1.3. Khái quát về virus gây bệnh côn trùng
1.3.1. Phân loại nhóm virus diệt côn trùng
Phân loại virus hại côn trùng gắn liền với lịch sử phát minh và những cấu trúc đặc trưng của chúng. Virus ký sinh trên vật chủ riêng biệt cho nên tên của virus được gắn với tên của ký chủ. Ví dụ virus đa diện nhân tằm có tên virus đa diện nhân Bombyx mori viết tắt là BmNPV, virus đa diện nhân của sâu xanh đục quả có tên virus đa diện nhân Helicoverpa armigera, viết tắt là HaNPV…
Trang 16
Virus côn trùng được phân thành 14 nhóm. Mỗi nhóm được miêu tả như một “họ” mặc dù phân loại virus côn trùng vẫn đang phát triển, đặc biệt là các đặc điểm hóa sinh, cho nên việc phân nhóm này không nên coi như là một quyết định cuối cùng. Khi nghiên cứu để xác định loại virus, các nhà khoa học thường dựa vào sự xuất hiện của các thể protein khác nhau, bởi virus côn trùng thường có vỏ protein bao bọc để tạo nên các thể vùi (virion) với hình khối đa diện hoặc hình dạng hạt, không phải các loại virus gây bệnh trên côn trùng đều tạo thành những thể vùi (Phạm Thị Thùy, 2004).
Căn cứ vào cấu trúc của các virion, các nhà khoa học đã phân loại và chia virus côn trùng thành 7 nhóm chính.
1.3.1.1. Nhóm Baculovirus thuộc họ Baculoviridae
Virus thuộc nhóm này có dạng hình que, hình gậy. Kích thước từ 40 - 70 nm x 250 - 400 nm, nhóm virus này gồm có một vỏ lipoprotein bao quanh một protein nằm trong lõi DNA (nucleocapsid) trong đó có các virion, các virion bao gồm 11 - 25 polypeptid, trong đó có 4 - 11 polypeptid được kết hợp với nucleocapsid, số còn lại kết hợp với capsid, DNA của Baculovirus có cấu trúc 2 sợi vòng với trọng lượng phân tử từ 50-100 x 106, các virion được bao quanh bởi một tinh thể protein lưới mắt cáo, các nhà khoa học gọi đó là thể vùi (Polyhedrosis Inclusion Body - PIB).
Theo Tinsley và Kelly (1985), Baculovirus bao gồm một số loại sau:
- Virus đa diện nhân (Nuclear polyhedrosis virus) viết tắt là NPV, đây là virus có hình đa giác, bên trong có chứa nhiều hạt virion hay còn gọi là thể vùi PIB. Loại virus này có thể lây bệnh rất cao với 7 bộ côn trùng như bộ cánh vẩy Lepidoptera, bộ hai cánh Diptera, bộ cánh màng Hymenoptera, bộ cánh cứng Coleoptera, bộ cánh thẳng Orthoptera, bộ cánh mạch Neuroptera và bộ cánh nửa Hemiptera trong đó có khoảng 300 loài côn trùng có bộ
Trang 17
cánh vẩy và hai cánh là nhiều nhất, tập trung chủ yếu ở họ ngài đêm Noctuidae và họ ngài sáng Piralidae.
- Virs hạt Granulosis virus (GV), đây là virus dạng hạt có hình oval, hình que… Bên trong chỉ chứa một virion ít khi chứa 2 virion, loại virus này chỉ xâm nhập chủ yếu vào tế bào lớp hạ bì của mô mỡ và huyết tương, khả năng diệt sâu cao, DNA này thường có trọng lượng phân tử là 80 x 106, tỷ lệ guanin + xitozin trong DNA thường vào khoảng 35-39% (P. Wildy, 1971). Chúng là những virus chứa DNA (axit dezoxiribonucleic).
- Virus có thể protein (thể vùi) khác nhau, bên trong có chứa các virion khác nhau cũng có khả năng diệt trừ sâu hại nhưng tỷ lệ thấp hơn NPV và GV.
- Virus không tạo thể vùi hoặc tạo thành nhưng rất mỏng cho nên loại virus này ít có khả năng tiêu diệt sâu hại cây trồng.
Triệu chứng sâu bị nhiễm bệnh do NPV: sâu bị bệnh do NPV trở nên ít hoạt động, ngừng ăn. Cơ thể chúng có màu sắc trắng hơn hoặc vàng hơn ở vùng ruột. Cơ thể căng phồng, trương phù, chứa nhiều nước. Sau khi chết thân sâu chuyển từ màu nâu sang màu đen, da dễ bị nứt vỡ khi có tác động cơ học, dịch virus giải phóng ra ngoài có mùi rất thối.
Sâu chết do NPV thường treo ngược trên cây, nhưng nếu bị chết do NPV ở tế bào thành ruột thì phần đầu lại bám chặt vào các bộ phận của cây. Bình thường từ khi nhiễm đến khi sâu chết là từ 1 - 3 ngày, có khi lên đến 4 - 5 ngày nếu sâu đã trưởng thành.
1.3.1.2. Nhóm cytoplasmic polyhedrosis virus - CPV (Reoviridae)
Nhóm virus đa diện tế bào chất (CPV) gây bệnh cho hơn 200 loài côn trùng, chủ yêu đối với bộ Lepidoptera và Diptera. Virus trong họ Reoviridae có đặc điểm hình thái giống virus của NPV, nhưng chúng khác ở chổ chúng chứa sợi đôi RNA trong bộ gen. CPV tạo thành các thể protein chứa các virion hình cầu có đường kính 50 - 65 nm (hoặc 68 - 69 nm). Các virion có một số gai ở đỉnh
Trang 18
với chiều dài 20 nm. Trong thể vùi có thể bao gồm một hau nhiều virion. Mạng lưới protein của thể vùi phần lớn chỉ có một polypeptide, trọng lượng phân tử là 25.000 - 31.000 kDa. Trong bộ gen của virus CPV có sợi đôi RNA gồm 10 đoạn có trọng lượng phân tử 0,34 - 2,59 x 106. Người ta cho rằng mỗi đoạn có một gen. Dựa trên cơ sở phân đoạn của bộ gen, có ít nhất 12 loại (tip) của CPV được phân loại.
Triệu chứng sâu chết do CPV: biểu hiện kém ăn, còi cọc, đôi khi phần đầu quá to so với cơ thể, ở giai đoạn cuối cùng của bệnh, màu sắc cơ thể sâu bị biến đổi, thường trở nên trắng hoặc vàng. Những triệu chứng khác bao gồm sự phát triển kéo dài và giảm ăn dẫn đến chết.
1.3.1.3. Nhóm Entomopox virus (EV) thuộc họ Poxviridae
Nhóm virus này gây bệnh chủ yếu trên côn trùng ở bộ cánh vẩy Lepidoptera, bộ hai cánh Diptera, bộ cánh cứng Coleoptera, bộ cánh thẳng Orthoptera. Về hình thái nhóm EV có thể protein, DNA gồm 2 sợi có trọng lượng phân tử 110-200 x 108 và có ít nhất là 4 enzyme kết hợp, bên trong các thể vùi cò chứa các virion hình bầu dục, chúng xâm nhiễm vào các mô mỡ của côn trùng nên khả năng diệt sâu không lớn.
1.3.1.4. Nhóm Irido virus (IV) thuộc họ Iridoviridae
Đây là nhóm virus trần, chúng không tạo thành các thể vùi, các virion có hình cầu chứa DNA thẳng với hai loại kích thước, kích thước nhỏ khoảng 130 nm với trọng lượng phân tử 114-150 x 106 và kích thước lớn khoảng 240-288 x 108, trong virion có nhiều enzym DNA, ARN polymeraza, nucleotid phosphohydrolaza và protein kinaza. Nhóm virus này thường xuyên xâm nhiễm trong các mô tế bào chất của sâu nên cũng có khả năng diệt sâu nhưng không cao.
1.3.1.5. Nhóm Denso virus (DV) thuộc họ Parvoviridae
Trang 19
Nhóm virus này chỉ gây bệnh trên 3 loài sâu hại: Galleria mellonella, Junonia coenia, Agraulis vanillae. Virion chứa sợi DNA có trọng lượng phân tử 1,6-2,2 x 106. Nhóm này có kích thước nhỏ đường kính 20-22 nm. . Dựa trên cơ sở hình thái các virion và triệu chứng nhiễm bệnh, nhóm này chia thành typ 1 (nhiễm bệnh và chết nhanh) và typ 2 (chỉ nhiễm trong ruột và chết tương đối chậm).
1.3.1.6. Nhóm virus ARN thuộc họ Picornaviridae
Nhóm virus có sợi đơn RNA này có hạt virus kích thước 20 - 30 nm. Phần lớn các virus RNA được tách chiết từ nhiều loại côn trùng, chúng ký sinh trong tế bào chất và biểu mô tế bào ruột không tạo thể vùi. Người ta nhận thấy sự giống nhau của virut này với picornavirus, đặc biệt giống Enterovirut ký sinh ở động vật có xương sống.
1.3.1.7. Nhóm Sigma virus thuộc họ Rhabdoviridae
Nhóm này có tác nhân lây nhiễm di truyền, kích thước 140 x 1180 x 7 nm.
Virut sigma là một tác nhân gây nhiễm di truyền có mặt thường xuyên trong quần thể sâu Drosophila melanogaster. Các hạt virut hình gậy với kích thước 75 x 200 nm với các gai trên bề mặt có chiều dài 8nm. Triệu chứng duy nhất đối với virut này là sự mẫn cảm của các ruồi dấm trưởng thành với CO2.
Trong 7 nhóm virus trên thì nhóm Baculovirus và nhóm CPV là hai nhóm có tác dụng diệt sâu tốt nhất với hiệu quả phòng trừ cao nhất. Vì vậy, nhiều nước trên thế giới cũng như ở nước ta nhiều nhà khoa học đã tập trung nghiên cứu.
Đây là những virus đã ký sinh trên các loại sâu hại, được các nhà khoa học nhân nuôi để tạo ra chế phẩm virus và sử dụng chúng trong việc phòng trừ các loài sâu hại đó. Chúng gồm ba loại chính là virus đa diện dạng nhân (Nuclear polyhedrosis) viết tắt là NPV, loại virus thể hạt (Granulosis virus) và loại virus đa diện dạng tế bào chất (Cytoplasmis polyhedrosis virus).
Trang 20