ĐỀ TÀI KHCN: NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH KHÁNG SÂU KHOANG (SPODOPTERA LITURA) HẠI RAU LANG CỦA TINH DẦU TỪ MỘT SỐ LỒI THỰC VẬT Ở BÌNH DƢƠNG

TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA HỌC TỰ NHIÊN BÁO CÁO TĨM TẮT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CƠNG 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 MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG 03 DANH MỤC HÌNH 03 THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 04 MỞ ĐẦU 06 Tính cấp thiết đề tài 06 Mục tiêu đề tài 06 Đối tƣợng nghiên cứu 06 Phạm vi nghiên cứu 06 Nội dung nghiên cứu 06 CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 07 1.1 Tinh dầu .07 1.2 Đặc điểm Sâu khoang (Spodoptera litura) .07 1.3 Các nghiên cứu hoạt tính trừ Sâu khoang (Spodoptera litura) tinh dầu .08 CHƢƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 09 2.1 Vật liệu nghiên cứu .09 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu .09 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 11 3.1 Hiệu suất tinh dầu mẫu vật nghiên cứu 11 3.2 Vòng đời Sâu khoang hại Rau lang điều kiện phịng thí nghiệm 11 3.3 Hoạt tính kháng Sâu khoang tinh dầu điều kiện phịng thí nghiệm 11 3.4 Hiệu lực trừ Sâu khoang tinh dầu Tía tơ dại điều kiện vƣờn ƣơm 16 3.5 Thành phần hóa học tinh dầu Tía tơ dại (Hyptis suaveolens) 18 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 19 Kết luận 19 Khuyến nghị .19 TÀI LIỆU THAM KHẢO 20 DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Hiệu suất tinh dầu thu đƣợc từ mẫu thực vật nghiên cứu 11 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 11 Bảng 3.3 Độc tính tinh dầu ấu trùng Sâu khoang (S litura) sau 24 tiếp xúc 16 Bảng 3.4 Tỉ lệ khoai lang bị hại ấu trùng Sâu khoang (S litura) điều kiện vƣờn ƣơm17 Bảng 3.5 Tỉ lệ chết ấu trùng Sâu khoang (Spodoptera litura) qua khoảng thời gian theo dõi 17 Bảng 3.6 Ảnh hƣởng tinh dầu Tía tơ dại đến tỉ lệ hố nhộng vũ hoá Sâu khoang (Spodoptera litura) 18 Bảng 3.7 Thành phần tinh dầu Tía tơ dại đƣợc phân tích GC-MS 18 DANH MỤC HÌNH Hình 3.1 Hoạt tính kháng ăn tinh dầu ấu trùng sâu khoang (S litura) thí nghiệm có chọn lọc thức ăn 13 Hình 3.2 Hoạt tính kháng ăn tinh dầu ấu trùng sâu khoang (S litura) thí nghiệm khơng có chọn lọc thức ăn .14 Hình 3.3 Ảnh hƣởng tinh dầu đến hình thành nhộng vũ hóa Sâu khoang (S litura) 15 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 loài thực vật Bình Dƣơng” - 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 bị (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 tơ 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 LD 50 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: 01 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 - Kết nghiên cứu đƣợc chuyển giao cho trƣờng Đại học Thủ Dầu Một 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)” - 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 bioinsecticides for control of S litura - The project is applied in Thu Dau Mot University MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Sâu khoang (Spodoptera litura) thuộc chi Spodoptera, họ Noctuidae Đây loài sâu ăn lá, đa thực, phá hại loài trồng thuộc 40 họ thực vật khác (Brown & Dewhurst, 1975) gây ảnh hƣởng lớn đến suất nhiều loại trồng kinh tế quan trọng (Patel et al., 1971; Srivastava et al., 1972; Nakasuji & Matsuzaki, 1977) Sử dụng thuốc trừ sâu hóa học để kiểm sốt sâu hại nói chung sâu khoang (Spodoptera litura) nói riêng biện pháp chủ yếu nông nghiệp Đây biện pháp đƣợc xem hiệu cao diệt trừ sâu hại, nhiên năm gần phát sinh vấn đề đáng lo ngại môi trƣờng sức khỏe ngƣời Trƣớc thực tế đó, việc tìm hợp chất thiên nhiên có khả kiểm sốt hiệu sâu hại vừa khơng có tác động tiêu cực đến mơi trƣờng tự nhiên ngƣời thực cần thiết Nhiều nghiên cứu chứng tỏ tinh dầu thực vật có hoạt tính sinh học chống lại lồi trùng gây hại, có sâu khoang (Bouda et al., 2001; Isman et al., 2001; Zhang et al., 2003; Yi et al., 2007; Loh et al., 2011; Koul et al., 2013; Huang et al., 2014; Vasantha-Srinivasan et al., 2016) Cúc leo (Mikania cordata), Cỏ lào (Chromolaena odorata), ngũ sắc (Lantana camara), Cúc bị (Wedelia trilobata) Tía tơ dại (Hyptis suaveolens Poit.) loài thực vật chứa tinh dầu mọc hoang dại tỉnh Bình Dƣơng (Trần Thanh Hùng & cs., 2014; Trần Thanh Hùng, 2015; Trần Thanh Hùng & Yến Thanh Tâm, 2016; Lê Huy Bá, 2010) Thành phần hóa học tinh dầu từ loài thực vật đƣợc nghiên cứu nhiều nƣớc giới (Van Hac et al., 1996; Li et al., 2012; Bedi et al., 2003; Bouda et al., 2001) Các loại tinh dầu đƣợc chứng tỏ có hoạt tính sinh học cao lồi nấm, vi khuẩn số lồi trùng (Iwu et al., 1990; Bouda et al., 2001; Malele et al., 2003; Moreira et al., 2010) Điều cho thấy tiềm việc sử dụng tinh dầu từ loài thực vật việc quản lí trùng gây hại Trong nghiên cứu này, tiến hành khảo sát hoạt tính kháng sâu khoang (Spodoptera litura Fabricius) tinh dầu từ năm lồi thực vật Bình Dƣơng, gồm Cúc leo (Mikania cordata), Cỏ lào (Chromolaena odorata), ngũ sắc (Lantana camara), Cúc bị (Wedelia trilobata) Tía tơ dại (Hyptis suaveolens Poit.) nhằm tìm hợp chất thiên nhiên có hiệu việc phịng trừ sâu hại khơng có tác động xấu đến mơi trƣờng sức khỏe ngƣời Mục tiêu đề tài - 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 Đối tƣợng nghiên cứu Hoạt tính kháng sâu khoang (Spodoptera litura Fabricius) hại rau lang tinh dầu từ số loài thực vật Bình Dƣơng Phạm vi nghiên cứu - Các loài thực vật Sâu khoang đƣợc thu địa bàn thành phố Thủ Dầu Một vùng phụ cận thuộc tỉnh Bình Dƣơng - Các thí nghiệm khảo sát hoạt tính kháng sâu khoang tinh dầu đƣợc tiến hành phịng thí nghiệm Sinh học trƣờng Đại học Thủ Dầu Một, vƣờn ƣơm ngƣời dân Thủ Dầu Một - Đề tài đƣợc tiến hành thời gian 12 tháng Nội dung nghiên cứu - Thu hái, chiết xuất phân tích thành phần hóa học tinh dầu loài thực vật - Thu bắt nhân giống sâu khoang (Spodoptera litura Fabricius) - Khảo sát hoạt tính kháng ăn, ức chế tăng trƣởng độc tính tinh dầu sâu khoang điều kiện phịng thí nghiệm - Khảo sát hiệu lực kháng sâu khoang tinh dầu có hoạt tính mạnh điều kiện vƣờn ƣơm Chƣơng TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tinh dầu 1.1.1 Định nghĩa tinh dầu Tinh dầu hợp chất bay có mùi, đƣợc tìm thấy 10% giới thực vật đƣợc dự trữ cấu trúc tiết đặc trƣng thực vật nhƣ tuyến tiết, lông tiết, ống tiết Hầu hết tinh dầu chất lỏng khơng màu có màu vàng nhạt, tỷ trọng thấp nƣớc, có tính chất kị nƣớc, tan cồn, dung môi không phân cực phân cực yếu, sáp dầu, nhƣng tan nƣớc 1.1.2 Các phương pháp chiết xuất tinh dầu Tinh dầu đƣợc chiết xuất nhiều phƣơng pháp khác Tuy nhiên, bốn phƣơng pháp thƣờng dùng để thu tinh dầu từ nguyên liệu thực vật phƣơng pháp chƣng cất lôi tinh dầu nƣớc, phƣơng pháp chiết xuất dung môi, phƣơng pháp ép phƣơng pháp ƣớp (Bộ Y tế, 2005; Viện Dƣợc liệu, 2006) Trong số phƣơng pháp này, phƣơng pháp chƣng cất lôi tinh dầu nƣớc đƣợc sử dụng phổ biến quy mơ thí nghiệm nhƣ quy mơ cơng nghiệp 1.1.3 Vai trò tinh dầu đời sống thực vật Tinh dầu có vai trị quan trọng đời sống thực vật, giúp thực vật có khả thích nghi tốt với mơi trƣờng sống chúng Tinh dầu có khả thu hút tác nhân thụ phấn, tác nhân phát tán hạt giống (Dudareva & Pichersky, 2008), tạo điều kiện thuận lợi cho trình sinh sản mở rộng khu phân bố loài thực vật Trong tự nhiên, nhiều thực vật chứa tinh dầu có khả ƣu cạnh tranh, sinh trƣởng phát triển mạnh loài khác nhờ tinh dầu chúng tiết đóng vai trị nhƣ chất ức chế cảm nhiễm (Sharifi-Rad et al., 2017) Các hợp chất bay giúp cho thực vật đáp ứng tốt với điều kiện stress mơi trƣờng, chẳng hạn tinh dầu bảo vệ máy quang hợp, giúp trì đƣợc hoạt động quang hợp điều kiện nhiệt độ cao (trên 40oC) cách ổn định màng thylakoid (Pichersky & Gershenzon, 2002) Tinh dầu đóng vai trị quan trọng tính đề kháng thực vật với sâu bệnh hại (Dudareva & Pichersky, 2008; War ey al., 2012; Sharifi-Rad et al., 2017) Các hợp chất tinh dầu có khả xua đuổi, gây độc, gây kháng ăn, làm giảm khả tiêu hóa, sinh trƣởng sinh sản sinh vật gây hại Ngoài ra, tinh dầu có tác động gián tiếp làm hạn chế tác hại trùng có hại cách thu hút thiên địch chúng Các hợp chất bay nhƣ methyl salicylate, jasmonic acid, (Z)-3-hexenyl acetate đóng vai trị nhƣ tín hiệu giao tiếp thực vật (Dudareva & Pichersky, 2008; Fürstenberg-Hägg, 2013), giúp tăng khả đề kháng thích ứng thực vật chống lại sinh vật gây hại 1.1.4 Tầm quan trọng tinh dầu người Từ lâu, tinh dầu thực vật đƣợc ngƣời khai thác sử dụng để phục vụ nhu cầu sống nhƣ làm thuốc, chất thơm, gia vị (Lã Đình Mỡi cs., 2001) Ngày nay, với phát triển khoa học kỹ thuật, ngƣời hiểu rõ chất hoạt tính sinh học tinh dầu Nhờ đó, tinh dầu trở thành nguồn nguyên liệu thiếu nhiều ngành công nghiệp, sản phẩm tinh dầu ngày đa dạng, hoàn thiện nhiều lĩnh vực nhƣ dƣợc liệu, thực phẩm, mỹ phẩm (Lã Đình Mỡi cs., 2001) Bên cạnh đó, nhiều tinh dầu thực vật cịn biểu hoạt tính kháng côn trùng nấm gây hại trồng với nhiều chế khác nhƣ diệt sâu, gây kháng ăn, chống đẻ trứng, ức chế sinh trƣởng (Koul et al., 2008) Vì vậy, tinh dầu thực vật đƣợc sử dụng việc kiểm sốt trùng nấm hại, bảo vệ trồng nông sản sau thu hoạch 1.2 Đặc điểm Sâu khoang (Spodoptera litura) Sâu khoang (Spodoptera litura) thuộc họ Noctuidae, Lepidoptera Sâu khoang lồi rộng thực, có khả gây hại nhiều loài thực vật thuộc 40 họ khác (Brown & Dewhurst, 1975), dẫn đến giảm suất nghiêm trọng loài trồng (Dhir et al., 1992; Qin et al., 2003; Carasi et al., 2014) Vòng đời sâu khoảng 25 – 48 ngày, gồm giai đoạn sau: trứng ( - ngày), ấu trùng ( 12 - 27 ngày ), nhộng ( - 10 ngày ); trƣởng thành ( - ngày) Thời gian phát triển Sâu khoang phụ thuộc vào điều kiện môi trƣờng nhƣ nhiệt độ, chủ, chế độ nuôi (Xue et al., 2010; Carasi et al., 2014; Phouthone Chanthavongsa, 2014) Trứng Sâu khoang có hình cầu đƣợc đẻ thành ổ mặt dƣới chủ Mỗi ổ trứng có 1000 – 2000 (Miyahara et al, 1971), có lên tới 2685 trứng (Torreno, 1985; Troung, 1989) tùy thuộc vào nhiệt độ độ ẩm môi trƣờng Ấu trùng trải qua – giai đoạn (tuổi) tùy vào điều kiện nhiệt độ loại chủ (Miyashita, 1971; Alfred Daniel & Samiayyan, 2017; Devi & Jha, 2017) Ấu trùng nở màu xanh nhạt đến tối, có vệt (vệt lƣng vệt phụ lƣng) chạy dài từ đầu đến cuối bụng Trên vạch phụ lƣng đốt xuất vệt đen hình bán nguyêt Ở đốt bụng thứ vệt đen hình bán nguyệt lớn tạo thành đốm đen Nhộng màu nâu bóng, cuối bụng có cặp gai ngắn Sâu khoang trƣởng thành thƣờng có màu xám nâu xám, cánh trƣớc có màu nâu vàng, có vân ngang bạc trắng óng ánh, cánh sau màu trắng Trƣởng thành Sâu khoang hoạt động vào chiều tối Trong suốt thời gian ban ngày, chúng bụi rậm, cành Ấu trùng nở (tuổi 1) ấu trùng tuổi sống tập trung gặm biểu mô Ấu trùng tuổi hoạt động mạnh vào sáng sớm chiều mát Khi có ánh sáng mặt trời, sâu ẩn phía dƣới trốn vào đất Ấu trùng tuổi - có khả phá hại mạnh, ăn mảng lớn, để lại gân chính, đơi chừa lại cuống Ấu trùng tuổi hoạt động ít, ăn ít, thể ngắn lại Cuối giai đoạn này, ấu trùng khơng ăn, chui xuống đất, hố nhộng 1.3 Các nghiên cứu hoạt tính trừ Sâu khoang (Spodoptera litura) tinh dầu Trong năm qua, có nhiều nghiên cứu tập trung vào việc sử dụng tinh dầu việc kiểm sốt lồi trùng gây hại khác Hƣớng nghiên cứu ngày đƣợc quan tâm ƣu điểm tinh dầu thực vật so với hợp chất tổng hợp Tinh dầu thực vật có lẽ đƣợc phân hủy nhanh mơi trƣờng tự nhiên so với hợp chất tổng hợp, số tinh dầu có tính đặc hiệu cao khơng gây hại đến trùng có ích (Pillmoor et al., 1993) Nhiều nghiên cứu chứng tỏ tinh dầu từ nhiều lồi thực vật có hoạt tính tiêu diệt mạnh nhiều lồi trùng gây hại nhƣ mọt ăn hạt ngô (Sitophilus zeamais) (Bouda et al., 2001), sâu tơ (Plutella xylostella) (Zhang et al., 2003; Yi et al., 2007), bọ nhẩy (Phyllotreta striolata), rệp hại cải (Phaedon brassicae) (Zhang et al., 2003) Hoạt tính trừ sâu khoang (Spodoptera litura) tinh dầu từ nhiều loài thực vật đƣợc nghiên cứu Liều gây chết trung bình (LD50) xử lí qua da tinh dầu chiết xuất từ loài Satureia hortensis L., Thymus serpyllum L Origanum creticum L ấu trùng tuổi sâu khoang (Spodoptera litura) lần lƣợt 48,4 μg/ấu trùng, 50,0 μg/ấu trùng 66,0 μg/ấu trùng (Isman et al., 2001) Nghiên cứu Zeng et al (2006) cho thấy, tinh dầu Pogostemon cablin có tác động gây kháng ăn mạnh ấu trùng sâu khoang với AFC (nồng độ kháng ăn trung bình) 24 68.88 μg/ml, 48 94.40 μg/ml điều kiện khơng có chọn lọc thức ăn Tinh dầu từ lồi Tagetes erecta L biểu hoạt tính gây kháng ăn mạnh ấu trùng sâu khoang với EC50 650μg/ml (Ray et al., 2008) Singh et al (2010) chứng tỏ thymol tinh dầu có tác động ngăn cản đẻ trứng tiêu diệt trứng hiệu nhất, linalool hợp chất có tác động gây kháng ăn mạnh loài sâu khoang (S litura) Tinh dầu từ tƣơi loài Citrus hystrix biểu hoạt tiêu diệt hiệu ấu trùng tuổi sâu khoang với LD50 = 26,748 µL/g, ngồi cịn có tác động gây kháng ăn ức chế sinh trƣởng mạnh lồi trùng (Loh et al., 2011) Trong số thành phần tinh dầu, thymol biểu độc tính mạnh ấu trùng sâu khoang, đồng thời thymol linalool có tác động hiệp lực lên ấu trùng loài sâu (Koul et al., 2013) Theo Huang et al (2014), tinh dầu lồi Pogostemon cablin có tác động gây kháng ăn, độc tính qua thức ăn, độc tính tiếp xúc mạnh ấu trùng sâu khoang, đồng thời có tác dụng ức chế sinh trƣởng hóa nhộng loài sâu Tinh dầu từ Piper betle L có hiệu lực diệt mạnh ấu trùng sâu khoang với LC50 0,48% có tác dụng kéo dài thời gian phát triển giai đoạn ấu trùng nhộng (Vasantha-Srinivasan et al., 2016) Các nghiên cứu cho thấy rằng, tinh dầu từ nhiều lồi thực vật khơng có hiệu tiêu diệt mạnh ấu trùng sâu khoang mà tác động gây kháng ăn, ức chế phát triển chúng Tuy nhiên, 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 bị (Wedelia trilobata) Tía tơ dại (Hyptis suaveolens) chƣa đƣợc quan tâm nghiên cứu, chúng đƣợc chứng tỏ có hoạt tính sinh học cao loài nấm, vi khuẩn số lồi trùng khác (Iwu et al., 1990; Bouda et al., 2001; Malele et al., 2003; Moreira et al., 2010) Chƣơng VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu nghiên cứu - Lá tƣơi tía tơ dại (H suaveolens; Lamiaceae), ngũ sắc (L camara; Verbenaceae), cỏ lào (C Odorata; Asteraceae), Cúc leo (M Cordata; Asteraceae), Cúc bò (W trilobata; Asteraceae) đƣợc thu hái đợt vào tháng 10, 11 12 thành phố Thủ Dầu Một huyện Tân Uyên, tỉnh Bình Dƣơng Mẫu đƣợc thu vào thời điểm – sáng - Ấu trùng sâu khoang (S litura) đƣợc thu bắt hái vào tháng 1, 10 từ vƣờn trồng rau lang (I batatas) thành phố Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dƣơng 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 2.2.1 Phương pháp chuẩn bị mẫu vật 2.2.1.1 Thu mẫu thực vật Khảo sát thực địa thu thập mẫu vật phịng thí nghiệm Sinh học, trƣờng Đại học Thủ Dầu Một để kiểm tra tên khoa học loài nghiên cứu Mẫu vật đƣợc định danh phƣơng pháp so sánh hình thái Mẫu đƣợc cho vào túi nilon đƣa phịng thí nghiệm xử lý 2.2.1.2 Thu bắt nhân giống ấu trùng sâu khoang Sâu khoang đƣợc định danh phƣơng pháp so sánh hình thái ấu trùng, nhộng trƣởng thành (bƣớm) theo Carasi et al (2014), Gilligan & Passoa (2014) Ấu trùng Sâu khoang (S litura) đƣợc thu bắt từ vƣờn trồng Rau lang (Ipomoea batatas) thành phố Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dƣơng Chúng đƣợc ni điều kiện phịng thí nghiệm Rau lang tƣơi hộp nhựa đƣợc phủ lớp vải (đƣờng kính 150 mm, chiều cao 75 mm, 10 ấu trùng/hộp) giai đoạn trƣởng thành Các ấu trùng đƣợc nở từ trứng đƣợc nuôi tiếp tục giai đoạn ngày tuổi (ấu trùng tuổi – 4) phục vụ cho thí nghiệm khảo sát hoạt tính trừ sâu tinh dầu Thời gian phát triển, kích thƣớc, khối lƣợng cá thể giai đoạn phát triển đƣợc ghi nhận 2.2.2 Phương pháp chiết xuất phân tích thành phần hóa học tinh dầu Tinh dầu đƣợc chiết xuất theo phƣơng pháp lôi tinh dầu nƣớc sử dụng thiết bị Clevenger Apparatus Thời gian chƣng cất kéo dài Tinh dầu đƣợc làm khô Na2SO4 khan đƣợc bảo quản lọ thủy tinh tối màu nhiệt độ -20oC đến sử dụng Thành phần hóa học tinh dầu đƣợc xác định phƣơng pháp sắc kí khí ghép khối phổ (GC-MS) 2.2.3 Phương pháp xác định hoạt tính kháng sâu khoang điều kiện phịng thí nghiệm 2.2.3.1 Khảo sát hoạt tính kháng ăn tinh dầu sâu khoang Khảo sát hoạt tính kháng ăn tinh dầu dựa theo phƣơng pháp Koul (1987), Loh et al (2011), Baskar et al (2011), Nguyễn Ngọc Bảo Châu đồng tác giả (2016) Các đĩa đƣờng kính 1,5 cm đƣợc khoan ngâm dung dịch với nồng độ tinh dầu khác 0,5% - 2,5% pha nƣớc cất chứa 0,5% Tween 20 Mỗi nghiệm thức đƣợc đặt vào 10 đĩa thấm dịch xử lý thí nghiệm gây kháng ăn khơng chọn lọc Cịn thí nghiệm kháng ăn có chọn lọc, đĩa thấm dịch xử lý đƣợc xếp xen kẽ với đĩa ngâm với nƣớc cất chứa 0,5% Tween 20 Nghiệm thức đối chứng sử dụng 10 đĩa ngâm nƣớc cất chứa 0,5% Tween 20 Sau đó, ấu trùng ngày tuổi đƣợc đặt vào hộp ấu trùng đƣợc khảo sát cho nồng độ tinh dầu Hộp nhựa đƣợc che lại lớp vài mùng Thí nghiệm đƣợc lặp lại lần Khối lƣợng bị tiêu thụ nghiệm thức đƣợc ghi nhận sau 24 Chỉ số ngán ăn (AI) nghiệm thức đƣợc tính theo cơng thức Caasi (1983) Tinh dầu đƣợc cho có hoạt tính kháng mạnh AI ≥ 75, kháng trung bình với 50 ≤ AI < 75, kháng yếu với AI < 50 2.2.3.2 Khảo sát hoạt tính ức chế phát triển tinh dầu Sâu khoang Các tinh dầu đƣợc pha acetone thành nồng độ khác Ấu trùng lô thử nghiệm khác đƣợc xử lý tinh dầu với liều lƣợng 0,1; 0,4; 0,8; 1,2; 1,60 mg/ấu trùng Các ấu trùng lô đối chứng đƣợc xử lý với acetone Một lƣợng µl dung dịch tinh dầu loại acetone đƣợc áp dụng trực tiếp phần lƣng ấu trùng (Loh et al., 2011) Mỗi nghiệm thức đƣợc lặp lại lần với 10 - 20 ấu trùng/lần lặp lại Các ấu trùng đƣợc xử lý tinh dầu nghiệm thức đƣợc nuôi hộp nuôi sâu với thức ăn Rau lang Tỷ lệ (%) ấu trùng chết, tỷ lệ (%) nhộng chết, tỷ lệ (%) nhộng phát triển thành bƣớm đƣợc ghi nhận sau 30 ngày khảo sát 2.2.3.3 Xác định độc tính tiếp xúc tinh dầu ấu trùng Sâu khoang Thí nghiệm xác định độc tính tiếp xúc tinh dầu ấu trùng Sâu khoang đƣợc tiến hành tƣơng tự nhƣ Tỷ lệ chết ấu trùng đƣợc ghi nhận sau 24 xử lý với nồng độ tinh dầu khác từ 0,05 – 1,60 mg/ấu trùng Các ấu trùng đƣợc xác định chết chúng khơng có phản ứng với kích thích kim nhọn Nếu tỷ lệ chết ấu trùng lô đối chứng lớn 20%, thí nghiệm đƣợc tiến hành lại Trong trƣờng hợp tỷ lệ sâu chết lô đối chứng dao động từ 10 – 20%, tỉ lệ đƣợc điều chỉnh theo công thức Abbott (1925) Độc tính tinh dầu ấu trùng Sâu khoang sau 24 tiếp xúc đƣợc xác định thông qua giá trị LD50 2.2.4 Đánh giá hiệu lực kháng sâu khoang tinh dầu có hoạt tính mạnh điều kiện vườn ươm 2.2.4.1 Đánh giá hiệu lực gây kháng ăn tinh dầu ấu trùng sâu khoang (Spodoptera litura) điều kiện vườm ươm Chuẩn bị chậu nhựa có đƣờng kính 30cm chứa đất Mỗi chậu đƣợc trồng hom giống khoai lang có chiều dài khoảng 30cm đƣợc chọn từ vƣờn khoai lang ngƣời dân Sau 10 ngày kể từ trồng, chậu đƣợc đặt vào hộp có kích thƣớc 1m3 đƣợc phủ lƣới chống côn trùng (0.18 mm) Các dung dịch tinh dầu pha nƣớc cất chứa 0,5% Tween 20 nồng độ khác (2 - 32% w/v) đƣợc phun ƣớt toàn thân Đối chứng xử lý với nƣớc cất chứa 0,5% Tween 20 Sau đó, cho 10 ấu trùng Sâu khoang vào chậu nghiệm thức khác Các nghiệm thức đƣợc lặp lại lần Hiệu lực gây kháng ăn tinh dầu ấu trùng sâu khoang (Spodoptera litura) đƣợc đánh giá thông qua tỉ lệ khoai lang bị hại ấu trùng sâu khoang sau khoảng thời gian 24, 48, 72, 96 Tỷ lệ khoai lang bị sâu hại (tỷ lệ hại) đƣợc xác định theo hƣớng dẫn Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn (2010) Hiệu lực kháng ăn đƣợc đánh giá theo mức độ sau: Mạnh: Tỷ lệ hại ≤ 25%; Trung bình: 25% < Tỷ lệ hại ≤ 50%; Yếu: Tỷ lệ hại > 50% 2.2.4.2 Đánh giá hiệu lực tiêu diệt ức chế phát triển tinh dầu ấu trùng sâu khoang điều kiện vườn ươm Thí nghiệm đƣợc bố trí tƣơng tự nhƣ thí nghiệm đánh giá hiệu lực gây kháng ăn tinh dầu ấu trùng sâu khoang (Spodoptera litura) điều kiện vƣờm ƣơm Tuy nhiên, 10 ấu trùng Sâu khoang đƣợc cho vào chậu nghiệm thức khác trƣớc trƣớc sử dụng dung dịch tinh dầu pha nƣớc cất chứa 0,5% Tween 20 nồng độ khác (2 - 32% w/v) phun ƣớt toàn thân Sau xử lý nghiệm thức đƣợc theo dõi tính tỉ lệ sâu chết (%) qua thời gian 4, 8, 24 Sau đó, khoai lang đƣợc bổ sung ngày vào nghiệm thức làm thức ăn cho ấu trùng sống sót tiếp tục theo dõi định kỳ 24 lần cá thể sống sót cuối trƣởng thành Tỷ lệ sâu chết thực tế (%) thời điểm quan sát đƣợc xác định theo công thức Abbott (1925) Chúng tiến hành đánh giá ảnh hƣởng tinh dầu đến phát triển ấu trùng sâu khoang (Spodoptera litura) điều kiện vƣờn ƣơm thông qua theo dõi tỷ lệ ấu trùng chết (%), tỷ lệ nhộng chết (%), tỷ lệ nhộng phát triển thành bƣớm (%) Các tiêu đƣợc tính theo công thức tƣơng tự nhƣ mục 2.2.4.2 2.2.5 Phương pháp xử lí số liệu Các số liệu giá trị trung bình (Mean), sai số chuẩn (SE), khác biệt giá trị trung bình nghiệm thức thí nghiệm đƣợc xác định phần mềm Statgraphics plus 3.0 sử dụng ANOVA test Biểu đồ đƣợc vẽ phần mềm Excel 2010 Các giá trị LD50 LD95 đƣợc tính theo phƣơng pháp probit analysis (Finney, 1952) thông qua phần mềm SAS 10 Chƣơng KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Hiệu suất tinh dầu mẫu vật nghiên cứu Hiệu suất tinh dầu thu từ mẫu thực vật đƣợc trình bày bảng 3.1 Theo đó, hiệu suất tinh dầu tƣơi Tía tơ dại, Cỏ lào, Ngũ sắc, Cúc bò, Cúc leo lần lƣợt 0,12%, 0,10%, 0,07%, 0,09% 0,10% (w/w) Tuy nhiên, hiệu suất tinh dầu mẫu vật ngh iên cứu khơng có khác biệt có ý nghĩa thống kê Bảng 3.1 Hiệu suất tinh dầu thu đƣợc từ mẫu thực vật nghiên cứu Mẫu thực vật Khối lƣợng (g) Khối lƣợng tinh dầu (g) Hiệu suất (%) Tía tơ dại (H suaveolens) 1000 1,24 ± 0,24 a 0,12 ± 0,03 b Cỏ lào (C odorata) 1000 1,03 ± 0,12 ab 0,10 ± 0,01 ab Ngũ sắc (L Camara) 1000 0,67 ± 0,08 a 0,07 ± 0,01 a Cúc bò (W trilobata) 1000 0,92 ± 0,15ab 0,09 ± 0,02 ab Cúc leo (M cordata) 1000 1,04 ± 0,10 ab 0,10 ± 0,01 ab 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) “-” Khơng có số liệu 3.2 Vòng đời Sâu khoang hại Rau lang điều kiện phịng thí nghiệm Vịng đời Sâu khoang hại Rau lang điều kiện phịng thí nghiệm trải qua giai đoạn lần lƣợt trứng, ấu trùng (từ tuổi đến tuổi 5), nhộng, trƣởng thành Thời gian phát triển, kích thƣớc khối lƣợng cá thể giai đoạn đƣợc trình bày chi tiết bảng 3.2 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 Giai đoạn phát Thời gian phát triển Chiều dài Đƣờng kính Khối lƣợng (mg) triển (ngày) (cm) (mm) Trứng 2,50 ± 0,16ab 0,41 ± 0,02 a f Ấu trùng 16,10 ± 0,44 bc a a Tuổi 2,80 ± 0,24 0,18 ± 0,01 0,19 ± 0,01 0,21 ± 0,02 a Tuổi 2,20 ± 0,13a 0,46 ± 0,02b 0,83 ± 0,05 b 1,82 ± 0,09 a a c c Tuổi 2,30 ± 0,15 1,33 ± 0,05 1,35 ± 0,08 34,60 ± 1,72 b Tuổi 3,10 ± 0,17c 2,05 ± 0,11e 2,45 ± 0,12 d 117,00 ± 4,73 c Tuổi 5,70 ± 0,29d 3,01 ± 0,06f 4,40 ± 0,18 e 386,00 ± 21,82e Fully grown 4,05 ± 0,07g 6,30 ± 0,13 f 1029,00 ± 57,80 f larva Nhộng 8,03 ± 0,47e 1,76 ± 0,05d 4,50 ± 0,17 e 269,00 ± 15,31 d Trƣởng thành 2,40 ± 0,16ab 1,80 ± 0,06d 4,40 ± 0,16 e 143,00 ± 8,95 c (tiền đẻ trứng) Vòng đời 29,03 ± 0,53g Giá trị trung bình ± SE cột đƣợc theo sau chữ khác có khác biệt có ý nghĩa thống kê (P < 0,05) theo LSD test (ANOVA) “-” Khơng có số liệu 3.3 Hoạt tính kháng Sâu khoang tinh dầu điều kiện phịng thí nghiệm 3.3.1 Hoạt tính gây kháng ăn tinh dầu ấu trùng Sâu khoang (Spodoptera litura) Kết khảo sát cho thấy tinh dầu thử nghiệm biểu tác động gây kháng ăn mạnh ấu trùng Sâu khoang Chỉ số ngắn ăn tăng dần theo nồng độ lô xử lý tinh dầu lơ đối chứng khơng có hoạt tính gây kháng ăn (Hình 3.1 hình 3.2) 11 Trong thí nghiệm có chọn lọc thức ăn, nồng độ 2,5%, hai tinh dầu Tía tơ dại Ngũ sắc biểu hoạt tính kháng ăn mạnh với số kháng ăn lần lƣợt 89,86 79,34 Trong số kháng ăn tinh dầu Tía tơ dại có khác biệt có ý nghĩa thống kê (P