Nghiên cứu hoạt tính kháng sâu khoang (spodoptera litura) hại rau lang của tinh dầu từ một số loài thực vật ở bình dương

TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA HỌC TỰ NHIÊN BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƢỜNG NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH KHÁNG SÂU KHOANG (SPODOPTERA LITURA) HẠI RAU LANG CỦA TINH DẦU TỪ MỘT SỐ LỒI THỰC VẬT Ở BÌNH DƢƠNG Mã số: Xác nhận đơn vị chủ trì đề tài Chủ nhiệm đề tài ThS Trần Thanh Hùng Bình Dƣơng, 06/2019 DANH SÁCH NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI TT Họ tên Đơn vị công tác lĩnh vực chuyên môn - Khoa Khoa học Tự Trần Thanh Hùng nhiên - Chuyên môn: Công nghệ Sinh học Nội dung nghiên cứu cụ thể đƣợc giao Chữ ký Chủ nhiệm đề tài, viết thuyết minh đề cƣơng, thực thí nghiệm viết báo cáo tổng kết đề tài MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG 04 DANH MỤC HÌNH 05 THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 06 MỞ ĐẦU 11 Tính cấp thiết đề tài 11 Mục tiêu đề tài 12 Đối tƣợng nghiên cứu 13 Phạm vi nghiên cứu 13 Nội dung nghiên cứu 13 CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 14 1.1 Tinh dầu 14 1.2 Đặc điểm loài thực vật đƣợc sử dụng đề tài 19 1.3 Đặc điểm Sâu khoang (Spodoptera litura) 25 1.4 Các nghiên cứu hoạt tính trừ Sâu khoang (Spodoptera litura) tinh dầu 26 CHƢƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29 2.1 Vật liệu nghiên cứu 29 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 30 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 36 3.1 Hiệu suất tinh dầu mẫu vật nghiên cứu 36 3.2 Vòng đời Sâu khoang hại Rau lang điều kiện phịng thí nghiệm 37 3.3 Hoạt tính kháng Sâu khoang tinh dầu điều kiện phịng thí nghiệm 39 3.4 Hiệu lực trừ Sâu khoang tinh dầu Tía tơ dại điều kiện vƣờn ƣơm 48 3.5 Thành phần hóa học tinh dầu Tía tơ dại (Hyptis suaveolens) 52 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 55 Kết luận 55 Kiến nghị 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 PHỤ LỤC DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Hiệu suất tinh dầu thu đƣợc từ mẫu thực vật nghiên cứu 36 Bảng 3.2 Thời gian phát triển, kích thƣớc khối lƣợng cá thể giai đoạn phát triển Sâu khoang (S litura) điều kiện phịng thí nghiệm 37 Bảng 3.3 Độc tính tinh dầu ấu trùng Sâu khoang (S litura) sau 24 tiếp xúc 47 Bảng 3.4 Tỉ lệ khoai lang bị hại ấu trùng Sâu khoang (Spodoptera litura) điều kiện vƣờn ƣơm 49 Bảng 3.5 Tỉ lệ chết ấu trùng Sâu khoang (Spodoptera litura) qua khoảng thời gian theo dõi 50 Bảng 3.6 Ảnh hƣởng tinh dầu Tía tơ dại đến tỉ lệ hố nhộng vũ hoá Sâu khoang (Spodoptera litura) 51 Bảng 3.7 Thành phần tinh dầu Tía tơ dại đƣợc phân tích GC-MS 53 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Mơ hình thiết bị chƣng cất tinh dầu Clevenger Apparatus 15 Hình 1.2 Sơ đồ dây chuyền chiết xuất dƣợc liệu CO2 lỏng 16 Hình 1.3 Cúc leo (Makania cordata) 19 Hình 1.4 Cỏ lào (Chromolaena odorata) 21 Hình 1.5 Ngũ sắc (Lantana camara) 22 Hình 1.6 Cúc bò (Wedelia trilobata) 23 Hình 1.7 Tía tơ dại (Hyptis Suaveolens) 24 Hình 1.8 Vịng đời Sâu khoang (Spodoptera litura) Hình 3.1 Các đoạn phát triển khác Sâu khoang (S litura) 39 Hình 3.2 Hoạt tính kháng ăn tinh dầu ấu trùng sâu khoang (S litura) thí nghiệm có chọn lọc thức ăn 42 Hình 3.3 Hoạt tính kháng ăn tinh dầu ấu trùng sâu khoang (S litura) thí nghiệm khơng có chọn lọc thức ăn 43 Hình 3.4 Tác động tinh dầu lên phát triển nhộng Sâu khoang (S litura) 45 Hình 3.5 Ảnh hƣởng tinh dầu đến hình thành nhộng vũ hóa Sâu khoang (S litura) 46 TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT Đơn vị: Khoa Khoa học Tự nhiên THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thông tin chung: - Tên đề tài: ―Nghiên cứu hoạt tính kháng Sâu khoang (Spodoptera litura) hại rau lang tinh dầu từ số lồi thực vật Bình Dƣơng‖ - Mã số: - Chủ nhiệm: ThS Trần Thanh Hùng - Đơn vị chủ trì: Khoa Khoa học Tự nhiên, Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một - Thời gian thực hiện: 12 tháng (từ 01/2018 đến 01/2019) Mục tiêu: - Đánh giá hoạt tính gây kháng ăn, tiêu diệt, ức chế phát triển độc tính tinh dầu từ số lồi thực vật Bình Dƣơng sâu khoang hại khoai lang điều kiện phịng thí nghiệm - Đánh giá hiệu lực kháng sâu khoang tinh dầu có hoạt tính mạnh điều kiện vƣờn ƣơm Tính sáng tạo: Nghiên cứu hoạt tính trừ sâu hại tinh dầu thực vật hƣớng nghiên cứu Việt Nam Hoạt tính trừ sâu khoang tinh dầu từ loài thực vật nhƣ Cúc leo (Mikania cordata), Cỏ lào (Chromolaena odorata), ngũ sắc (Lantana camara), Cúc bò (Wedelia trilobata) Tía tơ dại (Hyptis suaveolens) chƣa đƣợc quan tâm nghiên cứu chúng đƣợc chứng tỏ có hoạt tính sinh học cao lồi nấm, vi khuẩn số lồi trùng khác Kết nghiên cứu: - Trong điều kiện phịng thí nghiệm, tinh dầu Tía tơ dại (H suaveolens) biểu hoạt tính kháng ăn, ức chế phát triển độc tính mạnh ấu trùng Sâu khoang (S litura) Ở nồng độ 1,5 – 2,5%, tinh dầu Tía tơ dại có hoạt tính kháng ăn mạnh với số kháng ăn (AI, tính theo Caasi (1983)) đạt từ 79,46 - 89,86 thí nghiệm có chọn lọc thức ăn từ 85,99 – 96,30 thí nghiệm khơng có chọn lọc thức ăn Tinh dầu tía tô dại, nồng độ 1,2 mg/ấu trùng, diệt 93,33 % ấu trùng ức chế hồn tồn hình thành bƣớm trƣởng thành Độc tính tiếp xúc tinh dầu Tía tơ dại sau 24 xử lý cao có ý nghĩa thống kê so với tinh dầu lại, với giá trị LD50 0,16 mg/ấu trùng - Trong điều kiện vƣờn ƣơm, tinh dầu Tía tơ dại biểu hoạt tính kháng ăn, hiệu lực tiêu diệt ức chế phát triển mạnh ấu trùng Sâu khoang Tinh dầu Tía tơ dại nồng độ - 32% biểu hiệu lực kháng ăn mạnh sau 24 xử lý với tỷ lệ bị hại dao động từ 4,44 – 13,26% Ở nồng độ – 32%, tỷ lệ sâu chết đạt từ 46,67 – 86,67% sau 48 xử lý Tinh dầu tía tơ dại ức chế mạnh đến tăng trƣởng ấu trùng nhộng, dẫn đến giảm tỷ lệ nhộng thành bƣớm Sâu khoang với tỷ lệ vũ hóa giảm từ 23,33 - 0,00 % xử lý tinh dầu từ với nồng độ tăng dần từ – 32% Sản phẩm: - Sản phẩm khoa học: 01 báo khoa học đăng Tạp chí Khoa học Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một 01 báo khoa học đăng Kỷ yếu Hội nghị toàn quốc Sinh thái Tài nguyên sinh vật - Sản phẩm đào tạo: 02 đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên 01 đề tài khóa luận tốt nghiệp - Các sản phẩm khác: 01 Thuyết minh đề cƣơng đề cƣơng đề tài 01 Báo cáo tổng kết đề tài Hiệu quả, phƣơng thức chuyển giao kết nghiên cứu khả áp dụng: - Đề tài góp phần đào tạo sinh viên thơng qua hƣớng dẫn nghiên cứu khoa học khóa luận tốt nghiệp - Báo cáo tổng kết đề tài nguồn tài liệu tham khảo cho giảng viên sinh viên trƣờng Đại học Thủ Dầu Một - Đề tài cung cấp sở cho việc chế tạo chế phẩm trừ sâu có nguồn gốc thảo mộc Từ góp phần vào việc làm giảm tác động có hại đến mơi trƣờng sức khỏe ngƣời việc lạm dụng thuốc trừ sâu hóa học - Kết nghiên cứu đƣợc chuyển giao cho trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Đơn vị chủ trì Ngày 24 tháng 04 năm 2019 Chủ nhiệm đề tài Trần Thanh Hùng XÁC NHẬN CỦA CƠ QUAN INFORMATION ON RESEARCH RESULTS General information: - Project title: ―Insecticidal activity of the essential oils from different plants in Binh Duong against Spodoptera litura Fab (Lepidoptera: Noctuidae)‖ - Code number: - Coordinator: Tran Thanh Hung - Implementing institution: Faculty of Natural Science, Thu Dau Mot University - Duration: from January 2018 to January 2019 Objective(s): The aim of the current study was to evaluate the insecticidal activity of essential oils extracted from different plants in Binh Duong, including Hyptis suaveolens, Chromolaena odorata, Lantana camara, Mikania cordata and Wedelia trilobata, against Spodoptera litura under the laboratory conditions The dominant essential oil was assessed the insecticidal properties under the nursery conditions Creativeness and innovativeness: Studying the insecticidal activity of essential oils is one of new research directions in Vietnam Despite the fact that the essential oils from Hyptis suaveolens, Chromolaena odorata, Lantana camara, Mikania cordata and Wedelia trilobata were demonstrated to possess the high bioactivity against a wide range of fungi, bacteria, and insects, their activities against Spodoptera litura have not been studied yet Research results: - In the laboratory conditions, the results indicated that H suaveolens essential oil had a strong antifeedant effect on the larvae with antifeedant index (AI) of 79.46 – 89.86 in choice test and of 85.99 – 96.30 in no-choice test when leaf disks of Ipomoea batatas were treated with the essential oil at concentration of 1.5 – 2.5% Pupation and adult emergence of the larvae were totally inhibited when the larvae were topical treated with H suaveolens essential oil at 1.2 mg/larva Larvicidal activity of H suaveolens essential oil (LD50=0.16 mg/larva) was stronger than those of the other test essential oils after 24 hour of treatment - In the nursery conditions, the H suaveolens essential oil at concentration of - 32% exhibited a strong antifeedant impact on the larvae with the percentage of damaged leaves of 4.44 – 13.26% The concentrations also caused the mortality rate of 46.67 – 86.67% for the larvae The essential oil had a strong inhibition on the development of the larvae, leading to a considerable reduction of adult emergence The proportion of adults decreased from 23,33 to 0% when the concentration increased from to 32% Products: - Scientific products: 01 article published on the Scientific Journal of Thu Dau Mot University 01 article published on the Proceedings of the 7th National Scientific Conference on Ecology and Biological Resources - Training products: 01 bachelor’s thesis 02 student research project - Other products: Research proposal Research report Effects, transfer alternatives of reserach results and applicability: - The project contributed in training students via the bachelor’s thesis and the student research project - The research report of project is a reliable reference for lecturers and students in Thu Dau Mot University - The project makes a scientific foundation for further studies to use the essential oils as bio-insecticides for control of S litura - The project is applied in Thu Dau Mot University 10 3.4.3 Tác động ức chế phát triển tinh dầu Tía tơ dại đến ấu trùng Sâu khoang (Spodoptera litura) điều kiện vườn ươm Sau khảo sát hoạt tính tiêu diệt tinh dầu Tía tơ dại ấu trùng Sâu khoang, tiếp tục tiến hành theo dõi hình thành nhộng (hóa nhộng) hình thành bƣớm (vũ hóa) cá thể Sâu khoang sống vƣờn ƣơm Kết đƣợc trình bày bảng 3.6 Bảng 3.6 Ảnh hƣởng tinh dầu Tía tơ dại đến tỉ lệ hoá nhộng vũ hoá Sâu khoang (Spodoptera litura) Nồng độ tinh dầu (%) Tỷ lệ (%) ấu trùng chết Tỷ lệ (%) ấu trùng sống sót thành nhộng Tỷ lệ (%) nhộng chết Tỷ lệ (%) nhộng thành bƣớm ĐC 0,00 ± 0,00a 16,67 ± 6,67a 83,33 ± 6,67d 2,00 6,67 ± 3,33b 26,66 ± 3,33ab 66,67 ± 3,33c 4,00 23,33 ± 3,33c 53,34 ± 6,67c 23,33 ± 3,33b 8,00 46,67 ± 3,33d 40,00 ± 5,77bc 13,33 ± 3,33b 16,00 70,00 ± 5,77e 16,67 ± 6,67a 13,33 ± 3,33b 32,00 86,67 ± 3,33f 13,33 ± 3,33a 0,00 ± 0,00a Giá trị trung bình ± SE cột theo sau chữ khác có khác biệt có ý nghĩa thống kê (P < 0,05) theo LSD test (ANOVA) Kết bảng 3.6 cho thấy, tinh dầu chiết xuất từ Tía tơ dại có tác dụng ức chế đến q trình hình hóa nhộng vũ hóa ấu trùng Sâu khoang Ở đối chứng (sử dụng nƣớc cất chứa 0,5% Tween 20) hầu nhƣ khơng gây ảnh hƣởng đến q trình hóa nhộng vũ hóa ấu trùng Sâu khoang Tỉ lệ hóa nhộng ấu trùng Sâu khoang nghiệm thức (xử lí với dung dịch tinh dầu Tía tơ dại có nồng độ 2%) cao (93,33%) Tỉ lệ hóa nhộng ấu trùng Sâu khoang nghiệm thức (xử lí với dung dịch tinh dầu Tía tơ dại có nồng độ 32%) thấp (13,33%) Tƣơng tự nhƣ q trình hóa nhộng, vũ hóa ấu trùng Sâu khoang nghiệm thức (xử lí với dung dịch tinh dầu Tía tơ dại có nồng độ 2%) có tỉ lệ cao 51 66,67% Sự vũ hóa ấu trùng Sâu khoang nghiệm thức (xử lí với dung dịch tinh dầu Tía tơ dại có nồng độ 32%) có tỉ lệ thấp 0,00% Kết phân tích ANOVA cho thấy, tỉ lệ hoá nhộng vũ hoá nghiệm thức có khác biệt có ý nghĩa thống kê (P