Đang tải... (xem toàn văn)
Chương 1: GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết của luận án Cây có múi được trồng từ rất lâu đời, có phân bố rộng khắp từ Bắc đến Nam và mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn so với nhiều loại cây trồng khác (Huỳnh Trí Đức và ctv., 2006). Tại các tỉnh phía Nam diện tích trồng cây có múi là 83.000 ha (Cục trồng trọt, 2011). Từ ghi nhận xuất hiện rãi rác trên bưởi Năm roi ở tỉnh Sóc Trăng vào năm 2011, đến năm 2013, Citripestis sagittifrella đã được xem là đối tượng gây hại nghiêm trọng ở khắp các địa bàn trồng bưởi tại ĐBSCL. Nguy hiểm hơn, bên cạnh trái bưởi, Citripestis sagitiferella còn tấn công hầu hết các loại trái cây có múi khác như cam sành, cam xoàn, cam mật, quít đường, chanh núm, chanh giấy, chanh không hạt, hạnh và chúc (Nguyễn Thị Thu Cúc, 2015). Do sâu đục trái bưởi là đối tượng mới xuất hiện và ấu trùng gây hại bên trong trái, biện pháp phòng trị bằng cách phun thuốc bảo vệ thực vật cho hiệu quả không cao. Nông dân thường phải phun thuốc trừ sâu 7 - 10 ngày/lần trong suốt thời gian phát triển của trái để phòng trị sâu đục trái bưởi (Trần Trọng Dũng và ctv., 2017). Để đáp ứng yêu cầu canh tác theo hướng bền vững, nghiên cứu cơ sở giúp xây dựng các chương trình quản lý hiệu quả đối với sâu đục trái bưởi là cần thiết. Ngăn chặn trưởng thành sinh sản để từ đó ngăn chặn sự gây hại của ấu trùng được xem là biện pháp hiệu quả, cả về mặt kỹ thuật và môi trường, đối với những loài côn trùng gây hại bên trong mô ký chủ (Huỳnh Thị Ngọc Linh và ctv., 2012, Nguyễn Hồng Lĩnh và ctv., 2016). Hiện nay, biện pháp bao trái được áp dụng rộng rãi để quản lý sự gây hại của sâu đục trái trên bưởi. Tuy nhiên, biện pháp bao trái đòi hỏi nhiều công lao động, đồng thời gặp khó khăn đối với những loại trái cây có múi có kích thước nhỏ. Ứng dụng hóa chất tín hiệu để điều chỉnh hành vi của côn trùng trưởng thành, từ đó bảo vệ cây trồng chống lại sự gây hại đang được xem là một trong những công cụ hiệu quả để góp phần thay thế cho thuốc bảo vệ thực vật hóa học (Lê Văn Vàng, 2016). Pheromone giới tính là loại hóa chất tín hiệu được cá thể tiết ra để hấp dẫn sự bắt cặp giao phối của các cá thể khác giới trong loài. Do có nguồn gốc tự nhiên, tính chuyên biệt rất cao và hoạt động ở hàm lượng rất thấp, nên áp dụng pheromone giới tính để quản lý côn trùng gây hại nông nghiệp được xem là giải pháp không độc, bền vững và an toàn (Witzgall et al., 2010). Cho đến nay pheromone giới tính của hơn 650 loài thuộc bộ cánh vảy đã được nghiên cứu (Ando, 2013; El-Sayed, 2014), hầu hết là nhằm ứng dụng trong quản lý côn trùng gây hại nông/lâm nghiệp bằng các hình thức: Khảo sát diễn biến mật số quần thể, bẫy tập hợp, thu hút và giết trưởng thành, quấy rối bắt cặp (Ando et al., 2004). Theo Witzgall et al., (2010), hàng năm ước tính có hàng chục triệu mồi pheromone được sản xuất để ứng dụng cho việc khảo sát diễn biến mật số quần thể và bẫy tập hợp trên một diện tích ít nhất là 10 triệu hecta, thêm vào đó ít nhất một triệu hecta được áp dụng các kỹ thuật quấy rối bắt cặp và thu hút và giết. Bên cạnh việc được dùng như một loại thảo dược, tinh dầu sả và tinh dầu tỏi cũng được sử dụng trong bảo vệ thực vật làm thuốc phòng trị côn trùng gây hại cây trồng (Pinheiro et al., 2013; Tripathi et al., 2009). Tinh dầu sả và tinh dầu tỏi cũng được xem là hóa chất tín hiệu (Trần Thanh Thy và ctv., 2016). Đây cũng là một giải pháp sinh học phòng trừ dịch hại đáng lưu ý.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ TRẦN TRỌNG DŨNG NGHIÊN CỨU PHEROMONE GIỚI TÍNH CỦA SÂU ĐỤC TRÁI BƯỞI CITRIPESTIS SAGITTIFERELLA MOORE (LEPIDOPTERA: PYRALIDAE) XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC HOÁ HỌC, TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ NGOÀI ĐỒNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ CHUYÊN NGÀNH BẢO VỆ THỰC VẬT Mã ngành: 62 62 01 12 CẦN THƠ, 2021 MỤC LỤC Chương GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết luận án 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.2.1 Mục tiêu tổng quát 1.2.2 Mục tiêu cụ thể 1.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.4 Nội dung nghiên cứu 1.5 Điểm luận án 3 1.6 Ý nghĩa luận án 1.6.1 Ý nghĩa khoa học luận án 1.6.2 Ý nghĩa thực tiễn luận án Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan chung 2.1.1 Giới thiệu bưởi 2.1.2 Đặc điểm hình thái thực vật 2.1.3 Đặc tính sinh thái 2.1.4 Canh tác chăm sóc 2.2 Cơn trùng quan trọng hại có múi 2.2.1 Sâu đục trái bưởi 2.2.2 Sâu đục vỏ trái bưởi 2.2.3 Sâu vẽ bùa 2.3 Hóa chất tín hiệu 2.3.1 Định nghĩa 10 10 2.3.2 Đặc tính 10 2.3.3 Pheromone giới tính 11 2.3.4 Xác định cấu trúc hóa học thành phần pheromone giới tính kiểu I 15 2.4 Tổng hợp thành phần pheromone giới tính kiểu I có chứa liên hợp hai nối đôi phân tử 18 vii 2.4.1 Tổng hợp đồng phân E,Z E,E 18 2.4.2 Tổng hợp đồng phân Z,Z 19 2.4.3 Tổng hợp đồng phân Z,E E,E 19 2.5 Một số hydrocarbon pheromone giới tính trùng Cánh vảy (Lepidoptera) 20 2.6 Sơ lược số đặc tính hợp chất E11-14:OAc, Z11-14:OAc Z9,E11-14:OAc 24 2.6.1 E11-14:OAc 24 2.6.2 Z11-14:OAc 24 2.6.3 Z9,E11-14:OAc 2.7 Tinh dầu sả chanh 25 25 2.7.1 Đặc tính thực vật sả chanh 25 2.7.2 Thành phần tinh dầu sả chanh 25 2.8 Tinh dầu tỏi 26 2.8.1 Đặc tính thực vật tỏi 26 2.8.2 Thành phần tinh dầu tỏi 26 2.9 Tổng quan tình hình nghiên cứu sâu đục trái bưởi; ứng dụng pheromone giới tính chất quấy rối 27 2.9.1 Tình hình nghiên cứu giới 27 2.9.2 Tình hình nghiên cứu nước 30 Chương PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Thời gian, địa điểm phương tiện 36 3.1.1 Dụng cụ thiết bị 36 3.1.2 Các hóa chất sử dụng nghiên cứu 37 3.1.3 Nguồn sâu đục trái bưởi 38 3.2 Nội dung phương pháp nghiên cứu 39 3.2.1 Điều tra thực trạng canh tác nông hộ 39 3.2.2 Điều tra thành phần côn trùng gây hại vườn bưởi diễn biến tỷ lệ gây hại sâu đục trái bưởi 39 3.2.3 Khảo sát đặc điểm hình thái, sinh học sâu đục trái bưởi 40 viii 3.2.4 Ly trích pheromone giới tính ngài sâu đục trái bưởi 41 3.2.5 Xác định thành phần pheromone giới tính Citripestis sagitiferella 42 3.2.6 Tổng hợp thành phần pheromone giới tính Citripestis sagitiferella 43 3.2.7 Đánh giá khả hấp dẫn pheromone giới tính tổng hợp ngài Citripestis sagitiferella 46 3.2.8 Khảo sát ảnh hưởng tinh dầu sả tinh dầu tỏi lên gây hại sâu đục trái có múi 48 3.3 Xử lý số liệu 53 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 54 4.1 Điều tra thực trạng canh tác nông hộ 54 4.1.1 Thành phần lồi trùng nhện gây hại theo vấn nông hộ 54 4.1.2 Thành phần lồi trùng nhện gây hại điều tra vườn 54 4.1.3 Nhận biết nông dân sâu đục trái bưởi, thời gian xuất hiện, cỡ trái bị gây hại thành phần côn trùng gây hại vườn 57 4.1.4 Biện pháp phòng trị sâu đục trái bưởi 58 4.1.5 Tỉ lệ gây hại diễn biến gây hại sâu đục trái bưởi Citripestis sagitiferella 4.2 Đặc điểm hình thái, sinh học khả gây hại sâu đục trái bưởi 59 Citripestis sagitiferella 4.2.1 Đặc điểm hình thái sâu đục trái bưởi Citripestis sagitiferella 69 69 4.2.2 Đặc điểm sinh học sâu đục trái Citripestis sagitiferella 4.2.3 Tập quán sinh sống triệu chứng gây hại 4.3 Xác định pheromone giới tính ngài sâu đục trái bưởi 75 77 Citripestis sagitiferella phân tích GC-EAD GC-MS 79 4.3.1 Phân tích GC-EAD mẫu pheromone ly trích mẫu chuẩn tổng hợp 79 ix 4.3.2 Phân tích GC-MS mẫu pheromone ly trích 80 4.4 Tổng hợp thành phần pheromone giới tính Citripestis sagitiferella 83 4.4.1 Tổng hợp hợp chất E11-14:OAc Z11-14:Oac 4.4.2 Tổng hợp hợp chất Z9,E11-14:OAc 83 88 4.5 Hiệu hấp dẫn mồi pheromone giới tính tổng hợp ngài Citripestis sagitiferella điều kiện đồng 91 4.6 Hiệu số chất quấy rối đến gây hại sâu đục trái Citripestis sagitiferella vườn bưởi 95 4.6.1 Sự bay tinh dầu sả tinh dầu tỏi vật liệu chứa khác điều kiện đồng 4.6.2 Hiệu số chất quấy rối sâu đục trái bưởi 95 Citripestis sagitiferella điều kiện đồng 98 4.6.3 Hiệu tinh dầu sả việc quản lý sâu đục trái bưởi Citripestis sagitiferella điều kiện diện rộng 99 Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 102 5.1 Kết luận 102 5.2 Đề xuất 103 TÀI LIỆU THAM KHẢO 104 PHỤ LỤC 122 PHỤ LỤC 126 PHỤ LỤC PHỤ LỤC PHỤ LỤC PHỤ LỤC PHỤ LỤC PHỤ LỤC PHỤ LỤC PHỤ LỤC 10 151 155 157 159 162 163 164 165 x DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1 2.2 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 Nội dung bảng Trang Pheromone kiểu I với nhóm chức thơng thường côn trùng cánh vảy Pheromone kiểu I với nhóm chức lạ trùng cánh vảy Thơng tin vườn bưởi dùng khảo sát thành phần lồi trùng gây hại diễn biến tỷ lệ gây hại sâu đục trái bưởi Các nghiệm thức bố trí Thí nghiệm 1.1 Các nghiệm thức bố trí Thí nghiệm 1.2 Các nghiệm thức bố trí Thí nghiệm 1.3 Các nghiệm thức bố trí Thí nghiệm 1.4 Các nghiệm thức bố trí Thí nghiệm 1.5 Các nghiệm thức thí nghiệm đánh giá hiệu chất quấy rối sâu đục trái có múi Citripestis sagitiferella Các nghiệm thức thí nghiệm ứng dụng tinh dầu sả (TDS) để quản lý Citripestis sagitiferella vườn bưởi Các nghiệm thức thí nghiệm đánh giá mật độ treo túi tinh dầu phịng trừ sâu đục trái có múi Citripestis sagitiferella 13 14 40 47 47 47 48 48 49 51 53 54 4.2 4.3 Thành phần lồi trùng nhện gây hại vườn bưởi Năm roi theo nơng hộ vấn Thành phần lồi trùng nhện gây hại bưởi Nhận biết nông hộ sâu đục trái bưởi 4.4 Biện pháp phịng trị sâu đục trái bưởi nơng hộ 59 4.5 Tỷ lệ trái bị hại (%) theo đường kính trái vườn khảo sát Kích thước (mm) giai đoạn phát triển sâu đục trái bưởi Citripestis sagitiferella Thời gian phát triển giai đoạn sinh trưởng sâu đục trái Citripestis sagitiferella điều kiện phịng thí nghiệm Khả sống phát triển sâu đục trái Citripestis sagitiferella điều kiện phịng thí nghiệm Số lượng ngài Citripestis sagitiferella đực vào bẫy thí nghiệm đánh giá khả hấp dẫn mồi pheromone giới 60 4.1 4.6 4.7 4.8 4.9 xi 56 58 71 77 78 93 4.10 4.11 4.12 4.13 4.14 4.15 4.16 tính tổng hợp Citripestis sagitiferella Số lượng ngài Citripestis sagitiferella đực vào bẫy thí nghiệm đánh giá khả hấp dẫn mồi pheromone giới tính tổng hợp Citripestis sagitiferella Số lượng ngài Citripestis sagitiferella đực vào bẫy thí nghiệm đánh giá khả hấp dẫn mồi pheromone giới tính tổng hợp Citripestis sagitiferella Số lượng ngài Citripestis sagitiferella đực vào bẫy thí nghiệm đánh giá khả hấp dẫn mồi pheromone giới tính tổng hợp Citripestis sagitiferella Số lượng ngài Citripestis sagitiferella đực vào bẫy thí nghiệm đánh giá khả hấp dẫn mồi pheromone giới tính tổng hợp Citripestis sagitiferella Khối lượng bay dầu tỏi tinh dầu sả vật liệu chứa khác Tỉ lệ trái bị hại vườn thí nghiệm sử dụng tinh dầu sả dầu tỏi phòng trừ sâu đục trái bưởi Citripestis sagitiferella Sóc Trăng Tỉ lệ trái bị hại vườn thí nghiệm sử dụng tinh dầu sả để quản lý sâu đục trái bưởi Citripestis sagitiferella vườn bưởi Năm roi huyện Kế Sách, tỉnh Sóc Trăng xii 94 94 94 95 97 99 101 DANH SÁCH HÌNH Hình 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 Nội dung hình Trang Sơ đồ biểu diễn quy trình tổng quát xác định thành phần cấu trúc hóa học pheromone giới tính trùng Sơ đồ hệ thống phân tích GC-EAD A, GC; B, biểu đồ EAG Sơ đồ biểu diễn ion hóa phân rã phân tử phân tích GC-MS theo kiểu va chạm điện tử Sơ đồ phản ứng cộng DMDS ion phân rã phổ khối lượng dẫn xuất DMDS thành phần pheromone giới tính có chứa nối đôi (bên trên) hai nối đôi không liên hợp (bên dưới) phân tử Sơ đồ biểu diễn đường tổng hợp hợp chất có chứa liên hợp hai nối đơi với cấu hình Z,E E,E Một số dụng cụ dùng ni sâu phịng thí nghiệm Thùng xốp ni sâu để thu nhộng sâu đục trái bưởi Citripestis sagitiferella 15 Con đường tổng hợp hợp chất E11-14:OAc Z11-14:OAc Con đường tổng hợp hợp chất Z9,E11-14:OAc Tinh dầu sả tinh dầu tỏi chứa tuýp Eppendorf túi PE để làm chất quấy rối Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát hiệu tinh dầu sả tinh dầu tỏi điều kiện ngồi đồng Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát hiệu tinh dầu sả điều kiện diện rộng Phần bên trái bưởi giai đoạn khác Diễn biến tỷ lệ gây hại sâu đục trái bưởi Citripestis sagitiferella tỉnh Hậu Giang Thành phố Cần Thơ Diễn biến tỉ lệ gây hại sâu đục trái bưởi Citripestis sagitiferella phường Tân Phú, quận Cái Răng, thành phố Cần Thơ Diễn biến tỉ lệ gây hại sâu đục trái bưởi Citripestis sagitiferella xã Đông Thạnh huyện Châu Thành, tỉnh Hậu Giang (địa điểm 1) Diễn biến tỉ lệ gây hại sâu đục trái bưởi Citripestis sagitiferella xã Đông Thạnh huyện Châu Thành, tỉnh Hậu Giang (địa điểm 2) Diễn biến tỉ lệ gây hại Citripestis sagitiferella vườn bưởi Năm Roi xã Mỹ Hịa, huyện Bình Minh, tỉnh Vĩnh 44 45 49 xiii 16 17 18 20 36 38 50 52 60 62 63 64 65 66 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12 4.13 4.14 4.15 4.16 4.17 4.18 4.19 4.20 4.21 4.22 4.23 4.24 Long Diễn biến tỉ lệ gây hại Citripestis sagitiferella vườn bưởi Năm Roi ấp Mỹ Phước 1, xã Mỹ Hịa, huyện Bình Minh, tỉnh Vĩnh Long Diễn biến tỉ lệ gây hại Citripestis sagitiferella vườn bưởi Năm Roi ấp Mỹ Thới (Vườn 2, Vườn 3) xã Mỹ Hòa, huyện Bình Minh, tỉnh Vĩnh Long Thành trùng đực thành trùng ngài Citripestis sagitiferella Trứng sâu đục trái bưởi Citripestis sagitiferella phịng thí nghiệm Các giai đoạn ấu trùng SĐT Citripestis sagitiferella Nhộng sâu đục trái bưởi Citripestis sagitiferella Vòng đời sâu đục trái bưởi Citripestis sagitiferella Ấu trùng tuổi gây hại trái bưởi Ấu trùng tuổi gây hại bên trái bưởi Biểu đồ Sắc ký khí – Điện râu mẫu pheromone giới tính ly trích từ tuyến pheromone ngài Citripestis sagitiferella chất chuẩn tổng hợp Kết phân tích GG-MS pheromone ly trích từ ngài Phân tích GC-MS pheromone ly trích từ 13 ngài xử lý với DMDS Phân tích GC-MS hỗn hợp hợp chất (E)-11tetradecen-1-ol (Z)-11-tetradecen-1-ol (5a 5b) Phân tích GC-MS hỗn hợp hợp chất (E)-11tetradecenyl acetate Phân tích GC-MS hỗn hợp hợp chất (Z)-11tetradecenyl acetate Phân tích GC-MS hỗn hợp hợp chất (9Z,11E)-9,11tetradecadienyl acetate Diễn biến khối lượng tích lũy tinh dầu tỏi tinh dầu sả vật liệu chứa theo thời gian Tương quan tốc độ bay tinh dầu sả tinh dầu tỏi với tỷ lệ trái bị Citripestis sagitiferella gây hại vườn bưởi Năm roi xiv 67 69 71 72 73 74 75 79 80 81 82 83 86 87 88 91 98 98 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT AT Ấu trùng BVTV Bảo vệ thực vật ctv Cộng tác viên Dl Dương lịch DNA Deoxyribonucleic acid ĐBSCL Đồng sông Cửu Long ĐHCT Đại học Cần Thơ EAD Đầu dò điện râu (electroantennogram detector) EAG Biểu đồ điện râu (electroantennogram) et al et alia (cộng tác viên) FID Đầu dò ion hóa lửa (flame ionization detector) GC Sắc ký khí (Gas chromatography) GC-EAD Sắc ký khí - Điện râu (Gas chromatography electroantennographic detector) GC-MS Sắc ký khí-Khối phổ (Gas chromatography-Mass Spectrum) HQQN Hiệu quấy nhiễu IPM Integrated pest management KDC Khu dân cư MS Phổ khối lượng (Mass Spectrometry) Mz phân tử lượng/điện tích NSKĐ Ngày sau đặt NT Nghiệm thức PCR Polemerase Chain Reaction PE Polyethylene R Hệ số tương quan Rf Hệ số di chuyển (Retardation factor) RH Ẩm độ xv ... sagitiferella - Phạm vi nghiên cứu: Xác định cấu trúc hóa học, tổng hợp đánh giá hiệu đồng pheromone giới tính sâu đục trái bưởi Citripestis sagitiferella 1.4 Nội dung nghiên cứu Xác định pheromone giới tính. .. ĐBSCL - Xác định cấu trúc hóa học tổng hợp thành phần pheromone giới tính sâu đục trái bưởi Citripestis sagitiferella - Đánh giá hiệu hấp dẫn pheromone giới tính Citripestis sagitiferella - Đánh giá. .. luận án - Xác định tổng hợp thành phần pheromone giới tính sâu đục trái bưởi - Xác định đặc điểm hình thái, sinh học triệu chứng gây hại sâu đục trái bưởi 1.6.2 Ý nghĩa thực tiễn luận án - Đặt