Đánh giá hiệu lực trừ sâu khoang của các dạng chế phẩm NPV (nuclear polyhedrosis virus)

Virus gây bệnh côn trùng đã được các nhà khoa học trên thế giới phát hiện ra hơn 1000 loài, trong đó các loài thuộc nhóm Baculovirus có tác dụng diệt sâu cao nhất Phạm Thị Thùy, 2004.. V

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM

Tôi tên: Lê Thị Cẩm Thúy

Sinh ngày 08 tháng 06 năm 1986

Sinh viên lớp 12HSH01 - Công Nghệ Sinh Học - Trường ĐH Công Nghệ TP Hồ Chí Minh

Tôi xin cam đoan : Đề tài "Đánh giá hiệu lực trừ sâu khoang của các dạng chế phẩm NPV" do Tiến sĩ Nguyễn Thị Hai hướng dẫn là đề tài của riêng tôi Các số liệu, kết quả trong luận văn tốt nghiệp là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất

kỳ công trình luận văn nào trước đây

Tất cả những nội dung trong đồ án đúng như nội dung đề tài và yêu cầu của giáo viên hướng dẫn Nếu có sai sót tôi xin chịu trách nhiệm trước hội đồng

Sinh viên thực hiện

Lê Thị Cẩm Thúy

được sự động viên và giúp đỡ của rất nhiều từ nhiều người, và tôi đặc biệt cảm ơn đến: Thông qua trang giấy này con xin chân thành cám ơn cha mẹ cùng gia đình đã không quản khó khăn, hy sinh nuôi dưỡng và dạy dỗ con nên người, đặc biệt là trong suốt quãng thời gian con ngồi trên ghế nhà trường

Tôi xin chân thành biết ơn sâu sắc đến giáo viên hướng dẫn Tiến sĩ Nguyễn Thị Hai, bô môn Công Nghệ Sinh Học trường Đại Học Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh, người

đã tận tình hướng dẫn tôi thực hiện tốt đồ án tốt nghiệp này Chính nhờ Cô mà tôi đã học hỏi được rất nhiều kỹ năng và hiểu biết thêm trong ứng dụng công nghệ sinh học trong bảo vệ thực vật

Tôi chân thành cảm ơn tất cả các bạn bè đã động viên, tạo điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành đồ án

Chân thành cảm ơn

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT……… iv

DANH MỤC CÁC BẢNG……… v

DANH MỤC HÌNH ẢNH……… vi

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU……… 1

1.1 Đặt vấn đề……… ……… 1

1.2 Mục tiêu của đề tài……… 2

1.3 Ý nghĩa khoa học của đề tài……… 2

1.4 Đối tượng nghiên cứu ……… 2

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU……… 3

2.1 Biện pháp sinh học……….3

2.1.1 Định nghĩa……… 3

2.1.2 Các loại biện pháp sinh học……….3

2.1.3 Lịch sử nghiên cứu biện pháp sinh học ở Việt Nam……… 4

2.2 Giới thiệu về sâu ăn tạp (Spodoptera litura Fab)……… 5

2.2.1 Phân bố……… 5

2.2.2 Ký chủ……….5

2.2.3 Triệu chứng và mức độ gây hại……… 6

2.2.4 Hình thái……… 6

2.2.5 Tập tính sống và quy luật phát sinh gây hại………7

2.2.6 Biện pháp phòng chống……… 9

2.3 Khái quát về virus gây bệnh côn trùng……… 9

2.3.1 Lịch sử nghiên cứu các nhóm virus gây bệnh côn trùng……… 9

2.3.2 Các nhóm virus côn trùng……….11

2.3.2.1 Nhóm Baculovirus thuộc họ Baculoviridae……… 11

2.3.2.2 Nhóm Cytoplasmis polyhedrosis virus (CPV)……… 12

2.3.2.3 Nhóm Entomopox virus (EV) thuộc họ Poxviridae……… 12

2.3.2.4 Nhóm Irido virus (IV) thuộc họ Iridoviridae……….12

2.3.2.5 Nhóm Denso virus (DV) thuộc họ Parvoviridae………13

2.3.2.6 Nhóm virus ARN thuộc họ Picornaviridae………13

2.3.2.7 Nhóm Sigma virus thuộc họ Rhabdoviridae……… 13

2.3.3 Cấu trúc của virus đa diện nhân NPV……… 14

2.3.4 Cơ chế xâm nhiễm của virus NPV………16

2.3.5 Phương thức lây truyền nguồn bệnh virus………18

2.3.6 Triệu chứng của bệnh virus trên sâu ăn tạp……… 19

2.3.7 Các yếu tố ảnh hưởng đến virus………19

2.3.8 Ưu và nhược điểm của việc sử dụng chế phẩm NPV trong phòng trừ dịch hại…20 2.3.8.1 Ưu điểm của chế phẩm NPV……… 20

2.3.8.2 Nhược điểm của chế phẩm NPV………21

2.3.8.3 Hiệu quả diệt sâu của virus NPV……… 22

2.3.9 Sử dụng chế phẩm NPV trên đồng ruộng và tạo chế phẩm NPV trừ sâu……….24

CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU……….27

3.1 Phương pháp nghiên cứu……… 27

3.1.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu……….27

3.1.2 Vật liệu nghiên cứu……… 27

3.1.3 Nội dung nghiên cứu……….27

3.1.4 Quá trình tiến hành nghiên cứu……….27

3.1.4.1 Tiến hành trồng cải bẹ xanh mỡ……….27

3.1.4.2 Pha trộn các dạng chế phẩm NPV……… 28

3.1.4.3 Thả sâu và tiến hành phun chế phẩm……….29

3.1.4.4 Phương pháp xử lý số liệu……… 30

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN……… 31

4.1 Mật số sâu trước và sau phun thuốc……… 31

4.2 Hiệu lực diệt sâu của chế phẩm NPV……… 33

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……….36

5.1 Kết luận………36

5.2 Kiến nghị……… 36

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 37

PHỤ LỤC……… 41

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

BmNPV Bombyx mori Nuclear polyherosis virus

SpltNPV Spodoptera litura Nuclear polyhedrosis virus

BPSH Biện pháp sinh học

DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm

Bảng 4.1 Mật số sâu sống trước và sau phun ở các nghiệm thức nghiên cứu

Bảng 4.2 Hiệu lực diệt sâu của các chế phẩm sau khi tiến hành thí nghiệm

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 Vòng đời sâu khoang Spodoptera Litura Fabricius

Hình 2.2: Cấu trúc của thể vùi

Hình 2.3: Sơ đồ lây nhiễm, xâm nhập và phát triển của NPV trong cơ thể sâu chủ

Hình 4.1 Số sâu sống trước và sau phun ở các nghiệm thức nghiên cứu

Hình 4.2 Hiệu lực diệt sâu của các chế phẩm NPV ở các ngày phơi nhiễm

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề

Việt Nam là một nước nông nghiệp có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm nên rất thích hợp

và thuận tiện cho cây trồng phát triển Đồng thời cây trồng phát triển cũng là sâu hại phát sinh, chúng gây hại đáng kể đến năng suất Theo thống kê của Cục bảo vệ thực vật, hàng năm các loài thiên dịch, bệnh hại đã làm giảm 35%-40% tổng sản lượng, mặt khác làm giảm chất lượng của nông sản Để phòng chống dịch hại, bảo vệ cây trồng, con người đã sử dụng các biện pháp khác nhau như từ biện pháp thủ công, vật lý, hóa học, sinh học…Trong thời gian qua biện pháp hóa học được coi như là biện pháp tích cực nhất, hiệu quả nhanh, đơn giản, dễ sử dụng, chi phí thấp, tuy nhiên vẫn còn tồn tại nhiều bất cập và hệ lụy ảnh hưởng đến cây trồng, môi trường sống và người sử dụng Trong các loài sâu hại cây trồng thì đáng chú ý nhất là các loài sâu ăn tạp chiếm số lượng nhiều nhất, phân bố rộng rãi, trong đó đáng quan tâm là loài sâu khoang ăn tạp

(Spodoptera litura), gây hại với hơn 112 loại cây trồng thuộc 44 họ thực vật (Chari và

Patel, 1983) bao gồm các loại cây rau đậu, cây thực phẩm, cây công nghiệp, cây lương thực, cây phân xanh,

Đứng trước thực trạng đó thì biện pháp sinh học là một giải pháp được đánh giá là

có hiệu quả cao, vì nó không những không gây hại cho người, an toàn cho gia súc, không ảnh hưởng đến các loài sinh vật có ích mà còn góp phần cải thiện môi trường,…Trong số này, đáng kể nhất là virus NPV Virus gây bệnh côn trùng đã được các nhà khoa học trên thế giới phát hiện ra hơn 1000 loài, trong đó các loài thuộc nhóm

Baculovirus có tác dụng diệt sâu cao nhất (Phạm Thị Thùy, 2004) Virus đa diện nhân

Nuclear Polyhedrovirus (NPV) là một tác nhân gây bệnh rất phổ biến trên sâu ăn tạp, được công nhận là một tiềm năng cho việc quản lý côn trùng, có hiệu quả tiêu diệt cao,

do tính chất lây lan virus NPV trong quần thể sâu, đồng thời virus sẽ nhân sinh khối trong cơ thể sâu khoang làm tăng tính chất tiêu diệt sâu, nó đặc biệt hấp dẫn bởi tính an

toàn đối với môi trường và các sinh vật khác Virus NPV có hiệu quả diệt sâu cao nhưng tác động chậm và hiệu lực của nó sẽ giảm dần theo tác dụng của tia cực tím (El

Salamouny et al, 2009) nên các nhà khoa học đã tiến hành thực hiện các cuộc thí

nghiệm để bổ sung các chất chống oxy hóa vào trong thành phần của dịch virus côn trùng để nhầm tăng hiệu quả chống oxy hóa dưới tác dụng của tia cực tím trong ánh mặt trời, năng cao hiệu lực của virus côn trùng trong quá trình tiêu diệt sâu hại Các thử nghiệm trong phòng cho thấy, NPV có hiệu lực cao đối với sâu khoang ăn tạp Việc phối trộn NPV với boric acid, rỉ đường có khả năng làm tăng hiệu lực diệt sâu của NPV Mặt khác, rỉ đường, trà xanh và bã cà phê có tác dụng lọc tia cựa tím, bảo vệ NPV dưới tác động của ánh nắng mặt trời (Phan Công Vẹn, 2013; Nguyễn Cao Đẳng, 2013) Các nguyên liệu này được đề xuất để làm phụ gia tạo chế phẩm NPV Tuy nhiên, để có kết luận chính xác, cần phải có thử nghiệm trên cây trồng Chính vì vậy, sinh viên tiến hành thực hiện đề tài “Đánh giá hiệu lực trừ sâu khoang của các dạng chế phẩm NPV” nhằm khẳng định lại hiệu quả của NPV khi phối trộn với các loại phụ gia

1.2 Mục tiêu của đề tài

Xác định hiệu lực diệt sâu cuả các dạng chế phẩm NPV

1.3 Ý nghĩa khoa học của đề tài

Đề tài cung cấp dữ liệu làm cơ sở để chọn lọc phụ gia tạo chế phẩm NPV trừ sâu khoang hại cây rau

1.4 Đối tượng nghiên cứu

Chế phẩm của NPV được cung cấp từ phòng thí nghiệm khoa Công nghệ sinh học - Thực phẩm – Môi trường, trường Đại Học Công Nghệ TP Hồ Chí Minh

Nguồn sâu khoang ăn tạp Spodoptera litura bắt trên đồng và nuôi trong phòng thí

nghiệm đến khi vũ hóa, trưởng thành Cho trưởng thành sinh sản và sử dụng sâu đầu tuổi 2 để tiến hành thí nghiệm

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Biện pháp sinh học

2.1.1 Định nghĩa

Biện pháp sinh học có nhiều định nghĩa người đầu tiên sử dụng biện pháp sinh học

là Smith (1919) để chỉ việc sử dụng thiên dịch trong phòng trừ côn trùng hại

Theo Tổ chức đấu tranh sinh hoc (OILB) thì “Biện pháp sinh học là biên pháp sử dụng sinh vật hoặc sản phẩm của chúng nhằm ngăn chặn hoặc giảm bớt những thiệt hại

do các sinh vật gây ra”

Theo Van Driesch và Belows (1996) thì “Biện pháp sinh học là sự kìm hãm chủng quần côn trùng do các hoạt động của thiên địch và là việc sử dụng các loài động vật ký sinh, bắt mồi, nguồn bệnh, vi sinh vật đối kháng hoặc các chủng quần cạnh tranh để kìm hãm chủng quần dịch hại, làm cho chúng giảm mật độ và tác hại”

Theo Viện Hàn Lâm Khoa Học Quốc Gia Hoa Kỳ (1987) thì “Biện pháp sinh học là việc sử dụng các cơ thể tự nhiên hay biến đổi, các gen hoặc các sản phẩm của gen để làm giảm ảnh hưởng của các cơ thể không mong muốn và để làm lợi cho các cá thể mong muốn như cây trồng, côn trùng và vi sinh vật có ích”

Như vậy Biện pháp sinh học có thể nói đơn giản là dùng các sinh vật để khống chế sinh vật hại và rộng hơn là dùng các sinh vật và sản phẩm của chúng để kìm hãm sinh vật gây hại, làm cho chúng giảm số lượng hoặc độc tính đối với sinh vật mục tiêu

2.1.2 Các loại biện pháp sinh học

Sử dụng sinh vật để tạo điều kiện cho loài mong muốn được phát triển trong khi kìm hãm loài không mong muốn (dịch hại) làm cho chúng giảm mật độ và giảm tác hại

đó là công việc của biện pháp sinh học Tùy theo nguồn gốc và phương thức sử dụng thiên địch mà người ta chia biện pháp sinh học thành 3 kiểu như sau:

●Biện pháp sinh học cổ điển (Classical) là nhập nội và thuần hóa một loài thiên dịch

để khống chế một loài dịch hại có nguồn gốc tại chỗ hoặc ngoại lai

●Biện pháp sinh học tăng cường (Augmentation) là nâng cao hoạt động của thiên dịch thông qua nhân nuôi và thả thiên địch để chúng kìm hãm dịch hại tại chỗ và ngoại lai

●Biện pháp sinh học bảo tồn (Conservation) là nghiên cứu tạo điều kiện thuận lợi về nơi cư trú, dinh dưỡng….cho thiên dịch bản địa phát huy tiềm năng sinh học khống chế dịch hại

2.1.3 Lịch sử nghiên cứu biện pháp sinh học tại Việt Nam

Mặc dù biện pháp sinh học (BPSH) trên thế giới đã thành công hơn 100 năm, nhưng đây là một lĩnh vực khoa học tương đối mới ở nước ta

Theo những gì ghi chép lại, nông dân nước ta cũng biết sử dụng kiến vàng để diệt trừ sâu hại trong vườn cam quýt từ khoảng thế kỷ thứ 4 Nhưng nghiên cứu phát triển BPSH thì mới chỉ được bắt đầu từ những năm đầu thập niên 1970 Những nghiên cứu

về thành phần thiên địch trên sâu hại lúa của Phạm Bình Quyền (1972-1973), của Viện Bảo vệ thực vật (1972-1973) và việc đánh giá hiệu lực của các chế phẩm sinh học từ vi khuẩn Bt để trừ sâu tơ tại Viện Bảo Vệ Thực Vật (1971-1974) có thể coi là những công trình đầu tiên về nghiên cứu BPSH phòng chống dịch hại ở nước ta (Phạm Văn Lầm, 2003)

Từ năm 1973, việc nghiên cứu sử dụng ong mắt đỏ Trichogramma spp để trừ sâu

hại được bắt đầu tại Viện Bảo Vệ Thực Vật Sau đó công việc nghiên cứu này cũng được một số cơ quan khác tiến hành như Phòng Sinh thái côn trùng (Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật), Bộ môn Động vật không xương sống (Khoa Sinh, Đại học Quốc gia Hà Nội) Đến nửa sau thập niên 1970, việc nghiên cứu sử dụng ong mắt đỏ

Trichogramma spp để trừ sâu hại được Chi cục BVTV Vĩnh Phúc, Thái Bình hưởng

ứng triển khai Từ thập niên 1980, việc sử dụng ong mắt đỏ Trichogramma để trừ sâu

hại được Trung tâm nghiên cứu cây Bông Nha Hố (nay là Viện nghiên cứu và phát triển cây bông) triển khai ứng dụng trên cây bông

Nghiên cứu nấm B Bassiana để trừ sâu róm thông Dendrolimus punctatuus được

bắt đầu từ giữa thập niên 1970 ở trường Đại học Lâm nghiệp

Từ cuối thập niên 1980 đến nay, việc nghiên cứu BPSH được tiến hành ở nhiều cơ quan như Viện Bảo Vệ Thực Vật, Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật, Khoa Sinh (Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội), Đại học Nông nghiệp I Hà Nội, Viện Nghiên cứu và Phát triển cây bông, Viện Công nghiệp thực phẩm,… Tác nhân sinh học được

nghiên cứu cũng đa dạng, gồm ong mắt đỏ Trichogramma spp., vi khuẩn (B

thuringiensis, S enteridis), virus côn trùng (NPV), nấm côn trùng (B bassiana, M anisopliae, M flavoviride), nấm đối kháng (Trichoderma spp.), tuyến trùng gây hại côn

trùng (Phạm Văn Lầm, 2003)

2.2 Giới thiệu về sâu ăn tạp (Spodoptera litura Fab)

Họ Ngài đêm (Noctuidae)

Bộ Cánh Vảy (Lepidoptera)

2.2.1 Phân bố

Sâu ăn tạp là loài có phổ ký chủ rộng, phân bố hầu hết các nơi trên thế giới và được ghi nhận lần đầu tiên ở huyện Nelson gây hại cho cây thuốc lá (Cottier và Gourlay,1955)

Sâu khoang là loài phân bố rộng khắp nơi trên thế giới, ở các nước Châu Âu, Châu

Mỹ, Châu Á, Bắc Phi, có ở khắp nơi ở nước ta

2.2.2 Ký chủ

Đây là loài đa thực Ước tính phá hoại 290 loại cây trồng thuộc 99 họ thực vật, ở nước ta sâu khoang là loài sâu hại quan trọng trên rau màu: rau họ hoa thập tự, cà chua, cà bát, đậu đũa, đậu vàng, bầu bí, rau muống, khoai tây, khoai lang, khoai sọ, thuốc lá, bông, thầu dầu, điền thanh…

2.2.3 Triệu chứng và mức độ gây hại

Sâu non sâu khoang tuổi nhỏ tập trung thành đám gặm ăn lá, chừa lại biểu bì trên và gân lá Khi sâu lớn thì phân tán, ăn thủng lá chỉ để lại gân lá, có thể cắn trụi hết lá, cắn trụi cành hoa, chui và đục khoét trong quả, nụ hoa Khi sâu khoang phát sinh thành dịch, chúng gây thiệt hại đáng kể cho cây trồng Rau ăn lá thì bị giảm số lượng và giá trị thương phẩm, với cây lấy quả như cà chua thì hoa nụ bị hại sẽ rụng, quả bị hại sẽ rụng sớm, hoặc thối khi trời mưa

2.2.4 Hình thái

Ngài thân dài 16-21 mm, sải cánh 37-42 mm Cánh trước màu nâu vàng Phần giữa

từ mép trước cánh tới mép sau cánh có một vân ngang rộng màu trắng Trong đường vân này có 2 đường vân màu nâu (ở con đực không rõ), cánh sau màu trắng loáng phản quang màu tím

Trứng hình bánh cầu, đường kính 0,5mm Bề mặt trứng có những đường khía dọc

từ đỉnh trứng xuống đáy trứng (khoảng 36-39 đường) cắt ngang bởi những đường khía ngang tạo nên những ô nhỏ Trứng mởi đẻ có màu trắng vàng, sau chuyển thành màu vàng xám, khi sắp nở có màu xám Trứng xếp với nhau thành ổ có lông màu nâu vàng phủ bên ngoài Sâu non đẫy sức dài 38-51mm, phần lớn có màu nâu đen, hoặc nâu tối, một số ít có màu xanh lục Vạch lưng và vạch phụ lưng màu vàng, trên mỗi đốt dọc theo vạch phụ lưng có một vệt màu đen hình bán nguyệt, trong đó vệt ở đốt bụng thứ 1

và đốt bụng thứ 8 là lớn nhất

Nhộng dài 18-20mm, màu nâu tươi hoặc nâu tối, hình ống tròn Mép trước đốt bụng thứ 4 và vòng quanh các đốt bụng thứ 5, 6, 7 có nhiều chấm lõm Cuối bụng có một đôi gai ngắn

Hình 2.1 Vòng đời sâu khoang Spodoptera Litura Fabricius

2.2.5 Tập tính sinh sống và quy luật phát sinh gây hại

Ngài sâu khoang thường vũ hóa vào buổi chiều và lúc chập choạng tối bay ra hoạt động Ban ngày ngài đậu ở dưới là và ở những nơi kín trong bụi cây lùm cỏ Thời gian ngài hoạt động từ chập tối đến nửa đêm Sức bay khỏe, trưởng thành có khả năng bay

xa tới 1,5km (Salama và Shoukry, 1972) Bị khua động bay vài chục mét và có thể bay cao tới 6-7m Ngài có xu tính mạnh với mùi vị chua ngọt và với ánh sáng đèn, đặc biệt

là đèn có bước sóng ngắn Trưởng thành đẻ trứng vào đêm thứ 2 sau khi vũ hóa Một đời con cái giao phối khoảng 3-4 lần, trong khi đó con đực có thể giao phối 10 lần Ngài cái có tính chọn lọc ký chủ để đẻ trứng, ngài đẻ trứng thành từng ổ khoảng vài trăm quả, thường nằm ở mặt lá, thời gian đẻ trứng thường kéo dài từ 6-8 ngày, số lượng trứng đẻ trung bình của 1 con cái trưởng thành là từ 2000-2600 trứng Số lượng trứng trên các cây ký chủ khác nhau khá rõ rệt, nếu trong khu vực có trồng cây thầu dầu và điền thanh thì sâu khoang đẻ trên những cây này nhiều hơn các cây khác

Thời gian sống của ngài sâu khoang ở nhiệt độ cao (hè-thu) ngắn hơn ở nhiệt độ thấp (đông- xuân), ngài được ăn thêm sống lâu hơn là không ăn

Giai đoạn trứng kéo dài trong khoảng 2-3 ngày, sâu khoang hóa nhộng trong đất, giai đoạn nhộng kéo dài từ 7 đến 10 ngày

Sâu non tuổi 1 sống quần tụ với nhau quanh ổ trứng Lúc này nếu bị khua động sâu

có thể bò phân tán hoặc nhả tơ dong mình rơi xuống Tuổi nhỏ không lẩn tránh ánh sáng, nhưng ở tuổi lớn hơn (tuổi 4) có hiện tượng trốn ánh sáng nên ban ngày thường chui vào chỗ kín hoặc chui xuống khe nẻ ở mặt đất, ban đêm mới chui ra để hoạt động Sâu có thể di chuyển từ cánh đồng này sang cánh đồng khác, ở đất cát pha hoặc đất thịt nhẹ sâu non còn có thể ăn cả bộ phận dưới mặt đất của cây trong thời gian ẩn nấp ban ngày Sâu non có 6 tuổi, sâu non tuổi cuối có thể nặng đến 800 mg, trung bình giai đoạn sâu non có thể ăn đến hết 4 g lá, trong đó 80% bị tiêu thụ bởi sâu non tuổi cuối, sâu non đầy sức thì chui xuống đất làm một kén bằng đất hình bầu dục để hóa nhộng bên trong Đất có hàm lượng nước 20% là thích hợp nhất cho sâu hóa nhộng Đất quá khô hoặc quá ẩm đều không thuận lợi

Sâu khoang là loài ưu điều kiện nóng ẩm, nhiệt độ thích hợp nhất cho sâu sinh trưởng phát dục là 29-300C và độ ẩm không khí thích hợp nhất là trên 90%

Ở Việt Nam điều kiện thời tiết khí hậu, cây trồng thuận lợi cho sâu khoang phát sinh phát triển và thường gây thiệt hại nặng cho cây trồng vào các tháng nóng ẩm mùa

hè và mùa thu (từ tháng 4 đến tháng 10) Dịch sâu thường phát sinh vào khoảng tháng 5-6, còn các tháng khác thì có thể gây hại nặng hay nhẹ tùy thuộc vào địa điểm và cây trồng

Những nghiên cứu ở Viện Bảo Vệ Thực Vật từ năm 1997-2000 cho thấy vòng đời sâu khoang ở đồng bằng Sông Hồng từ 20-60 ngày phụ thuộc vào nhiệt độ

2.2.6 Biện pháp phòng chống sâu khoang hại cây trồng

Trong một số năm gần đây để phòng trừ sâu khoang trên thế giới cũng như ở nước

ta đã và đang sử dụng biện pháp quản lý dịch hại tổng hợp (JA Wightman, ICRISAT, Andhra Pradesh, India, 1996) bao gồm các biện pháp sau:

Dùng bẫy đèn (đặc biệt là đèn tia tím) và bẫy chua ngọt để bắt và tiêu diệt Vừa có

ý nghĩa trong dự phòng dự báo, vừa có ý nghĩa trong việc giảm số lượng sâu trưởng thành trước khi đẻ trứng

Bắt sâu tuổi nhỏ lúc chưa phân tán và ngắt ổ trứng là biện pháp rất có hiệu quả Khi

dự tính được thời gian trưởng thành ra rộ thì định kỳ 2-3 ngày 1 lần đi thu bắt sâu tuổi nhỏ và ngắt ổ trứng chưa nở

Cày bừa, phơi ải kỹ trước khi trồng rau Trong quá trình sinh trưởng phát triển của rau cần xới xáo, làm cỏ kết hợp diệt sâu, nhộng

Trồng cây hưởng dương, thầu dầu xung quanh cánh đồng hoặc trồng thành hàng ở giữa cánh đồng để dụ sâu khoang đến, sau đó thu nhặt trứng và sâu non trên cây bẫy

để tiêu diệt

Sử dụng bẫy pheromone

Bảo vệ và khích lệ các loài ong ký sinh sâu non: Apanteles ruficrus, C

marginiventris, A kazak, Campoletes chloridae, Peribaea orbata, Hyposoter didymator và Telenomus remus (Michael et al, 1984)

Sử dụng Bacillus thuringiensis (Krishnaiah et al, 1985) hoặc sử dụng Nuclear

Polyhedrosis Virus để tiêu diệt sâu khoang (sử dụng 500 sâu non nhiễm Virus/ha), sử dụng dịch chiết của cây xoan để phun diệt sâu non…

2.3 Khái quát về virus gây bệnh côn trùng

2.3.1 Lịch sử về nghiên cứu các nhóm virus gây bệnh côn trùng

Virus gây bệnh trên côn trùng đã được Phillips nghiên cứu vào năm 1720, sau đó nhà khoa học Cornalia và Mamestri nghiên cứu vào năm 1856 trên cơ thể con tằm,

năm 1898 Bolle phát hiện thể đa diên trong ruột con tằm đã giải phóng ra những hạt

virus nhỏ Bệnh virus sâu xanh bông Helicoverpa armigera đã được Mally phát hiện

tại Nam Phi năm 1891, đến năm 1936, Parson, Sweetman và Bergold mới xác định được nguyên nhân gây bệnh của những thể đa diện do chính các virus gây bệnh trên côn trùng Vào năm 1940 trên thế giới xuất hiện kính hiển vi điện tử thì có hàng loạt các công trình nghiên cứu về các loại virus côn trùng Từ đó cho đến nay có rất nhiều nhà khoa học trên thế giới nghiên cứu sản xuất và ứng dụng virus đa diện nhân sâu xanh để trừ sâu xanh bông, thuốc lá, ngô, cà chua…

Virus gây bệnh trên côn trùng là một trong những nhóm vi sinh vật gây bệnh có nhiều triển vọng trong việc phòng trừ sâu hại cây trồng Đây là nhóm virus có kích thước rất nhỏ (siêu vi khuẩn) có khả năng sống và sinh sản trên các mô sống, nhưng chúng không thể nuôi cấy trên môi trường nhân tạo vì virus gây bệnh trên côn trùng có đặc điểm nổi bật là tính chuyên tính, nghĩa là virus chỉ gây bệnh riêng cho từng loại côn trùng gây hại, chúng cũng chỉ gây bệnh trên nhưng mô nhất định của côn trùng đó

và mỗi loại virus có một phổ ký chủ riêng, ví dụ như virus sâu xanh bông thì chỉ có thể lây bệnh cho sâu xanh bông, virus sâu tơ chỉ gây bệnh cho sâu tơ….Do đó tên của virus thường gắn với tên ký chủ, ví dụ như virus đa diện nhân sâu xanh bông được ký hiệu

Nuclear polyhedrosis virus Helicoverpa armigera (viết tắt là NPV Ha) chỉ gây bệnh cho riêng Helicoverpa armigera.Virus sâu tơ là virus hạt Granulosis virus chỉ gây bệnh cho sâu tơ Plutella xylostella viết tắt là GV Px Tuy nhiên nếu lấy chéo cũng có hiệu

quả nhưng không đáng kể

Khi nghiên cứu để xác định loại virus, các nhà khoa học thường dựa vào sự xuất hiện của các thể protein khác nhau, bởi virus côn trùng thường có vỏ protein bao bọc

để tạo nên thể vùi (virion) với khối đa diện hoặc tình trạng hạt, không phải các loài virus gây bệnh côn trùng đều có thể tạo thể vùi (Phạm Thị Thùy, 2004)

2.3.2 Các nhóm virus côn trùng

Căn cứ vào cấu trúc của các virion, các nhà khoa học đã phân loại và chia virus côn trùng thành 7 nhóm chính như sau

2.3.2.1 Nhóm Baculovirus thuộc họ Baculoviridae

Virus thuộc nhóm này có dạng hình que, hình gậy Kích thước từ 40-70nm x

250-400 nm, nhóm virus này gồm có 1 vỏ lipoprotein bao bọc quanh 1 protein nằm trong lõi ADN (nucleocapsid) trong đó có các virion, các virion bao gồm 11-25 polypeptide, trong đó có 4-11 polypeptide được kết hợp với nucleocapsid, số còn lại kết hợp với capsid, ADN của Baculovirus có cấu trúc 2 sợi vòng với trọng lượng phân tử từ 50-100x106, các virion được bao bọc quanh bởi 1 tinh thể protein lưới mắt cáo, các nhà khoa học gọi đó là thể vùi (Polyhedrosis Inclusion Body-PIB)

Nhóm Baculovirus bao gồm 4 loại:

Virus đa diện nhân (Nuclear polyherosis virus) viết tắt là NPV, đây là virus có hình

đa giác, bên trong có chứa nhiều hạt virion hay gọi là các thể vùi PIB Loại virus này

có thể lây lan rất cao với 7 bộ côn trùng như bộ cánh vảy Lepidoptera, bộ hai cánh Diptera, bộ cánh màng Hymenoptera, bộ cánh cứng Coleoptera, bộ cánh thẳng Orthopterra, bộ cánh mạch Neuroptera và bộ cánh nửa Hemiptera trong đó có khoảng

300 loài côn trùng ở bộ cánh vảy và hai cánh là nhiều nhất, tập trung chủ yếu ở họ ngài đêm Noctuidae và họ ngài sáng Piralidae

Virus hạt Granulosis virus (GV) đây là loại virus dạng hạt có hình oval, hình que bên trong chỉ chứa 1 virion ít khi chứa 2 virion, loại virus này chỉ xâm nhập chủ yếu vào tế bào lớp hạ bì của mô mỡ và huyết tương, khả năng diệt sâu cao, ADN này thường có trong lượng phân tử là 80x106, tỷ lệ (guanine - xitozin) trong ADN thường vào khoảng 35%-39% (P.Wildy, 1971) Chúng là những virus chứa ADN (axit deoxiribonucleic)

Virus có thể protein (thể vùi) khác nhau, bên trong có chứa các virion khác nhau cũng có khả năng diệt trừ sâu hại nhưng tỷ lệ thấp hơn NPV và GV

Virus không tạo thể vùi hoặc tạo thành rất mỏng cho nên loại virus này ít có khả năng diệt sâu hại cây trồng

2.3.2.2 Nhóm Cytoplasmis polyhedrosis virus (CPV)

Nhóm virus này thuộc Rioviridae, đây là nhóm virus đa diện tế bào chất có khả năng gây bệnh chỉ khoảng 200 loài côn trùng, tập trung chủ yếu ở bộ cánh vẩy Lepidoptera và bộ hai cánh Diptera Nhóm virus này tạo ra các thể protein đa diện có chứa các hạt virion hình cầu, đường kính 50-60nm, xâm nhập chủ yếu vào trong tế bào chất của biểu bì ruột nên khả năng diệt sâu cao Sâu bị bệnh CPV có biểu hiện kém ăn, còi cọc, đầu to hơn cơ thể, giai đoạn cuối của bệnh màu sắc côn trùng biến đổi

Virus đa diện dạng tế bào chất là loại virus chứa ARN (axit ribonucleic), trọng lượng phân tử ARN này là 12,6x106

2.3.2.3 Nhóm Entomopox virus (EV), thuộc họ Poxviridae

Nhóm virus này gây bệnh chủ yếu trên côn trùng ở bộ cánh vẩy Lepidoptera, bộ hai cánh Diptera, bộ cánh cứng Coleoptera, bộ cánh thẳng Orthoptera Về hình thái nhóm

EV có thể protein, ADN gồm 2 sợi có trọng lượng phân tử 110-200x106 và có ít nhất là

4 enzyme kết hợp, bên trong các thể vùi có chứa các virion hình bầu dục, chúng xâm

nhiễm vào các mô mỡ của côn trùng có khả năng diệt sâu không lớn

2.3.2.4 Nhóm Irido virus (IV) thuộc họ Iridoviridae

Đây là nhóm virus trần, chúng không tạo thành các thể vùi, các virion có hình cầu chứa ADN thẳng với hai loại kích thước, kích thước khoảng 130nm với trọng lượng phân tử 114-150x106 và kích thước lớn khoảng 240-288x106, trong virion có nhiều enzyme ADN, ARN polymeraza, nucleotide phosphohydrolaza và protein kinaza

Nhóm virus này thường xâm nhiễm trong các mô tế bào chất của sâu nên cũng có khả năng diệt sâu nhưng không cao

2.3.2.5 Nhóm Denso virus (DV) thuộc họ Parvoviridae

Nhóm virus này chỉ gây bệnh trên 3 loài sâu hại là Galleria mellonella, Junonia

coenia, Agraulis vanilla Virion chứa sợi ADN có trọng lượng phân tử 1,6-2,2 x106 Nhóm này có kích thước nhỏ đường kính 20-22 nm

2.3.2.6 Nhóm virus ARN thuộc họ Picornaviridae

Nhóm virus này không tạo các thể vùi, chúng thường ký sinh và xâm nhiễm trong

mô biểu bì tế bào ruột, có kích thước nhỏ hơn hoặc bằng 35 nm

2.3.2.7 Nhóm Sigma virus thuộc họ Rhabdoviridae

Nhóm này có tác nhân lây nhiễm di truyền, kích thước 140 x 1180 x 7 nm

Trong 7 nhóm virus trên thì nhóm Baculovirus và nhóm CPV là hai nhóm có tác dụng diệt sâu tốt nhất với hiệu quả phòng trừ cao nhất, vì vậy nhiều nước trên thế giới cũng như nước ta nhiều nhà khoa học đã tập trung nghiên cứu Đây là những virus đã

ký sinh trên các loại sâu hại, được các nhà khoa học nhân nuôi để tạo ra chế phẩm virus

và sử dụng chúng trong việc phòng trừ sâu hại đó Chúng gồm ba loại chính là loại virus đa diện dạng nhân (Nuclear polyhedrosis virus), loại virus thể hạt (Granulosis virus) và loại virus đa diện dạng tế bào chất (Cytoplasmis polyhedrosis virus)

Cho đến nay các nhà khoa học trên thế giới đã phát hiện hơn 1000 loài virus côn trùng Ngay từ đầu thập kỷ 80 của thế kỷ 20, thuốc trừ sâu virus đã được phát triển với nhịp độ rất nhanh, có hơn 20 loại virus của các loài sâu hại đã được sản xuất theo phương pháp công nghiệp thành dạng thuốc trừ sâu thương mại được bán ra thị trường

để phòng trừ các loại sâu hại cây trồng phổ biến

2.3.3 Cấu trúc của virus đa diện nhân NPV

NPV thuộc nhóm Baculovirus, họ Baculoviridae, nên nó mang những đặc điểm cấu tạo đặc trưng của họ này NPV tạo thể vùi có hình khối đa diện (NPV) (Chu Thị Thơm

et al, 2006) NPV có cấu trúc hình học, 5 - 6 đến 20 cạnh với nhiều nhóm virus khác

nhau

Theo Phạm Thị Thùy (2004), virus thuộc nhóm này có dạng hình que, kích thước từ

40 - 70 nm x 250 - 400 nm, bên ngoài là một lớp vỏ có cấu tạo từ lipoprotein bao quanh một lớp protein nằm trong lõi ADN (Nuclecocapsid), trong có chứa các virion, các virion bao gồm 11 - 25 polypeptide Trong số polypeptide đó thì có khoảng 4 - 11 polypeptide được kết hợp với nuleocapsid và số polypeptide còn lại kết hợp với capside ADN ở dạng sợi vòng gồm hai sợi, với trọng lượng phân tử từ 50 - 10 x 106

các virion được bao quanh bởi một tinh thể protein và được gọi là thể vùi

NPV có dạng hình que, đường kính 0,15 - 15 µm, chứa hàng trăm tiểu thể virus, mỗi tiểu thể gồm một hoặc nhiều nucleocapsid Mỗi nucleocapsid có cấu tạo bên trong

là ADN và bên ngoài được bao bọc bằng một capsid protein Các virion dính lại với nhau để tạo thành thể vùi là nhờ vào một chất nền cũng được cấu tạo bằng protein

(Frances et al, 1998)

Hình 2.2: Cấu trúc của thể vùi

Kelly (1985) cho rằng, virus có dạng hình que có một hoặc nhiều nucleocapsid được bao bọc bởi một lớp vỏ, nucleocapsid là một phức hợp gồm ADN và protein (gọi tắc là Deoxyribo Nucleo Protein - DNP) và chúng cũng được bao quanh bởi một lớp vỏ capsid (bên trong lớp vỏ capsid này chỉ có một hoặc nhiều nucleocapsid), nếu là một nucleocapsid thì gọi là NPVs Nucleocapsid đơn - Single Nucleocapsid (NPV - SNPV); nếu có nhiều nucleocapsid trong vỏ capsid thì gọi là NPVs Nucleocapsid - Multiple Nucleocapsid (NPV - MNPV) Khi pha loãng thấy chúng tạo huyền phù màu trắng đục,

để quan sát thể vùi thì thường quan sát dưới kính hiển vi ở độ phóng đại 15.280 - 20.000 lần ở độ phóng đại này thì có thể thấy thể vùi đa diện là những khối kết tinh có nhiều cạnh, có dạng gần giống như hình cầu

Phân tử ADN gồm hai sợi có dạng vòng, dài khoảng 40 µm (Burgess, S., 1977) Mỗi nucleocapsid chỉ chứa một phân tử ADN, phân tử ADN có chiều dài gấp 2 - 3

lần chiều dài nucleocapsid (Skuratovskaya et al, 1977)

Cấu tạo Deoxyribo nucleo protein (DNP): Theo kết quả nghiên cứu của Bud et al

(1977) DNP được tạo thành do sự kết hợp giữa ADN và protein, sự kết hợp này không đồng nhất Đường kính DNP đo được 32 nm DNP ở trong capsid được sắp xếp chắc chắn, gọn gàng

Cấu tạo của nucleocapsid: nucleocapsid có dạng hình que, dáng hơi cong, đường kính 40 nm, dài 350 nm, có màng bọc bên ngoài (capsid) Nucleocapsid bao gồm hai loại protein, đó là một lõi DNP protein và màng capsid protein và từ 3 - 8 polypeptide

nhỏ (Summer et al, 1978)

Cấu tạo của thể virus: thể virus hình gậy gồm các nucleocapsid được bao bọc, mỗi

vỏ bao có thể có một hoặc nhiều nucleocapsid, có loại có tới 30 nucleocapsid Lớp vỏ bao gồm có lipid, trong vỏ còn có 8 - 10 polypeptid (Harrap, 1972; Kelly,1982,1985)

Cấu tạo của khối đa diện (polyhedra): Theo Crook et al (1982) thì polyhedra là

những khối kết tinh lớn, kích thước từ 1 - 4 µm, có dạng hình vuông hoặc gần như hình cầu, bên trong có chứa nhiều hạt virus, có khi lên tới 100 hạt, bao quanh các virus đó là mạng lưới kết tinh hình mắt cáo Polyhedra còn bao gồm nhiều polypeptide Protein

polyhedron có trọng lượng phân tử thay đổi từ 27.000 - 34.000 million , phụ thuộc vào loại virus (Bergold, 1963; Harrap, 1972) Polyhedra có đặc điểm là ổn định ở pH trung

tính pH kiềm 9,5 trở lên sẽ làm nó bị hòa tan (Faust et al , 1966) Minon, F et al

(1979) còn cho biết polyhedra hoàn thiện được một lớp vỏ có hình thái riêng biệt vây quanh, chức năng có lớp vỏ này chưa được xác định

2.3.4 Cơ chế xâm nhiễm của virus NPV

Theo Vũ Mai Nam (2001) khi giải thích về cơ chế xâm nhiễm của NPVs như sau:

virus SpltNPV xâm nhập vào cơ thể sâu qua thức ăn, vào đến ruột giữa do tác động của

dịch ruột, vỏ protein vỡ ra Sâu bị nhiễm có màu trắng bệch, lờ đờ Hai hoặc ba ngày sau khi bị nhiễm, sâu không ăn, nằm bất động cho đến khi cơ thể sưng lên, vỡ dịch

chảy ra ngoài và sâu chết hẳn

Thời gian từ lúc virus xâm nhập vào cơ thể cho đến khi sâu chết thay đổi tùy theo tuổi và loài sâu Cơ chế giết sâu là ký sinh trên ký chủ và bắt đầu quá trình ký sinh khác làm bệnh lây nhiễm nhanh chóng và lan rộng không ngừng Mặt khác, xác sâu chết trở thành thức ăn cho sâu sống vì thế sự lây nhiễm càng nhanh hơn (Vũ Mai Nam, 2001)

Theo Phạm Thị Thùy (2004) khi thức ăn có chứa virus NPVs vào ruột sâu non,

cũng như Bacillus thuringiensis bằng con đường tiêu hóa virus đã thực hiện quá trình

hủy toàn bộ chức năng của sâu làm sâu chết Cơ chế được mô tả như sau: khi vào ruột các thể vùi PIB của virus sẽ giải phóng ra các virion, dưới tác dụng của dịch tiêu hóa, qua biểu bì mô ruột giữa, các virion xâm nhập vào dịch huyết tương, chúng tiếp xúc với các tế bào và xâm nhập vào bên trong để thực hiện quá trình gây bệnh cho sâu hại, quá trình này trải qua 3 giai đoạn:

Giai đoạn tiềm ẩn: kéo dài từ 6 - 12 giờ, đây là giai đoạn xâm nhập của các thể vùi Polyhedral inclusion body xâm nhập vào trong tế bào, các virion được phóng thích ra, chúng tự đính vào các vị trí thích hợp trên màng nhân tế bào thành ruột của sâu

Giai đoạn tăng trưởng (sinh sản): kéo dài 12 - 48 giờ, đây là giai đoạn tăng nhanh của các virion mới trong dịch ruột của sâu Đối với sâu tuổi nhỏ chỉ sau 32 giờ trong cơ thể sâu đã chứa đầy các virion trần

Giai đoạn cuối: đây là giai đoạn tạo thể vùi tức là các thể virion được bao bọc trong thể protein, côn trùng trong giai đoạn này có màu sáng bóng, màu sắc nhạt và đôi khi

có màu hồng Sự phân giải tế bào và sự phân giải của mô cơ thể bắt đầu ngay sau khi virus tạo thể vùi

Sâu tuổi nhỏ chết trong khoảng 3 - 5 ngày sau khi ăn phải thức ăn bị nhiễm virus Nhưng sâu tuổi lớn thời gian ủ bệnh từ 4 - 6 ngày, có khi dài hơn, vì quá trình ủ bệnh còn phụ thuộc vào tuổi sâu, điều kiện nhiệt độ, ẩm độ và lượng thức ăn khi lây nhiễm Ngay sau khi sâu chết sâu trở nên mềm nhũn, da bị vỡ và giải phóng ra hàng tỷ thể vùi bám trên các bộ phận của cây trồng, đó là nguồn virus lan truyền sang cá thể khác

Hình 2.3: Sơ đồ lây nhiễm, xâm nhập và phát triển của NPV trong cơ thể sâu chủ

 Sâu ăn lá cây bị nhiễm virus

 Các thể vùi virus hiện diện trong lá

 Hệ tiêu hóa trong ruột giữa của sâu

 Các phân tử virus được phóng thích ra khỏi thể vùi và đến gắn vào mao mạch của vách ruột

 Sự nhân một số virus trong tế bào sâu

Virus

2.3.5 Phương thức lây truyền nguồn bệnh virus

Phần lớn các thể vùi của NPV, GV, CPV được giải phóng từ cơ thể sâu bị bệnh đã

rã xuống đất hoặc bám trên các bộ phận của thực vật tạo thành những nguồn virus lan truyền bệnh Những thể vùi của virus cùng thức ăn xâm nhập vào ruột côn trùng Tại ruột côn trùng dưới tác động của các men tiêu hóa, thể vùi bị hòa tan và giải phóng các virion Qua biểu mô ruột giữa virion xâm nhập vào dịch máu, tiếp xúc với các tế bào và xâm nhập vào bên trong các tế bào để sinh sản và gây bệnh cho vật chủ

Theo Chu Thị Thơm et al (2006), việc lây truyền nguồn bệnh virus ở côn trùng xảy

ra theo 2 hướng:

Lây truyền ngang: nguồn bệnh lây lan giữa các cá thể trong cùng một thế hệ trong điều kiện bệnh phát thành dịch, nguồn virus có thể bám bên ngoài vỏ trứng của vật chủ Khi trứng nở, ấu trùng gậm vỏ trứng chui ra và nhiễm nguồn bệnh

Lây truyền dọc: là truyền nguồn bệnh qua trứng (qua phôi)

Ngoài ra trong một số trường hợp virus có thể xâm nhiễm trực tiếp vào dịch máu qua các vết thương trên cơ thể vật chủ (qua vết chọc đẻ trứng của ong kí sinh, lỗ xâm nhiễm của một số ấu trùng kí sinh vào bên trong vật chủ)