Chương 6: Chế phẩm sinh học trong bảo vệ thực vật pot

Chương 6: Chế phẩm sinh học trong bảo vệ thực vật VI SINH NÔNG NGHIỆP 2009
Chương 6:
CHẾ PHẨM SINH HỌC TRONG BẢO VỆ THỰC
VẬT
I. GIỚI THIỆU:
-Từ năm 1980 trở lại đây, nước ta có yêu cầu thâm canh nhằm tăng năng
suất cây trồng nên các hóa chất hóa học bảo vệ thực vật được sử dụng rộng rãi.
Người ta sử dụng thuốc hóa học để trừ sâu, bệnh hại và cỏ dại cho nhiều loại cây
trồng. Tuy nhiên một số nơi đã quá lạm dụng thuốc hóa học trong thời gian dài
làm mất đi sự đa dạng trong sinh học về số lượng và số loài các côn trùng có ích
giảm đi rất nhiều dẫn đến mất cân bằng sinh thái, là nguyên nhân chính cho sự
xuất hiện ngày càng nhiều loài dịch hại như chuột, ốc bưu vàng, bệnh khô vằn,
bệnh đạo ôn…
-Bên cạnh đó hiện tượng kháng thuốc của một số loài sâu hại quan trọng
cũng được ghi nhận. Mặt khác viêc sử dụng thuốc không đúng biện pháp hoá học
đã gây ô nhiễm môi trường, để lại dư lượng thuốc trừ sâu quá giới hạn cho phép
trên nông sản,
-Chi phí để sản xuất thuốc hóa học trừ sâu, phòng bệnh và diệt cỏ dại là
rất lớn, đòi hỏi sự đầu tư cao về nhà xưởng, máy móc, công nghệ…
Chính vì vậy, xu hướng quay trở lại nền nông nghiệp hữu cơ với việc
tăng cường sử dụng chế phẩm sinh học, phân bón hữu cơ trong canh tác cây trồng
đang là xu hướng chung của Việt Nam nói riêng và thế giới nói chung.
Vai trò của chế phẩm sinh học, trong đó có vi sinh vật trong sản
xuất nông nghiệp được thừa nhận có các ưu điểm sau đây:
- Không gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe con người, vật nuôi, cây trồng.
Không gây ô nhiễm môi trường sinh thái
- Có tác dụng cân bằng hệ sinh thái ( vi sinh vật, dinh dưỡng …) trong môi trường
đất nói riêng và môi trường nói chung.
GV: Trịnh Thị Hồng 1
Chương 6: Chế phẩm sinh học trong bảo vệ thực vật VI SINH NÔNG NGHIỆP 2009
- Ứng dụng các chế phẩm sinh học không làm hại kết cấu đất, không làm chai đất,

thóai hóa đất mà còn góp phần tăng độ phì nhiêu của đất.
- Có tác dụng đồng hóa các chất dinh dưỡng, góp phần tăng năng suất và chất
lượng nông sản phẩm.
- Có tác dụng tiêu diệt côn trùng gây hại, giảm thiểu bệnh hại, tăng khả năng đề
kháng bệnh của cây trồng mà không làm ảnh hưởng đến môi trường như các lọai
thuốc BVTV có nguồn gốc hóa học khác.
- Có khả năng phân hủy, chuyển hóa các chất hữu cơ bền vững, các phế thải sinh
học, phế thải nông nghiệp, công nghiệp, góp phần làm sạch môi trường.
Các chế phẩm sinh học ứng dụng cho cây trồng hiện nay cơ bản được
chia làm 3 nhóm sản phẩm với các tính năng khác nhau:
- Nhóm chế phẩm sinh học ứng dụng cho việc phòng trừ sâu bệnh hại cây trồng.
- Nhóm chế phẩm sinh học dùng cho sản xuất phân bón hữu cơ sinh học, phân hữu
cơ vi sinh, chất kích thích tăng trưởng bón cho cây trồng.
- Nhóm chế phẩm sinh học dùng cho cải tạo đất, xử lý phế thải nông nghiệp.
Nhóm chế phẩm sinh học ứng dụng cho phòng trừ sâu bệnh:
Đây là nhóm sản phẩm được ứng dụng khá rộng rãi và được ứng dụng sớm
nhất trong lĩnh vực cây trồng. Theo Bộ Nông nghiệp và PTNT, trong danh mục
các lọai thuốc BVTV có nguồn gốc sinh học, từ năm 2000 chỉ có 2 sản phẩm trừ
sâu sinh học được công nhận cho đăng ký. Đến năm 2005 đã có 57 sản phẩm các
lọai, đến 6 tháng đầu năm 2007 có 193 sản phẩm được cấp giấy phép đăng ký.
Nâng tổng số có 479 sản phẩm sinh học được phép lưu hành, trong đó có 300 lọai
thuốc trừ sâu và 98 sản phẩm thuốc trừ bệnh. Các sản phẩm này đã góp phần
không nhỏ vào công tác phòng trừ dịch hại , góp phần thay thế và hạn chế dần
nguy cơ độc hại do sử dụng thuốc BVTV nguồn gốc hóa học ảnh hưởng đến sức
khỏe con người và gây ô nhiễm môi trường.
* Một số sản phẩm tiêu biểu:
- Ngùôn gốc thảo mộc: Các sản phẩm chế biến từ cây Neem hiện nay đã được đưa
vào ứng dụng rộng rãi trong công tác bảo vệ thực vật. VINEEM 1500 EC – đây là
GV: Trịnh Thị Hồng 2
Chương 6: Chế phẩm sinh học trong bảo vệ thực vật VI SINH NÔNG NGHIỆP 2009

sản phẩm của Công ty thuốc sát trùng Miền Nam, được chiết xuất từ nhân hạt
Neem ( Azadirachta indica A. Juss ) có chứa họat chất Azadirachtin, có hiệu lực
phòng trừ nhiều lọai sâu hại trên cây trồng như lúa, rau màu, cây công nghiệp, cây
ăn trái, hoa kiểng. Lọai thuốc có nguồn gốc thảo mộc này không tạo nên tính
kháng của dịch hại, không ảnh hưởng đến thiên địch và không để lại dư lượng trên
cây trồng. Thuốc tác động đến côn trùng gây hại bằng cách gây sự ngán ăn, xua
đuổi, ngăn sự lột xác của côn trùng cũng như ngăn cản sự đẻ trứng là giảm khả
năng sinh sản. Các sản phẩm thương mại tương tự từ cây Neem còn có Neemaza,
Neemcide 3000 SP, Neem Cake.
- Họat chất Rotenone được chiết xuất từ hai giống cây họ đậu là Derris elliptica
Benth và Derris trifoliata có thể sử dụng như một lọai thuốc trừ sâu thảo mộc có
tác dụng diệt trừ sâu rầy trên lúa, ốc bươu vàng cũng như các lọai cá dữ, cá tạp
trong ruộng nuôi tôm.
- Chế phẩm Đầu trâu Bihopper ( họat chất Rotenone ) đóng vai trò diệt tuyến trùng
và chế phẩm Olicide ( Oligo – Sacarit ) đóng vai trò tăng sức đề kháng bệnh của
cây trồng.
- Nguồn gốc vi sinh: Thuốc trừ sâu vi sinh BT ( Bacciluss Thuringiensis var. )
thuộc nhóm trừ sâu sinh học, có nguồn gốc vi khuẩn, phổ diệt sâu rộng và hữu
hiệu đối với các lọai sâu như sâu cuốn lá, sâu tơ, sâu xanh, sâu khoang, sâu ăn
tạp… Sâu khi ăn phải thuốc sẽ ngừng ăn sau vài giờ và chết sau 1 – 3 ngày. Ở Việt
Nam, chế phẩm Bt (Bacillus thuringiensis) đã được nghiên cứu từ năm 1971. Hơn
20 chế phẩm Bt nhập khẩu và nội địa đã cho kết quả tốt trong phòng thí nghiệm và
ngoài đồng đối với một số sâu hại chính trên đồng ruộng như sâu xanh bướm
trắng, sâu xám, sâu tơ, sâu hại bông, sâu đo. Các lọai sản phẩm thương mại có trên
thị trường khá nhiều như Vi-BT 32000WP, 16000WP; BT Xentary 35WDG,
Firibiotox P dạng bột; Firibiotox C dạng dịch cô đặc
Khoa Nông nghiệp và sinh học ứng dụng ( Đại học Cần Thơ ) cũng đã nghiên cứu
và đưa ra 2 chế phẩm sinh học Biobac và Biosar có khả năng phòng trừ 2 bệnh
thường gặp trên lúa là đốm vằn và cháy lá. Chế phẩm Biobac được sản xuất từ một
GV: Trịnh Thị Hồng 3

Chương 6: Chế phẩm sinh học trong bảo vệ thực vật VI SINH NÔNG NGHIỆP 2009
chủng vi khuẩn có sẵn ở địa phương, có khả năng tiêu diệt và ức chế sự phát triển
của sợi nấm gây bệnh đốm vằn. Còn chế phẩm Biosar là sản phẩm được chiết xuất
từ một số loài thực vật, có khả năng kích thích tính kháng bệnh cháy lá lúa (đạo
ôn) do nấm Pyricularia gây ra.
- Nguồn gốc nấm: Điều chế từ nấm có sản phẩm thuốc trừ sâu sinh học
VIBAMEC với họat chất Abamectin được phân lập từ quá trình lên men nấm
Steptomyces avermitilis. Diệt trừ được các lọai sâu như sâu vẽ bùa, nhện, sâu tơ,
sâu xanh, bọ trĩ, bọ phấn; Ngòai ra cũng trong nhóm này Vivadamy, Vanicide,
Vali… có họat chất là Validamycin A, được chiết xuất từ nấm men Streptomyces
hygroscopius var. jingangiesis. Đây là nhóm thuốc trừ bệnh có nguồn gốc kháng
sinh đặc trị các bệnh đốm vằn trên lúa, bệnh nấm hồng trên cao su, bệnh chết rạp
cây con trên cà chua, khoai tây, thuốc lá, bông vải….
Các chế phẩm từ nhóm nấm còn có nấm đối kháng Trichoderma vừa có tác dụng
đề kháng một số nấm bệnh gây hại trên bộ rễ cây trồng như: bệnh vàng lá chết
nhanh, còn gọi là bệnh thối rễ do nấm Phytophthora palmirova gây ra. Hay bệnh
vàng héo rũ hay còn gọi là bệnh héo chậm do một số nấm bệnh gây ra: Furasium
solari, Pythium sp, Sclerotium rolfosii.
- Hai chế phẩm nấm trừ côn trùng Metarhizium anisopliae và Beauveria bassiana
là sản phẩm của đề tài do Viện Lúa đồng bằng sông Cửu Long thực hiện: Ometar -
Metarhizium anisopliae (nấm xanh); Biovip = Beauveria bassiana (nấm trắng).
- Nguồn gốc virus: Tiêu biểu là nhóm sản phẩm chiết xuất từ virus
Nucleopolyhedrosisvirus ( NPV ). Đây là lọai virus có tính rất chuyên biệt, chỉ lây
nhiễm và tiêu diệt sâu xanh da láng ( Spodoptera exigua ) rất hiệu quả trên một số
cây trồng như bông, đậu đỗ, ngô, hành, nho …
- Pheromone: Là một nhóm chế phẩm sinh học có tác dụng dẫn dụ giới tính, được
sử dụng rộng rãi trong hệ thống bảo vệ thực vật cây trồng. Với đặc điểm chuyên
tính cao với từng lọai sâu hại nên rất an tòan với sản phẩm, sinh vật có ích và môi
trường. Pheromone được dùng như một công cụ có hiệu quả trong dự báo, phòng
trừ dịch hại cây trồng và sản phẩm trong kho nông sản. Đến nay trên thế giới đã

GV: Trịnh Thị Hồng 4
Chương 6: Chế phẩm sinh học trong bảo vệ thực vật VI SINH NÔNG NGHIỆP 2009
nghiên cứu và tổng hợp được hơn 3.000 hợp chất sex – pheromone dẫn dụ nhiều
lọai côn trùng khác nhau. Ở Việt nam hiện nay, việc ứng dụng pheromone được
tập trung đối với một số côn trùng sau đây:
+ Côn trùng hại rau: Các lọai sâu ăn lá: sâu tơ ( Plutella xylostella) , sâu xanh
( Helicoverpa armigera ), sâu khoang ( Spodoptera litura ) và sâu xanh da láng
( Spodoptera exigua )
+ Côn trùng hại cây ăn trái: tập trung là chất dẫn dụ ruồi vàng đục trái ( Bactrocera
dorsalis ). Sản phẩm tiêu biểu là Vizubon – D với họat chất Methyl Eugenol dẫn
dụ đối với ruồi đực rất mạnh. Trong sản phẩm có pha trộn thêm chất diệt ruồi
Naled. Đối với sâu đục vỏ trái cam quýt ( Prays citri Milliire ) cũng đã được sử
dụng pheromone có hoạt chất Z(7)- Tetradecenal.
- Nguồn gốc tuyến trùng: Trong các giải pháp sinh học, tuyến trùng EPN (viết tắt
tên tiếng Anh Entomopathogenic nematodes của nhóm tuyến trùng ký sinh và gây
bệnh cho côn trùng) được coi là tác nhân có nhiều triển vọng bởi có khả năng diệt
sâu nhanh, phổ diệt sâu rộng rộng, an toàn cho người, động vật và không gây khả
năng "kháng thuốc" ở sâu hại. Nhóm các nhà khoa học ở Viện Sinh thái và Tài
nguyên sinh vật, Viện Khoa học và Công nghệ VN đã điều tra, phân lập nhóm
tuyến trùng EPN - 2 giống Steinernema và Heterorhabditis được coi là
Entomopathogenic nematodes (EPN), đưa vào sản xuất thuốc sinh học tuyến
trùng. Từ đây, nhóm đã sản xuất thử nghiệm 6 chế phẩm sinh học có tên từ
Biostar-1 đến Biostar-6, trong đó Biostar-3 và Biostar-5 được sản xuất hàng trăm
lít để thử nghiệm rộng rãi trên đồng ruộng.
Tuy nhiên, nhìn chung hiện nay việc nghiên cứu ứng dụng chế phẩm
sinh học trong phòng trừ sâu hại ở Việt Nam chủ yếu ở trong phòng thí nghiệm và
quy mô sản xuất thử nên giá thành còn cao. Ví dụ như giá thành sản xuất số lượng
EPN dùng cho 1 ha ở Việt Nam là 100 USD, trong khi đó ở Mỹ, Nhật Bản, Đức,
Canada chỉ khoảng 50 USD. Khả năng bảo quản các thuốc BVTV có nguồn gốc
GV: Trịnh Thị Hồng 5

Chương 6: Chế phẩm sinh học trong bảo vệ thực vật VI SINH NÔNG NGHIỆP 2009
sinh học không cao nên dẫn tới khó khăn trong việc bảo quản, lưu thông, phân
phối và sử dụng.
II.VI SINH VẬT VÀ VẤN ĐỀ BẢO VỆ THỰC VẬT
Phòng trừ sâu bệnh hại cây trồng bằng phương pháp hóa học không
phải lúc nào cũng có kết quả hữu hiệu. Mặt khác, biện pháp này làm nhiễm bẩn
môi trường sống, ảnh hưởng không ít đến người, gia súc và các loại sinh vật
khác, đặc biệt là các loại động vật sống trong nước như cá, tôm, cua… Trong
những năm gần đây, việc sử dụng biện pháp sinh học phòng chống sâu hại cây
trồng như sử dụng ký sinh mới được đi sâu nghiên cứu, nhưng việc sử dụng biện
pháp này với nấm bệnh là một vấn đề đang còn mới mẻ trong nông nghiệp. Tuy
vậy xu hướng bảo vệ cây trồng chống nấm bệnh hại là sử dụng ký sinh bậc 2, vi
khuẩn đối kháng, chất kháng sinh, fitonxit đã đem lại kết quả khả quan. Nguyên
tắc cơ bản của phương pháp này là tách các ký sinh bậc 2 đem gây, nhân hàng
loạt và phun lên cây trồng bị bệnh hại.
1. Vi sinh vật đối kháng với các sinh vật gây bệnh cây
Hiện tượng đối kháng rất phổ biến trong tự nhiên, nhất là đối với các vi
sinh vật đất. Vi sinh vật đối kháng thường tiết ra các kháng sinh, men hoặc các
chất có hoạt tính sinh học cao thường độc hại với vật gây bệnh cây. Hoặc vi sinh
vật đối kháng cạnh tranh sử dụng điều kiện sống của vật gây bệnh.
1.1 Nấm đối kháng với vật gây bệnh cây
Nấm đối kháng có thể kìm hãm sinh trưởng, phát triển của các nấm gây
bệnh cây. Dưới đây là một số nấm đối kháng thường gặp:
- Để diệt nấm phấn trắng người ta dùng nấm Cocinnobulus cesatii DB
được tách từ đính bào tử bệnh phấn trắng ở cỏ dại, loại này phát triển thích hợp
trong điều kiện nhiệt độ và ẩm độ cao.
GV: Trịnh Thị Hồng 6
Chương 6: Chế phẩm sinh học trong bảo vệ thực vật VI SINH NÔNG NGHIỆP 2009
- Nấm Darluca filum Cas để diệt nấm rỉ sắt trên cây lương thực, giảm
được tỷ lệ bệnh đáng kể.

- Nấm Fusarium orobanches Jacz diệt cỏ dại (Orobanche) trong
ruộng dưa hấu. Loại nấm này đem nhân trên thân rơm rạ băm nhỏ trộn với bột
ngô và rắc vào các luống gieo trồng có tưới thêm ít nước gỉam được cỏ dại và
dưa hấu tăng được 47-50%.
- Nấm Alternaria cuscutacidae Rud dùng để diệt nhiều loại vi khuẩn
và siêu vi khuẩn trên cà rốt, bắp cao lương, tỷ lệ bệnh giảm 40-50% so với đối
chứng.
- Nấm Aspergillus niger đối kháng nấm Fusarium solani, Rhizoctonia
solania.
- Nấm Cercospora kikuchii đối kháng nấm Diaporthe phaseolorum
var. sojae.
- Rất nhiều giống Trichoderma có khả năng kiểm soát tất cả các loại
nấm gây bệnh khác. Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy, nấm Trichoderma giết
nhiều loại nấm gây thối rễ như: Pythium, Rhizoctonia và Fusarium. Quá trình đó
được gọi là: kí sinh nấm ( mycoparasitism ) . Trichoderma tiết ra một enzym làm
tan vách tế bào của các loài nấm khác. Sau đó nó có thể tấn công vào bên trong
loài nấm gây hại đó và tiêu thụ chúng. Chủng sử dụng trong T-22 tiết ra nhiều
enzym chính yếu, endochitinase, hơn các chủng hoang dại, do đó, T-22 sinh
trưởng tốt hơn và tiết ra nhiều enzym hơn các chủng hoang dại. Sự kết hợp này
cho phép nó bảo vệ vùng rễ của cây trồng chống các loại nấm gây thối rễ trên
đồng ruộng.
- Những phát hiện mới hiện nay cho thấy rằng một số giống có khả
năng hoạt hóa cơ chế tự bảo vệ của thực vật, từ đó những giống này cũng có khả
năng kiểm soát những bệnh do các tác nhân khác ngoài nấm.
1.2 Vi khuẩn đối kháng với vật gây bệnh cây
Vi khuẩn Agrobacterium radiobacter dòng K-84 là loài đối kháng của
vi khuẩn gây bệnh Agrobacterium tumefaciens. Vi khuẩn Bacillus subtilis đối
GV: Trịnh Thị Hồng 7
Chương 6: Chế phẩm sinh học trong bảo vệ thực vật VI SINH NÔNG NGHIỆP 2009
kháng của nhiều loại nấm gây bệnh cây. Các vi khuẩn Pseudomonas fluorescens,

P. putida, P. aureofaciens là loài đối kháng với nấm Rhizoctonia solani.
1.3 Virus đối kháng với vật gây bệnh cây
Có một số virus gây bệnh cây có tính đối kháng với nấm gây bệnh cây.
Ví dụ, virus gây đốm lá thuốc lá đối kháng với nấm Colletotrichum, lgenarium
gây bệnh thán thư dưa chuột. Virus gây khảm dưa chuột và virus đốm vòng đen
cà chua có tính đối kháng với nấm Cladosporium cucumerium. Sự ức chế của các
virus đối với nấm bệnh có thể đạt 85%
2. Vi sinh vật gây bệnh côn trùng
Tác động của vi sinh vật lên côn trùng:
- Cơ giới: phá vỡ cấu trúc tế bào, làm biến dạng, rách mô bào và tạo
rối loạn các chức năng của chúng.
- Hóa học: tiết chất độc gây hại cho sâu ở những nồng độ nhất định.
2.1 Những virus chính gây bệnh cho cây trồng
- Nhóm virus đa diện ở nhân (NPV): thường kí sinh trong tế bào hạ bì,
thể mỡ, khí quản, dịch huyết tương và biểu mô ruột giữa. NPV có thể gây
bệnh cho côn trùng thuộc 7 bộ : cánh cứng, hai cánh, cánh màng, cánh vẩy, cánh
mạch.
2.2 Những vi khuẩn được nghiên cứu, ứng dụng trong phòng chống
côn trùng
- Vi khuẩn Coccobacillus acridiorum: gây bệnh nhiễm trùng máu cho
châu chấu.
- Vi khuẩn gây bệnh sữa cho ấu trùng bọ hung.
- Vi khuẩn Bacillus cereus: tính gây bệnh cho côn trùng của vi khuẩn
này rất khác nhau.
- Vi khuẩn Bacillus thuringiensis: đây là vi khuẩn gây bệnh côn trùng
quan trọng nhất, có gần 525 loài thuộc 13 bộ côn trùng đã ghi nhận bị nhiễm vi
khuẩn B.thuringiensis.
GV: Trịnh Thị Hồng 8
Chương 6: Chế phẩm sinh học trong bảo vệ thực vật VI SINH NÔNG NGHIỆP 2009
- Vi khuẩn Serratia marcescens: gây dịch cho bọ hung, tằm, sâu đục

thâm ngô,
2.3 Nấm gây bệnh côn trùng
- Nấm xanh Metarhizium anisopliae: kí sinh trên 200 loài côn trùng,
thuộc các bộ: Orthotera (11 loài), Hemiptera (21 loài) , Lepidoptera(27 loài),
Diptera (4 loài), Hymenoptera (6 loài), Coloptera (134 loài)…
- Nấm bạch cương Beauveria bassiana: trừ một loại bọ xít cánh trắng.
- Nấm châu chấu Entomophaga grylli.
3. Vi sinh vật tạo chất kháng sinh
3.1 Phân loại
Những chất kháng sinh sử dụng trong nông nghiệp có thể chia thành 3
nhóm như sau:
- Kháng sinh tạo nên từ vi khuẩn: Polimisin, Gramisidin, Subtilin,
Plosianin.
- Kháng sinh tạo nên rừ Actinomyces: Streptomycin,
Dihidrostreptomycin, Chlortettraciclin, Ocsitetracillin, Blastisilin, Virucin,
Actinocsantin, Fitobacteriomicin, Amidomicin, Amphotericin, Endomicin,
Actidion, Filipin…
- Kháng sinh tạo nên từ nấm: Grizeofulvin, Trichotesin,
Trichodermin, Microcid…
3.2 Đặc tính của một số chất kháng sinh
- Polimisin tạo nên từ vi khuẩn Bacillus polymixa dùng trừ bệnh von
do nấm Fusarium và bệnh đốm nâu ở đậu Hòa Lan, bệnh ung thư do vi khuẩn ở
cà chua, bệnh vi khuẩn ở dưa chuột, đậu cô ve, đậu nành và một số bệnh khác;
dùng để xử lý hạt giống hoặc phun trong thời kỳ cây sinh trưởng với tỷ lệ 1:500
có thể tác dụng tới 6 tháng.
- Streptomicin: sản phẩm của Actinomyces, Streptomicin, A. raneus,
A. humidus… dùng để xử lý hạt giống, phòng trừ một số bệnh do vi khuẩn.
GV: Trịnh Thị Hồng 9
Chương 6: Chế phẩm sinh học trong bảo vệ thực vật VI SINH NÔNG NGHIỆP 2009
- Chlortetraciclin: sản phẩm của Actinomyces aureofaciens dùng để

xử lý hạt giống, phòng trừ bệnh đốm nâu ở bắp, đậu cô ve, bầu bí, nồng độ:
25mg/lít nước.
- Blatisidin: sản phẩm của Actinomyces griseochromogeny dùng để
phòng trừ bệnh đạo ôn ở lúa, phun 3 lần ( 10- 20 mg/ lít nước).
- Virusin: sản phẩm của Actynomyces griseus dùng để phòng trị bệnh
phấn trắng ở dưa chuột và hoa hồng( phun tỷ lệ 1/50.000).
- Actinocsantin: sản phẩm của Actiomyces globisporus dùng để
phòng trị bệnh đốm lá đậu cô ve, bệnh vi khuẩn bầu bí, bắp… xử lý hạt gống
hoặc phun ( 25mg/lít nước).
- Fitobacterriomicin: sản phẩm của Actinomyces levendulae dùng để
phòng trừ bệnh do vi khuẩn, xử lý khô hạt giống 300g với 1 tạ giống đậu cô ve,
đậu nành; 400g với 1 tạ hạt giống ngô.
- Amidomisin: sản phẩm của Actinomyces Sp. Dùng để phòng trừ
bệnh do nấm peronosporium ở hành và cây họ đậu, bệnh rĩ sắt ở ngũ cốc, đậu,
rau màu…, bệnh than ở dâu. Phun 1 lần ở giai đoạn nảy mầm( 30mg/lít nước)
- Olygomisin: sản phẩm của Actinoyces diastophormogenens dùng để
phòng trừ các bệnh vi khuẩn, nấm ở rau màu. Xử lý hạt giống hoăc phun ( 20-
25mg/lít nước).
- Actidion: sản phẩm của Actynomyces griseus, A. nursci, dùng để
phòng trừ bệnh phấn trắng ở lúa mì, đại mạch, bẹnh héo cây ở bắp, bệnh rỉ sắt ở
thông, cây hòa thảo, đậu, rau màu, bệnh thối vòng củ khoai tây, bệnh than đậu
tương… phun vào thời gian sinh trưởng của cây ( 10-30 mg/lít nước).
- Grizeophulvin: sản phẩm của nấm Pennicilum urticae, P.
nigricans…, dùng để phòng trừ bệnh thối quả ở cây ăn quả.
- Fitoncid: sản phẩm của thực vật bậc thấp và bậc cao như tinh dầu,
nhựa cây, andehit, ceton, fenon, tanin, ancaloid, đường…, có tính kháng sinh
mạnh ở tỏi, hành, củ cải ngựa (Cchlearia armorasia), Bạch giới Sinapas, Safas
( Hippophae rhamnoides).
GV: Trịnh Thị Hồng 10
Chương 6: Chế phẩm sinh học trong bảo vệ thực vật VI SINH NÔNG NGHIỆP 2009

- Fitocid của tỏi, hành dùng để phòng trừ hiệu quả một số bệnh ở cải
bắp, bệnh ung thư do vi khuẩn ở cà chua, thối nâu và Fusarium ở bắp, bệnh ung
thư rễ do vi khuẩn ở cây ăn quả…
Trong kho cất giữ hoa quả, khoai tây…, nếu để chung với hành, tỏi có
tác dụng hạn chế được nhiều loại nấm phát triển. Trên đồng ruộng, gieo trồng
xen canh hành tỏi với một số hoa màu khác như khoai tây, cà chua, bắp cải…
cũng có hiệu lực trừ các bệnh mốc sương, ung thư xoăn lá…
4.Chuyển gen kháng bệnh từ vi sinh vật vào cây trồng diệt côn
trùng:
4.1 Chuyển gen bằng vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens
Mục đích của công nghệ gen thực vật là tạo ra những cây biến đổi gen
có những đặc tính mới. Ở đây DNA lạ được đưa vào tế bào thực vật và tồn tại
bền vững trong hệ gen. Các vi khuẩn đất A. tumefaciens và một số loài họ hàng
có khả năng chuyển một phần nhỏ DNA của nó vào tế bào thực vật và qua đó
kích thích tạo khối u. Những khối u này là không gian sống của vi khuẩn. Một số
chất dinh dưỡng (opine) có lợi cho vi khuẩn cũng được tạo ra trong những khối u
này. Những opine phổ biến nhất là nopalin và octopin. A. tumefaciens “ thực
hiện” kỹ thuật gen vì nó tạo ra cây biến đổi gen có lợi cho nó. Như vậy, sự khẳng
đinh kỹ thuật gen là một quá trình nhân tạo là không đúng.
4.2 Chuyển gen giúp tăng tính kháng và thích nghi với môi trường
Sự mất mùa lớn hàng năm luôn xảy ra do côn trùng, bệnh và cỏ dại
cũng như do ảnh hưởng bất lợi của điều kiện ngoại cảnh và những yếu tố phi sinh
học khác. Chế độ canh tác độc canh cần một lượng lớn thuốc bảo vệ thực vật, đã
làm ảnh hưởng đến môi trường sống. Gần đây, cây trồng chuyển gen có khả năng
kháng thuốc diệt cỏ và kháng côn trùng được sử dụng, có ý nghĩa lớn trong việc
bảo vệ môi trường.
4.2.1 Kháng thuốc diệt cỏ
GV: Trịnh Thị Hồng 11
Chương 6: Chế phẩm sinh học trong bảo vệ thực vật VI SINH NÔNG NGHIỆP 2009
Trong sản xuất nông nghiệp có tính chuyên môn hóa cao thì viêc sử

dụng các loại thuốc diệt cỏ dại là điều rất cần thiết nhằm đảm bảo năng suất cây
trồng. Tuy nhiên, việc lạm dụng một số thuốc diệt cỏ có độc tính cao đã và đang
gây ra các hậu quả nghiêm trọng đối với môi trường, hệ sinh thái và sức khỏe con
người. Gần đây, người ta đã tổng hợp được một số hợp chất chỉ tồn tại trong tự
nhiên một thời gian ngắn, nhưng lại tiêu diệt toàn bộ cây cối. Các hợp chất này
được gọi là thuốc diệt cỏ không chọn lọc. Bằng phương pháp sử dụng đột biến,
người ta đã phân lập được một số gen tạo cho cây trồng có khả năng kháng thuốc
diệt cỏ nói trên.
Việc chuyển các gen này vào cây đã năng cao tính chọn lọc và hiệu quả
kinh tế của thuốc diệt cỏ cũng như làm giảm ảnh hưởng của thuốc đối với quần thể
sinh vật trong đất. Kháng thuốc diệt cỏ nhân tạo là đặc điểm thường được sử dụng
nhiều nhất cho đến nay ở thực vật biến đổi gen. Điều này có nhiều nguyên nhân:
- Thứ nhất là tạo ra thực vật biến đổi gen loại này tương đối đơn giản.
- Thứ hai, cỏ dại là một vấn đề lớn nhất trong nông nghiệp, đã làm
giảm năng suất từ 10-15%.
Tác dụng của thuốc diệt cỏ chọn lọc:
Atrazin: làm ngừng sự vận chuyển điện tử trong hệ thống quang hóa II
ở lục lạp ( cần thiết đối với quang hợp của thực vật). Ngô không mẫn cảm với
atrazin.
Bromoxinil: đình chỉ sự vận chuyển điện tử trong hệ thống quang hóa
II của lạp thể, làm chết cây 2 lá mầm.
Glyphosate ( Round upR): làm ngừng hoạt động enzym
EPSPsynthase và qua đó kìm hãm sự tổng hợp của các amino acid thơm.
Phosphinothricin (PPT) còn gọi là Basta: PPT là đồng phân dạng L
của sản phẩm tổng hợp glufosinate, gây độc do tích lũy NH
3
.
2,4-D: Auxin tổng hợp này gây hại cho sự phát triển của cây 2 lá mầm,
phần lớn cây một lá mầm không mẫn cảm. Một số loại thuốc diệt cỏ chọn lọc tồn
tại lâu trong đất, vì vậy nó làm nhiễm nguồn nước.

GV: Trịnh Thị Hồng 12
Chương 6: Chế phẩm sinh học trong bảo vệ thực vật VI SINH NÔNG NGHIỆP 2009
Ngược lại, thuốc diệt cỏ không chọn lọc như glyphosate hoặc
phosphinothricin (PPT) độc đối với tất cả cây trồng.
Ưu điểm của loại thuốc diệt cỏ này là phân giải rất nhanh trong đất
thành những chất không hại.
Thời gian bán hủy của Basta trong đất chỉ 10 ngày và Round up từ 3
đến 60 ngày.
Thời gian bán phân hủy là khoảng thời gian mà 50% chất này bị biến
đổi và phân giải.
Để sản xuất cây chuyển gen kháng thuốc diệt cỏ, người ta cần những
gen kháng mã hóa cho protein, những protein này hoặc làm bất hoạt thuốc diệt cỏ,
hoặc thay đổi vị trí tác động của thuốc trong tế bào, làm thuốc không còn gây hại.
Cơ chế kháng thuốc diệt cỏ không chọn lọc Basta được giải thích như sau:
Basta là thuốc diệt cỏ không chọn lọc được sử dụng trong hơn 50 quốc
gia, nhưng được sử dụng rất có giới hạn, vì nó gây độc ở cây trồng và cỏ dại như
nhau. Gần đây, rất nhiều loại cây trồng biến đổi gen được tạo nên và đã được thử
nghiệm trong hơn 100 thí nghiệm đồng ruộng, trong đó có nhiều loại đã được đưa
ra thị trường. những gen kháng được phân lập từ vi sinh vật hoặc từ thực vật
kháng trong tự nhiên. Từ cây linh lăng thảo ( Medicago sativa) một gen không
mẫn cảm với Basta được phân lập từ vi khuẩn đất Streptomyces hygroscopius và
S. viridochromogenes 2 gen bar và pat được phân lập, những gen này mã hóa cho
enzym phosphinothricinacetyltransferase.
Enzym này làm mất độc tính của thuốc bằng acetyl hóa, gắn vào một
gốc acetyl. Để sử dụng cho thực vật những gen từ vi khuẩn được biến đổi và được
điều khiển bởi promoter CaMV 35S nhằm để đạt được sự biểu hiện gen thường
xuyên trong tất cả các mô. Bằng cách này cây linh lăng thảo, cà chua, ngô, lúa, lúa
mỳ và đậu tương kháng thuốc diệt cỏ được tạo nên. Tính kháng không chọn lọc
được sử dụng đối với nhiều cây trồng biến đổi gen, như cây bông, khoai tây, ngô,
đậu tương, thuốc lá và lúa mỳ.

GV: Trịnh Thị Hồng 13
Chương 6: Chế phẩm sinh học trong bảo vệ thực vật VI SINH NÔNG NGHIỆP 2009
Bằng việc sử dụng cây trồng kháng thuốc diệt cỏ, lượng thuốc diệt cỏ
được sử dụng giảm đi đáng kể, vì thuốc được dùng theo yêu cầu và trong phạm vi
nhỏ hơn.
4.2.2 Kháng côn trùng gây hại
Các tổn thất trước thu hoạch gây ra bởi các loại sâu phá hoại là một trong
các nguyên nhân chủ yếu làm gỉam năng suất cây trồng, đặc biệt là ở các nước
nhiệt đới có nhiệt độ cao, ẩm độ lớn, thích hợp cho sự phát triển ở nước ta.
Côn trùng gây hại cây trồng ở hai khía cạnh:
- Thứ nhất là gián tiếp truyền các tác nhân gây bệnh khác như virus, vi
khuẩn hoặc nấm.
- Thứ hai là trực tiếp ăn hại các cơ quan của cây trồng.
Biện pháp hữu hiệu được sử dụng rộng rãi hiện nay là phun thuốc trừ sâu
hóa học.
Việc sử dụng thuốc trừ sâu làm ảnh hưởng tới môi trường sinh thái, do
dư lượng còn lại tích lũy trong chuỗi thức ăn và mặt khác thuốc trừ sâu gây độc
không đặc hiệu đối với tất cả động vật. Vì vậy, sự phát triển những cây trồng
chuyển gen kháng sâu có ý nghĩa lớn.
Ở đây đề cập đến một loại toxin tự nhiên, được tạo ra trong vi khuẩn
Bacillus thuringensis và chỉ gây hại ở một số loài côn trùng nhất định, không hại
đối với các động vật khác và con người. Toxin này được gọi là Bt- toxin.
B. thuringensis là một vi khuẩn đất tạo bào tử. Ở quá trình tạo bào tử
xuất hiện những vỏ tinh thể chứa δ- endotoxin. Ở các loài B. thuringensis khác
nhau người ta đã xác định được hơn 100 loại toxin khác nhau, là những protein
với trọng lượng phân tử khoảng 130 kDa. Trong ruột côn trùng δ- endotoxin
được biến đổi thành dạng độc tố hoạt động và tích lũy trong tế bào thượng bì
ruột. Việc tạo bào tử trong màng dẫn đến sự phân giải thẩm thấu những tế bào
này và làm cho côn trùng chết.
Trong nông nghiệp sinh thái vi khuẩn B. thuringensis được phun trực

tiếp trên đồng ruộng. Tuy nhiên, đối với một số cây trồng, việc phun thuốc trừ
GV: Trịnh Thị Hồng 14
Chương 6: Chế phẩm sinh học trong bảo vệ thực vật VI SINH NÔNG NGHIỆP 2009
sâu Bt đôi khi ít hiệu quả do đặc tính hình thái của cây trồng tại thời điểm cần
phun thuốc. Ví dụ: đối với cây ngô loại côn trùng phá hoại chính là sâu đục thân
Ostrinia nubilalis. Để phòng trừ loại sâu này, người ta phun thuốc vào thời điểm
sâu bắt đầu nở. Nhưng do đặc tính khí hậu ở một số vùng, thời điểm sâu bắt đầu
nở rơi đúng lúc cây đã phát triển. Điều này ngăn cản thuốc trừ sâu Bt đi tới các
mô, các bộ phận mà sâu đục thân phá hoại. Mặt khác, thuốc trừ sâu Bt rất dễ
phân hủy trong môi trường tự nhiên, đặc biệt dưới ánh sáng mặt trời chứa nhiều
tia cực tím. Do vậy, ở những vùng thích hợp cho sự phát triển của sâu đục thân,
khiến cho thời kì sinh sản của sâu kéo dài, người nông dân phải phun thuốc nhiều
lần rất tốn kém. Bắt nguồn từ các hạn chế của việc phun thuốc trừ sâu Bt, các nhà
khoa học đã chuyển gen Bt vào nhiều loại cây trồng. Lúc này, cây chuyển gen Bt
có khả năng sinh tổng hợp trực tiếp loại thuốc trừ sâu sinh học. Điều này giúp
cho việc phòng trừ trở nên hiệu quả hơn và giảm chi phí mua thuốc trừ sâu cho
người nông dân.
Gen mã hóa cho Bt- toxin được biến đổi cho phù hợp với thực vật, được
đưa vào các cây trồng khác nhau như bông, ngô, khoai tây và cà chua chuyển gen
đang được sản xuất thương mại biểu hiện độc tố của Bt để tạo ra tính kháng đối
với các côn trùng loại nhai- nghiền (chewing insects). Vi khuẩn B. thuringensis
tổng hợp các protein δ- endotoxin tinh thể được mã hóa bởi các gen Cry.
4.2.3 Kháng virus gây bệnh
Triệu chứng ở thực vật sau khi virus xâm nhiễm ( thay đổi màu, dạng và
chết) rất đa dạng và phụ thuộc vào các yếu tố môi trường. Ngược lại, virus thực
vật có cấu tạo đơn giản, vì chúng gồm một vỏ protein đơn giản và bên trong vỏ
này chứa nucleic acid mang những gen khác nhau.
Phần lớn virus chứa những gen mã hóa cho vỏ protein, cho sao chép thông
tin di truyền của nó ( từ DNA hoặc RNA) và một gen cho sự di chuyển bên trong
thực vật từ tế bào này đến tế bào khác.

Người ta lợi dụng hiệu quả trên để tạo cây biến đổi gen kháng virus. Đầu
tiên những gen mã hóa cho protein vỏ của virus được đưa vào thực vật và biểu
GV: Trịnh Thị Hồng 15
Chương 6: Chế phẩm sinh học trong bảo vệ thực vật VI SINH NÔNG NGHIỆP 2009
hiện dưới sự điều khiển của promoter CaMV 35S. Thực tế cho thấy những cây này
sau khi nhiễm virus không xuất hiện triệu chứng. Theo cơ chế này những tính
kháng cơ bản với nhiều loại virus khác nhau được tạo nên.
Nhiều phương thức được sử dụng để kiểm soát sự xâm nhiễm virus bao
gồm các xử lý hóa học để giết các vector virus, chuyển vào cây trồng các gen
kháng tự nhiên từ các loài liên quan, sử dụng các phương pháp chuẩn đoán hiện
đại như PCR và đưa ra những chỉ dẫn thích hợp để đảm bảo nhân giống các vật
liệu khởi đầu sạch virus( ví dụ: hạt, củ…).
Tuy nhiên phương pháp chủ yếu để khắc phục tình trạng trên là khai thác
tính kháng xuất phát từ các tác nhân gây bệnh. Chẳng hạn, sử dụng các trình tự có
nguồn gốc từ virus được biểu hiện trong các cây chuyển gen để tạo ra tính kháng
đối với các virus thực vật. Hướng này dựa trên cơ sở các nghiên cứu về sự gây
nhiễm (inoculation) hay xâm nhiễm (infection) ở thực vật, được khởi đầu với các
chủng virus nhẹ tạo ra khả năng bảo vệ chống lại sự gây nhiễm tiếp theo với cùng
chủng virus hoặc các virus có liên quan gần gũi. Tính kháng bắt nguồn từ tác nhân
gây bệnh như vậy cần sự biến nạp thực vật với các trình tự có nguồn gốc từ virus.
Tính kháng vật chủ xuất hiện từ hai cơ chế khác nhau: (1) Sự bảo vệ được dàn xếp
thông qua biểu hiện của các protein virus tự nhiên hoặc cải biến ( ví dụ: protein
vỏ, replicase, và replicase khiếm khuyết). (2) Sự bảo vệ được dàn xếp ở mức độ
phiên mã (RNA- mediated resistance), đòi hỏi sự phiên mã của RNA hoặc từ các
trình tự hoàn chỉnh hoặc từng phần có nguồn gốc từ virus đích ( bao gồm các gen
cho protein vỏ, replicase khiếm khuyết, protease, protein vận động…).
Một đường hướng khác tạo ra cây trồng kháng là dựa trên việc sử dụng
những gen kháng ( các gen R) tồn tại ở một số thực vật tự nhiên. Những gen kháng
này đã xuất hiện trong quá trình tiến hóa của một số loài thực vật và mỗi một tính
kháng chống lại một tác nhân đặc hiệu. Người ta chuyển 1 gen R vào một cây

trồng khác thì cây này sẽ kháng được tác nhân đặc hiệu đó. Bằng cách này không
những kháng virus có hiệu quả mà người ta còn biết các gen R kháng vi khuẩn,
GV: Trịnh Thị Hồng 16
Chương 6: Chế phẩm sinh học trong bảo vệ thực vật VI SINH NÔNG NGHIỆP 2009
nấm và tuyến trùng. Trong tương lai có thể tạo nên các gen R có tính đặc hiệu xác
định.
Trong những năm 80, bệnh virus đốm vòng ở cây đu đủ đã xuất hiện ở
vùng Hawai. Năm 1994, gần một nửa diện tích đu đủ của quốc gia này bị bệnh.
Một giống kháng bệnh rất cần phương pháp lai tạo truyền thống đã không thành
công. Các nhà nghiên cứu ở Đại học Cornell và Đại học Hawai quyết định tìm một
dạng kháng bệnh này. Họ đã sử dụng công nghệ gen để chèn các gen mã hóa cho
vỏ protein của virus đốm vòng đu đủ được phân lập từ virus này vào DNA của cây
đu đủ. Sự có mặt của protein vỏ virus trong cây đã ngăn cản sự lây nhiễm virus vì
các gen virus cần để gây nhiễm không có mặt. Như vậy, đã tạo ra một loại miễn
dịch thực vật. Sau khi kiểm tra sự an toàn cần thiết người ta đã sử dụng loại cây đu
đủ biến đổi gen để sản xuất.
4.2.4 Kháng vi khuẩn và nấm
Vi khuẩn là những sinh vật tiền nhân. Đối với bệnh vi khuẩn, hướng
nghiên cứu tạo giống mới bằng công nghệ gen chỉ mới bắt đầu. Về cơ bản có ba
hướng:
- Dùng gen mã hóa enzyme làm thoái hóa thành tế bào vi khuẩn,
chẳng hạn gen lysozyme từ các nguồn tế bào động vật hoặc từ bacteriophage T4
đưa vào cây thuốc lá và khoai tây. Các gen này biểu hiện hoạt tính lysozyme mạnh
và các tế bào có khả năng phòng trừ vi khuẩn Eriwina carotovora rất tốt.
- Gen mã hóa α- thionin- cystein được chuyển vào các cây thuốc lá
cũng phòng ngừa được vi khuẩn Pseudomonas syringae.
- Chuyển nạp gen sản xuất protein làm giảm độc tố của vi khuẩn là
hướng có nhiều hứa hẹn. Gen này chủ yếu sản xuất các loại enzyme phân hủy độc
tố của vi khuẩn, do vậy đã ngăn cản tác hại của chúng.
Nấm thuộc vào sinh vật nhân chuẩn, có khoảng 8.000 trong 100.000 loài

nấm đã biết gây hại nặng ở thực vật.
Sự nhiễm thực phẩm do mycotoxin mà nấm thải ra, thường gặp khi thực
phẩm thực vật không được xử lý bằng thuốc trừ nấm. Mycotoxin về cấu tạo háo
GV: Trịnh Thị Hồng 17
Chương 6: Chế phẩm sinh học trong bảo vệ thực vật VI SINH NÔNG NGHIỆP 2009
học rất đa dạng, có thể gây bệnh nặng ở người và động vật và có thể gây ung thư
nếu sự tiếp nhận thực phẩm này trong thời gian dài. Khả năng gây hại chính xác
của nó cho đến nay vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ.
Vì chiến lược tạo ra cây biến đổi gen kháng vi khuẩn và nấm có phần
tương tự nhau, nên được đề cập chung.
Gen kháng mã hóa cho các chất nhận, chúng kích thích nhiều phản ứng
bằng chuỗi vận chuyển tín hiệu, ví dụ tạo nên kháng thể. Những gen này là sự
quan tâm lớn của các nhà sản xuất.
Sản xuất những chất chống lại vi sinh vật trong cây biến đổi gen đã được
thử nghiệm từ nhiều năm nay, nhưng kết quả thu được chưa thống nhất. Ví dụ
người ta đã thử nghiệm chitinase trong cây biến đổi gen, vì thành tế bào của nhiều
loài nấm chứa chitin. Thực tế đã cho kết quả tốt ở một số thực vật do nấm gây
bệnh.
Cải tạo các giống cây trồng kháng nấm hại dựa trên nguyên lý đưa gen mã
hóa một loại enzyme nào đó có tác dụng ức chế trực tiếp hoặc gián tiếp đến sự
phát triển của nấm hại. Các enzyme làm thoái hóa các thành phần chính của tế bào
nấm chitin và β-1,3 glucan là loại đang được chú ý. Khi có gen chitinase chuyển
vào, cây thuốc lá chuyển gen đã tăng hoạt tính kháng nấm gây hại. Sự biểu hiện
đồng thời của cả hai gen chitinase và glucanase trong thuốc lá làm cho cây có tính
kháng nấm gây hại cao hơn cây có một gen độc lập. Cũng tương tự, cà chua có
tính kháng nấm Fusarium cao hơn hẳn, sau khi được chuyển cả hai gen nói trên.
Protein ức chế ribosome ( ribosomal inhibition protein – RIP) củng biểu hiện tính
kháng nấm khả quan. Cây thuốc lá cho tính kháng nấm rất tốt, khi cây được
chuyển đồng thời gen RIP và chitinase.
Nhiều thực vật biến đổi gen khác nhau tạo ra protein kháng vi sinh vật

khác nhau. Ở đây người ta thu được những kết quả trái ngược nhau, ví dụ α-
thionin có nguồn gốc từ yến mạch được biến nạp vào cây thuốc lá kháng vi khuẩn
pseudomonas syringae và một thionin nhân tạo nội sinh biểu hiện mạnh kháng
Fusarium oxyporum.
GV: Trịnh Thị Hồng 18
Chương 6: Chế phẩm sinh học trong bảo vệ thực vật VI SINH NÔNG NGHIỆP 2009
Nhiều tác nhân gây bệnh tạo ra trong cây các chất độc. Ngược lại cây trồng
cũng tạo ra chất độc bảo vệ chúng.
4.2.5 Kháng các điều kiện ngoại cảnh bất lợi
Thực vật gắn liền với vị trí của nó và vì vậy chúng đã phát triển cơ chế
nhằm để chống lại những điều kiện bất lợi của môi trường. Ở đây phải kể dến
nóng, lạnh, khô hạn, thiếu khoáng, nồng độ muối và kim loại cao, ô nhiễm môi
trường và tia cực tím. Dĩ nhiên là không gặp tất cả những yếu tố này ở một vị trí
và chúng có những ảnh hưởng khác nhau đến thực vật. Thực vật có khả năng
chống chịu cao với những yếu tố bất lợi này có ý nghĩa đặc biệt cho những vùng
khó khăn về nông nghiệp.
Người ta cho rằng, phần lớn những yếu tố bất lợi gây hại trực tiếp hoặc
gián tiếp làm xuất hiện những hợp chất oxy độc, hoạt động, được gọi ngắn gọn là
ROS ( reactive oxygen species).
ROS xuất hiện do sự vận chuyển điện tử từ chuỗi vận chuyển điện tử gắn
liền với màng trong ty thể và lạp thể đến phân tử oxy. ROS hoạt động hóa học
mạnh, gây hại cấu trúc tế bào và nucleic acid. Tất cả tế bào sống hiếu khí( cần
oxy) có khả năng phân giải nhanh những ROS. Ở người ROS gắn liền với quá
trình lão hóa.
- Người ta đã thành công trong việc tạo ra cây Arabidopsis biến đổi
gen có mang enzyme cholinoxygenase từ vi khuẩn Arthrobacter globiformi.
Thực vật này tích lũy glycinbetaine được phun lên cây ngô và cây kê ( Sorghum
bicolor) đã đạt được khả năng chống hạn tốt hơn và năng suất cao hơn. Ở nhiều
cây trồng khác có sự tích lũy manitol để chống lại khô hạn và nồng độ muối cao.
Gen mã hóa cho manitol- dehydrogenase có nguồn gốc từ E.coli được biến nạp

vào thuốc lá và enzyme biểu hiện ở lạp thể nhờ một trình tự đích tương ứng. Một
sự tích lũy manitol làm khả năng chống lại các chất oxy hóa.
- Người ta đã sử dụng gen mã hóa cho DNA helicase, loại enzyme có
tác dụng tách DNA ( giãn xoắn) trong suốt quá trình sao chép gen. Một helicase
tìm thấy trong cây đậu Hà Lan cụ thể là chất PDH45 đã tăng khả năng chống
GV: Trịnh Thị Hồng 19
Chương 6: Chế phẩm sinh học trong bảo vệ thực vật VI SINH NÔNG NGHIỆP 2009
chịu với nồng độ muối cao, sự khử nước và nhiệt độ thấp. Kết quả đã cho thấy
sau khi chuyển gen PDH45 vào cây thuốc lá, thì cây này không chỉ tiếp tục tăng
trưởng trong điều kiện độ mặn cao, mà còn cho phép việc các thế hệ tiếp theo của
cây này giữ được gen và tiếp tục chịu độ mặn cao.
- Các nhà nghiên cứu phát hiện thấy việc biểu hiện gen này trong cây
thuốc lá tương tự khả năng chịu mặn. Mặc dù cây thuốc lá chuyển gen được thử
nghiệm trong điều kiện sinh trưởng khó khăn, nhưng chúng vẫn tiếp tục lớn lên,
ra hoa và tạo quả với số lượng hạt kích thước hạt, khối lượng hạt và kích thước
quả tương đương với những loại cây trồng hoang dại không phải chịu mặn.
Đất bị nhiễm kim loại cũng là một khó khăn trong nông nghiệp. Có
những chiến lược khác nhau được phát triển để tạo ra cây kháng hoặc ít nhất là
không mẫn cảm. Việc biểu hiện gen Hg-reductase, kháng thủy ngân có nguồn
gốc từ vi khuẩn ở cây có họ hàng với mộc lan( Liriodendron tulipifera) đã chịu
được nồng độ Hg cao so với cây bình thường. Việc sử dụng các gen
Metallothionin cũng đã thành công ở cây thuốc lá biến đổi gen kháng cadium.
Đây là những ví dụ cho phép hy vọng rằng trong tương lai co khả năng
tạo ra những cây biến đổi gen với khả năng chống hạn, muối và kim loại cao
hơn.
III. GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ GEN ĐANG
ĐƯỢC TRIỂN KHAI ÁP DỤNG TRONG VIỆC BẢO VỆ
THỰC VẬT Ở CÂY TRỒNG TRÊN THẾ GIỚI.
Theo phương pháp truyền thống, nhà tạo giống tìm cách tổ hợp lại các gen
giữa hai cá thể thực vật nhằm tạo ra con lai mang những tính trạng mong muốn.

Phương pháp này được thưc hiện bằng cách chuyển hạt phấn từ cây này sang nhuỵ
hoa của cây khác.
Tuy nhiên phép lai chéo này bị hạn chế bởi nó chỉ có thể thực hiện giữa các
cá thể của cùng loài hoặc có họ hàng gần. Phải mất nhiều thời gian mới thu được
GV: Trịnh Thị Hồng 20
Chương 6: Chế phẩm sinh học trong bảo vệ thực vật VI SINH NÔNG NGHIỆP 2009
kết quả mong muốn và thường là những đặc tính quan tâm lại không tồn tại trong
những loài có họ hàng gần.
Kỹ thuật chuyển gen cho phép nhà tạo giống cùng lúc đưa vào thực vật
những gen mong muốn từ những sinh vật sống khác nhau, không chỉ những loài
cây lương thực hay những loài có họ hàng gần.
Phương pháp hữu hiệu này cho phép các nhà tạo
giống thực vật đưa ra giống mới nhanh hơn và vượt qua
những giới hạn của taọ giống truyền thống.
Thế nào là một cây chuyển gen?
Cây chuyển gen là một thực vật mang một hoặc
nhiều gen được đưa vào nhân tạo thay vì thông qua lai
tạo.
Những gen được đưa vào có thể đựơc phân lập
từ những lòai thực vật có quan hệ họ hàng hoặc từ loài khác biệt hoàn toàn.
Thực vật tạo ra được gọi là “ chuyển gen” mặc dù trên thực tế các thực vật
đều được “chuyển gen” từ tổ tiên hoang dại của chúng bởi quá trình thuần hoá,
chọn lọc và lai giống có kiểm soát trong một thời gian dài.
Những lợi ích tiềm tàng của cây chuyển gen
Ở các nước phát triển việc ứng dụng cây chuyển gen đã có những lợi ích rõ
rệt. bao gồm:
- Tăng sản lượng
- Giảm chi phí
- Tăng lợi nhuận nông nghiệp
- Cải thiện môi trường

Những cây chuyển gen thế hệ thứ nhất đã làm giảm chi phí sản xuất. Ngày
nay, các nhà khoa học đang hướng dẫn tạo ra những cây chuyển gen thế hệ thứ hai
có đặc điểm tăng giá trị dinh dưỡng hoặc có những tính trạng thích hợp cho công
nghệ chế biến. Lợi ích của những cây trồng này hướng trực tiếp hơn vào người
tiêu dùng.
GV: Trịnh Thị Hồng 21
Chương 6: Chế phẩm sinh học trong bảo vệ thực vật VI SINH NÔNG NGHIỆP 2009
Một số ví dụ như:
- Lúa gạo giàu vitamin A và sắt
- Khoai tây tăng hàm lượng tinh bột
- Vacxin ăn được ở ngô và khoai tây
- Những giống ngô có thể trồng được rong điều kiện nghèo dinh
dưỡng
- Dầu ăn có lơị cho sức khoẻ hơn từ đậu nành và cải dầu
Phương pháp chuyển gen:
MÔ HÌNH CHUYỂN GEN
Cây chuyển gen được tạo ra thông qua một số quá trình được gọi là kỹ
thuật di truyền. Các gen quan tâm được chuyển từ cá thể này sang cá thể khác.
Hiện có hai phương pháp chính để chuyển một gen vào bộ gen thực vật.
 Phương pháp thứ nhất cần dùng một dụng cụ có tên gọi là “súng bắn
gen”. Gen chuyển được bao bọc ra ngoài những hạt kim loại vô cùng nhỏ, những
GV: Trịnh Thị Hồng 22
Chương 6: Chế phẩm sinh học trong bảo vệ thực vật VI SINH NÔNG NGHIỆP 2009
hạt này sau đó được chuyển vào tế bào thực vật theo phương pháp lý học. một
vài gen có thể bị thải loại và không gắn vào bộ gen của cây được biến nạp.
 Phương pháp thứ hai là sử dụng một loại vi khuẩn để đưa gen mong
muốn vào bộ gen của thực vật.
• Chuyển gen Bacillus-
thurigensis vào cây trồng
 Độc tố Bt có thể tiêu diệt một số loại

ấu trùng gây bệnh.
 Bằng một kỹ thuật "cấy" gen được gọi
theo chuyên môn là "dung nạp" kiểu
“Kim tự tháp - Pyramiding".
• Chuyển gen ức chế protein( Trypsin inhibitor)
Trypsin là chất ức chế được nghiên cứu và phân lập từ hạt của nhiều loại
cây, đặc biệt là ở cây họ đậu. Đây là một trong những cơ chế kháng sâu bệnh hại
thiên nhiên của cây trồng nhằm bảo vệ hạt không bị sâu.
Cơ chế:
Trypsin trong ruột sâu không phân giải được thành acid amin. Sâu bị nhiễm
Trypsin sẽ bị chướng bụng và chết.
Gen điều khiển tổng hợp Trypsin đã được xác định, phân lập và dòng hoá
sau đó chuyển nạp vào một số cây trồng. Tuy nhiên Trypsin với hàm luợng cao
gây độc cho người và gia súc, vì vậy Trypsin nên tạo thuốc phun hơn là chuyển
vào cây.
• Chuyển gen kháng virus
Phần lớn virus hại cây có cấu trúc vỏ bọc protein và một nhân acid DNA.
Gen mã hoá cho protein của vỏ bọc thì nằm trong nhân DNA và được gọi là CP
( Coat protein genes)
GV: Trịnh Thị Hồng 23
Chương 6: Chế phẩm sinh học trong bảo vệ thực vật VI SINH NÔNG NGHIỆP 2009
Giáo sư Beachif thuộc viện nghiên cứu SCRIPP tại San Diego, Mỹ cho
biết: nếu chuyển gen CP vào cây thì cây trở nên hoàn toàn kháng virus tương ứng.
• Chuyển gen kháng thuốc trừ cỏ
Hãng Mosato (Mỹ) đã phát minh ra thuốc trừ cỏ “Round up” có hoạt chất
glyphosate làm rối loạn quá trình quang hợp ở các bộ phận của cây có diệp lục tố,
làm cho cây chết.
Gen kháng glyphosate được phát hiện trong một số loài vi khuẩn ( sống
trong đất nơi đã sử dụng glyphosate nhiều lần) hiện nay gen này được chuyển vào
cây đậu nành, cây ngô…

• Chuyển gen kháng thhuốc trừ cỏ có hợp chất
sulfonylurea
Nhờ công nghệ vi sinh đưa vi sinh vật và những gen bổ sung, tổ hợp chúng,
khuyếch đại và tạo các dòng vô tính có độc tố cao nhằm đưa vào chế phẩm sinh
học để có hiệu quả trừ sâu cao. Hay tạo các cây trồng được chuyển gen chống chịu
với sâu haị bằng con đường tổng hợp các chất xua đuổi riêng biệt.
Tình hình cây trồng công nghệ sinh học/ cây chuyển gen
trên thế giới năm 2005( 02/03/2006)
Năm 2005 đánh dấu lễ kỷ niệm lần thứ 10 cây trồng chuyển gen (GM) mục
đích thương mại. Trong vòng 10 năm qua, diện tích trồng cây CNSH với tốc độ
tăng trưởng hai con số mỗi năm, kể từ khi loại cây trồng này được đưa vào trồng
đại trà năm 1996, với số nước tăng từ 6 nước lên 21 nước trong khoảng thời gian
này. Diện tích cây trồng CNSH đã tăng hơn 50 lần.
Năm 2005, diện tích trồng cây CNSH được xác nhận trên thế giới là 90
triệu ha, tương đương với 222 triệu mẫu Anh, tăng so với con số 81 triệu ha hay
200 triệu mẫu Anh của năm 2004, năm 2005 đã có 4 nước mới tham gia trồng cây
CNSH, 3 trong số đó là các nước thuộc liên minh Châu Âu ( Bồ Đào Nha, Pháp và
cộng hoà Séc, nước thứ 4 là Iran).
GV: Trịnh Thị Hồng 24
Chương 6: Chế phẩm sinh học trong bảo vệ thực vật VI SINH NÔNG NGHIỆP 2009
Năm 2005 Bồ Đào Nha và Pháp đã bắt đầu trồng lại bắp Bt sau lần lượt 5
năm và 4 năm bị gián đoạn, còn Cộng hoà Séc thì lần đầu tiên đưa bắp Bt vào
trồng. Góp phần đưa tổng số nước EU hiện có diện tích trồng ngô Bt còn khiêm
tốn lên con số 5 nuớc, với các nước trồng cụ thể là: Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha,
Đức, Pháp và Cộng hoà Séc.
Các giống lúa Bt được chính thức đưa vào trồng tại Iran năm 2004 và có
diện tích trồng khoảng 4000ha trong năm 2005. Iran và Trung Quốc là những
nước đi tiên phong trong việc trồng đại trà giống lúa chuyển gen.
Năm 2005, xếp theo thứ tự từ lớn tới nhỏ thì Hoa Kỳ, Achentina, Braxin,
Canada và Trung Quốc tiếp tục là những nước chính trên thế giới trồng cây CNSH

với diện tích trồng tại Hoa Kỳ là 49,8 triệu ha ( chiếm 55% diện tích trồng cây
CNSH trên toàn cầu), trong đó khoảng 20% là các sản phẩm gen xếp
chồng( stacke gen) có chứa hai hoặc ba gen, với sản phẩm mang ba gen lần đầu
tiên xuất hiện trong cây bắp ở Mỹ trong năm qua.
Năm 2005, nước có diện tích trồng cây CNSH tăng cao nhất là Braxin, diện
tích trồng theo ước tính sơ bộ tăng khỏang 4,4 triệu ha ( tổng dịên tích trồng cây
CNSH của Braxin trong năm 2005 là 9,4 triệu ha so với con số 5 triệu ha trong
năm 2004), tiếp đến là Hoa Kỳ (diện tích gieo trồng tăng 2,2, triệu ha), Achentina
(tăng 0,9 triệu ha), Ân Độ (tăng 0,8 triệu ha). Cho tới nay Ân Độ là nước có mức
tăng diện tích gieo trồng hằng năm lớn nhất, tăng gấp 3 lần từ 500000 ha tới năm
2004 lên 1,3 triệu ha vào năm 2005.
Trong năm qua, đậu nành CNSH tiếp tục là loại cây trồng có diện tích gieo
trồng lớn nhất với 54,4 triệu ha (chiếm 60% diện tích trồng cây CNSH trên toàn
cầu), tiếp đến là bắp (với diện tích trồng là 21,2 triệu ha chiếm 24%), bông (với
diện tích 9,8 triệu ha, chiếm 11%), và cải dầu canola (với 4,6 triệu ha, chiếm 5%
diện tích trồng cây CNSH trên toàn cầu)
Trong vòng 10 năm qua từ năm 1996 đến 2005, tính trạng chịu được thuốc
diệt cỏ liên tục là tính trạng nối bật, tiếp đến là tính trạng kháng sâu bệnh và các
gen xếp chồng mang cả hai đặc tính trên.
GV: Trịnh Thị Hồng 25