trị cột có chữ theo sau khơng khác biệt ý nghĩa mức 1% qua phép thử Duncan Từ Bảng 4.2 cho thấy, ngài sâu đục thân Mai dương hoạt động thời điểm ngày Trong đó, khoảng thời gian diện hoạt động loài giảm dần từ 6:00-12:00 > 12:00-18:00 > 18:00-6:00 tương ứng với tỷ lệ số lượng ngài SĐT C mimosa vào bẫy 83,1 : 13,3 : 3,6% Hay nói cách khác, ngài C mimosa hoạt động chủ yếu khoảng thời gian từ 6:00-12:00 sáng Bảng 4.2: Thời gian vào bẫy ngài C mimosa KDC Hưng Phú 1, quận Cái Răng, Tp Cần Thơ từ 12/03/2013 đến 19/03/2013 (tuần thứ Thí nghiệm 1) Thời gian (giờ) con/bẫy(1) Tỷ lệ (%) 1,29 ±2,21c 3,60 18:00-6:00 29,43±8,20a 83,1 6:00-12:00 4,71±1,70b 13,3 12:00-18:00 CV (%) 5,83 Ghi chú: (1) Giá trị trung bình ngài vào bẫy quy đổi log(con/bẫy+10) trước xử lý thống kê Giá trị cột có chữ theo sau không khác biệt ý nghĩa mức 1% qua phép thử Duncan b) Thí nghiệm 2: Hiệu hấp dẫn pheromone giới tính tổng hợp ngài C mimosa chưa bắt cặp 19 Theo Bảng 4.3 cho thấy hai nghiệm thức B-2 B-4 cho hiệu hấp dẫn ngài C mimosa cao với số lượng ngài đực bắt 25 24,5 con/bẫy/tuần khác biệt có ý nghĩa so với nghiệm thức lại Trong đó, nghiệm thức B-3 (01 ngài sống/3 ngày) với số lượng ngài đực C mimosa vào bẫy 3,5 con/bẫy/tuần không khác biệt số với nghiệm thức đối chứng (B-1) Kết khẳng định với hàm lượng mg Z3,Z13-18:OAc/tuýp cho hiệu hấp dẫn ngài đực C mimosa cao Bảng 4.3: Số lượng ngài bị hấp dẫn vào bẫy pheromone giới tính tổng hợp ngài C mimosa KDC Phú An, quận Cái Răng, Tp Cần Thơ từ 10/6/2013 đến 08/7/2013 Nghiệm Thành phần mồi pheromone con/bẫy/tuần(1) thức n-hexane 0,00b B-1 Z3,Z13-18:OAc (1 mg) 25,0±14,45a B-2 (2) 01 Ngài sống 3,50±0,58b B-3 Z3,Z13-18:OAc (1 mg) + 01 ngài chết 24,5±22,67a B-4 CV (%) 8,98 Ghi chú: (1) Giá trị trung bình ngài vào bẫy quy đổi log(con/bẫy/tuần+10) trước xử lý thống kê Giá trị cột có chữ theo sau khơng khác biệt ý nghĩa mức 5% qua phép thử Duncan (2) Ngài thay ngày lần 4.3.1.2 Diễn biến mật số quần thể C mimosa Tp Cần Thơ, tỉnh Vĩnh Long Đồng Tháp Diễn biến mật số quần thể ngài sâu đục thân Mai dương Carmenta mimosa, khảo sát bẫy pheromone giới tính tổng hợp (Z3,Z13-18:OAc mg/tp) trình bày Hình 4.9 cho thấy ngài C mimosa diện quanh năm khu vực khảo sát (Tp Cần Thơ, tỉnh Vĩnh Long Đồng Tháp) Mặc dù, diễn biến mật số ngài C mimosa địa điểm khảo sát khơng giống nhau, nhìn chung mật số ngài C mimosa xuất nhiều vào cuối mùa mưa (tháng 8) đến đầu mùa nắng năm sau Trong đó, cao điểm đầu tháng 12 đến nửa đầu tháng giêng năm sau 120 80 60 40 20 12/08/13 26/08/13 09/09/13 23/09/13 07/10/13 21/10/13 04/11/13 18/11/13 02/12/13 16/12/13 30/12/13 13/01/14 27/01/14 10/02/14 24/02/14 10/03/14 24/03/14 07/04/14 21/04/14 05/05/14 19/05/14 02/06/14 16/06/14 30/06/14 14/07/14 28/07/14 11/08/14 con/bẫy/2 tuần 100 20 Hình 4.9 Diễn biến mật số quần thể sâu đục thân Mai dương C mimosa Tp Cần Thơa, Vĩnh Longb Đồng Thápc từ 12/08/2013 đến 11/08/2014 : Cần Thơ, :Vĩnh Long, : Đồng Tháp 4.3.2 Nhóm sâu có múi (Tortricidae) 4.3.2.1 Hiệu hấp dẫn ngồi đồng pheromone giới tính tổng hợp ngài Archips atrolucens Bảng 4.4 cho thấy, số lượng ngài đực A atrolucens vào bẫy tất nghiệm thức sử dụng mồi pheromone giới tính tổng hợp cao có ý nghĩa so với nghiệm thức đối chứng Trong đó, nghiệm thức A-4 sử dụng thành phần Z11-14:OAc, E1114:OAc 14:OAc (tỷ lệ 2:1:1) có số lượng ngài vào bẫy cao (58,75 con/bẫy/tuần) khác biệt có ý nghĩa so với nghiệm thức lại Kết chứng tỏ kết hợp ba hợp chất Z11-14:OAc, E11-14:OAc 14:OAc thành phần pheromone giới tính ngài A atrolucens, với tỷ lệ phối trộn 2:1:1 cho hiệu hấp dẫn cao Bảng 4.4: Hiệu hấp dẫn pheromone giới tính ngài A atrolucens huyện Châu Thành, tỉnh Hậu Giang từ ngày 25/02/2012 đến ngày 06/04/2012 Thành phần mồi (mg/tuýp) NT con/bẫy/tuần(1) Z11-14:OAc E11-14:OAc 14:OAc A-1 A-2 A-3 A-4 A-5 A-6 CV (%) 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,00 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,00 0,00 0,01 0,04 0,32 0,64 0,00 3,25±2,75c 9,00±4,32b 19,25±11,87b 58,75±40,34a 21,25±14,45b 0,00d 28,57 Trung bình quy đổi trở lại log(con/bẫy/tuần+10) Giá trị cột có chữ theo sau khơng khác biệt mức ý nghĩa 5% theo phép thử Duncan (1) 4.3.2.2 Hiệu hấp dẫn ngồi đồng pheromone giới tính tổng hợp ngài Adoxophyes privatana Bảng 4.5 cho thấy số lượng ngài vào bẫy nghiệm thức có mồi hỗn hợp Z1114:OAc Z9-14:OAc tỷ lệ phối trộn 9:1 (B-2) cho hiệu cao khác biệt có ý nghĩa so với nghiệm thức lại Trong nghiệm thức có mồi thành phần Z11-14:OAc Z9-14:OAc riêng lẻ (Nghiệm thức B-1và B-5) hồn tồn khơng hấp dẫn ngài A privatana đực Kết khẳng định pheromone giới tính ngài A privatana gồm hai thành phần Z11-14:OAc Z9-14:OAc Bảng 4.5: Hiệu hấp dẫn pheromone giới tính tổng hợp ngài A privatana huyện Châu Thành, tỉnh Hậu Giang, từ 25/02/2012 đến 06/04/2012 Thành phần mồi (mg/tuýp) con/bẫy/tuần(1) NT Z11-14:OAc Z9-14:OAc 0,0b 1,0 0,0 B-1 a 14,7±6,7 0,9 0,1 B-2 b 1,0±0,6 0,5 0,5 B-3 21 B-4 B-5 B-6 0,1 0,0 0,0 0,0b 0,0b 0,0b 7,63 0,9 1,0 0,0 CV (%) Trung bình qui đổi trở lại log(con/bẫy/tuần+10) Các số cột có chữ theo sau khơng khác biệt mức ý nghĩa 5% theo phép thử Duncan (1) 4.3.2.3 Hiệu hấp dẫn ngồi đồng pheromone giới tính tổng hợp ngài Homona tabescens Qua Bảng 4.6 cho thấy số lượng ngài H tabescens vào bẫy nghiệm thức C-4 có thành phần gồm hợp chất Z11-14:OAc Z9-12:OAc (9:1) với số lượng ngài vào bẫy 18,25 con/bẫy/tuần khác biệt có ý nghĩa so với nghiệm thức lại Kết chứng tỏ hỗn hợp Z11-14:OAc Z9-12:OAc thành phần pheromone giới tính ngài H tabescens, hợp chất Z11-14:OAc thành phần Bảng 4.6: Hiệu hấp dẫn pheromone giới tính tổng hợp H tabescens (Lepidoptera: Tortricidae) quận Cái Răng, Tp Cần Thơ từ 25/02/2012 đến 06/04/2012 Thành phần mồi (mg/tuýp) Nghiệm con/bẫy/tuần(1) thức Z11-14:OAc E11-14:OAc Z9-12:OAc C-1 C-2 C-3 C-4 C-5 CV (%) 0,9 0,5 0,5 0,9 0,0 0,1 0,5 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,5 0,1 0,0 0,00b 0,00b 0,00b 18,25±12,61a 0,00b 10,34 Trung bình qui đổi trở lại log(con/bẫy/tuần+10) Giá trị cột có chữ theo sau khơng khác biệt mức ý nghĩa 5% theo phép thử Duncan (1) 4.3.2.4 Diễn biến mật số quần thể lồi sâu có múi (Tortricidae) Qua Hình 3.10 cho thấy ba lồi ngài sâu có múi diện suốt thời gian khảo sát (từ ngày 29/08/2012 đến ngày 29/08/2013) Trong đó, diễn biến mật số ngài vào bẫy cho thấy loài A atrolucens diện nhiều giai đoạn từ cuối tháng 12 đến cuối tháng 04 với số lượng ngài vào bẫy trung bình 16,93 con/bẫy/2 tuần Lồi A privatana có mật số biến động từ 2,6-7,5 con/bẫy/2 tuần diện mức độ thấp so với loài Loài H tabescens diện nhiều giai đoạn từ cuối tháng 09 đến đầu tháng 04, số lượng ngài vào bẫy trung bình 29,73 con/bẫy/2 tuần Mặt khác, tỷ lệ đọt tỷ lệ ấu trùng gây hại vườn thí nghiệm ghi nhận quanh năm 22 100.00 350.00 300.00 80.00 tuần Con/bẫy/2 Bướm/bẫy/2tuần lálábịbịhại và Tỷ lệTỷđọt hại (%) lệ đọt (%) 25 60.00 200.00 50.00 150.00 40.00 30.00 Lượng mưa (mm) 250.00 70.00 Nhiệt độ (0C) 30 90.00 15 100.00 20.00 50.00 10.00 30 300.00 200.00 15.00 150.00 10.00 100.00 5.00 50.00 0.00 0.00 Lượng mưa (mm) 25 250.00 20.00 15 29/08/2012 12/09/2012 26/09/2012 11/10/2012 25/10/2012 08/11/2012 22/11/2012 07/12/2012 21/12/2012 03/01/2013 17/01/2012 02/02/2013 16/02/2013 29/02/2013 15/03/2013 29/03/2013 14/04/2013 28/04/2013 12/05/2013 26/05/2013 09/06/2013 24/06/2013 08/07/2013 22/07/2013 05/08/2013 19/08/2013 29/08/2013 Tỷ lệ đọt bị hại (%) 25.00 350.00 Nhiệt độ (0C) 30.00 0.00 29/08/2012 12/09/2012 26/09/2012 11/10/2012 25/10/2012 08/11/2012 22/11/2012 07/12/2012 21/12/2012 03/01/2013 17/01/2012 02/02/2013 16/02/2013 29/02/2013 15/03/2013 29/03/2013 14/04/2013 28/04/2013 12/05/2013 26/05/2013 09/06/2013 24/06/2013 08/07/2013 22/07/2013 05/08/2013 19/08/2013 29/08/2013 0.00 Hình 4.10 Diễn biến mật số quần thể vườn tổng hợp loài (A atrolucens, A privatana H tabescens) vườn cam sành xã Đông Thành, huyện Châu Thành, tỉnh Hậu Giang ( = Đường biểu diễn trung bình số lượng ngài (A trolucens); = Đường biểu diễn trung bình số lượng ngài (A privatana); = Đường biểu diễn số lượng ngài (H tabescens); = Đường biểu diễn tỷ lệ bị hại (%); = Đường biểu diễn tỷ lệ đọt bị hại (%); = Nhiệt độ; = Lượng mưa) Điều cho thấy Tp Cần Thơ tỉnh Hậu Giang ngài 03 loài A atrolucens, A privatana H tabescens diện quanh năm với mật số quần thể cao xuất từ cuối tháng 11 dl đến đầu tháng 05 dl Bên cạnh đó, số lượng bướm vào bẫy pheromone giới tính lồi kết hợp tỷ lệ đọt, bị hại có tương quan chặt chẽ với hệ số tương quan (r) dao động từ 0,74 – 0,81 4.3.3 Sâu đục trái cây, Conogethes punctiferalis 4.3.3.1 Hiệu hấp dẫn đồng pheromone giới tính tổng hợp ngài C punctiferalis a) Thí nghiệm 1: Sự hấp dẫn pheromone tổng hợp ngài C punctiferalis ảnh hưởng hợp chất E10-15:Ald 23 Bảng 4.7 cho thấy số lượng ngài C punctiferalis đực vào bẫy nghiệm thức A-2 có mồi hỗn hợp E10-16:Ald Z10-16:Ald (tỷ lệ 9:1) cho hiệu hấp dẫn cao 18 con/bẫy/tuần khác biệt có ý nghĩa so với nghiệm thức lại Điều chứng tỏ pheromone giới tính quần thể ngài C punctiferalis ĐBSCL gồm thành phần tương tự kết phân tích GC-EAD Mục 4.1.3.1 Bảng 4.7: Số lượng ngài C puntiferalis vào bẫy thí nghiệm tiến hành xã Tân Phú Thạnh, huyện Châu Thành A, tỉnh Hậu Giang, từ 19/02/2011 đến 18/03/2011 NT Thành phần (mg/tuýp) E10-16:Ald Z10-16:Ald con/bẫy/tuần(1) E10-15:Ald A-1 0,5 0,0 0,0 3,56±1,7bc A-2 A-3 A-4 A-5 A-6 0,45 0,05 0,0 18,0±7,2a 0,49 0,0 0,01 5,0±5,2bc 0,475 0,0 0,025 2,44±1,17cd 0,425 0,0 0,05 0,0 0,025 0,0 6,78±3,98b 0,00±0,00d 5,67 CV (%) Ghi chú: (1) Trung bình quy đổi trở lại log(con/bẫy/tuần+10) Giá trị cột có chữ theo sau khơng khác biệt ý nghĩa 5% theo phép thử Duncan Mặt khác, E10-15:Ald diện mồi tỷ lệ 5%, ức chế hấp dẫn hỗn hợp E Z10-16:Ald (Nghiệm thức A-5) dù hợp chất có thời gian lưu với Thành phần I mẫu pheromone ly trích Như vậy, cần có phân tích đánh giá xa để xác định lại cấu trúc hóa học thành phần I mẫu pheromone ly trích Tuy nhiên, kết mở triển vọng nghiên cứu ứng dụng E10-15:Ald hợp chất quấy rối bắt cặp ngài C punctiferalis b) Thí nghiệm 2: Hiệu hấp dẫn kiểu mồi pheromone tổng hợp khác ngài C punctiferalis Bảng 4.8 cho thấy kiểu mồi nghiệm thức B-3, B-4 B-5 cho hiệu hấp dẫn cao khác biệt có ý nghĩa so với đối chứng (B-6) Điều phù hợp với Konno et al (1982); Jung et al (2000); Boo (1998), kiểu mồi gồm hỗn hợp đồng phân E- Z10-16:Ald tỷ lệ 8:2, 9:1 100:11 cho hiệu hấp dẫn cao C punctiferalis Các đánh giá đồng cho thấy, không phát mẫu pheromone ly trích Z10-16:Ald tỷ lệ phối trộn 10% làm tăng có ý nghĩa hấp dẫn E10-16:Ald C punctiferalis, đề nghị Konno et al (1982) Z10-16:Ald thành phần pheromone phụ (minor component) Mặc dù chưa xác định cấu trúc hóa học thành phần I kết đánh giá đồng chứng tỏ hỗn hợp E- Z10-16:Ald tỷ lệ 9:1, 8:2 100:11 có hiệu để khảo sát diễn biến mật số C punctiferalis việc áp dụng cho biện pháp bẫy tập hợp quấy rối bắt cặp 24 Bảng 4.8: Hiệu hấp dẫn ngồi đồng ngài C puntiferalis thí ngiệm tiến hành xã Tân Phú Thạnh, huyện Châu Thành A, tỉnh Hậu Giang từ 20/03/2011 đến 18/04/2011 Thành phần (mg/tuýp) Kiểu phối trộn con/bẫy/tuần(2) NT E10-16:Ald Z10-16:Ald Việt Nam 0,5 0,0 4,56±2,69ab B-1 (1) Việt Nam 0,475 0,025 4,67±2,89ab B-2 Trung Quốc 0,5 0,055 11,56±5,50a B-3 Nhật Ấn Độ 0,45 0,05 9,67±2,03a B-4 Hàn Quốc 0,4 0,1 14,67±14,19a B-5 n-hexan 0,0 0,0 0±0,00b B-6 10,10 CV (%) Ghi chú: (1) E10-15:Ald (2) Trung bình quy đổi trở lại log(con/bẫy/tuần+10) Giá trị cột có chữ theo sau khơng khác biệt ý nghĩa 5% theo phép thử Duncan c) Thí nghiệm 3: Hiệu hấp dẫn ngài đực C punctiferalis pheromone giới tính tổng hợp ngài chưa bắt cặp Kết Bảng 4.9 cho thấy số lượng ngài C punctiferalis vào bẫy nghiệm thức C-1, C-2 C-3 có đặt mồi pheromone từ 1,0-5,0 mg nhiều khác biệt có ý nghĩa so với đối chứng (nghiệm thức C-4) ngài chưa bắt cặp (nghiệm thức C-5), chúng không khác biệt ý nghĩa với Kết chứng tỏ hàm lượng 1,0 mg phù hợp cho việc áp dụng mồi pheromone giới tính C punctiferalis Bảng 4.9: Số lượng ngài C punctiferalis đực vào bẫy pheromone tổng hợp bẫy bướm Phong Điền-Tp Cần Thơ, từ 04/11/2011 đến 04/12/2011 Nghiệm thức Liều lượng (mg/túyp) con/bẫy/tuần(1) 5,8±4,0a C-1 4,4±3,6a C-2 7,7±2,9a C-3 0,0 0,0±0,0b C-4 bướm cái/bẫy 0,5±0,3b C-5 5,97 CV (%) Trung bình quy đổi trở lại từ log(con/bẫy/tuần+10) Trong cột, số có chữ theo sau không khác biệt mức ý nghĩa 1% theo phép thử Duncan (1) 4.3.3.2 Diễn biến mật số quần thể tỷ lệ gây hại sâu đục trái cây, Conogethes punctiferalis 25 Con/bẫy/2 tuần Kết khảo sát diễn biến mật số bốn loại ăn trái nhãn, ổi, sầu riêng chôm chôm bẫy pheromone giới tính tổng hợp từ ngày 25/11/2011 đến 12/11/2012 trình bày Hình 4.11 cho thấy ngài C punctiferalis ln diện quanh năm vườn khảo sát với biến động mật số cao thấp tùy theo thời gian Hình 4.11 Diễn biến mật số quần thể C punctiferalis nhãn, ổi, sầu riêng chôm chôm tỉnh Hậu Giang Tp Cần Thơ từ ngày 25/11/2011 đến 12/11/2012 Do ấu trùng sâu đục trái gây hại vào giai đoạn cho trái nên mật số quần thể C punctiferalis phụ thuộc nhiều vào giai đoạn hoa mang trái Tại địa điểm khảo sát vườn ổi, nhãn sầu riêng, số lượng ngài C punctiferalis vào bẫy giai đoạn từ đầu tháng 10 đến cuối tháng 12 cao nhiều so với giai đoạn khác năm, dao động từ 13,7–28,0 con/bẫy/2 tuần Đây khoảng thời gian loại ăn trái hoa đậu trái Trong đó, biến động quần thể ngài C punctiferalis vườn chôm chôm tạo cao điểm vào tháng 01 đến cuối tháng 02 trùng vào thời điểm hoa, mang trái thu hoạch vào tháng 05 Điều chứng tỏ thời điểm mang trái ảnh hưởng trực tiếp đến mật số quần thể C punctiferalis Sự biến động nhiệt độ thời gian khảo sát khơng đáng kể (2,60C), số lượng ngài C punctiferalis vào bẫy giai đoạn mưa (từ tháng 02 dl đến tháng 05 dl) không khác biệt nhiều so với giai đoạn mưa nhiều (từ tháng 06 dl đến tháng 10 dl), cho thấy nhiệt độ lượng mưa tác động lên mật số ngài C punctiferalis vào bẫy Bên cạnh đó, số lượng ngài C punctiferalis vào bẫy tỷ lệ trái bị hại 26 vườn ổi huyện Phong Điền, Tp Cần Thơ khảo sát thời gian năm có tương quan chặt chẽ với với hệ số tương quan r = 0,83 4.3.3.4 Hiệu làm giảm gây hại sâu đục trái, C punctiferalis bẫy pheromone giới tính ổi a) Thí nghiệm đợt Bảng 4.10 cho thấy thời điểm 1,5 TSKĐB, nghiệm thức đặt E10-15:Ald (D-4) có tỷ lệ trái bị hại cao nhất, tỷ lệ trái bị hại nghiệm thức đặt bẫy pheromone (nghiệm thức H-1) không khác biệt với nghiệm thức D-4 nghiệm thức phòng trị theo nơng dân (nghiệm thức D-2 D-3) Sang thời điểm 2,5 TSKĐB tỷ lệ trái bị hại nghiệm thức D-4 cao Trong tỷ lệ trái bị hại nghiệm thức D-1 không khác biệt với nghiệm thức D-2 (ở TSKĐB) nghiệm thức D-3 (ở 2,5 TSKĐB) Bảng 4.10: Tỷ lệ (%) trái bị hại vườn ổi thí nghiệm phòng trị Tỷ lệ (%) trái bị hại ổi thời điểm TSKĐB(1) Nghiệm Diện tích thức (m ) 1,5 2,5 2.600 4,79ab 8,43b 4,32b 6,92b D-1 3.000 2,89b 2,02bc 0,60c 0,64c D-2 b c bc 3.100 1,49 0,30 1,09 0,97c D-3 a a a 2.000 7,18 20,15 10,56 20,58a D-4 CV (%) 12,95 18,72 13,19 17,91 (1) Trung bình quy đổi trở lại từ arcsin x  0,5 Trong cột, số có chữ theo sau khơng khác biệt mức ý nghĩa 1% theo phép thử Duncan Kết chứng tỏ, đặt 16 bẫy pheromone/1.000 m2 vào giai đoạn rụng cánh hoa khống chế gây hại C punctiferalis trái kéo dài đến trái 2,5 tháng tuổi, tương đương với biện pháp xử lý nông dược nông dân (phun kết hợp loại thuốc hóa học Tungatin 3.6EC (hoạt chất Abamectin), Sattrungdan 95BTN (hoạt chất Nereistoxin) Cyperan 10EC (hoạt chất Cypermethrin) định kỳ 15–30 ngày lần (3–4 lần/vụ trái) nghiệm thức D-2 phun kết hợp loại thuốc hóa học Hello 250 WP – 500 WP (hoạt chất Buprofezine), Vitashield 40EC (hoạt chất Chlorpyriphos) Aba Thai 6.5 EC (hoạt chất Abamectin) định kỳ 15–20 ngày lần (6–8 lần/vụ trái) nghiệm thức D-3 b)Thí nghiệm đợt Kết Bảng 4.11 cho thấy, NT đối chứng khơng phun thuốc (NT E-4) có tỷ lệ trái bị hại cao khác biệt có ý nghĩa với tất nghiệm lại suốt thời gian thí nghiệm Nghiệm thức đặt bẫy pheromone tập hợp (NT E-1) có tỷ lệ trái bị hại thấp tương đương với NT xử lý thuốc theo nông dân (NT E-3) tất thời điểm ghi nhận Bên cạnh đó, nghiệm thức đặt chất quấy rối E10-15:Ald (E-2) cho hiệu phòng trị tương đương với biện pháp xử lý theo nông dân giai đoạn trái từ 1,5 đến 2,5 tháng tuổi Thời điểm tháng SKĐB, nghiệm thức E-2 có tỷ lệ trái bị hại cao 27 khác biệt có ý nghĩa so với nghiệm thức E-3 lại có tỷ lệ trái bị hại thấp có ý nghĩa nghiệm thức đối chứng không phun thuốc Bảng 4.11: Tỷ lệ gây hại (%) C punctiferalis vườn ổi, từ ngày 01/09/2012 đến 30/10/2012 Tỷ lệ (%) trái bị hại thời điểm SKĐB1 Nghiệm Diện tích thức (m ) tháng 1,5 tháng tháng 2,5 tháng 2.000 0,27c 1,23b 3,08b 2,98bc E-1 1.800 0,83b 1,65b 3,07b 3,15b E-2 c b b 4.000 0,28 1,17 2,47 2,53c E-3 a a a 2.000 1,48 4,36 5,88 5,65a E-4 46,56 27,05 22,99 10,27 CV (%) Trung bình quy đổi trở lại từ arcsin x  0,5 Trong cột, số có chữ theo sau khơng khác biệt mức ý nghĩa 1% theo phép thử Duncan Từ kết phòng trị đợt thí nghiệm khẳng định: Sử dụng pheromone giới tính tổng hợp (16 bẫy/1.000 m2) để phòng trị C punctiferalis vườn ổi cho hiệu làm giảm tỷ lệ trái bị hại tương đương với biện pháp xử lý thuốc BVTV theo nơng dân 4.3.3.5 Hiệu phòng trị sâu đục trái, C punctiferalis bẫy pheromone giới tính vườn sầu riêng a) Trên giống sầu riêng Khổ Qua Xanh Ở thời điểm 1,5 tháng sau đặt bẫy, tỷ lệ trái bị hại nghiệm thức (F-1) đặt bẫy pheromone thấp có ý nghĩa so với nghiệm thức (F-2) đối chứng không phun thuốc lại cao có ý nghĩa so với nghiệm thức (F-3) xử lý thuốc theo nông dân Sang thời điểm trái 2,5 tháng SKĐB, tỷ lệ trái bị hại nghiệm thức đặt bẫy pheromone không khác biệt so với nghiệm thức phòng trị theo nơng dân thấp có ý nghĩa so với nghiệm thức đối chứng không xử lý thuốc Bảng 4.12: Tỷ lệ trái bị hại (%) vườn sầu riêng Khổ Qua Xanh huyện Long Hồ, tỉnh Vĩnh Long Tỷ lệ (%) trái bị hại thời điểm SKĐB1 NT Diện tích (m2) 1,5 tháng tháng 2,5 tháng tháng 1.000 1,32b 2,21b 3,31b 3,78b F-1 3.000 1,7a 6,1a 8,02a 7,6a F-2 c c b 2.000 0,55 1,7 2,9 3,19b F-3 16,73 10,05 12,66 14,27 CV(%) Trung bình quy đổi trở lại từ arcsin x  0,5 Trong cột, số có chữ theo sau khơng khác biệt theo phép thử Duncan Điều chứng tỏ, đặt 15 bẫy pheromone/1.000 m2 vườn sầu riêng Khổ qua xanh huyện Long Hồ, tỉnh Vĩnh Long cho hiệu phòng trị C punctiferalis tương đương với biện pháp xử lý thuốc BVTV theo nông dân, áp dụng Basudin 10H rải gốc đọt, phun Reasgant 3,6EC (Abamectin) giai đoạn trái có đường kính 10-12 cm (2,5 tháng tuổi) lúc thu hoạch trái b) Trên giống sầu riêng Cơm vàng hạt lép 28 Bảng 4.13 cho thấy, tỷ lệ trái bị hại vườn thí nghiệm không khác biệt thời điểm 1,5 tháng SKĐB Sang thời điểm 2, 3,5 tháng SKĐB tỷ lệ gây hại nghiệm thức đối chứng không phun thuốc (G-2) cao khác biệt có ý nghĩa so với nghiệm thức lại Trong nghiệm thức (G-1) đặt bẫy pheromone giới tính tập hợp có tỷ lệ trái bị hại khơng khác biệt so với nghiệm thức xử lý theo nông dân Kết cho thấy, biện pháp đặt 15 bẫy pheromone/1.000 m2 vườn sầu riêng Cơm Vàng Hạt Lép cho hiệu phòng trị sâu đục trái C punctiferalis tương đương với biện pháp xử lý Busudin 10H rải gốc định kỳ lần/tháng phun thuốc định kỳ 15-20 ngày/lần loại thuốc Regent 5SD (Fipronil), Fastac 5FC (Alpha cypemethrin), Aba thai 3,6EC (Abamectin) Bảng 4.13: Tỷ lệ trái bị hại (%) vườn sầu riêng Cơm Vàng Hạt Lép Tỷ lệ (%) trái bị hại thời điểm sau đặt bẫy1 Diện tích NT (m ) 1,5 tháng tháng 2,5 tháng tháng 3,5 tháng 1.000 0,32 3,53b 4,52b 8,07ab 9,26b G-1 a a a 3.000 1,91 6,65 7,63 11,08 18,06a G-2 b b b 4.000 1,79 2,05 2,87 5.45 5,95b G-3 94,88 17,53 16,58 27,13 35,8 CV(%) Trung bình quy đổi trở lại từ arcsin x  0,5 Trong cột, số có chữ theo sau khơng khác biệt theo phép thử Duncan 4.3.3.6 Hiệu quản lý sâu đục trái cây, Conogethes punctiferalis chất ức chế E10-15:Ald kết hợp với pheromone giới tính tổng hợp phương pháp Đẩy Kéo (Push - Pull) Trong Bảng 4.14 cho thấy thời điểm 0,5; 1,5 tháng SKĐB, tỷ lệ trái bị hại nghiệm thức H-1 (áp dụng phương pháp Đẩy-Kéo) thấp khác biệt có ý nghĩa so với nghiệm thức lại với tỷ lệ trái bị hại từ 1,52-2,44% Bước sang giai đoạn 2,5 tháng tỷ lệ trái bị hại nghiệm thức H-1 cao khác biệt có ý nghĩa so với nghiệm thức phòng trị theo nơng dân, thấp so với nghiệm thức đối chứng (H-2) không phun thuốc BVTV Kết chứng tỏ, nghiệm thức đặt 20 bẫy pheromone giới tính tổng hợp 16 tuýp quấy rối E10-15:Ald vào giai đoạn rụng cánh hoa khống chế gây hại C punctiferalis trái đến trái 1,5 tháng tuổi tương đương với biện pháp xử lý nông dược nông dân [phun kết hợp loại thuốc Cyperan 10 EC (Cypermethrin), Hello 250 WP (Buprofezin), phun lần thời gian thí nghiệm nghiệm thức H-2 phun luân phiên Subside 505 EC (Chlorpyrifos Ethyl Cypermethrin), Mopride 20 WP (Acetamiprid), Virofos 50 EC (Chlorpyrifos Ethyl) định kỳ khoảng lần thời gian thí nghiệm nghiệm thức H-4] Ở thời điểm trái tháng tuổi hiệu phòng trị pheromone tổng hợp kết hợp với hợp chất quấy rối E10-15:Ald bắt đầu giảm 29 Bảng 4.14: Tỷ lệ trái ổi đánh dấu bị hại vườn ổi thí nghiệm xã Nhơn Nghĩa, huyện Phong Điền, Tp Cần Thơ, từ 5/11/2014 đến 14/01/2015 Tỷ lệ (%) trái bị hại đánh dấu thời điểm % trái bị hại (tháng sau đặt bẫy)1 NT DT (m2) trước xử lý 0,5 1,5 2,5 2.200 14,38 2,44b 1,52c 1,91b 10,49b 14,49b H-1 1.000 7,55 10,00a 8,65 a 5,67a 16,97a 20,30a H-2 b a b c 2.500 1,22 2,31 5,66 2,68 2,01 1,39c H-3 b b b c 3.000 13,91 3,51 3,89 3,83 0,56 1,30c H-4 4,02 4,86 3,78 4,47 4,17 CV (%) : Trung bình % trái bị gây hại quy đổi arcsin x  0,5 trước xử lý thống kê Giá trị cột có chữ theo sau không khác biệt ý nghĩa mức 5% qua phép thử Duncan Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 Kết luận - Kết phân tích GC-EAD GC-MS với đánh giá hiệu hấp dẫn đồng xác định thành phần cấu trúc hóa học pheromone giới tính 05 lồi thuộc Cánh vảy (Lepidoptera) Trong đó, pheromone giới tính lồi Carmenta mimosa hợp chất Z3,Z13-18:OAc; pheromone giới tính loài Archips atrolucens gồm ba hợp chất 14:OAc, E11-14:OAc Z11-14:OAc tỷ lệ 1:1:2 với hàm lượng thành phần 47,96 ng Z11-14:OAc/tuyến pheromone; pheromone giới tính loài Adoxophyes privatana gồm hai hợp chất Z11-14:OAc Z9-14:OAc tỷ lệ 9:1 với hàm lượng thành phần Z11-14:OAc 13,5 ng/tuyến pheromone; pheromone giới tính loài Homona tabescens gồm hai hợp chất Z11-14:OAc Z9-12:OAc tỷ lệ 9:1 với hàm lượng thành phần Z11-14:OAc 0,65 ng/tuyến pheromone; pheromone giới tính loài C punctiferalis gồm hai hợp chất E Z10-16:Ald tỷ lệ 9:1 - Tổng hợp thành cơng pheromone giới tính sâu đục trái cây, Conogethes punctiferalis gây hại vùng ĐBSCL hai đường tổng hợp Trong đó, đường tổng hợp thơng qua phản ứng Wittig tổng hợp lúc đồng phân hình học (E)- (Z)-10-hexadecenal tỷ lệ 1:3, tương ứng, với suất phản ứng 59% Con đường tổng hợp với cấu hình nối đơi (E Z) chọn lọc tùy thuộc vào phản ứng khử nối ba (triple bond) hợp chất alkyne, 16-methoxymethoxy-hexadec-6-yne với suất phản ứng 61,3% - Bẫy pheromone giới tính tổng hợp khảo sát thành công diễn biến mật số quần thể số loài thuộc Cánh vảy Đồng sông Cửu Long, sau: + Ngài C mimosa diện quanh năm khu vực khảo sát gồm: Tp Cần Thơ, tỉnh Vĩnh Long Đồng Tháp Mặc dù có khác biệt địa điểm, cao điểm mật số TT C mimosa diện vào nửa cuối tháng 08 dl đến nửa đầu tháng 01 dl, đặc biệt cao vào giai đoạn từ tháng 12 dl đến nửa đầu tháng 01 dl 30 + Tại Tp Cần Thơ tỉnh Hậu Giang ngài 03 loài A atrolucens, A privatana H tabescens diện quanh năm với mật số quần thể cao xuất từ cuối tháng 11 dl đến đầu tháng 05 dl Bên cạnh đó, số lượng bướm vào bẫy pheromone giới tính lồi kết hợp tỷ lệ đọt, bị hại có tương quan chặt, hệ số tương quan (r) dao động từ 0,74 – 0,81 + Diễn biến mật số ngài C punctiferalis khu vực khảo sát tạo cao điểm vào thời gian hoa Trong đó, vườn ổi, nhãn sầu riêng tạo cao điểm mạnh vào cuối tháng 12 dl Nhưng vườn chôm chôm lại tạo cao điểm vào tháng 02 dl có số lượng ngài trung bình vào bẫy thấp so với địa điểm khảo sát nhãn, ổi sầu riêng Số lượng ngài C punctiferalis vào bẫy tỷ lệ trái bị hại vườn ổi huyện Phong Điền, Tp Cần Thơ khảo sát thời gian năm có tương quan chặt chẽ với với hệ số tương quan r = 0,83 - Quản lý gây hại sâu đục trái cây, C punctiferalis pheromone giới tính chất quấy rối đạt số kết sau: + Trên vườn ổi, đặt 16 bẫy pheromone/1.000 m2 cho hiệu làm giảm tỷ lệ trái bị hại vườn ổi tương đương với biện pháp xử lý thuốc trừ sâu theo nông dân thời điểm từ 1,5 – 2,5 tháng đợt thí nghiệm + Trên vườn sầu riêng, tỷ lệ gây hại C punctiferalis nghiệm thức đặt 15 bẫy pheromone/1.000 m2 (1 mg/tuýp) thấp có ý nghĩa so với nghiệm đối chứng hai giống Khổ Qua Xanh Cơm Vàng Hạt Lép Ngoài ra, hai giống Khổ Qua Xanh Cơm Vàng Hạt Lép, nghiệm thức bẫy tập hợp cho hiệu phòng trị tương đương với nghiệm thức xử lý thuốc theo nông dân + Biện pháp sử dụng hợp chất quấy rối bắt cặp E10-15:Ald làm nhân tố đẩy bẫy pheromone giới tính tổng hợp làm nhân tố kéo vườn ổi, cho hiệu quản lý SĐT C punctiferalis tương đương với xử lý nông dược kéo dài tới 1,5 tháng tỷ lệ hao hụt trái thấp so với vườn đối chứng 5.2 Đề nghị - Ứng dụng qui trình tổng hợp thơng qua phản ứng Wittig phản ứng bắt cặp chọn lọc cấu hình để tổng hợp pheromne giới tính ngài C punctiferalis Đồng thời nghiên cứu điều chỉnh qui trình để tổng hợp thành phần pheromone giới tính chứa nối đơi phân tử lồi côn trùng khác thuộc Lepidoptera - Sử dụng pheromone tổng hợp lồi để dự tính, dự báo xác định thời điểm phòng trị phù hợp điều kiện ngồi đồng xác định thời điểm phóng thích hay kiểm tra thiết lập quần thể C mimosa (tác nhân phòng trừ sinh học Mai dương) - Tiếp tục nghiên cứu ứng dụng pheromone giới tính, kết hợp với hợp chất E1015:Ald để quản lý sâu đục trái C punctiferalis nhiều loại ăn trái khác ĐBSCL nhằm thay làm giảm lượng thuốc trừ sâu trình canh tác 31 ... học, tổng hợp ứng dụng pheromone giới tính để quản lý số lồi thuộc Cánh vảy (Lepidoptera) Đồng sông Cửu Long thực nhằm tạo tiền đề để ứng dụng hóa chất tín hiệu việc quản lý số lồi côn trùng... cứu có hệ thống pheromone giới tính Cánh vảy ĐBSCL từ phân tích xác định thành phần, tổng hợp ứng dụng pheromone giới tính quản lý sâu hại số tỉnh ĐBSCL Trong đó, nghiên cứu loài ngài Carmenta... đồng xác định thành phần cấu trúc hóa học pheromone giới tính 05 lồi thuộc Cánh vảy (Lepidoptera) Trong đó, pheromone giới tính lồi Carmenta mimosa hợp chất Z3,Z13-18:OAc; pheromone giới tính