trùng
*Khái niệm tính kháng thuốc
Định nghĩa: kháng thuốc là sự suy giảm tính mẫn cảm của 1 quần thể động thực vật với 1 loại thuốc BVTV, sau một thời gian dài (trong quá trình sản xuất, bảo quản), quần thể này liên tục tiếp xúc với thuốc đó, khiến cho loài sinh vật ấy chịu được lượng thuốc lớn có thể tiêu diệt được hầu hết các cá thể cùng loài chưa chống thuốc. Khả năng này của dịch hại có thể di truyền qua đời sau, dù các cá thể đời sau có hay không tiếp xúc với thuốc
* Cơ chế kháng thuốc trừ sâu của côn trùng
Có nhiều loại cơ chế kháng của côn trùng
Kháng do cơ chế chuyển hóa (metabolic mechanism): khi phân tử hóa chất xâm nhập vào cơ thể, dưới tác dụng của các enzyme khác nhau trong cơ thể côn trùng kháng thuốc sẽ bị phân giải theo các con đường khác nhau: oxy hóa, thủy phân, hydro hóa, ankyl hóa trở thành chất không độc
Kháng do giảm tính thẩm thấu: là cơ chế mà trong đó hóa chất không bị phân hủy trực tiếp, song tính kháng được hình thành là do giảm khả năng thấm. Nhiều loại hoá chất diệt côn trùng thâm nhập vào cơ thể côn trùng qua lớp biểu bì. Những thay đổi của lớp biểu bì của côn trùng làm giảm tốc độ thẩm thấu của hoá chất diệt côn trùng gây nên sự kháng đối với một số hoá chất diệt. Đơn thuần tính thấm giảm chỉ gây ra sự kháng ở mức độ thấp.
Kháng do biến đổi vị trí đích (Target – Site Resistance): Sự kháng này gây ra bởi sự biến đổi vị trí đích tác động của hoá chất diệt côn trùng. Sự biến đổi đó đã được quan sát thấy ở các enzym và cơ quan cảm nhận thần kinh, đó là điểm đích của một số lớp hoá chất diệt côn trùng.
Kháng do thay đổi thụ thể (receptors) GABA (G – Amino Butyric Acid): Thụ thể GABA của côn trùng là điểm tác động của nhóm thuốc
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 16 Pyrethroid, Chlor hữu cơ (Cyclodiene) và chế phẩm. Cơ chế kháng là do sự thay đổi một nucleotit trong một bộ ba mã hoá của gen tổng hợp nên thụ thể, qua đó làm giảm độ nhạy của thụ cảm thể đối với hiệu lực độc của hoá chất diệt côn trùng.
Kháng tập tính (behaviouristic resistance): là sự thay đổi của côn trùng trong tập tính né tránh được liều chết của hóa chất. Những thay đổi bao gồm sự giảm xu hướng bay vào vùng sử dụng hoá chất hay tránh xa khỏi bề mặt có hoá chất.
Thuốc hóa học có ảnh hưởng đến quần thể và số lượng rầy lưng trắng. Ở Pakistan (1991), các loại thuốc Chlopyriphos và carbosulphal có hiệu lực cao và kéo dài trong 5 ngày đối với rầy lưng trắng, ngoài ra dầu xoan, dầu luyn cũng có tác dụng trừ rầy lưng trắng, chỉ có Phosphamilon 0,05 % có khả năng diệt trứng, ngòai ra Phosphamilon 0,05 % và Fenvalirate 0.045 % có tác dụng làm giảm sinh sản của rầy cái. Tính kháng thuốc được phát hiện đầu tiên trên ruồi nhà (Musca domestica) đối với thuốc DDT vào năm 1947, chỉ sau 7 năm sử dụng. Cho tới nay, tính kháng thuốc của côn trùng đã được phát hiện thấy đối với hầu hết các nhóm thuốc trừ sâu gồm lân hữu cơ, clor hữu cơ, formamidines, pyrethroid, (neo)nicotinoids, spinosyns, thuốc điều hòa sinh trưởng, thậm chí cả thuốc trừ sâu sinh học như Bt, chỉ sau 2 – 20 năm sử dụng.
Tốc độ phát triển tính kháng thuốc của côn trùng phụ thuộc nhiều yếu tố, trong đó có 4 yếu tố quan trọng sau:
– Cường độ áp lực chọn lọc (liên quan đến tần số sử dụng thuốc trên một khu vực);
– Tần số các gen kháng thuốc có trong quần thể côn trùng (thông thường tần số này rất thấp);
– Đặc điểm của các gen kháng (trội hoặc lặn, đơn gen hoặc đa gen); – Đặc điểm sinh sản của côn trùng.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 17 Sử dụng một thuốc đối với một quần thể sâu hại, lúc đầu, thường có hiệu quả cao vì tần số các gen kháng thuốc trong quần thể lúc này rất thấp. Tiếp theo, sử dụng liên tục thuốc dẫn tới gia tăng tần số cá thể mang gen kháng thuốc sẵn có. Hậu quả là hình thành thành quần thể kháng thuốc mới. Nói cách khác, sử dụng một thuốc thường xuyên, liên tục, không đúng cách sẽ tạo một áp lực chọn lọc cao lên tính kháng thuốc của quần thể dịch hại dẫn tới nhanh chóng hình thành một quần thể kháng thuốc. Khi tính kháng chiếm ưu thế trong quần thể sẽ thường dẫn tới những biện pháp cực đoan như sử dụng thuốc quá liều lượng với tần suất phun dày đặc. Hậu quả là dịch hại (kháng thuốc) nhanh chóng bùng phát và gây thiệt hại lớn cho sản xuất.
*Cơ chế tạo tính kháng thuốc
Cơ chế kháng thuốc của côn trùng có thể được chia thành bốn loại: Làm giảm sự xâm nhập của thuốc qua các lớp biểu bì. Cơ chế này thường dẫn tới tính kháng thấp.
Tính kháng hành vi: côn trùng tránh thuốc hoặc thuốc có tác dụng như chất xua đuổi.
Tính kháng trao đổi chất: tăng hoạt tính của một số enzyme giải độc của côn trùng.
Tính kháng di truyền: hình thành các đột biến của các gen tổng hợp thụ thể hoặc các đột biến tại các vị trí hoạt động của một số enzyme.
Hầu hết các trường hợp kháng thuốc trừ sâu phát hiện đều liên quan đến tính kháng trao đổi chất hoặc tính kháng di truyền..
Tính kháng thuốc của nhóm rầy hại lúa
Phòng chống nhóm rầy hại lúa, đặc biệt rầy nâu, phụ thuộc nhiều vào sử dụng thuốc hóa học. Hậu quả, rầy đã phát triển tính kháng với nhiều loại thuốc hóa học bao gồm lân hữu cơ, carbamat, pyrethroid và neonicotinoid Tính kháng thuốc của rầy đã được xác định chủ yếu liên quan đến tính kháng trao đổi chất (Hemingway et al., 1999; Nagata et al., 2002). Tính kháng 3
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 18 nhóm thuốc lân hữu cơ, carbamat, pyrethroid liên quan đến đến tăng cường hoạt tính của 2 enzym phản độc là (i) carboxylesterase (qui định tính kháng thuốc phổ rộng kháng nhóm lân hữu ơ và carbamate) và (ii) glutathione S– transferase (qui định tính kháng nhóm pyrethroids) (Small & Hemingway, 2000; Vontasc et al., 2000, 2001, 2002). Riêng nhóm thuốc neonicotinoid không bị ảnh hưởng bởi hoạt tính của 2 enzyme trên nên được sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên nhóm thuốc này cũng nhanh chóng bị rầy nâu kháng lại. Các nghiên cứu sinh hóa gần đây đã cho thấy tính kháng thuốc nhóm neonicotinoid của rầy nâu chủ yếu do tăng cường hoạt tính của các enzyme monoxygenase phụ thuộc cytochrome P450 (cytochrome P450 – dependent monoxy – genases) (Wen et al., 2009; Puineanet al., 2010).