Vòng đời phát triển gây bệnh của chủng nấm Isaria javanica trên vật chủ mọt ngô là khoảng thời gian (ngày) của các giai đoạn phát triển của nấm kể từ lúc xử lý bằng chế phẩm nấm đến khi tạo thành bào tử trên xác mọt chết
Chu kỳ gây bệnh của nấm trên sâu gồm 2 pha bên trong và ngoài cơ thể sâu với 5 giai đoạn là:
(1) Nấm gây chết sâu , (2) Sợi nấm mọc ra ngoài
(3) Sợi nấm bao phủ cơ thể sâu, (4) Bào tử nấm hình thành, (5) Bào tử nấm phóng thích
Sự xâm nhiễm và gây bệnh của nấm trải qua các giai đoạn khác nhau bao gồm:
• Giai đoạn ủ bệnh
• Biến đổi bệnh làm sâu chết
• Phát triển bệnh,
• Thể hiện triệu chứng ra bên ngoài cơ thể,
• Bào tử phóng ra môi trường
Thời gian từ khi các chủng nấm Isaria javanica tiếp xúc xâm nhiễm đến khi làm mọt chết trung bình là 1-2 ngày; Nấm bắt đầu mọc ra bên ngoài xác sâu chết là 2-3 ngày, giai đoạn này kéo dài 2,5-3 ngày; Thời gian trung bình đến khi thấy nấm bao phủ hoàn toàn cơ thế mọt là 10 ngày, giai đoạn này kéo dài 3-4 ngày; Thời gian trung bình đến khi bào tử nấm bắt đầu hình thành là 4-5 ngày, giai đoạn này kéo dài khoảng 3 ngày; Thời gian giai đoạn bào tử nấm phóng thích khỏi cơ thể rệp chết kéo dài trung bình 3-4 ngày và các chủng nấm Isaria javanica hoàn thành vòng đời hay chu kỳ phát triển trên mọt ngô là 17-20 ngày.
Hình 3.17: vòng đời của mọt ngô
* Cơ chế tác động
Sau khi lây nhiễm nấm Isaria javanica cho tiếp xúc lên cơ thể mọt ngô thì trong khoảng 24 giờ gặp điều kiện thuận lợi bào tử nấm sẽ nảy mầm tạo thành ống mầm đâm xuyên qua vỏ cuticun, sử dụng phối hợp cả lực cơ lẫn cả các enzym phân hủy lớp vỏ sâu (lipaza, proteaza, chitinaza). Sợi nấm tiếp tục phân nhánh tạo nên dạng sợi nấm chằng chịt bên trong cơ thể sâu và phát tán cả vào máu. Cũng giống như nấm Beauveria bassiana (tiết ra các độc tố Beauverin) và Metarhizium anisopliae (tiết ra các độc tố Destruxin A, B) gây bệnh trên côn trùng, thì nấm
Isaria javanica cũng tiết ra một số độc tố làm suy yếu hệ miễn dịch và gây chết vật chủ. Mọt chết do thiếu dinh dưỡng hoặc do sự ngưng trệ các quá trình sinh lý, sinh
hóa gây ra bởi sự có mặt của nấm. Quá trình xâm nhập của các chủng nấm Isaria javanica này trước hết phải là do quá trình phân huỷ lớp vỏ kitin ở ngoài lớp da, tiếp đó là phân huỷ protein của các mô cơ thể sâu và đồng thời phá huỷ lipit. Các quá trình này thực hiện được chính là nhờ vai trò của phức hệ enzym ngoại bào của các vi nấm ký sinh côn trùng như enzym kitinase phân huỷ các chât kitin ở ngoài lớp da, enzym proteinase phân huỷ các mô cơ thể, enzym lipase phân huỷ các hợp chất lipit trong tuyến mỡ. Mặt khác, nấm sử dụng nguồn dinh dưỡng này để sinh trưởng và phát triển, gây hiện tượng đói, phá huỷ quá trình trao đổi chất và làm chết vật chủ.
Quan sát thấy hầu hết các cá thể nhiễm nấm bắt đầu ngừng ăn khi xử lý nấm 10 - 18 giờ; mọt di chuyển chậm chạp, lờ đờ và có thể chết nhanh sau 1 - 2 ngày. Khi độc tố nấm đã tiêu diệt hết các tế bào bạch huyết là lúc sâu bị chết, cơ thể màu nâu đen và bị cứng lại do các sợi nấm đan xen lại với nhau. Sợi nấm mọc rất nhanh, hình thành bào tử và bao phủ kín trên bề mặt cơ thể tạo lớp bột bào tử nấm dày đặc. Nấm có màu trắng sữa đến trắng xám, thỉnh thoảng có xem kẽ có màu nâu đỏ đến tím nhạt. Nấm xâm nhập vào cơ thể sâu trước hết ở các lỗ thở dọc cơ thể, phần miệng, các khớp chân, gốc cánh, các ngấn đốt cơ thể,… là những nơi mà lớp vỏ cuticun mềm nên dễ xâm nhập qua hơn và độ ẩm cao thuận lợi cho quá trình bào tử nấm nảy mầm. Đây cũng là những vị trí mà nấm sau khi phát triển bên trong sẽ đâm xuyên ra bên ngoài cơ thể. Nấm có thể phát triển dưới dạng sợi hoặc dạng yeast-like blastospore.
* Chu kỳ gây bệnh và lây nhiễm
Chu kỳ phát triển của nấm hoàn thành khi chúng phát sinh và phóng thích bào tử vô tính trên xác sâu chết. Nấm Isaria javanica hoàn thành chu kỳ phát triển với 5 giai đoạn trên cơ thể sâu chỉ trong thời gian ngắn là 17-20 ngày. Tốc độ phát triển các giai đoạn của nấm trên sâu khá nhanh và đều. Nấm có khả năng cho lượng bào tử lớn và khả năng hình thành bào tử nhanh nên có thể bắt gặp hiện tượng bào tử xuất hiện ngay cả khi nấm chưa bao phủ hoàn toàn cơ thể vật chủ.
Nấm Isaria javanica trải qua 2 pha phát triển là bên trong và bên ngoài cơ thể vật chủ. Trong đó, pha phát triển bên trong cơ thể sâu chính là giai đoạn nấm tiếp xúc, gây chết sâu cho đến khi sợi nấm bắt đầu mọc ra ngoài. Đây là quá trình xâm nhiễm và gây bệnh của nấm, quyết định đến khả năng tiêu diệt ký chủ cũng là giai đoạn dài nhất trong chu kỳ phát triển của nấm trên sâu mọt ngô. Đặc điểm này cho thấy quá trình gây bệnh của nấm bên trong cơ thể sâu cần khoảng thời gian đủ dài để nấm tiếp xúc, nảy mầm, xâm nhập, phá vỡ hệ thống miễn dịch của rệp, thiết lập được quan hệ ký sinh và gây chết sâu rồi thể hiện triệu chứng ra bên ngoài. Pha phát triển nấm bên ngoài cơ thể sâu bắt đầu từ khi nấm mọc ra ngoài đến khi hình thành và phóng thích bào tử trên xác chết.
Khi gặp điều kiện thuận lợi, đặc biệt là độ ẩm tương đối cao nấm sẽ phát triển mọc ra cả ngoài lớp vỏ cơ thể sâu và tạo bào tử. Độ ẩm cao là điều kiện rất tiến quyết để bào tử có thể nảy mầm, xâm nhiễm và gây bệnh. Mặt khác, vòng đời của sâu từ 10 - 19 ngày; ngài đẻ trứng nên quần thể sâu tăng rất nhanh về số lượng trong thời gian ngắn. Cho nên, khả năng gây bệnh làm chết sâu nhanh, lây nhiễm mạnh là yếu tố quan trọng để nấm Isaria javanica có thể kiểm soát được quần thể mọt ngô. Quá trình tiếp xúc, xâm nhiễm và gây bệnh càng nhanh thì vật chủ càng dễ chết; sự phát sinh bào tử mạnh là điều kiện giúp bào tử nấm lây lan sang cá thể khác và là yếu tố quan trọng giúp tăng và duy trì hiệu lực phòng trừ sâu sau thời gian xử lý. Điều này giải thích tại sao kết quả thử nghiệm cho hiệu lực phòng trừ và tỷ lệ sâu mọc nấm đạt tương đối cao (tương ứng 41,65% và 71,35%). Sức sống và khả năng lây nhiễm bào tử càng cao thì khả năng duy trì hiệu lực nấm càng dài. Nhờ khả năng tồn tại này mà sau khi xử lý nấm qua các vụ vẫn có hiện tượng bị nhiễm nấm.