Việc sử dụng giống cõy trồng khỏng sõu bệnh ủó ủược ỏp dụng ở nước ta, ủặc biệt biện phỏp này ủược coi là then chốt trong IPM trờn cõy lỳa. đối với cõy lỳa ở nước ta ủó tuyển chọn, lai tạo ủược nhiều giống lỳa khỏng những sõu bệnh hại chủ yếu. đó dựng cỏc giống lỳa khỏng rầy nõu biotyp 1 (IR26, IR28, IR30), khỏng rầy nõu biotyp 2 (IR32, IR36, IR42, CR203), khỏng bệnh ủạo ụn (IR38, IR42, IR1820, IR17494), khỏng bệnh bạc lỏ (NN273, IR22, IR579, X20, X21, OM90)
Trong phũng chống sõu bệnh hại bụng ủó sử dụng cỏc giống bụng khỏng rầy xanh hai chấm (VN20, L18, C118), khỏng sõu xanh (TH2, MCU9). Giống cà phờ Catimor, Arabusta cú khả năng rừ rệt khỏng nấm H. vastatrix gõy bệnh gỉ sắt. Cỏc giống này ủó ủược sử dụng ở những nơi trồng cà phờ bị bệnh gỉ sắt nặng.
Bệnh hộo xanh do vi khuẩn R. solanacearum gõy ra cho nhiều loại cõy trồng. Một số giống cà chua cú năng suất cao và khỏng bệnh này ủó tuyển chọn ủược như giống quả ăn tươi CLN-1462A và giống quả dựng chế biến PT-4719A (L. L. Tề, 2004). Gần ủõy ủó tuyển chọn ủược giống lạc khỏng bệnh này là MD7 và MD9.
D. NGHIấN CỨU ỨNG DỤNG CHẤT Cể HOẠT TÍNH SINH HỌC CAO (CHẤT đIỀU HOÀ SINH TRƯỞNG, CHẤT DẪN DỤ SINH HỌC, VÀ CÁC CHẤT KHÁCẦ)
I. Nghiờn cứu chất dẫn dụ giới tớnh cụn trựng 1. Giới thiệu chung về chất dẫn dụ giới tớnh 1. Giới thiệu chung về chất dẫn dụ giới tớnh
Thuật ngữ chất dẫn dụ (pheromone) ủược Karlson & Butenandt sử dụng lần ủầu tiờn vào năm 1959. Chất dẫn dụ là nhúm những hợp chất húa học ủược cỏc tuyến ngoại tiết của cụn trựng tiết ra ngoài mụi trường nhằm gõy ảnh hưởng lờn tập tớnh và sinh lý những cỏ thể khỏc cựng loài. đõy là sản phẩm ngoại tiết thực hiện nhiều chức năng ủặc biệt của cụn trựng. Cụn trựng cú nhiều loại chất dẫn dụ, trong ủú chất dẫn dụ giới tớnh ủược nghiờn cứu nhiều hơn và cú ý nghĩa ứng dụng trong phũng chống những loài cụn trựng hại. Chất dẫn dụ giới tớnh là chất húa học ủược cỏc cỏ thể cụn trựng của một giới tớnh tiết ra ngoài và gõy phản ứng kớch thớch sinh dục ở cỏc cỏ thể
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội Ờ Giỏo trỡnh Biện phỏp sinh học trong Bảo vệ thực vậtẦẦ 78 giới tớnh kia. Chất dẫn dụ giới tớnh ủược cỏc tuyến ngoại tiết ủặc biệt tiết ra, cấu tạo và vị trớ của cỏc tuyến này trong cơ thể cụn trựng rất ủa dạng.
Những nghiờn cứu một cỏch khoa học về bản chất, vai trũ của chất dẫn dụ núi chung và chất dẫn dụ giới tớnh núi riờng trong ủời sống cụn trựng chỉ ủược bắt ủầu từ sau năm 1959. Sau 20 năm nghiờn cứu, Butenandt và cộng sự là những người ủầu tiờn ủó xỏc ủịnh, tổng hợp ủược chất dẫn dụ giới tớnh của trưởng thành cỏi loài tằm B. mori gọi là bombicol (Sumakov, 1986). đõy là chất húa học ủầu tiờn ủược mụ tả chớnh xỏc cú khả năng hấp dẫn và gõy kớch thớch sinh dục ở trưởng thành ủực của cụn trựng.
đến năm 1965, trờn thế giới ủó xỏc ủịnh ủược chất dẫn dụ giới tớnh cụn trựng do trưởng thành cỏi tiết ra ở 159 loài (cú 109 loài cỏnh vảy) và do trưởng thành ủực tiết ra ở 53 loài. Hầu hết thành phần húa học của cỏc chất dẫn dụ giới tớnh này vẫn chưa ủược xỏc ủịnh và giải mó. Trong ủú cú 3 chất dẫn dụ giới tớnh ủó ủược xỏc ủịnh là bombicol từ B. mori, diptol từ P. dispar và propalup từ P. gossypiella. Thực tế chỉ cú chất bombicol là xỏc ủịnh ủỳng.
Sự tiến bộ rừ ràng trong nghiờn cứu chất dẫn dụ giới tớnh cụn trựng ủạt ủược ở giai ủoạn 1965-1968. Việc dựng phương phỏp bẫy trưởng thành ở ủiều kiện tự nhiờn bằng cỏc chất dẫn dụ giới tớnh tổng hợp dể nghiờn cứu chất dẫn dụ giới tớnh của cỏc loài thuộc họ Tortricidae và sõu ủục quả phương ủụng G. molesta ủó cho phộp giải quyết hàng loạt vấn ủề về phương phỏp luận vào ủầu thập niờn 1970. Chất dẫn dụ giới tớnh của sõu ủục quả phương ủụng G. molesta ủược giải mó và tổng hợp nhờ sự hợp tỏc nghiờn cứu của cỏc nhà khoa học ở Hoa Kỳ & Thuỵ Sĩ. Năm 1970, Liờn Xụ cũ tổng hợp ủược chất dẫn dụ giới tớnh của loài này (Sumakov, 1986).
đến năm 1973, trờn thế giới ủó giải mó ủược 49 chất húa học cú trong thành phần chất dẫn dụ giới tớnh và chất dẫn dụ bầy ủàn của hơn 50 loài thuộc 4 bộ cụn trựng (Jacobson, 1965; Minjalo et al., 1973).
đến năm 1982 ủó thống kờ ủược 672 loài thuộc 12 bộ cụn trựng và nhện nhỏ cú chất dẫn dụ giới tớnh ủó xỏc ủịnh ủược. Con số này ủến năm 1990 ủạt khoảng hơn 900 loài. Phần lớn chỳng thuộc bộ cỏnh vảy (475 loài). Chất dẫn dụ giới tớnh của 273 loài ủó ủược nghiờn cứu sử dụng trong thực tiễn. Cỏc loài cú chất dẫn dụ giới tớnh ủược sử dụng tập trung ở bộ cỏnh vảy (189 loài); bộ cỏnh cứng và bộ hai cỏnh tương ứng cú 47 và 12 loài ủó ủược sử dụng chất dẫn dụ giới tớnh (Inscoe et al., 1990; Klassen et al.,1982).
Liờn Xụ cũ ủến thập niờn 1980 ủó nghiờn cứu sử dụng chất dẫn dụ giới tớnh trong phũng chống hơn 20 loài sõu hại vừa là ủối tượng kiểm dịch thực vật, vừa là sõu hại quan trọng trờn cõy trồng chớnh (Smetnik, 1987).
Những nghiờn cứu cơ bản về chiết xuất, giải mó và tổng hợp chất dẫn dụ giới tớnh cũng ủược tiến hành ở gần 20 loài cụn trựng hại ở Ấn độ (Chandha et al., 1989; Rangaswamy, 1985; Sarode, 1987).
Trung Quốc nghiờn cứu một cỏch cú hệ thống về chất dẫn dụ giới tớnh của cụn trựng từ 1970. đến thập niờn 1990 ủó nghiờn cứu ủược chất dẫn dụ giới tớnh ở hơn 20 loài cụn trựng như sõu tơ, sõu hồng dục quả bụng, sõu ủục thõn lỳa bướm hai chấm, sõu ủục thõn bướm cỳ mốo, sõu cắn giộ, sõu ủục thõn ngụ, sõu ủục thõn bướm 5 vạch ủầu nõu, sõu xanh, sõu ủục quả phương ủụng,... (Liu, 1989).
Tại đài Loan, nghiờn cứu sử dụng chất dẫn dụ giới tớnh của cụn trựng trong phũng chống sõu hại ủược tiến hành từ 1977 với ủối tượng là sõu tơ, sõu khoang. đến 1996, diện tớch ỏp dụng chất dẫn dụ giới tớnh ủể phũng chống cụn trựng ủạt 36.000 ha rau cỏc loại và 15.000 ha lạc, ủậu xanh.
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội Ờ Giỏo trỡnh Biện phỏp sinh học trong Bảo vệ thực vậtẦẦ 79
2. đặc trưng của chất dẫn dụ giới tớnh của cụn trựng
Chất dẫn dụ giới tớnh là phương tiện hiệu quả tập hợp cỏc cỏ thể cựng loài nhưng khỏc giới tớnh ủang ở xa nhau. Chỳng cú hoạt tớnh sinh học rất cao, biểu hiện tỏc ủộng chỉ ở một lượng rất nhỏ. Chất dẫn dụ giới tớnh của cụn trựng do trưởng thành cỏi tiết ra cú khoảng cỏch tỏc ủộng xa hơn so với chất do trưởng thành ủực tiết ra. Con ủực loài A. pernyi tỡm thấy con cỏi chưa giao phối ở cỏch 6 km. Chỉ cú trưởng thành cỏi chưa giao phối mới tiết chất dẫn dụ giới tớnh, ủặc biệt ủối với cỏc loài chỉ giao phối một lần.
Kết quả nghiờn cứu cho thấy chất dẫn dụ giới tớnh của phần lớn cỏc loài cụn trựng khụng phải gồm một thành phần, mà là gồm nhiều thành phần, chỉ một số loài cú chất dẫn dụ giới tớnh gồm 1-2 thành phần. Thớ dụ, chất dẫn dụ giới tớnh của loài sõu ủục quả tỏo tõy C. pomonella gồm 7 thành phần. Mặc dự gồm nhiều thành phần, nhưng trong chất dẫn dụ giới tớnh của bất kỳ loài cụn trựng nào cũng chỉ cú một thành phần luụn luụn chiếm ưu thế về lượng. Tương quan về lượng của cỏc thành phần trong chất dẫn dụ giới tớnh cú ý nghĩa quan trọng quyết ủịnh tớnh chất ủặc trưng cho loài. Nhưng cỏc loài khỏc nhau cú tương quan này biến ủộng ở phạm vi rất lớn từ 1:1 ủến 5000:1. Một thay ủổi bất kỳ của cỏc thành phần ủều dẫn tới sự mất hoạt tớnh của chất dẫn dụ giới tớnh. Chất dẫn dụ giới tớnh tổng hợp thường cú tỏc dụng hấp dẫn vài loài, nghĩa là tớnh ủặc trưng thấp vỡ trong ủú cú thành phần chung cho một vài loài. Chế phẩm chất dẫn dụ giới tớnh của sõu ủục quả phương ủụng do Cụng ty Zoecon và Liờn Xụ cũ xản xuất cú thể hấp dẫn ớt nhất trưởng thành của 10 loài cỏnh vảy khỏc nhau (George et al., 1972; Sumakov, 1986).
3. Phương phỏp sử dụng chất dẫn dụ giới tớnh
Chất dẫn dụ giới tớnh của cụn trựng ủược sử dụng ủể ủiều tra phỏt hiện, dự bỏo tỡnh hỡnh phỏt sinh, phỏt triển của sõu hại và sử dụng như phương tiện ủể hạn chế số lượng sõu hại.
a. điều tra phỏt hiện và dự bỏo về sõu hại
Sử dụng bẫy cú chất dẫn dụ giới tớnh (1 microlit/bẫy) cho phộp thu nhận những thụng tin khỏc nhau về quần thể sõu hại. Sử dụng cỏc bẫy kiểu này nhằm mục ủớch:
- để phỏt hiện sớm những sõu hại là ủối tượng kiểm dịch thực vật, ủặc biệt trong những năm ủầu mới nhập nội quần thể của chỳng cũn ở mức thấp. Trờn cơ sở ủú xỏc ủịnh vựng lõy nhiễm ủể giỏm sỏt sự phỏt triển của chỳng. Liờn Xụ cũ ủó ỏp dụng ủối với cỏc loài bướm trắng Mỹ, bướm sõu ủục quả phương ủụng, bướm sõu ủục củ khoai tõy, ruồi địa Trung Hải, mọt T. granarium, rệp sỏp D. perniciosus, P. comstocki (Smetnik, 1987).
- để dự bỏo thời gian xuất hiện, theo dừi diễn biến mật ủộ quần thể của bướm loài sõu hại cần quan tõm. Trờn cơ sở ủú quyết ủịnh việc ỏp dụng biện phỏp xử lý thớch hợp ủối với sõu hại. Tại Hoa Kỳ biện phỏp này ủó ỏp dụng trong sản xuất từ 1973. Cỏc nước khỏc như Ấn độ, Bungaria, đài Loan, Israel, Italy, Hoa Kỳ, Liờn Xụ cũ, Na-Uy, Thuỵ điển,... ủó sử dụng rộng rói chế phẩm chất dẫn dụ giới tớnh trong dự bỏo ủể phũng trừ nhiều loài như sõu ủục quả tỏo tõy C. pomonella, sõu xanh H. armigera, sõu hồng hại bụng P. gossypiella, sõu loang E. vittella, E. insulana, sõu xỏm bắp cải M. brassicae, sõu xỏm mựa ủụng A. segetum, sõu rúm L. dispar, sõu khoang S. litura, sõu keo da lỏng S. exigua, sõu ủục củ khoai tõy Ph. operculella, sõu ủục thõn lỳa bướm 2 chấm S. incertulas, sõu cuốn lỏ nhỏ C. medinalis, bọ xớt muỗi
H. antonii, bore cà phờ X. quadripes, sõu ủục thõn mớa Ch. auricilius, Ch. infuscatellus, ruồi hại quả C. capitata, mọt mỏ ngắn I. typographus, bọ cỏnh cứng hại thụng D. breviconus,...(Bakke, 1982; Bedard et al., 1974; Inscoe et al., 1990; Kovalev, 1979; Smetnik, 1987; Steiner et al., 1961; Tamhankar et al., 1989; Trematerra et al., 1996;...).
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội Ờ Giỏo trỡnh Biện phỏp sinh học trong Bảo vệ thực vậtẦẦ 80 Nhờ dự bỏo cụn trựng hại bằng bẫy dẫn dụ giới tớnh ủó làm giảm ủỏng kể số lần phun thuốc. Dự bỏo sõu ủục quả tỏo tõy C. pomonella ủó giảm 50% số lần phun thuốc tại Italy và ở Liờn Xụ cũ. Tại Hoa Kỳ, chi phớ dựng thuốc giảm từ 312 ủụ la Mỹ/ha (khụng dự bỏo) xuống 198 ủụ la Mỹ/ha (nơi dự bỏo bằng bẫy dẫn dụ giới tớnh). Tiết kiệm 2 lần phun thuốc trừ sõu ủục thõn lỳa bướm hai chấm ở Pakistan và 5 lần phun thuốc trờn bụng ở ấn độ. đối với sõu tơ giảm 50% số lần phun thuốc (Hall et al., 1996; Ohbayashi et al., 1990; Smetnik, 1987; Trematerra et al., 1996).
b. Sử dụng như phương tiện ủểhạn chế số lượng sõu hại
Sử dụng bẫy cú chất dẫn dụ giới tớnh theo hướng này là ủể hạn chế sự phỏt triển của sõu hại. Sự hạn chế số lượng sõu hại thụng qua cỏc phương thức sau:
- Sử dụng bẫy cú chất dẫn dụ giới tớnh như là biện phỏp trực tiếp tiờu diệt sõu hại. Cơ sở của biện phỏp là bẫy cú chất dẫn dụ giới tớnh sẽ thu hỳt lượng lớn cỏc cỏ thể bướm ủực. Mỗi bẫy cần khoảng 1 microlit và khoảng 100 bẫy/ha là phự hợp ủối với cỏc loài sõu hại nụng nghiệp. đó nghiờn cứu nhiều biện phỏp dựng bẫy cú chất dẫn dụ giới tớnh ủể thu và tiờu diệt ủược lượng lớn bướm ủực. Trong cỏc bẫy kiểu này, chất dẫn dụ giới tớnh chỉ là mồi ủể nhử cụn trựng tới. để thu giữ chỳng, chất dẫn dụ giới tớnh ủược dựng cựng với bẫy dớnh, bẫy nước, bẫy hộp (chỉ vào mà khụng ra ủược), bẫy cú thuốc trừ sõu húa học hay vi sinh vật gõy bệnh cho sõu hại (Coppel et al., 1977). Tuy nhiờn, biện phỏp dựng bẫy cú chất dẫn dụ giới tớnh ủể thu và tiờu diệt bướm ủực sẽ khú thành cụng ủối với những loài cụn trựng mà cỏ thể ủực giao phối nhiều lần. Thớ dụ, con ủực loài sõu rúm P. dispar cú thể giao phối tới 8 lần, do ủú dựng bẫy bắt trưởng thành ủực sẽ khụng ủem lại hiệu quả (Anichkova, 1971).
- Sử dụng chất dẫn dụ giới tớnh ủể gõy mất khả năng ủịnh hướng, phỏ vỡ mối liờn hệ và cản trở sự gặp nhau giữa bướm ủực với bướm cỏi, dẫn ủến khụng giao phối ủược với nhau. Biện phỏp này gọi là gõy mất ủịnh hướng hay quấy nhiễu giao phối. Bản chất của biện phỏp là tạo cho khụng khớ trong vựng hoạt ủộng của bướm sõu hại chứa hàm lượng cao chất dẫn dụ giới tớnh. Như vậy sẽ ức chế phản ứng ủi tỡm bướm cỏi ủể giao phối của bướm ủực. điều này chỉ xảy ra khi chất dẫn dụ giới tớnh cú nồng ủộ trong khụng khớ phải cao hơn nồng ủộ ngưỡng bỡnh thường của loài là 105 phõn tử/cm3 (Wright, 1965). Liều lượng sử dụng chất dẫn dụ giới tớnh ủể quấy nhiễu giao phối tăng gấp 10-25 lần so với liều lượng trong bẫy bẫy dẫn dụ bỡnh thường. Biện phỏp quấy nhiễu giao phối ủược nghiờn cứu thành cụng ủối với bọ vũi voi ủục quả bụng từ 1974 tại Hoa Kỳ. đến nay ủược ứng dụng ở nhiều nước trờn thế giới như ấn độ, Canada, Hàn Quốc, Hoa Kỳ, Israel, Italy, Liờn Xụ cũ, New Zealand, Nhật Bản, Pakistan, Trung Quốc,... Biện phỏp này ủó ủược nghiờn cứu ỏp dụng ủể phũng chống nhiều loài như sõu ủục quả tỏo tõy C. pomonella, sõu rúm P. dispar, sõu ủục quả phương ủụng G. molesta, cỏc sõu cuốn lỏ Adoxophyes sp., A. lineatella, E. postvittana, H. magnanima, R. naevana trờn cõy ăn quả; sõu hồng ủục quả bụng P. gosypiella, sõu loang E. vittella, E. insulana, sõu xanh H. armigera trờn cõy bụng; sõu tơ P. xylostella, sõu khoang S. litura, sõu keo da lỏng S. exigua trờn rau; sõu ủục thõn lỳa bướm hai chấm S. incertullas. (Fabi, 1996; Hall et al., 1996; Kehat et al., 1996; Smetnik, 1987; Suckling et al., 1996; Trematerra et al., 1996;...). Do tớnh ủặc trưng riờng cho loài, về lý thuyết chất dẫn dụ giới tớnh chỉ tiờu diệt loài cú hại cần phũng chống; khụng gõy ụ nhiễm mụi trường vỡ kể cả trường hợp trong bẫy cú dựng thuốc hoỏ học thỡ lượng thuốc rất nhỏ. ớt khả năng hỡnh thành tớnh quen với bẫy chất dẫn dụ giới tớnh. Tuy nhiờn, chi phớ cao, nhưng bự lại liều lượng dử dụng thấp và bẫy cú thời gian hiệu lực dài.
II. Nghiờn cứu ứng dụng chất ủiều hoà sinh trưởng cụn trựng 1. Giới thiệu về chất ủiều hoà sinh trưởng cụn trựng 1. Giới thiệu về chất ủiều hoà sinh trưởng cụn trựng
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội Ờ Giỏo trỡnh Biện phỏp sinh học trong Bảo vệ thực vậtẦẦ 81 Hơn 60 năm về trước ủó hỡnh thành một lĩnh vực khoa học mới nghiờn cứu về cỏc tuyến và cỏc chất nội tiết ở cụn trựng - Nội tiết học cụn trựng. Cỏc chất do tuyến nội tiết sinh ra gọi là hoúcmụn. Hoúcmụn ủược hiểu là cỏc chất cú hoạt tớnh sinh lý ủặc biệt do tuyến nội tiết sinh ra, chuyển thẳng vào mỏu và tỏc ủộng lờn cỏc cơ quan khỏc cũng như cỏc quỏ trỡnh sinh lý trong cơ thể tiết ra chất ủú. Wigglesworth là người ủầu tiờn phỏt hiện ra hoúcmụn trẻ (hoúcmụn juvelin) ở bọ xớt Rhodnius và ủi ủầu trong nghiờn cứu hoúcmụn cụn trựng.Hoúcmụn tham gia ủiều hoà chức năng cơ thể, khụng tỏc ủộng lờn cỏc cỏ thể khỏc. đến nay ủó chứng minh rằng sự thay ủổi ủa dạng trong quỏ trỡnh phỏt triển cỏ thể và biến thỏi xảy ra ở cụn trựng ủược ủiều hoà một cỏch chớnh xỏc bởi 3 hoúcmụn: hoúcmụn nóo, hoúcmụn lột xỏc (ekdixon) và