Nghiên cứu sản suất chế tạo bào tử nấm kí sinh côn trùng từ chủng nấm LECANICILLIUM LECAIIL439 và đánh giá nhược điểm sinh học của chế phẩm

Số hóa bởi trung tâm học liệu
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
_____o0o_____


CHU HỒNG QUẢNG



NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT CHẾ PHẨM BÀO TỬ NẤM KÍ
SINH CÔN TRÙNG TỪ CHỦNG NẤM LECANICILLIUM
LECANII L439 VÀ ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC
CỦA CHẾ PHẨM




LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC



Thái Nguyên – 2013
Số hóa bởi trung tâm học liệu
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
_____o0o_____


CHU HỒNG QUẢNG

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT CHẾ PHẨM BÀO TỬ NẤM KÍ
SINH CÔN TRÙNG TỪ CHỦNG NẤM LECANICILLIUM
LECANII L439 VÀ ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA
CHẾ PHẨM


Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
Mã số: 60420201

LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. VŨ VĂN HẠNH

Thái Nguyên – 2013
1
Số hóa bởi trung tâm học liệu
MỞ ĐẦU
Lí do chọn đề tài:
Rệp (Aphidoidae) là nhóm côn trùng chích hút nhựa cây phổ biến nhất trên thế
giới, phân bố rộng rãi ở các vùng ôn đới, cận nhiệt đới và nhiệt đới. Chúng kí sinh trên
hơn 11000 loài cây thuộc 243 họ khác nhau, trong đó có nhiều cây trồng quan trọng
nhƣ các loại ngũ cốc, bông, khoai tây, cà chua, họ cải [48]. Chúng vừa hút cạn nguồn
dinh dƣỡng vừa làm cản trở quá trình hô hấp, quang hợp của cây, đồng thời truyền
virus gây bệnh từ cây bị bệnh sang cây khỏe mạnh trên đồng ruộng [72]. Theo thống
kê, rệp và côn trùng khác làm thiệt hại khoảng 15% sản lƣợng cây trồng trên thế giới
[31]. Biện pháp phòng trừ rệp hiện nay chủ yếu là dùng thuốc hóa học, thuốc có phổ
tác dụng rộng trên nhiều đối tƣợng và hiệu quả tác dụng nhanh. Tuy nhiên, thuốc hóa
học có độc tính rất cao, khó phân hủy trong điều kiện bình thƣờng, sẽ tích tụ lại trong
đất, nƣớc, không khí và các sản phẩm nông nghiệp, làm ô nhiễm môi trƣờng, ảnh

hƣởng xấu đến sức khỏe của con ngƣời và sinh vật có ích. Ngoài ra, tính độc cao của
thuốc trừ sâu hóa học có thể gây ra hiện tƣợng đột biến và kháng thuốc của rệp dẫn tới
nguy cơ bùng phát dịch rệp hại trên nhiều loại cây trồng.
Việc ứng dụng khống chế sinh học bằng các loài thiên địch và kí sinh trùng gây
bệnh dùng để thay thế một phần cho thuốc hóa học bảo vệ thực vật trong trồng trọt có
ƣu điểm vƣợt trội nhƣ an toàn đối với con ngƣời và môi trƣờng sinh thái, góp phần
duy trì sự phát triển bền vững của ngành nông nghiệp.
Nấm kí sinh côn trùng Lecanicillium ssp. là chi nấm có khả năng kí sinh tự
nhiên trên một số loài rệp và côn trùng. Từ những năm 1960, trên thế giới đã có nhiều
công trình nghiên cứu ứng dụng nấm Lecanicillium ssp. để diệt rệp hại cây trồng, một
vài sản phẩm đã đƣợc thƣơng mại hóa tuy nhiên kết quả đạt đƣợc còn nhiều hạn chế.
Vì vậy, việc tăng cƣờng nghiên cứu và phát triển các chế phẩm diệt rệp từ
Lecanicillium ssp. là cần thiết.
Việc tối ƣu môi trƣờng lên men, sản xuất, bảo quản chế phẩm bào tử và thử
nghiệm độc lực của bào tử là những vấn đề cần đƣợc giải quyết trong nghiên cứu này.
2
Số hóa bởi trung tâm học liệu
Luận văn Thạc sĩ Chu Hồng Quảng

Vì những lí do trên, tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu sản xuất chế phẩm bào
tử nấm kí sinh côn trùng từ chủng nấm Lecanicillium lecanii L439 và đánh giá
đặc điểm sinh học của chế phẩm”, đề tài đƣợc thực hiện tại Phòng các chất Chức
năng sinh học, Viện Công nghệ sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt
Nam.
Mục tiêu nghiên cứu: Sản xuất chế phẩm bào tử nấm diệt rệp hại cây trồng có
hiệu quả cao, an toàn, dễ sử dụng và có thể chuyển giao kĩ thuật cho hộ nông dân sản
xuất và sử dụng
Nội dung nghiên cứu:
1. Tối ƣu môi trƣờng lên men
2

2
.
.

Sản xuất bào tử, phối trộn với chất phụ gia tạo chế phẩm và bảo quản


3
3
.
.

Thử nghiệm độc lực của chế phẩm trên rệp hại cây.




3
Số hóa bởi trung tâm học liệu
Luận văn Thạc sĩ Chu Hồng Quảng

NỘI DUNG
Chƣơng 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
1.1. Giới thiệu về rệp hại cây trồng
1.1.1. Cấu tạo, phân loại rệp và đặc điểm sinh thái.
Rệp (Aphidoidae) là một họ lớn thuộc lớp côn trùng thuộc ngành chân khớp –
động vật không xƣơng sống, cơ thể chia thành ba phần (đầu, ngực, bụng), có ba cặp
chân phân đốt, mắt kép và có một cặp râu, cơ thể đƣợc bao bọc bởi bộ xƣơng ngoài
bằng chitin, chiều dài từ 1 – 10 mm (Hình 1.1). Rệp có một lớp biểu bì mềm, có cánh
(dạng màng) hoặc không cánh. Phần lớn thân rệp có màu xanh lá cây, đen, nâu, hồng

hoặc không màu. Rệp là nhóm côn trùng chích hút phổ biến nhất hiện nay, phân bố tập
trung nhất ở các vùng ôn đới [72], một số sống ở cả cận nhiệt đới và nhiệt đới với số
lƣợng khoảng 3700 loài rệp đã đƣợc biết trên thế giới [48].

Hình 1.1. Cấu tạo ngoài của rệp
(University of Birmingham, England) [105].
Rệp có thể sinh sản theo cả hình thức đơn tính và hữu tính. Vào mùa thu, khi có
sự thay đổi về cƣờng độ chiếu sáng, nhiệt độ, sự giảm sút về nguồn thức ăn hoặc chất
lƣợng thức ăn, rệp cái sinh ra cả rệp đực và rệp cái con. Đặc điểm di truyền của rệp
đực giống hệt rệp mẹ ngoại trừ việc ít hơn một nhiễm sắc thể giới tính. Rệp con hữu
tính có thể thiếu cánh, thậm trí thiếu vòi chích hút [72]. Khi trƣởng thành, rệp cái giao
4
Số hóa bởi trung tâm học liệu
Luận văn Thạc sĩ Chu Hồng Quảng

phối với rệp đực rồi đẻ trứng. Trứng sống sót qua mùa đông khắc nghiệt rồi nở ra rệp
cái có cánh hoặc không cánh (Hình 1.2). Các rệp cái sẽ sinh sản vô tính ra rệp cái
không cánh hoặc rệp cái có cánh (khi khan hiếm thức ăn) để bay đến cây kí chủ khác.
Tuy nhiên, trong môi trƣờng ấm áp nhƣ ở vùng nhiệt đới hoặc trong nhà kính, rệp có
thể sinh sản vô tính trong nhiều năm. Trong vòng đời, một rệp cái có thể sinh ra 31 đến
93 rệp con theo hình thức sinh sản này [12], [111], [115]. Đặc biệt, một số loài có khả
năng sinh sản lồng, khi rệp cái mẹ sinh ra rệp cái con thì rệp cái con cũng chuẩn bị
sinh ra thế hệ tiếp theo đã có sẵn trong cơ thể nó. Cách sinh sản này có thể ảnh hƣởng
đến kích thƣớc của rệp và tốc độ sinh sản tăng lên [54], [81].

Hình 1.2. Vòng đời của rệp
(BMC Developmental Biology) [99].
Trong điều kiện thuận lợi, vòng đời trung bình của một cá thể rệp khoảng 30
ngày. Rệp con sinh ra sẽ phát triển trong khoảng 4 đến 10 ngày để trƣởng thành và bắt
đầu sinh sản ra các thế hệ mới [68].

Phần lớn rệp có thân mềm nên chúng dễ dàng bị giết bởi nhiều kẻ thù tự nhiên
nhƣ bọ rùa, ong bắp cày kí sinh, ấu trùng muỗi kí sinh, nhện cua, vi khuẩn, virus, các
loài nấm kí sinh côn trùng nhƣ Neozygites fresenii, Entomophthorales, Beauveria
bassiana, Metarhizium anisopliae, Lecanicillium lecanii,…
5
Số hóa bởi trung tâm học liệu
Luận văn Thạc sĩ Chu Hồng Quảng

Rệp (Aphididae) có khoảng 4700 loài, chúng có thể kí sinh trên nhiều loại cây
trồng và cỏ dại khác nhau nhƣ các cây ngô, lúa mì, khoai tây, bông, ớt, hoa hồng, cam,
quýt,… thuộc các họ lúa, họ dƣa, họ cà, họ có múi,… gây thiệt hại hàng tỷ đô la Mỹ
mỗi năm cho ngành nông nghiệp trồng trọt [48]. Các loài rệp phá hoại cây trồng mạnh
nhƣ rệp đào Myzus persicae Sulzer, rệp bông Aphis gossypii Glover, rệp ngô Aphis
maydis, rệp đậu đũa Aphis craccivora Koch,… chúng thƣờng ẩn ở phần mặt dƣới của
lá, thân non và chích hút nhựa tại đó [106], vừa làm cạn nguồn dinh dƣỡng của cây
vừa tiết ra chất đƣờng mật không chỉ làm đóng khí khổng của lá mà còn góp phần tăng
sự phát triển của mốc đen, làm ngăn cản ánh sáng đến các mô quang hợp, ảnh hƣởng
nghiêm trọng tới trao đổi chất và năng suất cây trồng. Ngoài ra, việc chích hút nhựa
cây của các loài rệp làm lây lan virus gây bệnh từ những cây bệnh sang các cây khỏe
mạnh [72].
Loài rệp ngô Aphis maydis là một loại sâu hại phổ biến trên toàn thế giới, chúng
kí sinh trên nhiều loại cây trồng nhƣ lúa miến (Sorghum), ngô và lúa mì,… với mật độ
cá thể cao sẽ làm giảm sản lƣợng hạt và lây truyền virus gây bệnh. Rệp có thể chích
hút nhựa, làm tổn thƣơng ở tất cả các bộ phận khác nhau của cây ngô nhƣng chúng phá
hoại mạnh nhất ở bộ phận bắp non và râu ngô gây ra các mức độ khô cháy khác nhau,
ảnh hƣởng tới quá trình thụ phấn, thụ tinh và hình thành hạt, dẫn tới giảm năng suất,
chất lƣợng hạt ngô [28].
1.1.2. Tình hình rệp hại cây trồng trên thế giới và Việt Nam
Tình hình rệp hại trên thế giới:
Rệp là một trong những loài côn trùng có tác hại nguy hiểm nhất trên thế giới.

Chúng không chỉ gây hại trực tiếp, hút cạn nguồn dinh dƣỡng mà còn là vật trung gian
truyền nhiều loại virus gây bệnh cho thực vật, đồng thời rất khó kiểm soát chúng bằng
một loại thuốc bảo vệ hóa học thực vật thông thƣờng bởi khả năng kháng thuốc rất
mạnh của rệp nên số lƣợng cá thể tăng nhanh [34].
Đậu tƣơng là loại hạt dầu đƣợc trồng nhiều nhất trên thế giới nhƣng năng suất
bị đe dọa nghiêm trọng bởi rệp đậu tƣơng (A. glycines). Sản lƣợng hạt bị thiệt hại ƣớc
tính khoảng 34%, theo tính toán của Catangui và cộng sự (2009), con số thiệt hại thậm
6
Số hóa bởi trung tâm học liệu
Luận văn Thạc sĩ Chu Hồng Quảng

chí lên đến 48 – 72%. Nguyên nhân do rệp chích hút có thể làm giảm 50% tốc độ
quang hợp của lá cây [29].
Đậu đũa (Vigna unguiculata) là loại cây đƣợc trồng nhiều ở châu Phi, ƣớc tính
sản lƣợng hàng năm ở khu vực này khoảng 3,36 triệu tấn. Không giống nhƣ ở cây
bông vải bị phá hoại chủ yếu bởi A. gossypii, đậu đũa bị phá hoại bởi nhiều loài rệp
nhƣ A. craccivora, A. leguminosae, A. labburni, A. fabae, Myzus persica và cả A.
gossypii. Ở những khu vực không có biện pháp bảo vệ, sản lƣợng thiệt hại có thể lên
đến 20 – 100% [83].
Rệp đào (Myzus persicae Sulzer) là một trong những loài rệp nguy hiểm nhất
với cây trồng. Chúng đƣơc biết đến từ năm 1776, cơ thể có hình quả lê dài 2 mm với
nhiều mầu sắc khác nhau. Rệp đào kí sinh trên hàng trăm loài cây thuộc 40 họ khác
nhau. Các cây này phân bố rộng khắp thế giới, nhiều cây phân bố ở những vùng khá
lạnh nhƣ Atiso, bắp cải, cà rốt, súp lơ, ngô, su hào, cải dầu, củ cải đƣờng, cà
chua,…[75] chúng hút nhựa làm cho chồi non cong queo, lá xoăn, làm rụng hoa quả
non gây ảnh hƣởng đến sự sinh trƣởng và phát triển của cây. Kennedy và cộng
sự (1962) đã liệt kê hơn 100 loại virus lây truyền qua loài rệp này. Một số bệnh gây
thiệt hại nghiêm trọng nhƣ virus khoai tây, cà chua, củ cải, súp lơ, dƣa hấu, dƣa
chuột,…[27]. Rệp đào truyền virus gây bệnh khảm có thể làm thiệt hại 60% năng suất
dƣa chuột [101]. Chúng cũng gây bệnh trầm trọng ở cải bắp ngay từ giai đoạn 3 – 4 lá,

chúng chích hút dịch cây, lá, bẹ lá, dẫn đến lá cây héo, thân ủ rũ rồi chết [114].
Rệp cải bắp (còn gọi là rệp cải hay rệp muội) (Brevicoryne brassicae) là một
trong những loài rệp gây thiệt hại lớn cho ngƣời trồng rau cải và sản xuất dầu hạt cải.
Tùy theo từng vùng địa lý và mùa vụ mà thời điểm rệp xuất hiện cũng nhƣ gia tăng
mật độ cá thể cao nhất có sự khác nhau. Rệp thƣờng chích hút nhựa trên lá, cụm hoa
và thân cây đồng thời gián tiếp truyền virus gây bệnh cho cây cải. Thiệt hại do rệp cải
bắp gây ra từ 35 – 75% năng suất rau cải và 6% hàm lƣợng dầu hạt cải [20].
Rệp ngô (Aphis maydis): Rệp ngô phân bố rộng rãi ở các vùng nhiệt đới và cận
nhiệt đới, kí sinh trên nhiều loài cây khác nhau thuộc họ lúa nhƣ đại mạch, lúa mì, lúa
miến (cao lƣơng – sorghum), ngô, các loại cỏ làm thức ăn gia súc,… đồng thời là vật
7
Số hóa bởi trung tâm học liệu
Luận văn Thạc sĩ Chu Hồng Quảng

trung gian truyền virus gây bệnh khảm lá mía, đốm lá ngô, Trong điều kiện thuận
lợi, rệp ngô có vòng đời khoảng 15 ngày và có nhiều thế hệ liên tiếp trong một năm.
Rệp non và trƣởng thành hút nhựa ở nõn ngô, bẹ lá, phiến lá, bông cờ, lá bi, làm cho
cây ngô mất hết dinh dƣỡng, lá quăn giảm khả năng quang hợp, cây ngô trở nên gầy
yếu, bắp bé đi hoặc không hạt, chất lƣợng hạt rất kém. Thƣờng phát dịch ở những
ruộng khô hạn hoặc cằn cỗi vào thời kì ngô sắp trổ cờ, kết bắp [28], [110].
Theo thống kế trong những năm 1965 – 1970 về năng suất của ngô cho thấy
mức độ phá hoại của rệp ngô phụ thuộc rất nhiều vào các điều kiện nhiệt độ và độ ẩm
của môi trƣờng. Ngô bị nhiễm rệp ở mức độ nhẹ (mật độ khoảng 400 cá thể rệp trên
chùm râu bắp ngô) sẽ khiến cho năng suất bình quân giảm tới 8,3% khi cây đang bị
thiếu nƣớc, nếu cây đủ nƣớc thì mức độ thiệt hại do rệp gây ra không đáng kể. Nếu
mức độ nhiễm rệp ở mức trung bình thì mức độ thiệt hại lên đến 34,8% trong điều kiện
cây trồng thiếu nƣớc và 11,8% trong điều kiện cây đủ nƣớc. Nếu mức độ nhiễm rệp
nặng (mật độ rệp lên đến hàng trăm cá thể trên hầu hết các chùm râu bắp ngô) sẽ làm
năng suất suy giảm nghiêm trọng, trung bình dao động từ 43,2 – 91,8% khi cây ngô
đang bị thiếu nƣớc và 58,9% khi cây ngô đủ nƣớc [39].

Lipaphis erysimi (rệp cải dầu) kí sinh trên một số loài cây nhƣng chủ yếu là các
loại cải và cải dầu, ngoài ra nó còn kí sinh trên cà rốt, cà chua và bí xanh. Ở phía đông
miền Trung Ấn Độ, L. erysimi cùng với M. persicae và Brevicoryne brassicae là ba
loại rệp nguy hiểm đối với cây cải dầu (Brassica juncea). Trong đó L. erysimi phá hoại
nhiều nhất, riêng nó gây thiệt hại 35,4 – 91,3% sản lƣợng [24]. Theo nghiên cứu của
Patel và cộng sự (2004), nếu không có biện pháp bảo vệ, L. erysimi có thể gây thiệt hại
80,6 – 97,6% [87]. Trong một nghiên cứu khác, Razaq và cộng sự (2011) cũng chỉ ra
rằng, M. persicae và Brevicoryne brassicae cũng gây thiệt hại 75,1 – 81,9% sản lƣợng
cải dầu ở Multan, Punjab, Pakistan [94].
Aphis craccivora (rệp đậu lăng) cũng là một loài rệp kí sinh trên nhiều loại cây
trồng khác nhau nhƣ đậu đũa, bông vải, táo, cà rốt, lúa mì, đậu lăng. Theo nghiên cứu
của Hossain và cộng sự (2006), A. craccivora gây thiệt hại tới 9% cho sản xuất đậu
lăng. Tuy nhiên, sản lƣợng đậu lăng đã tăng 0,91 – 9,89% khi áp dụng các biện pháp
8
Số hóa bởi trung tâm học liệu
Luận văn Thạc sĩ Chu Hồng Quảng

diệt rệp hoặc gieo trồng tránh rệp [50]. A. craccivora truyền virus gây bệnh rụng lá ở
đậu lăng, đậu răng ngựa, đậu gà [56], [80].
Diuraphis noxia (rệp lúa mì Nga) chuyên phá hoại lúa mì, lúa mạch đen, lúa
mạch trắng, yến mạch. Theo nghiên cứu của Akhtar và cộng sự (2010), năng suất lúa
mì có thể bị giảm 7,9 – 34,2% do D. noxia phá hoại [15].
Tình hình rệp hại cây trồng ở Việt Nam
Tại Việt Nam, theo nghiên cứu và thống kê của các nhà khoa học, nƣớc ta chịu
sự phá hoại của hơn 250 loài rệp khác nhau. Tại đồng bằng sông Cửu Long, cây sầu
riêng bị rệp sáp phá hoại. Một số cây ăn quả ở thành phố Hồ Chí Minh và vùng phụ
cận cũng bị ảnh hƣởng bởi nhiều loài rệp làm giảm năng suất và thiệt hại về kinh tế.
Cây cà phê tại một số vùng ở Tây Nguyên cũng đang gặp phải vấn nạn rệp sáp và rệp
bông. Tại tỉnh Đắc Lắc, rệp sáp kí sinh trên chùm hoa và quả non gây thiệt hại từ 8 –
25%. Tại tỉnh Đắc Nông, rệp đã tấn công gây hƣ hại trên 500 ha, trong đó gây thiệt hại

nặng cho hơn 200 ha [10].
Trong những năm gần đây, thống kê các loài gây hại cho cây trồng tại nƣớc ta,
rệp đào đang là mối đe dọa cho ngành nông nghiệp với sự gia tăng nhanh chóng về
diện tích và số lƣợng cây trồng bị hại. Chúng có thể gây hại trên 300 loại cây trồng
khác nhau, trong đó thƣờng thấy trên các cây nhƣ: các loại rau họ cải nhƣ cải trắng, cải
củ, cải xanh, cải bắp; một số cây ăn quả nhƣ đào, hồng, lê, mận. Trong điều kiện nƣớc
ta, rệp đào có thể xuất hiện và gây hại quanh năm, trong đó tập trung nhiều khi thời tiết
dịu mát, độ ẩm cao vào tháng 4 – 5 (vụ đông xuân) và tháng 9 – 10 (vụ thu đông). Rệp
ngô ở Việt Nam cũng rất phổ biến, chúng có ở khắp các vùng trồng ngô từ đồng bằng
đến miền núi, rệp thƣờng phát triển nhiều trong mùa xuân và mùa thu, lúc độ ẩm trong
không khí cao. Rệp thƣờng phá hại ở cây ngô từ giai đoạn 8 –10 lá cho tới khi ngô
chín hoàn toàn. Chỉ tính riêng ở 3 huyện Trà Ôn, Tam Bình và Vũng Liêm (Vĩnh
Phúc), diện tích ngô bị nhiễm rệp từ 2 – 7%, nhƣ vậy nếu tính trên cả nƣớc thì thiệt hại
gây bởi rệp ngô là rất lớn [110], [116].


9
Số hóa bởi trung tâm học liệu
Luận văn Thạc sĩ Chu Hồng Quảng

1.2. Thuốc diệt côn trùng
1.2.1. Tình hình sản xuất và sử dụng thuốc trừ sâu
* Thuốc trừ sâu hóa học
Thuốc trừ sâu hóa học, trừ bệnh và trừ cỏ dại là 3 loại thuốc bảo vệ thực vật.
Thuốc trừ sâu là một loại chất đƣợc sử dụng để chống côn trùng, chúng bao gồm các
thuốc diệt trứng và thuốc diệt ấu trùng của côn trùng. Các loại thuốc trừ sâu đƣợc sử
dụng trong nhiều lĩnh vực nhƣng chủ yếu đƣợc dùng trong nông nghiệp. Việc sử dụng
thuốc trừ sâu đƣợc cho là một trong các yếu tố chính dẫn tới sự gia tăng sản lƣợng
nông nghiệp trong thế kỷ XX [103]. Gần nhƣ tất cả các loại thuốc trừ sâu đều có nguy
cơ làm thay đổi lớn các hệ sinh thái, nhiều loại thuốc trừ sâu độc hại với con ngƣời và

các sinh vật khi chúng tích tụ lại trong chuỗi thức ăn.
Từ 2000 năm trƣớc công nguyên, con ngƣời đã biết sử dụng thuốc trừ sâu có
nguồn gốc tự nhiên để bảo vệ cây trồng [74] nhƣng chỉ đến khi các hóa chất đƣợc tổng
hợp nhân tạo dễ dàng trong các nhà máy hóa chất, đặc biệt là sau khi Paul Hermann
Müller phát hiện ra khả năng diệt côn trùng mạnh mẽ của DDT vào năm 1939 thì
nhiều loại thuốc bảo vệ thực vật phòng trừ sâu, bệnh và cỏ dại đƣợc nghiên cứu và đƣa
vào sử dụng. Từ năm 1945 đến năm 1975, lƣợng thuốc bảo vệ thực vật đƣợc sản xuất
tại Mỹ đã tăng 40 lần, từ 15,9 nghìn tấn/năm lên 636,3 nghìn tấn/năm. Từ năm 1975
đến nay, mặc dù con ngƣời đã ý thức đƣợc mức độ nguy hại của thuốc bảo vệ thực vật
có nguồn gốc hóa học nhƣng trƣớc sự phá hoại mạnh mẽ của côn trùng và các dịch hại
khác trong khi chƣa có biện pháp thay thế thực sự hiệu quả thì việc sản xuất và sử
dụng thuốc bảo vệ thực vật nguồn gốc hóa học đã tăng rất nhanh cả về khối lƣợng và
giá trị thƣơng mại [21], [42], [57], [96].
Ở Việt Nam, thuốc bảo vệ thực vật đƣợc sản xuất và sử dụng lần đầu tiên ở
miền Bắc vào năm 1956 để tiêu diệt bọ gai và sâu cuốn lá hại lúa tại tỉnh Hƣng Yên.
Tại miền Nam, thuốc bảo vệ thực vật đƣợc sử dụng bắt đầu từ năm 1962. Từ đó đến
nay, lƣợng thuốc bảo vệ thực vật đƣợc tiêu thụ đều tăng mạnh qua các năm. Theo Lê
Kế Sơn (1993), lƣợng thuốc bảo vệ thực vật nhập khẩu vào nƣớc ta trong những năm
1980 chỉ khoảng 20 – 24 nghìn tấn/năm nhƣng đến những năm 1990 con số đó tăng
10
Số hóa bởi trung tâm học liệu
Luận văn Thạc sĩ Chu Hồng Quảng

lên khoảng trên 35 nghìn tấn/năm [2]. Theo báo cáo của Cục bảo vệ thực vật (Bộ Nông
nghiệp và Phát triển nông thôn) năm 2012, mỗi năm lƣợng thuốc bảo vệ thực vật đƣợc
nhập vào nƣớc ta khoảng 70 nghìn tấn, đạt giá trị thƣơng mại từ 210 – 500 triệu USD
[4].
* Thuốc trừ sâu sinh học
Thuốc trừ sâu sinh học (còn đƣợc gọi là thuốc diệt côn trùng có nguồn gốc sinh
học hay chế phẩm sinh học trừ sâu) là một sản phẩm đang đƣợc nhiều nƣớc trên thế

giới nghiên cứu và ứng dụng trong bảo vệ thực vật. Mechnikoff (1879) và
Karassilnikor (1888) đã đặt nền móng cho xu hƣớng kiểm soát côn trùng bằng vi sinh
vật, nghiên cứu về khả năng sử dụng nấm kí sinh côn trùng Metarrhizium anisopliae
để diệt côn trùng gây hại ngũ cốc và củ cải đƣờng. Năm 1914, lần đầu tiên d’ Herelle
thử nghiệm kiểm soát côn trùng bằng vi khuẩn. Cho đến năm 2013 đã có khoảng 400
yếu tố diệt hại sinh học (bao gồm thuốc diệt côn trùng) đã đƣợc đăng kí với hơn 1250
sản phẩm khác nhau [102].
Nhiều chế phẩm sinh học diệt côn trùng từ nấm kí sinh côn trùng đã đƣợc
thƣơng mại hóa. Theo thống kê của De Faria và cộng sự (2007), có ít nhất 12 loài
(hoặc dƣới loài) nấm đƣợc ứng dụng để sản xuất chế phẩm diệt côn trùng nhƣ
Beauveria bassiana (33,9%), M. anisopliae (33,9%), Lecanicillium spp. (9,4%), Isaria
fumosorsea (5,8%) và B. brongniartii (4,1%) là phổ biến nhất trong số 171 sản phẩm
đƣợc thống kê. Trong đó, 75% sản phẩm đã đƣợc thƣơng mại hóa, 15% hiện không
còn đƣợc sử dụng và 10% hiện chƣa biết thông tin [32].
Bacillus thuringiensis là một trong những vi khuẩn đƣợc sử dụng để kiểm soát
côn trùng sớm nhất. Năm 1901, Ishiwatari phát hiện ra một loại vi khuẩn gây bệnh
chết đột ngột ở tằm và đặt tên là Bacillus sotto. Năm 1911, Berliner phát hiện ra vi
khuẩn này giết chết mọt bột mì và đặt tên lại là Bacillus thuringiensis. Chế phẩm từ B.
thuringiensis (thƣờng đƣợc gọi là Bt) bắt đầu đƣợc sử dụng để diệt côn trùng từ năm
1920. Bt đƣợc đăng kí để sử dụng làm thuốc diệt côn trùng đầu tiên ở Mỹ từ năm 1961
và đƣợc đăng kí lại vào năm 1998. Năm 2007, Ahmad và cộng sự (2007) đã so sánh
11
Số hóa bởi trung tâm học liệu
Luận văn Thạc sĩ Chu Hồng Quảng

khả năng diệt rệp của Bt với một số hóa chất tổng hợp. Kết quả cho thấy, Bt làm giảm
70% số lƣợng rệp, xấp xỉ với hiệu quả của các hóa chất này [14].
Hiện nay, các nghiên cứu về các chủng nấm Lecanicillium spp. đƣợc sử dụng
để kiểm soát côn trùng gây hại cây trồng cũng đã và đang đƣợc nhiều nhà khoa học
trên thế giới nghiên cứu bởi khả năng diệt côn trùng của chúng rất cao. Việc sử dụng

bào tử nấm Lecanicillium spp. đã rất đƣợc quan tâm để kiểm soát côn trùng và sâu
bệnh hại cây trồng. Bên cạnh đó, giun tròn nang gây hại đậu tƣơng, nấm mốc gây hại
dƣa chuột và các loại nấm gỉ gây hại cây hoa cúc cũng có thể đƣợc kiểm soát bởi loại
nấm này [73], [104], [109]. Hơn nữa, Lecanicillium spp. đã đƣợc chứng minh có độc
tính rất mạnh đối với một số loài rệp nhƣ rệp đào (Myzus persicae), rệp bông (Aphis
gossypii) và Macrosiphum euphorbiae [19]. Do đó, tại Anh, Mỹ và một số nƣớc khác
đã nghiên cứu và có chế phẩm thƣơng mại nhƣ Vertalec ® từ bào tử nấm L.
longisporum diệt nhiều loại rệp chích hút nhựa cây. Ngoài ra, Lecanicillium spp. đã
đƣợc chứng minh có các hoạt động chống nấm mốc gây bệnh phấn trắng trên nhiều
loại cây trồng, diệt sâu, bọ chích hút nhựa cây [41], [59], [67].
Trong nghiên cứu của Park và cộng sự (2010), chủng Lecanicillium sp. 4078
diệt đƣợc trứng, ấu trùng và con trƣởng thành của Bemisia tabaci với các tỉ lệ lần lƣợt
là 77,68 ± 12,01%; 77,55 ± 6,68% và 99,33 ± 11,55% [86]. Guclu và cộng sự (2010),
Lecanicillium muscurium có thể diệt 60 – 75% bƣớm Ricania simulans sau 7 ngày
phun [43]. Lecanicillium muscarium trong nghiên cứu của Cuthbertson và cộng sự
(2010) đã đƣợc làm tăng hiệu quả diệt bƣớm khoai lang (Bemisia tabaci) nhờ phụ gia
[30].
Nấm kí sinh không chỉ đƣợc nghiên cứu để diệt côn trùng gây hại cây trồng mà
còn đƣợc nghiên cứu để diệt các côn trùng kí sinh truyền bệnh cho ngƣời và vật nuôi.
Angelo và cộng sự (2010) đã nghiên cứu khả năng kiểm soát rận Phipicephalus
microplus của L. lecanii. Trong hỗn hợp với phụ gia, bào tử nấm L. lecanii diệt đƣợc
97,6% R. microplus trƣớc khi rận kịp đẻ trứng [17]. Bukhari và cộng sự (2011) đã
nghiên cứu khả năng kiểm soát ấu trùng muỗi Anopheles truyền bệnh sốt rét của
Beauveria bassiana và Metarhizium anisopliae. Hỗn hợp bào tử của hai chủng nấm
này diệt đƣợc 39 – 50% ấu trùng muỗi [25].
12
Số hóa bởi trung tâm học liệu
Luận văn Thạc sĩ Chu Hồng Quảng

Tại Việt Nam việc nghiên cứu và ứng dụng thuốc trừ sâu sinh học trong phòng

trừ sâu hại chủ yếu vẫn ở quy mô nhỏ lẻ nên giá thành sản phẩm còn khá cao. Tuy
nhiên, việc sử dụng thuốc trừ sâu sinh học để kiểm soát sâu bệnh gây hại cây trồng
ngày càng đƣợc ƣa chuộng hơn.
Nhóm thuốc trừ sâu sinh học ứng dụng cho phòng trừ sâu bệnh là nhóm sản
phẩm đƣợc ứng dụng khá rộng rãi và sớm nhất. Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển
Nông thôn, trong danh mục các loại thuốc bảo vệ thực vật có nguồn gốc sinh học, từ
năm 2000 chỉ có 2 sản phẩm trừ sâu sinh học đƣợc công nhận cho đăng ký đến năm
2005 đã có 57 sản phẩm các loại, đến 6 tháng đầu năm 2007 có 193 sản phẩm đƣợc
cấp giấy phép đăng ký, nâng tổng số sản phẩm sinh học đƣợc phép lƣu hành lên 479
sản phẩm, trong đó có 300 loại 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 bảo vệ thực vật nguồn gốc hóa học
ảnh hƣởng đến sức khỏe con ngƣời và gây ô nhiễm môi trƣờng [5].
Hoạt chất Abamectin đƣợc tổng hợp bởi xạ khuẩn Streptomyces avermitilis diệt
trừ đƣợc các loại sâu nhƣ sâu vẽ bùa, nhện, sâu tơ, sâu xanh, bọ trĩ, bọ phấn. Ngoài ra,
sản phẩm Vivadamy, Vanicide, Vali có hoạt chất là Validamycin A, đƣợc tổng hợp bởi
xạ khuẩn 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 ở cà chua, khoai tây, thuốc lá, bông vải… Các chế phẩm từ nấm
đối kháng Trichoderma sp. vừa có tác dụng đề kháng một số nấm bệnh gây hại trên bộ
rễ cây trồng nhƣ: bệnh vàng lá chết nhanh do nấm Phytophthora palmirova gây ra,
bệnh vàng héo rũ hay còn gọi là bệnh héo chậm do một số nấm bệnh nhƣ Furasium
solari, Pythium sp., Sclerotium rolfosii gây ra. Hai chế phẩm nấm diệt côn trùng M.
anisopliae và B. bassiana là sản phẩm của đề tài do Viện Lúa đồng bằng sông Cửu
Long thực hiện [112].
Tại Việt Nam, quy trình sử dụng vi nấm M. anisopliae và B. brassiana đã đƣợc
nghiên cứu khá thành công và đƣợc sản xuất thành một số chế phẩm. Theo Nguyễn
Thị Lộc (Viện Lúa đồng bằng sông Cửu Long), việc triển khai sinh bào tử nấm đến hộ
nông dân và sử dụng nấm để kiểm soát rầy nâu đã góp phần làm giảm chi phí và tăng
13

Số hóa bởi trung tâm học liệu
Luận văn Thạc sĩ Chu Hồng Quảng

thu nhập cho ngƣời trồng lúa. Nguyễn Dƣơng Khuê đã sử dụng nấm M. anisopliae để
kiểm soát mối nhà. Chế phẩm từ hai loại nấm này giúp bảo vệ môi trƣờng và tạo thêm
một số mô hình kinh tế mới nhƣ trồng lúa kết hợp nuôi tôm. Sử dụng biện pháp sinh
học này giúp việc kiểm soát rầy nâu giảm bớt chi phí so với dùng thuốc trừ sâu hóa
học [6].
Vi nấm M. anisopliae cũng có hiệu lực cao đối với rệp sáp giả Dysmicoccus sp.
hại na. Phun nấm với nồng độ 9×10
8
bào tử/ml đã kiểm soát đƣợc 82% rệp sáp giả sau
5 ngày xử lý. Tuy nhiên, hiệu quả trừ rệp sáp giả của nấm M. anisopliae trên cây na ở
điều kiện đồng ruộng ở ngoại ô TP. Hồ Chí Minh thấp hơn so với ở phòng thí nghiệm
nhƣng cũng đạt 56 – 78% [8]. Chế phẩm thuốc trừ sâu sinh học 2B có nguồn gốc từ
nấm B. bassiana đã đƣợc thử nghiệm kiểm soát rầy nâu hại lúa [7]. Các chủng B.
thuringiensis đƣợc chọn lọc từ tự nhiên ở Việt Nam và nƣớc ngoài cũng đã đƣợc
nghiên cứu tạo chế phẩm, chế phẩm Bt do Viện Công nghệ sau thu hoạch sản xuất có
hoạt tính diệt sâu cao đối với côn trùng bộ cánh vảy hại rau hoa quả, nông sản bảo
quản [1].
Có thể thấy, xu hƣớng sử dụng thuốc bảo vệ thực vật có nguồn gốc là sinh học
trên thế giới và Việt Nam ngày càng nhiều và càng đƣợc quan tâm, trong đó có xu
hƣớng sử dụng nấm kí sinh côn trùng.
1.2.2. Ưu và nhược điểm của thuốc trừ sâu hóa học và thuốc trừ sâu sinh học
* Ưu nhược điểm của thuốc trừ sâu hóa học
Ưu điểm
Thuốc trừ sâu hóa học nói riêng và thuốc bảo vệ thực vật nói chung là những
sản phẩm dễ sản xuất trên quy mô lớn, giá thành rẻ, phổ tác dụng rộng, độc lực mạnh
và hiệu quả tác dụng nhanh.
Nhược điểm

Hiện nay thuốc trừ sâu hóa học ngày càng bộc lộ những nhƣợc điểm nhƣ nhanh
chóng bị kháng thuốc bởi côn trùng, gây ô nhiễm môi trƣờng đất, nguồn nƣớc, không
14
Số hóa bởi trung tâm học liệu
Luận văn Thạc sĩ Chu Hồng Quảng

khí và tích tụ trong các sản phẩm nông nghiệp gây ảnh hƣởng xấu đến sức khỏe con
ngƣời.
Thuốc bảo vệ thực vật đƣợc sử dụng tràn lan, nồng độ ngày một tăng làm cho
các loài gây hại biến đổi nhanh chóng và kháng thuốc, dẫn đến hiệu quả sử dụng thuốc
ngày càng giảm và chi phí tăng cao. Ƣớc tính có khoảng 520 loài côn trùng, 150 loài
vi sinh vật gây bệnh cho thực vật và 273 loài cỏ dại đã kháng lại thuốc bảo vệ thực vật
[89]. Hàng năm, riêng nƣớc Mỹ chi khoảng từ 10% đến 25% trong tổng số 400 triệu
đôla Mỹ cho công tác bảo vệ thực vật để chống lại sự gia tăng của sâu bọ kháng thuốc
[90]. Một số thuốc diệt cỏ có thời gian phân hủy lâu, sau khi đƣợc phun cho cây trồng
sẽ thẩm thấu một phần vào đất, mạch nƣớc ngầm và tồn tại ở đó rất lâu vì trong đất có
rất ít vi sinh vật có khả năng phân hủy chúng [49], vì thế nên nguy cơ bị ngộ độc thuốc
diệt côn trùng là rất cao.
Một loại thuốc diệt côn trùng sau khi đƣợc sử dụng trên đồng ruộng sẽ theo các
kênh thoát nƣớc đi vào các thủy vực gây nhiễm độc hoặc giết chết các sinh vật thủy
sinh, làm giảm giá trị của nguồn lợi thủy sản và ảnh hƣởng tới sức khỏe của con ngƣời
nếu ăn phải hải sản bị nhiễm độc.
Do tính độc mạnh và phổ tác dụng rộng nên tính tác dụng chọn lọc của thuốc
trừ sâu hóa học rất kém. Chúng không chỉ giết chết những côn trùng có hạ ết
chết cả côn trùng có lợi cho con ngƣời và cây trồng nhƣ ong mật, ong mắt đỏ, kiến
vống, sinh vật đất,… hoặc gây ức chế sinh trƣởng, phát triển của cây trồng. Ngoài ra,
thuốc phát tán theo gió bám lên các loại rau, quả ở các khu vực lân cận đang trong thời
kì thu hoạch khiến dƣ lƣợng bảo vệ thực vật trong nông sản tăng lên ảnh hƣởng đến
chất lƣợng sản phẩm [64], [88], [91], [92].
Việc lạm dụng thuốc diệt côn trùng làm cho thực phẩm bị nhiễm độc gây ngộ

độc cấp tính hoặc mãn tính cho ngƣời sử dụng. Theo WHO (1990) thì mỗi năm trên
thế giới có khoảng 3 triệu trƣờng hợp ngộ độc thuốc trừ sâu, trong đó 220 nghìn ca tử
vong do ngộ độc cấp tính [62]. Eddleston và cộng sự (2008), tại các vùng nông thôn ở
các nƣớc đang phát triển khu vực châu Á có khoảng 300 nghìn ca tử vong mỗi năm
[95].
15
Số hóa bởi trung tâm học liệu
Luận văn Thạc sĩ Chu Hồng Quảng

Ở Việt Nam hiện nay có khoảng từ 15 – 20 triệu ngƣời thƣờng xuyên tiếp xúc
với thuốc bảo vệ thực vật, có khoảng 70% trong số đó đã có biểu hiện của sự nhiễm
độc [4]. Theo Cục Y tế dự phòng và Môi trƣờng (Bộ Y tế) năm 2009, các bệnh viện đã
tiếp nhận 4515 trƣờng hợp nhiễm độc thuốc bảo vệ thực vật và 138 trƣờng hợp đã tử
vong [9]. Trên thực tế số lƣợng trƣờng hợp nhiễm độc thuốc bảo vệ thực vật còn lớn
hơn nhiều.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, những ngƣời nhiễm độc thuốc bảo vệ thực vật sẽ
làm tăng nguy cơ mắc các bệnh nhƣ rối loạn cảm giác, rối loạn trí nhớ, viêm họng mãn
tính, viêm phế quản mãn tính, rối loạn chức năng tinh hoàn và vô sinh, đột biến gen,
máu trắng, ung thƣ. Thời gian tiếp xúc càng kéo dài thì nguy cơ mắc các bệnh này
càng tăng lên.
Từ những thông tin vừa trình bày, ngày nay thế giới có xu hƣớng giảm dần và
tiến đến không sử dung thuốc trừ sâu hóa học mà thay vào đó là các biện pháp phòng
trừ bằng thuốc trừ sâu sinh học an toàn và hiệu quả hơn.
* Ưu nhược điểm của thuốc trừ sâu sinh học
Ưu điểm:
Các chế phẩm sinh học có nhiều ƣu điểm vƣợt trội so với hóa chất tổng hợp về
độ thân thiện với môi trƣờng, hệ sinh thái và sức khỏe con ngƣời. Chúng không gây
độc hại cho ngƣời và gia súc, không gây ô nhiễm môi trƣờng, không ảnh hƣởng đến
chất lƣợng nông sản.
Các chế phẩm sinh học có tác dụng chọn lọc, mỗi chế phẩm chỉ tác dụng lên

một hay một số loài côn trùng nhất định, không hoặc chỉ gây ảnh hƣởng đến một số ít
loài ăn sâu bọ và các sinh vật có ích khác. Do vậy, các hệ sinh thái đƣợc phun các chế
phẩm này không bị xáo trộn, đảm bảo sự ổn định bền vững của đất trồng trọt. Chế
phẩm khi phát tán sang các khu vực lân cận cũng không gây ảnh hƣởng tiêu cực đến
cây trồng ở đó.
Hiệu quả của nấm kí sinh côn trùng thƣờng kéo dài vì chúng không chỉ tiêu diệt
trực tiếp lứa sâu đang phá hoại mà chúng còn có thể lan truyền cho thế hệ tiếp theo nên
rất tiết kiệm chi phí. Hơn nữa, các chế phẩm sinh học không ảnh hƣởng tiêu cực đến
16
Số hóa bởi trung tâm học liệu
Luận văn Thạc sĩ Chu Hồng Quảng

tài nguyên vi sinh vật đất, các loài thiên địch hữu ích. Nếu sử dụng hợp lý, đúng kỹ
thuật sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao.
Do có tác dụng chọn lọc đến côn trùng gây hại, các chế phẩm sinh học từ nấm
kí sinh, nếu sử dụng ở liều lƣợng cao, thƣờng xuyên cũng không tạo ra nguy cơ kháng
thuốc của côn trùng, mỗi loại chế phẩm đƣợc sử dụng trong thời gian lâu hơn làm
giảm chi phí nghiên cứu sản xuất các chế phẩm mới thay thế.
Nhược điểm:
Tác động của thuốc trừ sâu vi sinh thƣờng chậm nên hiệu quả chậm bởi vì
thuốc trừ sâu vi sinh thƣờng có quá trình gây bệnh và nhiễm bệnh khi vào cơ thể sâu
thì thời gian ủ bệnh phải mất 1 – 3 ngày. Hiệu quả của thuốc ban đầu không cao, phổ
tác dụng của thuốc còn hẹp. Một vài loại thuốc trừ sâu vi sinh bị ảnh hƣởng bởi điều
kiện thời tiết nhƣ độ ẩm không khí, gió, ánh nắng mặt trời. Nếu nhƣ phun thuốc trừ sâu
sinh học không đúng kỹ thuật, phun trong điều kiện không thích hợp sẽ khó đạt hiệu
quả cao. Khả năng bảo quản các thuốc bảo vệ thực vật có nguồn gốc sinh học không
cao nên dẫn tới khó khăn trong việc bảo quản, lƣu thông, phân phối và sử dụng. Giá
thuốc còn cao.
1.3. Nấm kí sinh côn trùng Lecanicillium lecanii và ứng dụng
Lecanicillium là chi nấm kí sinh côn trùng thuộc ngành nấm túi Ascomycota,

lớp Sordariomyces, bộ Hypocreales, họ Clavicipitacae. Lecanicillium lecanii là một
trong số những chủng nấm gây bệnh côn trùng (entomopathogens) mà trƣớc đó đã
đƣợc biết đến rộng rãi nhƣ Verticillium lecanii. Hầu hết, các nấm gây bệnh côn trùng
chỉ kí sinh trên cơ thể côn trùng. Tuy nhiên, một số nấm kí sinh côn trùng nhƣ
Lecanicillium lecanii có thể tồn tại trên cây trồng. Vì vậy, Lecanicillium lecanii có thể
có hai vật chủ là côn trùng và thực vật. Nấm Lecanicillium có thể sợi màu trắng, tốc độ
tăng trƣởng 29 – 33 mm sau 10 ngày, tồn tại trong không khí và trong môi trƣờng nuôi
cấy. Bào tử đính có hình elip đƣợc bố trí theo hình trụ ở đỉnh, trong suốt, 2,5 – 3,5 x 1
– 1,5 µm [51] (Hình 1.3).
Lecanicillium có khả năng kí sinh tự nhiên và diệt nhiều loài côn trùng nhƣ rệp,
ruồi trắng, bọ trĩ, Cơ chế diệt côn trùng của Lecanicillium dựa trên sự tiếp xúc trực
17
Số hóa bởi trung tâm học liệu
Luận văn Thạc sĩ Chu Hồng Quảng

tiếp của bào tử với côn trùng. Sau khi bám trên vỏ côn trùng (chitin), các bào tử nảy
mầm rồi tiết ra enzyme (chitinase, proteinase) phân hủy lớp biểu bì, kết hợp với áp lực
nảy mầm của bào tử nấm giúp sợi nấm đâm sâu vào các khoang trong cơ thể. Tại đây
sợi nấm tiết các enzyme (proteinase, lipase, chitinase) thủy phân các mô, tiết các độc
tố nấm gây độc thần kinh cho côn trùng. Kết quả là côn trùng bị tổn thƣơng, bị đa
nhiễm bởi Lecanicillium và các vi sinh vật gây bệnh khác. Sau khi côn trùng chết nấm
tiếp tục phát triển và sinh bào tử bên ngoài cơ thể côn trùng và có thể lây truyền bệnh
cho côn trùng khác [76]. Do đó việc sử dụng bào tử nấm để sản xuất chế phẩm diệt
côn trùng hại cây trồng là rất hiệu quả.

A B
Hình 1.3. Nấm Lecanicillium lecanii;
A. Sợi nấm và bào tử chồi của nấm L. lecanii dƣới kính hiển vi quang học 40x;
B. Khuẩn lạc
Lecanicillium spp. trong tự nhiên thƣờng gây bệnh trên quần thể rệp, ruồi trắng

[74]. Lecanicillium spp. đã đƣợc chứng minh có độc tính rất mạnh đối với một số loài
rệp nhƣ rệp bông Aphis gossypii (Glover), Macrosiphum euphorbiae (Thomas) và rệp
đào Myzus persicae (Sulzer) [19], [60] hiện nay đã có một sản phẩm với tên thƣơng
mại Vertalec™ đƣợc phát triển với thành phần chủ yếu là bào tử của nấm
Lecanicillium ssp. Gần đây Lecanicillium spp. đã đƣợc chứng minh rằng, nó có các
hoạt động chống nấm mốc gây bệnh phấn trắng (powdery mildew) và diệt các kí sinh
trùng khác hại cây trồng [19], [59], [67].
18
Số hóa bởi trung tâm học liệu
Luận văn Thạc sĩ Chu Hồng Quảng

Vi nấm Lecanicillium spp. (Zimmerman) Viegas cũng ký sinh trên nhiều loại
côn trùng bao gồm bộ cánh đều, bộ cánh cứng, cánh thẳng và bƣớm [45], [65]. Việc sử
dụng bào tử nấm Lecanicillium spp. rất đƣợc quan tâm để kiểm soát côn trùng và sâu
bệnh hại cây trồng. Bên cạnh đó, giun tròn nang gây hại đậu tƣơng, nấm mốc gây hại
dƣa chuột và các loại nấm gỉ gây hại cây hoa cúc cũng có thể đƣợc kiểm soát bởi loại
nấm này [73], [104], [109]. Ngoài ra, nấm Lecanicillium spp. có thể đƣợc sử dụng với
hỗn hợp của một số thuốc trừ sâu hay thuốc diệt nấm trong các chƣơng trình điều
khiển dịch hại cây trồng tích hợp để có đƣợc một hiệu ứng hiệp đồng [44], [45].
Vi nấm Lecanicillium spp. đƣợc phân lập từ rệp M. persicae có khả năng diệt
100% rệp Aphis gossypii hại dƣa cà, bông sau 3 – 5 ngày trong điều kiện phòng thí
nghiệm và trên 78% trong điều kiện nhà kính sau 14 ngày. Bào tử của vi nấm
Lecanicillium spp. cũng có khả năng diệt 100% rệp đào Myzus persicae hại rau cải, rau
diếp, ớt sau 4 – 5 ngày phun trong điều kiện phòng thí nghiệm, ngoài ra bào tử của
nấm này có khả năng diệt đƣợc một số côn trùng và rệp cây khác [107].
Chủng nấm kí sinh côn trùng Lecanicillium muscarium (Petch) trong phòng thí
nghiệm gây chết đối với dạng trƣởng thành bọ dừa Thrips palmi khá cao khoảng 70%
sau 4 ngày. Do vậy có thể dùng chủng vi nấm này để kiểm soát bọ dừa hiệu quả [82].
Kim và cộng sự (2008) đã sử dụng L. attenuatum CNU-23 để kiểm soát M.
Persicare. Trong phòng thí nghiệm, L. attenuatum CNU-23 diệt đƣợc 50% rệp sau 3

ngày phun và 80% sau 7 ngày phun. Thử nghiệm trên cây ớt đƣợc trồng trong nhà
kính, chủng nấm này diệt đƣợc 72 – 92% rệp sau 12 ngày phun [58]. Chủng L.
indicum (Petch) Gams và L. lecanii (Zimmermann) Viegas thể hiện độc tính rất mạnh
đối với mối Cryptotermes brevis Walke (Isoptera: Rhinotermitidae) và Odontotermes
brunneus Hagen (Isoptera: Termitidae), khả năng gây chết mối bởi hai chủng nấm này
cao hơn so với M. anisopliae (Metsch) Sorok [66], [79]. Năm 2009, Diaz và cộng sự
(2009) đã khảo sát độc lực của L. lecanii đối với một số loài rệp. Kết quả là chủng này
diệt đƣợc 95% M. persicae, trong khi sản phẩm thƣơng mại Vertalec® chỉ diệt đƣợc
91,6% [35].
19
Số hóa bởi trung tâm học liệu
Luận văn Thạc sĩ Chu Hồng Quảng

Có nhiều sản phẩm diệt côn trùng có nguồn gốc từ Lecanicillium đã đƣợc
thƣơng mại hóa. Một số sản phẩm tiêu biểu nhƣ Vertalec, Verelac, Mycotal, Envert,…
đóng gói 500 g có mật độ bào tử từ 10
8
– 10
10
bào tử/g, pha với nƣớc (có thể bổ sung
thêm chất phụ gia) phun trên bề mặt lá bằng các thiết bị tƣơng tự nhƣ khi phun thuốc
trừ sâu hóa học. Các chế phẩm này, không chỉ có tác dụng lên rệp mà còn tác dụng lên
nhiều loại côn trùng khác nhƣ ruồi trắng, bọ trĩ, ve bét [113].
Mặc dù tiềm năng kiểm soát các côn trùng gây hại cây trồng của nấm
Lecanicillium rất lớn nhƣng việc nghiên cứu ứng dụng Lecanicillium để bảo vệ cây
trồng cũng nhƣ kết quả đạt đƣợc còn hạn chế, nhất là ở Việt Nam. Hiệu quả diệt côn
trùng của chế phẩm Lecanicillium cũng nhƣ các chế phẩm sinh học khác còn kém,
khối lƣợng chế phẩm diệt côn trùng sinh học đƣợc sử dụng mới chỉ chiếm tỉ trọng thấp
trong tổng khối lƣợng các loại thuốc diệt côn trùng. Do vậy, việc tăng cƣờng nghiên
cứu phát triển chế phẩm diệt côn trùng từ nấm Lecanicillium là cần thiết.

1.4. Sản xuất và tạo chế phẩm bào tử nấm kí sinh trùng
Bào tử nấm kí sinh côn trùng đã đƣợc nghiên cứu sản xuất theo cả hai hệ thống
lên men lỏng và lên men rắn. Lên men trên môi trƣờng lỏng các loài nấm có năng suất
sinh bào tử rất cao (bào tử chồi), tuy nhiên sức sống của bào tử chồi yếu nếu phối trộn
với dầu và bảo quản lâu dài [61], [79]. Lên men trên môi trƣờng rắn, nấm phát triển
chậm hơn nhƣng bào tử sinh ra (bào tử đính) có sức sống khỏe hơn, có thể bảo quản
đƣợc trong thời gian dài. Vì vậy, lên men trên môi trƣờng rắn đƣợc sử dụng để sản
xuất số lƣợng lớn bào tử nấm kí sinh côn trùng nhằm tạo chế phẩm sinh học tan trong
dầu khi sử dụng và bảo quản [55]. Ngoài ra, lên men rắn cũng có nhiều ƣu điểm nhƣ
nguồn nguyên liệu đơn giản, sẵn có với giá rẻ, không cần phải kiểm tra các thông số
lên men, không cần chi phí lớn để mua thiết bị, ít tiêu tốn năng lƣợng, kiểm soát ô
nhiễm dễ dàng,…[22], [85].
Để đảm bảo hiệu quả cao khi sản xuất bào tử nấm với số lƣợng lớn, quá trình
sản xuất chia thành 2 giai đoạn. Giai đoạn hoạt hóa trên môi trƣờng thạch khoảng 7
ngày, nhân giống đƣợc lên men trên môi trƣờng lỏng trong khoảng 3 ngày và giai đoạn
sản xuất bào tử đƣợc lên men trên môi trƣờng rắn từ 10 đến 15 ngày. Bào tử đƣợc sấy
20
Số hóa bởi trung tâm học liệu
Luận văn Thạc sĩ Chu Hồng Quảng

khô ở điều kiện phù hợp vừa làm giảm lƣợng nƣớc còn khoảng 10% vừa đảm bảo duy
trì khả năng sống của bào tử. Sau đó bào tử đƣợc thu bằng máy hoặc bằng tay, sàng
qua 3 lớp sàng khác nhau, cơ chất đƣợc loại bỏ, bào tử có độ tinh khiết cao đƣợc gom
lại, tạo điều kiện thuận lợi cho việc điều chỉnh nồng độ bào tử theo tiêu chuẩn kỹ thuật
khi phối trộn chất phụ gia trong bảo quản và sử dụng chế phẩm sau này. Bào tử tinh
khiết tiếp tục làm khô bằng bình hút ẩm bởi silica gel khô trong 5 ngày để giảm độ ẩm
còn 5%, mang bảo quản cùng với dầu và các chất phụ gia khác ở điều kiện 4
o
C và
26

o
C để đánh giá khả năng sống sót theo định kỳ sau thời gian bảo quản (Hình 1.4)
[26], [38], [53], [69] , [71], [78], [84], [93].

Hình 1.4. Sơ đồ quá trình sản xuất bảo tử nấm kí sinh côn trùng.
1.4.1. Lên men lỏng (chuẩn bị giống cấp 1, cấp 2)
Các môi trƣờng lỏng sử dụng cho giai đoạn đầu của quá trình lên men sản xuất
bào tử cần có nguồn carbohydrate để cung cấp năng lƣợng và nitơ dƣới dạng của axit
amin hoặc nitơ vô cơ nhƣ KNO
3
để tổng hợp protein cần thiết cho sự tăng trƣởng [69].
Khi lên men bất kì chủng vi sinh vật nào thì môi trƣờng cũng phải cung cấp đủ 2 thành
phần này. Một môi trƣờng lỏng rẻ tiền và hiệu quả để sản xuất nấm với số lƣợng lớn
có thể đƣợc chuẩn bị rỉ đƣờng (sản phẩm phụ của công nghiệp đƣờng mía) nhƣ là
21
Số hóa bởi trung tâm học liệu
Luận văn Thạc sĩ Chu Hồng Quảng

nguồn cung cấp cacbon và chất thải lên men bia đƣợc dùng làm nguồn cung cấp nitơ.
Ngoài ra, glucose cũng đƣợc sử dụng làm nguồn cung cấp cacbon, các đƣờng khác
nhƣ fructose, maltose hoặc cao malt ít đƣợc sử dụng hơn. Nguồn nitơ có thể là vô cơ
và hữu cơ nhƣ cao nấm men, peptone, cao thịt, KNO
3
, NH
4
NO
3
,… Một số nguồn nitơ
vô cơ có thể ức chế tăng trƣởng của nấm [69].
1.4.2. Ảnh hưởng của môi trường lên men rắn đến khả năng sinh bào tử của nấm

Nguồn cacbon:
Cacbon là một yếu tố không thể thiếu đối với mọi loại nấm cũng nhƣ vi sinh
vật. Tuy nhiên, nồng độ cacbon trong môi trƣờng quá cao cũng gây ức chế sự sinh
trƣởng của vi sinh vật. Gao và cộng sự (2009) đã nghiên cứu ảnh hƣởng của nồng độ
cacbon trong môi trƣờng lên men sinh bào tử của một số chủng nấm. Kết quả cho thấy
nồng độ tốt nhất cho sự sinh bào tử của chủng nấm L. lecanii CA.1.G và M. anisopliae
RS .4 .1 là 4 g/l, Paecilomyces lilacinus IPC. P là 1 g/l, P. lilacinus M.14 là 2 g/l, M.
anisopliae SQZ .1 .21 là 16 g/l, Tricoderma viride TV.1 là 2 g/l [40].
Nguồn cacbon đƣợc sử dụng nhƣ: glucose, lactose, bột ngô, bột gạo, bột mì,…
ngoài khả năng cung cấp cacbon, chúng còn cung cấp nitơ, muối khoáng và giá thể.
Feng và cộng sự (2000) đã sử dụng gạo, trấu, cám gạo để tối ƣu nguồn cơ chất lên men
rắn sản xuất bào tử chủng Verticillium lecanii, gạo luộc và cám gạo cho năng suất bào
tử tƣơng đối bằng nhau, với cám gạo đạt 1,4 x 10
9
bào tử/g cơ chất và gạo luộc đạt 1,5
x 10
9
bào tử/g cơ chất [36]. Vu và cộng sự (2008) sử dụng gạo luộc để lên men rắn L.
lecanii 41185 sản xuất bào tử với năng suất đạt từ 5,7 x 10
9
đến 1,82 x 10
10
bào tử/g cơ
chất [108].
Nguồn nitơ :
Nitơ đƣợc cung cấp từ nhiều nguồn khác nhau nhƣ muối nitơ, muối nitrate,
peptone, cao nấm men, bột đậu tƣơng, bột cá hay chitin. Nguồn nitơ nào phù hợp nhất
cho sự sinh bào tử tùy thuộc vào từng chủng nấm. Nồng độ nitơ tối ƣu cho sự sinh bào
tử của nấm còn phụ thuộc vào tỉ lệ C/N.
Nghiên cứu về ảnh hƣởng của tỉ lệ C/N lên sự sinh bào tử của một số chủng

nấm, Gao và cộng sự (2009) đã chỉ ra rằng tỉ lệ C/N phù hợp cho chủng L. lecanii CA.
22
Số hóa bởi trung tâm học liệu
Luận văn Thạc sĩ Chu Hồng Quảng

1.G, P. lilacinus IPC – P và M. anisopliae RS.4.1 là 5:1, P. lilacinus M.14 và T. viride
TV.1 là 10:1, M. anisopliae SQZ. 1.21 là 80:1 [40]. Tuy nhiên, trong môi trƣờng tự
nhiên nhƣ bột ngũ cốc, pepton, cao nấm men,… thì rất khó kiểm soát đƣợc hàm lƣợng
nitơ cũng nhƣ tỉ lệ C/N.
Shi và cộng sự (2009) đã sử dụng peptone, cao nấm men, bột đậu tƣơng làm
nguồn cacbon để lên men V. lecanii CBS 102071, bào tử sản xuất nhiều nhất với
nguồn nitơ là cao nấm men [98]. Vu và cộng sự (2008) đã chọn đƣợc nguồn nitơ là
KNO
3
với nồng độ 0,6% bào tử sản xuất bởi nấm L. lecanii 41185 đạt cao nhất [108] .
Nhiệt độ lên men :
Dựa vào khoảng nhiệt độ thích nghi, có thể phân loại vi sinh vật thành 3 nhóm.
Nhóm ƣa lạnh sinh trƣởng tốt ở nhiệt độ dƣới 15
o
C, nhóm ƣa ấm sinh trƣởng tốt ở 20
– 37
o
C, nhóm ƣa nhiệt sinh trƣởng và phát triển tốt ở nhiệt độ trên 50
o
C. Phần lớn nấm
là sinh vật ƣa ấm và phát triển tốt nhất ở 25 – 30
o
C [3]. Theo Kope và cộng sự (2008),
nấm Lecanicillium spp. sinh trƣởng tốt nhất ở 25
o

C [63].
Độ ẩm môi trường và độ ẩm cơ chất :
Nƣớc là yếu tố không thể thiếu đối với sự sống của sinh vật. Nƣớc vừa tham gia
cấu tạo nên cơ thể vừa tham gia điều hòa các hoạt động sinh lý, sinh hóa của cơ thể.
Nhìn chung, nấm có thể sinh trƣởng trong giới hạn độ ẩm khá rộng, nấm sinh trƣởng
trên cơ chất gạo luộc có độ ẩm 20% hay môi trƣờng dinh dƣỡng lỏng. Tuy nhiên, mỗi
loài nấm đòi hỏi một độ ẩm tối ƣu khác nhau, trên mỗi loại cơ chất thì độ ẩm tối ƣu
cho nấm phát triển cũng khác nhau. Theo Vu và cộng sự (2008), chủng nấm L. lecanii
41185 sinh bào tử cao nhất khi độ ẩm không khí là 75% và độ ẩm cơ chất là 28,5%
[108]. Trong nghiên cứu của Shi và cộng sự (2009), V. lecanii thích hợp nhất ở độ ẩm
không khí 97%, bổ sung 7 ml cơ chất lên men (35,79 g bột ngô ; 8,69 g cao nấm men;
1,63 g KH
2
PO
4
; 0,325 g K
2
HPO
4
; 0,325 g MgSO
4
trong 1 lít môi trƣờng/ 2 g bã mía
[98].
Một số yếu tố khác :
Trong môi trƣờng lên men rắn, nguồn cơ chất tự nhiên nhƣ bột gạo, bột ngô,
bột đậu tƣơng, lõi ngô, cám gạo,… ngoài khả năng cung cấp các chất dinh dƣỡng
23
Số hóa bởi trung tâm học liệu
Luận văn Thạc sĩ Chu Hồng Quảng

(cacbon, nitơ, muối khoáng), chúng còn ảnh hƣởng đến khả năng sinh bào tử của nấm
L. lecanii vì mỗi nguồn cơ chất sẽ tạo ra độ thoáng khí, khả năng trao đổi nhiệt cho
môi trƣờng lên men khác nhau.
Bào tử đính đƣợc sản xuất trên môi trƣờng rắn (dạng bào tử thích hợp nhất để
bảo quản và phối trộn với dầu khi sử dụng), cơ chất rắn từ các loại ngũ cốc nhƣ gạo,
kê, ngô, cám lúa mì, là các sản phẩm tự nhiên nên thành phần dinh dƣỡng của chúng
rất đa dạng, các loại nấm sẽ sử dụng một phần dinh dƣỡng của cơ chất để tăng trƣởng
và sinh bào tử. Trong một số trƣờng hợp, cấu trúc bề mặt của cơ chất quan trọng hơn
các chất dinh dƣỡng cung cấp [69].
Một cơ chất lý tƣởng sẽ tạo ra một diện tích bề mặt lớn và có không gian để
thông khí tốt nhất trong cơ chất tạo điều kiện cho hình thành bào tử. Do đó, gạo, gạo
tấm thƣờng đƣợc sử dụng làm cơ chất để lên men rắn sản xuất bào tử. Với các hạt nhỏ
tạo ra một diện tích bề mặt lớn và nếu đƣợc xử lí cẩn thận, các hạt gạo vẫn tách riêng
biệt sau khi hấp khử trùng và cấy giống [69]. Shi và cộng sự (2009), V. lecanii sinh
bào tử trên cơ chất bã mía tốt hơn trên cơ chất cám lúa mì [98]. Vu và cộng sự (2008)
đã chọn đƣợc gạo là nguồn cơ chất tốt nhất để lên men rắn sản xuất bào tử từ chủng
nấm L. lecanii 41185, sau khi đánh giá nhiều nguồn cơ chất nhƣ cám mì, gạo, trấu,
than bùn, gạo trộn cám gạo, gạo trộn bột mì, gạo trộn gạo tấm [108]. Chất khoáng có
trong các cơ chất tự nhiên nhƣng hàm lƣợng các chất khoáng có sự khác nhau. Vu và
cộng sự (2008) đã chứng minh L. lecanii 41185 sinh bào tử cao nhất khi bổ sung 0,6%
KNO
3
và 0,02% MgSO
4
[108].
1.4.3. Tạo chế phẩm bào tử và sử dụng
Theo Soper và Ward (1981) chế phẩm sinh học thƣơng mại phải đƣợc xây dựng
theo hai tiêu chí: (1) dễ dàng sử dụng trên đồng ruộng; (2) thời hạn sử dụng và hiệu
lực diệt côn trùng lâu dài là những tiêu chuẩn để đánh giá cho một chế phẩm nấm kí
sinh trùng. Một chế phẩm sinh học tốt phải đƣợc phối trộn chính xác các thành phần

phụ gia và loại phụ gia phù hợp. Việc tạo ra một chế phẩm bào tử nấm diệt côn trùng
phù hợp đòi hỏi sự hiểu biết về chu kỳ sống và các đặc điểm sinh học của cả nấm và
côn trùng mục tiêu có liên quan [38]. Chất phụ gia nhƣ: chất phân tán, chất hoạt động