Bài giảng bảo vệ rừng tổng hợp chương 5 gs ts nguyễn thế nhã (tt)

06-Apr-15

XÁC ĐỊNH CÂY KHÁNG SÂU
TRONG LÂM NGHIỆP

LAURA L. INGWELL∗†‡ AND EVAN L. PREISSER∗
∗Department of Biological Sciences, University of
Rhode Island, Kingston, RI 02881, U.S.A.
†Department of Entomology, University of Idaho,
Moscow, ID 83844, U.S.A.

GIỚI THIỆU (2)
• Phát hiện và tiêu diệt sâu bệnh xâm hại kịp
thời cũng như xử lý bằng biện pháp hóa học
và sinh học là cần thiết.
• Nghiên cứu phát triển cây bản địa có khả năng
chống chịu hoặc đề kháng sâu bệnh hại là nội
dung quan trọng của chương trình quản lý dịch
hại (Reis et al. 2004).
• Cây bản địa kháng sâu bệnh càng có ý nghĩa
lớn khi khơng thể tiêu diệt được hết sâu bệnh
ngoại lai xâm hại.

GIỚI THIỆU (1)
• Hàng trăm lồi sâu bệnh ngoại lai xâm hại xuất
hiện trong các khu rừng ở Hoa Kỳ
• Thiệt hại kinh tế lên tới trên 4,2 tỷ US$ mỗi
năm (Liebhold et al. 1995; Pimentel et al.
2005).
• Sâu bệnh hại nguy hiểm có thể tiêu diệt cây
chủ và làm thay đổi căn bản cục diện kinh

doanh lâm nghiệp
• Cần tìm ra phương pháp quản lý thích hợp

GIỚI THIỆU (3)
 Phát triển cây bản địa kháng sâu bệnh bao
gồm:
• Kiểm tra tính kháng sâu bệnh của tập đồn
cây bản địa mẫn cảm hiện có;
• Phát triển chương trình nhân lai giống
kháng sâu bệnh giữa loài cây bản địa mẫn
cảm với loài cây kháng sâu bệnh thường là
cây bản địa khác;
• Sản xuất nguồn cây giống kháng sâu bệnh

1


06-Apr-15

GIỚI THIỆU (4)
• Tìm ra cây bản địa kháng sâu bệnh góp phần
cải thiện tốc độ của chương trình nhân giống
cây kháng sâu bệnh.
• Cây được coi là cây kháng (resistant) là những
cá thể chỉ bị suy giảm sức sinh trưởng ít nhất
khi bị sâu bệnh hại tấn cơng.
• Có nhiều cơ chế giải thích cho việc rất hiếm
cây sống sót khi bị sâu bệnh.
• Mục tiêu là tìm ra những cá thể có đặc điểm
“kháng sâu bệnh”

Cây kháng sâu bệnh trong
khung cảnh quản lý dịch hại
• Lai xa giữa hai lồi tạo ra tính kháng đã biết
của lồi ngoại nhập nhưng rất khó thành
cơng và mất nhiều thời gian hơn vì cịn phải
“thuần hóa” cây ngoại nhập. Cây lai có thể
khơng thích ứng được với mơi trường của
cây bản địa.
• Link ví dụ

Cây kháng sâu bệnh trong
khung cảnh quản lý dịch hại
• Trong trường hợp một lồi sâu bệnh làm chết
cây bản địa không thể bị tiêu diệt bằng biện
pháp sinh học các nhà khoa học thường đi
tìm lồi cây bản địa kháng sâu bệnh để đưa
vào chương trình chọn giống kháng
• Thường có hai hoạt động được tiến hành
song song: bảo tồn chuyển vị cây bản địa để
tránh hiện tượng cây bản địa bị nguy cấp và
lai giống với cây ngoại nhập.
• Lai giữa hai lồi và lai trong lồi đều có ưu
nhược điểm

Cây kháng sâu bệnh trong
khung cảnh quản lý dịch hại
• Lai gần tạo ra giống cây phù hợp với mơi
trường sinh thái hơn.
• Vì vậy tìm ra các cá thể hoặc quần thể cây ít

nhiều có tính kháng sâu bệnh là rất cần thiết
• Tuy nhiên cá thể/quần thể kháng sâu bệnh
này thường rất hiếm và rất khó tìm

2


06-Apr-15

Cây kháng sâu bệnh trong
khung cảnh quản lý dịch hại
• Áp dụng phương pháp điều tra hệ thống trên
diện rộng rất tốn kém và hiệu quả thấp.
• Sử dụng phương pháp thư điện tử, tờ rơi,
phương tiện thông tin đại chúng… cùng với
tình nguyện viên/người dân… để xác định
cây kháng sâu bệnh là biện pháp thích hợp

Vật liệu nhân giống (cây kháng và cây mẫn cảm) được xử lý

Cành giâm/cành giống được lây nhiễm sâu bệnh

Xác định cây kháng và cây chống chịu sâu bệnh
(đo sinh trưởng, mật độ sâu bệnh, tỷ lệ sống)

Tiếp tục nhân giống cây kháng sâu bệnh tốt nhất để tạo nguồn giống

Chương trình

Chương trình

nhân lai giống kháng SB

Phục hồi và trồng lại rừng

Cây kháng sâu bệnh trong
khung cảnh quản lý dịch hại
• Các cộng tác viên tình nguyện phát hiện cá
thể cây có thể kháng sâu bệnh, thông báo
cho cán bộ điều phối biết. Cán bộ này tiếp
tục thu thập thông tin về địa điểm, tình trạng
sinh trưởng của cây … và
• Chuẩn bị thu thập cành giâm… cho việc
nhân giống cây… theo sơ đồ sau

Tầm quan trọng của tỷ lệ
chết do sâu bệnh
• Sâu bệnh hại làm chết cây là một loại “chọn
lọc tự nhiên”  Tỷ lệ chết do sâu bệnh là một
yếu tố chọn lọc.
• Khi sâu bệnh tấn cơng các cá thể cây mẫn
cảm bị chết, cá thể cây sống sót có thể phát
triển thành cây kháng sâu bệnh
• Vì thế tìm các cá thể cây kháng sâu càng có
ý nghĩa lớn trong trường hợp tỷ lệ cây chết
cao.

3

06-Apr-15

Vai trị của cơng tác điều tra
sâu bệnh hại cây rừng
• Cây rừng có mật độ và có tính đa dạng di
truyền cao.
• Mơi trường rừng tạo cho cây có thể phát triển
tính kháng sâu bệnh tốt hơn mơi trường thâm
canh lớn như cây nơng nghiệp.
• Sức ép chọn lọc lớn hơn so với mơi trường
có nhiều phân bón và thuốc BVTV.
• Cơ hội một số cá thể hoặc thậm chí quần thể
cây có sức đề kháng tốt với sâu bệnh lớn
hơn

Vai trị của cơng tác điều tra
sâu bệnh hại cây rừng
• Chương trình điều tra dài hạn với sự tham
gia của người dân rất có hiệu quả với các đối
tượng như ếch nhái, bị sát, chim
• Điều tra sâu bệnh không cần phải tập huấn
nhiều như đối với động vật bậc cao.

Vai trị của cơng tác điều tra
sâu bệnh hại cây rừng
• Tuy nhiên hệ sinh thái rừng khơng cho phép
một số cá nhân hoặc tổ chức riêng lẻ thực
hiện việc tìm kiếm cây kháng sâu bệnh.
• Vì như vậy khơng hiệu quả và có thể rất tốn
kém

• Sự cộng tác của lực lượng lâm nghiệp, các
tổ chức bảo tồn, người dân… là cần thiết

Nghiên cứu điểm: Rệp
Adelges tsugae
• Nguồn gốc rệp: Châu Á
• Đưa vào bang Virginia (U.S.A.) trong những
năm 1950 gây chết nhiều cây Độc cần
(Tsuga canadensis và T. caroliniana)

4


06-Apr-15

Nghiên cứu điểm: Rệp
Adelges tsugae

Nghiên cứu điểm: Rệp
Adelges tsugae

• Một số cây Tsuga canadensis kháng rệp đã
được tìm thấy vào năm 2008
• Chương trình tìm kiếm cây kháng rệp với lực
lượng tình nguyện viên được bắt đầu.

• Sổ tay giới thiệu về lồi sâu hại và cây kháng
sâu
• Thơng tin được trao đổi qua điện thoại, thư
điện tử…

• Sổ tay được chuyển đến khu vực lây nhiễm
sâu, cho các tổ chức bảo tồn, môi trường, 8
báo địa phương, gần 20 bản tin
• Hàng trăm cuốn sổ tay được phân phát cho
hơn 200 cán bộ lâm nghiệp và người dân.

Nghiên cứu điểm: Rệp
Adelges tsugae
•
•
•
•

Chon được 20 cây giống kháng sâu
Lai ghép với loài Tsuga heterophylla
Cây lai ghép ra rễ
Mùa hè năm 2009 đánh giá tính kháng của
các cây lai ghép  Cây bản địa có thể phát
triển tính kháng sâu hại.

CÂY KHÁNG SÂU RĨM THƠNG
Đào Ngọc Quang, Lê Văn Bình
Phịng Nghiên cứu Bảo vệ rừng, Viện Khoa học
Lâm nghiệp Việt Nam

5


06-Apr-15

CÂY KHÁNG SÂU RĨM THƠNG

CÂY KHÁNG SÂU RĨM THƠNG

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1. Điều tra phát hiện cá thể Thơng nhựa có tính
kháng SRT, khơng bị SRT tấn cơng hoặc ít bị
tấn cơng tại xã Sơn Lộc, Can Lộc, Hà Tĩnh.
2. Nghiên cứu phân tích sinh hóa mẫu lá của
các cây kháng và cây mẫn cảm với SRT.
3. Ni SRT tại hiện trường và trong phịng thí
nghiệm bằng lá các cây kháng và cây mẫm
cảm với SRT.
4. So sánh một số đặc điểm giữa cây kháng và
cây mẫn cảm với SRT.

1. Điều tra phát hiện cá thể Thông nhựa có
tính kháng SRT
• Điều tra theo tuyến: Tiến hành điều tra trên 5
tuyến, mỗi tuyến 6 km tại những khu vực đã,
đang và sau khi bị SRT hại, từ đó phát hiện
những vùng bị SRT hại, vùng khơng bị hại và
các cá thể khơng bị hại.
• Điều tra theo ơ tiêu chuẩn: 5 ơ 1000m2

CÂY KHÁNG SÂU RĨM THƠNG

CÂY KHÁNG SÂU RĨM THƠNG

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1. Điều tra phát hiện cá thể Thơng nhựa có
tính kháng SRT
• Lựa chọn 15 cây có mức độ bị hại bằng 0 và
có hình dáng đẹp, thân thẳng, cao, to trong
các ơ tiêu chuẩn có chỉ số mức độ bị hại
R≤25% để tiến hành nghiên cứu sự khác
nhau về các nhóm chất chính có trong thành
phần lá cây và ni Sâu róm thơng nhằm tìm
ra cơ chế kháng Sâu róm thơng của Thơng
nhựa.

2. Nghiên cứu phân tích sinh hóa mẫu lá của
các cây kháng và cây mẫn cảm với SRT
• Phương pháp xác định định tính các lớp
chất chính (không phải thành phần tinh
dầu): Chiết các mẫu riêng biệt bằng
metanol trong máy siêu âm sau khi đã
nghiền nhỏ mẫu thành bột. Các cặn chiết
metanol được tiến hành sắc ký với các hệ
dung môi khác nhau.

6

06-Apr-15

CÂY KHÁNG SÂU RĨM THƠNG

CÂY KHÁNG SÂU RĨM THƠNG

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2. Nghiên cứu phân tích sinh hóa mẫu lá của
các cây kháng và cây mẫn cảm với SRT
• Phương pháp xác định định tính thành
phần tinh dầu: Tinh dầu được chiết bằng
phương pháp cất lôi cuốn theo hơi nước,
sau đó thành phần và hàm lượng tinh dầu
được xác định bằng phương pháp sắc ký
khí - khối phở (GC-MS) có sử dụng thư
viện phở khối NIST để nhận dạng các cấu
tử.

3. Ni Sâu róm thơng
• Ni cá thể Sâu róm thơng tại thực địa bằng
lá thơng của các cây kháng và mẫn cảm với
SRT theo phương pháp:
• Gây ni Sâu róm thơng riêng rẽ bằng lá
thơng lấy từ các cá thể.
• Số cá thể Sâu róm thơng ni ở mỗi cơng
thức ≥ 30.
• Đánh giá và so sánh tỷ lệ sống/chết, mức độ

sinh trưởng của Sâu róm thơng

CÂY KHÁNG SÂU RĨM THƠNG

CÂY KHÁNG SÂU RĨM THƠNG

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3. Ni Sâu róm thơng
• Ni cá thể Sâu róm thơng trong phịng thí
nghiệm bằng lá thơng của các cây kháng và
mẫn cảm với SRT:
• Thí nghiệm đẻ trứng: Mỗi lồng nuôi
cắm 2 cành của cây kháng SRT và 2
cành của cây mẫn cảm với SRT, sau
đó đặt 10 nhộng Sâu róm thơng trong
lồng để vũ hóa thành sâu trưởng thành
và quan sát sự đẻ trứng của sâu
trưởng thành. Tổng số có 6 lồng ni.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3. Ni Sâu róm thơng
• Thí nghiệm theo dõi sâu non: Mỗi lồng
nuôi cắm 2 cành của cây kháng SRT và 2
cành của cây mẫn cảm với SRT, trên mỗi
cành thả đồng loạt 50 trứng Sâu róm
thơng, sau khi sâu nở đếm lại số sâu có
trên mỗi cành của từng lồng sau các
khoảng thời gian 4, 8 và 24 giờ sau khi
trứng nở.

7


06-Apr-15

CÂY KHÁNG SÂU RĨM THƠNG
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
4. So sánh một số đặc điểm giữa cây kháng và
cây mẫn cảm với SRT
• Mơ tả đặc điểm hình thái cây: Màu sắc lá, độ
cứng lá, chiều dài và chiều rộng lá.
• Mơ tả đặc điểm giải phẫu lá: Đo đếm kích
thước của lớp cutin, biểu bì, hạ bì và nhu mơ
đồng hóa và so sánh giữa lá cây kháng với
cây mẫn cảm với SRT.
• Mơ tả một số đặc điểm khác: Góc phân
cành, màu sắc vỏ, nhựa và độ nứt vỏ.

CÂY KHÁNG SÂU RĨM THƠNG
Xác định định tính các lớp chất chính (khơng
phải thành phần tinh dầu)
• Các mẫu lá đều có thành phần hóa học khá
giống nhau. Lớp chất chính là các chất dầu
(chất béo), sterol và tecpenoit.
• Hầu như khơng có sự khác nhau giữa các
mẫu lá cây kháng và cây mẫn cảm với SRT.

CÂY KHÁNG SÂU RĨM THƠNG
Tỷ lệ cây bị hại (P%) và mức độ gây hại (Rtb) của SRT
ƠTC

1

P%
94,4

Rtb
2,36

Rtb
2,36*25=54,00%

2

97,2

2,53

2,53*25=63,20%

3

94,4

2,07

2,07*25=51,75%

4
5

23,6
23,6

0,36
0,31

0,36*25=9,00%
0,31*25=7,75%

CÂY KHÁNG SÂU RĨM THƠNG
Xác định thành phần hóa học và hàm lượng của
tinh dầu các mẫu lá bằng phương pháp sắc ký
khí ghép nối khối phở
• Một số hợp chất có xuất hiện trong mẫu lá của 3
cây mẫn cảm với SRT nhưng lại không xuất hiện
trong các mẫu lá của 15 cây kháng SRT

8


06-Apr-15

CÂY KHÁNG SÂU RĨM THƠNG
• Một số hợp chất có xuất hiện trong mẫu lá của 3
cây mẫn cảm với SRT nhưng lại không xuất hiện
trong các mẫu lá của 15 cây kháng SRT
• Hàm lượng một số thành phần lớp chất thuộc
nhóm terpen có trong lá của những cây kháng
SRT cao hơn so với lá cây mẫn cảm với SRT.

CÂY KHÁNG SÂU RĨM THƠNG
• KẾT QUẢ NI SÂU VÀ NGHIÊN CỨU ĐẶC
ĐIỂM HÌNH THÁI & GIẢI PHẪU CÂY KHÁNG
SÂU RĨM THƠNG.
• CHI TIẾT BÀI BÁO
• “THƠNG CHĨC”

9


06-Apr-15

10