Nghiên cứu pheromone giới tính của sâu đục trái bưởi citripestis sagittiferella moorexác định cấu trúc hoá học, tổng hợp và đánh giá hiệu quả ngoài đồng

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 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 NGƯỜI HƯỚNG DẪN: PGS TS TRẦN VŨ PHẾN CẦN THƠ, 2021 LỜI CẢM TẠ Để hoàn thành luận án này, nỗ lực thân Tôi xin gửi lời cảm tạ đến người giúp đỡ tơi suốt q trình học tập Xin chân thành cảm ơn PGs Ts Trần Vũ Phến hướng dẫn, giúp đỡ tơi hồn thành luận án Xin đặc biệt trân trọng cảm ơn PGs Ts Lê Văn Vàng nhiệt tình hỗ trợ tơi suốt đề tài Xin cảm ơn Ts Châu Nguyễn Quốc Khánh, Th.s Dương Kiều Hạnh, Th.s Triệu Phương Linh giúp đỡ tơi q trình thực đề tài Xin gửi lời cảm ơn tới Ban chủ nhiệm, đặc biệt quý Thầy, Cô anh chị Bộ môn Bảo vệ Thực vật - Khoa Nông nghiệp Thầy Cô Trường Đại học Cần Thơ, người giảng dạy giúp đỡ cho suốt trình học tập, thực đề tài hướng dẫn chuyên đề chương trình NCS Xin gửi lời cảm ơn tới Trường Đại học Nông Nghiệp Công Nghệ Tokyo (Tokyo University of Agriculture and Technology, Japan) hỗ trợ tơi q trình phân tích mẫu Xin gửi lời cảm ơn đến phịng thí nghiệm Hóa sinh 2, mơn Hóa học, khoa Khoa học Tự nhiên, trường Đại học Cần Thơ hỗ trợ tơi q trình phân tích mẫu tinh dầu sả chanh tinh dầu tỏi Cuối cùng, xin dâng lên Ba Mẹ người sinh thành, nuôi dưỡng, động viên Xin cảm ơn vợ gái động viên, chia sẻ, giúp thêm động lực cho tơi phấn đấu, vượt qua khó khăn suốt trình học tập i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam kết luận án hồn thành dựa kết nghiên cứu kết nghiên cứu chưa dùng cho luận án cấp khác Người hướng dẫn khoa học Tác giả luận án PGs Ts Trần Vũ Phến Trần Trọng Dũng ii TÓM TẮT Đề tài “Nghiên cứu pheromone sâu đục trái bưởi Citripestis sagittiferella Moore (Lepidoptera: Pyralidae) xác định cấu trúc hóa học, tổng hợp đánh giá hiệu đồng” tiến hành từ tháng tiến hành từ tháng 1/2015 đến tháng 12/2018 bao gồm xác định tình hình gây hại đặc điểm sinh học phương pháp điều tra nông hộ điều tra trực tiếp vườn, xác định cấu trúc hóa học; tổng hợp thành phần đánh giá hiệu hấp dẫn pheromone giới tính; đánh giá hiệu tinh dầu tỏi tinh dầu sả việc làm giảm gây hại sâu đục trái bưởi đạt số kết sau: (1) Về tình hình gây hại đặc tính sinh học, sâu đục trái bưởi xuất 100% nông hộ điều tra Sự gây hại sâu đục trái bưởi có xu hướng gia tăng vào mùa nắng giảm vào mùa mưa năm Thành trùng sâu đục trái Citripestis sagitiferella thuộc dạng ngài Kích thước thành trùng đực nhỏ thành trùng Trứng sâu đục trái Citripestis sagitiferella có hình dạng dẹt gần tròn xếp chồng lên giống vảy cá Ấu trùng sâu đục trái Citripestis sagitiferella gồm tuổi trải qua lần lột xác Nhộng thuộc lớp nhộng màng Vòng đời Citripestis sagitiferella trải qua giai đoạn kéo dài từ 28÷32 ngày Ngài sâu đục trái bắt cặp vào chiều tối Trứng thường đẻ vị trị từ 1/3 trái tính từ trái trở xuống Ấu trùng tuổi sau nở đục nhanh vào lớp vỏ trái bưởi cạnh bên ổ trứng mà không cần di chuyển xa Giai đoạn ấu trùng tuổi trở sau, thuốc hóa học khơng cịn tác dụng phịng trừ lồi dịch hại (2) Pheromone giới tính ngài Citripestis sagitiferella hỗn hợp hợp chất E11-14:OAc; Z11-14:OAc Z9,E11-14:OAc (3) Về mặt tổng hợp pheromone giới tính, thành phần E1114:OAc, Z11-14:OAc Z9,E11-14:OAc tổng hợp thông qua phản ứng Wittig với hiệu suất tổng hợp hai hợp chất Z11-14:OH E11-14:OH 86,7% 89,6% hợp chất Z9,E11-14:OAc (4) Hiệu phòng trừ pheromone giới tính tổng hợp cho hiệu hấp dẫn thấp, chưa mong đợi Tuy nhiên, tinh dầu sả chanh tỏi có tác dụng tốt việc phòng trừ Hiệu chất quấy rối chứa bọc PE; bọc PE zipper ống Eppendorf 48,2%; 66,7% 37% tinh dầu sả chanh 59,3%; 61,1% 38,9% tinh dầu tỏi Trong điều kiện thực nghiệm diện rộng thời điểm 11 tuần sau xử lý tinh dầu sả chanh, tỷ lệ trái bị hại nghiệm thức treo bọc PE zipper chứa tinh dầu (20 túi /1000m ) phun thuốc theo kết điều tra từ nơng hộ khác biệt khơng có ý nghĩa thống kê mức 5% 3,12% 2,33%; đồng thời, thấp khác biệt có ý nghĩa thống kê mức 5% so với nghiệm thức không xử lý (6,27%) Về đề xuất: Tiếp tục phối trộn thành phần với thành phần phụ khác xác định từ phận cánh, thân … nhằm gia tăng hiệu lực đồng pheromone sâu đục trái bưởi Citripestis sagitiferella Các số liệu nghiên cứu ứng dụng Luận án bổ sung vào tư liệu giảng dạy Bảo vệ thực vật cho trường cao đẳng, đại iii học sau đại học Bên cạnh đó, giải pháp xử lý tinh dầu sả tinh dầu tỏi giới thiệu, chuyển giao cho nông dân để quản lý lồi dịch hại Trình diễn mơ hình sử dụng tinh dầu sả tinh dầu tỏi vườn bưởi chuyên canh giúp người nông dân nhận thức việc hạn chế sử dụng thuốc trừ sâu hóa học thay hóa chất tín hiệu, có hiệu kinh tế, an tồn cho mơi trường sinh thái người Từ khóa: Chất quấy rối, diễn biến gây hại, đặc tính sinh học, pheromone giới tính, sâu đục trái bưởi (Citripestis sagitiferella), tình hình gây hại iv ABSTRACT Thesis “Research about pheromone of citrus moth borer Citripestis sagittiferella Moore (Lepidoptera: Pyralidae) identifying chemical structure, synthesizing and evaluating the efficacy under field condition” had been conducted from January 2015 to November 2018 It included farmer and direct survey on the gardens for gaining damage situation and biological characteristic; identifying, synthesizing and evaluating the attraction of its sex pheromone; assessing the efficacy of lemon grass and garlic essential oil for control citrus moth borer The following results were achieved: (1) For the situation of citrus moth borer’s damage, Citripestis sagitiferella attacked at 100% investigated pomelo gardens The damaging increased in the sunny but reduced in the rainy season The adult belonged to the moth The male adult’s size was smaller than the female adult’s The eggs had nearly circular flat shape stacked on each other like a fish scale Larva had ages with times of molting The pupa belonged to membrance pupa The life circle of Citripestis sagitiferella lasting periods was around 28÷32 days The adult of Citripestis sagitiferella emerged and matched at sunset Egg was laid by cluster and at lower one third position of fruit Larva at the age of quickly penetrated to the rind of the fruit after emerging At the age of of the larvae, pesticide had no efficacy to this pest (2) Sex pheromone of Citripestis sagitiferella was the mixture of components including E11-14:OAc; Z1114:OAc and Z9,E11-14:OAc (3) For the pheromone synthesizing, components E1114:OAc; Z11-14:OAc and Z9,E11-14:OAc were synthesized via Wittg reaction with the efficiency of 86.7% for Z11-14:OH; E11-14:OH and 89.6% for Z9,E11-14:OAc respectively (4) For the efficacy of sex pheromone and disruption substances (lemon grass and garlic essential oil), the performance of sex pheromone was low but garlic and lemon grass essential oil was high for control citrus moth borer The efficacy of discruption substances contained on PE bag; PE zipper bag and Eppendorf tube would be 48.2%; 66.67%, 37% for lemon grass essential oil and 59.5%; 61.1%, 38.9% for garlic essential oil, respectively Under the trial plots condition, at 11 weeks after application, the damaged fruit incident of treatment hanging with PE zipper bag contained lemon grass esential oil (20 bags/1,000m ) and chemical application following farmer practice were non-significant difference at 5% and were 2.54 and 1.64%, respectively The damaged fruit incident of these treatments was lower and significant different to compare with untreated treatment (6.27%) at P < 0.05 For the sugestion, the mixing between current sex pheromone and other components identified by anayisy of other organs including body, wings…should be conducted to increase the attraction of sex pheromone Data from the thesis could be used as the reference for student and post graduated student Application of lemon grass and garlic essential oil should be introduced and transferred for farmer Besides, the lemon grass and v garlic essential oil should be introduced to demo for farmer as a bio-soultion for control citrus moth borer Key words: Biological characteristic, citrus moth borer (Citripestis sagitiferella), damage situation, development situation, disruption substance, sex pheromone vi 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 1.5 Nội dung nghiên cứu Điểm luận án 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 2.3 2.3.1 Sâu vẽ bùa Hóa chất tín hiệu Định nghĩa 2.3.2 Đặc tính 2.3.3 Pheromone giới tính 2.3.4 Xác định cấu trúc hóa học thành phần pheromone giới tính kiểu I 2.4 Tổng hợp thành phần pheromone giới tính kiểu I có chứa li hai nối đôi phân tử vii 2.4.1 Tổng hợp đồng phân E,Z E,E 2.4.2 Tổng hợp đồng phân Z,Z 2.4.3 Tổng hợp đồng phân Z,E E,E 2.5 Một số hydrocarbon pheromone giới tính trùng Cánh vảy (Lepidoptera) 2.6 Sơ lược số đặc tính hợp chất E11-14:OAc, Z11-14:OAc Z9,E11-14:OAc 2.6.1 E11-14:OAc 2.6.2 Z11-14:OAc 2.6.3 2.7 Tinh dầu sả chanh Z9,E11-14:OAc 2.7.1 Đặc tính thực vật sả chanh 2.7.2 Thành phần tinh dầu sả chanh 2.8 Tinh dầu tỏi 2.8.1 Đặc tính thực vật tỏi 2.8.2 Thành phần tinh dầu tỏi 2.9 Tổng quan tình hình nghiên cứu sâu đục trái bưởi; ứng dụng pheromone giới tính chất quấy rối 2.9.1 Tình hình nghiên cứu giới 2.9.2 Tình hình nghiên cứu nước Chương PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Thời gian, địa điểm phương tiện 3.1.1 Dụng cụ thiết bị 3.1.2 Các hóa chất sử dụng nghiên cứu 3.1.3 Nguồn sâu đục trái bưởi 3.2 Nội dung phương pháp nghiên cứu 3.2.1 Điều tra thực trạng canh tác nông hộ 3.2.2 Điều tra thành phần côn trùng gây hại vườn diễn biến tỷ lệ gây hại sâu đục trái bưởi 3.2.3 Khảo sát đặc điểm hình thái, sinh học sâu đục tr viii II SÂU BỆNH Các loại Bệnh hại g hại vườn:………………………………………………… - Bệnh g hại uan nhất:……………………………………………….…… … - Biện ph p phòng trị:…………… ……………………………………………………………………………………………… Các loại sâu hại vườn:……………………………………………………………… - Loại u g hại uan nhất: ………………………………………….……… - Biện ph p phịng trị: ………….………………………………………………………… BI NHẬN THỨC CỦA NƠNG DÂN VỀ SÂU ĐỤC TRÁI BƯỞI ông n thấ tượng u đục tr i c bưởi ? ếu thấ , đặc đit c nh n g hại:………………………………………………… u trùng:…………………………………………………………………………………… rứng:……………………………………………………………………………………… Giai đoạn tr i bị hại nhi u nhất:………… ao?:………………… i tượng nà g hại nào? Gi ng c bưởi nhiễ rên vườn có nhiễ u đục tr i nặng nhất: ……………………………………… u đục tr i ko?:………………….bao nhiêu % :………………… u đục tr i xuất nhi u nào:…………………………………………… ngược ại:……………………………………………………………………………… ì ao:……………… 11 rong vườn tr i thường ra: 10 ơng n có phịng trị u đục tr i khơng?: - Vì sao?:…………………………………………………………………………………… - Theo nơng n việc phịng trị 12 Có dùng thu c đ phịng trị - - ùng thu c gì?: …………………… hời điphun thu c: hoảng c ch c c - Có u n phiên thu c đ Cắt tỉa cành tạo t n có 14 Có ùng biện ph p kh c đ - Biện ph p gì?: …………………… 153 ĐIỀU TRA TÌNH HÌNH GÂY HẠI SÂU ĐỤC TRÁI TRÊN VƯỜN ỗi chọn Quan t ghi nhận tỷ ệ trái i quan sát - Chọn theo đường chéo góc, bị hại giai đoạn tr i bị hại)/ tổng tr Cây 1.1 1.2 1.3 2.1 2.2 2.3 3.1 3.2 3.3 4.1 4.2 4.3 5.1 5.2 5.3 Tổng Ghi chú: Mỗi vườn điều tra 15 điểm theo đường chéo gốc (3 cây/điểm) Trái GĐ 1: từ rụng cánh hoa - 1,5 tháng tuổi, đường kính ≤ cm Trái GĐ 2: trái 1,5 – tháng tuổi, đường kính từ – 10 cm Trái GĐ 3: trái ≥ tháng tuổi, đường kính ≥ 10 cm 154 PHỤ LỤC 155 156 PHỤ LỤC 157 158 PHỤ LỤC Bảng 1: Các loại thuốc điều hòa sinh trưởng sử dụng vườn bưởi Năm Roi huyện Bình Minh, tỉnh Vĩnh Long STT Tên thu c Comcat 150WP Kích phát t hoa – trái Thiên Nơng ProGibb 20TB Bảng 2: Các loại thuốc trừ bệnh hại sử dụng vườn bưởi Năm Roi huyện Bình Minh, tỉnh Vĩnh Long STT 10 solani 159 Bảng 3: Các loại thuốc trừ côn trùng, nhện sử dụng vườn bưởi Năm Roi huyện Bình Minh, tỉnh Vĩnh Long STT ên thu c Haihamec 3.6EC Reasgant 1.8EC, 3.6EC Silsau 1.8EC, 3.6EC Applaud 25SC Tungmectin 1.9EC, 5EC Tasieu 1.9EC Silsau super 2.5EC, 3EC, 3.5EC, 4EC SK Enspray 99EC u kho ng 98.8EC 10 Actara 25WG 11 Agia Za 4.5EC 12 Kuraba WP, 1.8EC, 3.6EC 13 Fenkill 20EC 14 Cyrux 25EC 15 Dragon 585EC 16 Fentox 25EC 17 SecSaigon 10EC 18 Sherpa 25EC 19 Discid 25EC 161 PHỤ LỤC Danh sách thuốc sử dụng vườn bưởi Da xanh Cần Thơ Tên thuốc Hoạt chất Abamectin Reasgant 5EC Emamectin benzoate g/l + Matrine g/l Kimcis 10EC Chlorpyrifos Ethyl 575g/l + Cypermethrin 100g/l +Fipronil Overagon 695EC 20g/l Nurelle d 25/2.5 EC Chlorpyrifos 250 g/l+ Cypermethrin 25 g Alpha-cypermethrin 30g/l + 220g/l Chlorpyrifos Ethyl + Spaceloft 300EC Imidacloprid 50g/l Phụ bảng 7: Danh sách thuốc sử dụng vườn bưởi Da xanh địa điểm I - Hậu Giang Tên thuốc Alfamite 15EC u kho ng ENSPRAY 99EC Cyrux 25ec CONFIDOR 100SL Phụ bảng 8: Danh sách thuốc sử dụng vườn bưởi Da xanh địa điểm IIHậu Giang Tên thuốc Hoạt chất Alpha-cypermethrin: 10%w/w Alfacua 10EC Alpha-cypermethrin 30g/l + 220g/l Chlorpyrifos Ethyl + Spaceloft 300EC Imidacloprid 50g/l Cyrux 25EC Cypermethrin 25% Quinalphos (min 70%) Aquinphos 40EC Cypermethrin 25% Arivo 25ec Phenthoate 450g/l + Fenobucarb 300g/l Hopsan 75EC hia ethoxa : % w/w + Phụ gia chất ang: % w/w Tata 25WG 162 PHỤ LỤC Bảng 4: Bảng thống kê yếu tố khí tượng tỉnh Vĩnh Long từ tháng 11/2017 đến 11/2018 cung cấp Đài Khí tượng Thủy văn tỉnh Vĩnh Long Thời gian 11/2017 12/2017 01/2018 02/2018 03/2018 04/2018 05/2018 06/2018 07/2018 08/2018 09/2018 10/2018 11/2018 163 PHỤ LỤC Phụ chương bảng 4: Số liệu nhiệt độ, lượng mưa cung cấp Trung tâm khí tượng thủy văn tỉnh Hậu Giang Tháng 11 12 10 11 164 PHỤ LỤC 10 Bảng 4: Bảng thống kê yếu tố khí tượng tỉnh Sóc Trăng từ tháng 11/2017 đến 11/2018 Thời gian 11/2017 12/2017 01/2018 02/2018 03/2018 25,9 04/2018 27,5 05/2018 26,8 06/2018 28,3 07/2018 28 08/2018 27,2 09/2018 27,4 165 ... hóa học, tổng hợp đánh giá hiệu ngồi đồng pheromone giới tính sâu đục trái bưởi Citripestis sagitiferella 1.4 Nội dung nghiên cứu Xác định pheromone giới tính sâu đục trái bưởi Citripestis sagitiferella:... hại sâu đục trái bưởi 1.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Pheromone giới tính sâu đục trái bưởi Citripestis sagitiferella - Phạm vi nghiên cứu: Xác định cấu trúc hóa học, tổng. .. 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 hiệu