So sánh trình tự gen Defensin ở một số giống ngô Việt Nam

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu


i
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC




PHẠM QUANG HUY



SO SÁNH TRÌNH TỰ GEN DEFENSIN
Ở MỘT SỐ GIỐNG NGÔ VIỆT NAM



Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học
Mã số: 60 42 02 01



LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. NGUYỄN VŨ THANH THANH






Thái Nguyên - 2014


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu


ii
LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan bản luận văn là công trình nghiên cứu của tôi dƣới sự
hƣớng dẫn của PGS.TS. Nguyễn Vũ Thanh Thanh, sự giúp đỡ của các cán bộ Khoa
Khoa học sự sống - Đại học Khoa học - Đại học Thái Nguyên, Viện Công nghệ
Sinh học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Các số liệu, kết quả
trong luận văn là trung thực và chƣa đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào
khác.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những số liệu trong luận văn này.

Thái Nguyên, ngày 19 tháng 05 năm 2014
Tác giả luận văn


Phạm Quang Huy

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu


iii

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Nguyễn Vũ Thanh Thanh,
ngƣời đã hƣớng dẫn, chỉ bảo tận tình và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện
đề tài và hoàn chỉnh luận văn của mình.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Khoa Khoa học sự sống - Đại
học Khoa học - Đại học Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và có những
góp ý sâu sắc cho tôi trong thời gian học tập và thực hiện đề tài này.
Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Lê Văn Sơn và các cán bộ, kỹ thuật viên
phòng Công nghệ DNA ứng dụng - Viện Công nghệ Sinh học - Viện Hàn lâm Khoa
học và Công nghệ Việt Nam đã tạo điều kiện giúp đỡ tốt nhất để tôi có thể hoàn
thành đề tài nghiên cứu này.

Cuối cùng, tôi xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới gia đình, đồng
nghiệp và bạn bè đã luôn động viên, khích lệ, chia sẻ những khó khăn cùng tôi trong
suốt quá trình học tập và nghiên cứu.

Thái Nguyên, ngày 19 tháng 05 năm 2014
Tác giả luận văn


Phạm Quang Huy








Số hóa bởi Trung tâm Học liệu


iv

MỤC LỤC

Lời cam đoan i
Lời cảm ơn i
Mục lục iv
Danh mục các ký hiệu, chữ viết tắt vi
Danh mục các bảng trong luận văn vii
Danh mục các hình trong luận văn viii

MỞ ĐẦU 1
1. Đặt vấn đề 1
2. Mục tiêu nghiên cứu 2
3. Nội dung nghiên cứu 2
Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1. CÂY NGÔ 3
1.1.1. Nguồn gốc và phân loại 3
1.1.2. Đặc điểm sinh học 3
1.1.3. Giá trị dinh dƣỡng của ngô 6
1.1.4. Giá trị kinh tế của cây ngô 7
1.1.5. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam 8
1.2. MỌT NGÔ VÀ ẢNH HƢỞNG CỦA NÓ ĐẾN QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN
NÔNG SẢN 13
1.2.1. Côn trùng hại ngô trong quá trình bảo quản nông sản 13
1.2.2. Mọt ngô 14
1.3. DEFENSIN VÀ TÍNH KHÁNG MỌT 17
1.3.1. Defensin thực vật 17
1.3.2. Ứng dụng trong chuyển gen 21
Chƣơng 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23
2.1. VẬT LIỆU 23
2.2. HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ 24

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu


v
2.2.1. Hóa chất 24
2.2.2. Thiết bị 25
2.3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25
2.3.1. Phƣơng pháp sinh lí 25

2.3.2. Phƣơng pháp sinh học phân tử 26
2.3.3. Phƣơng pháp xác định trình tự nucleotide 33
2.3.4. Phƣơng pháp xử lý trình tự gen 34
2.3.5. Phƣơng pháp xử lý kết quả và tính toán số liệu 34
2.4. ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU 34
Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34
3.1. KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KHÁNG MỌT 34
3.1.1. Đặc điểm hình thái, khối lƣợng của các giống ngô nghiên cứu 34
3.1.2. Kết quả đánh giá khả năng kháng mọt 35
3.2. KẾT QUẢ PHÂN LẬP GEN DEFENSIN 37
3.2.1. Kết quả tách chiết RNA tổng số, tổng hợp cDNA 37
3.2.2. Kết quả nhân gen defensin1 39
3.2.3. Kết quả tinh sạch sản phẩm PCR 39
3.2.4. Kết quả tách dòng gen 40
3.2.5. Kết quả chọn dòng gen 41
3.2.6. Kết quả tách plasmid tái tổ hợp 42
3.3. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH TRÌNH TỰ GEN DEFENSIN 43
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 47
TÀI LIỆU THAM KHẢO 48








Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

vi

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

ABA
Abscisic acid
bp
base pair (cặp bazơ)
cDNA
complementary DNA
cs
cộng sự
DEPC
diethyl pyrocarbonate
DNA
deoxyribosenucleic acid
dNTP
deoxynucleoside triphosphate
EDTA
Ethylene diamine tetraacetic acid
E. coli
Escherichia coli
IPTG
Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside
kb
kilo base
kDa
kilo Dalton
mRNA
messenger ribonucleic acid

OD
Optical density
PCR
Polymerase chain reaction (Phản ứng chuỗi trùng hợp)
RNA
Ribonucleic acid
SDS
Sodium dodecyl sulfate
TAE
Tris-acetate-EDTA
X-gal
5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β-D-galacto-pyranoside








Số hóa bởi Trung tâm Học liệu


vii


DANH MỤC CÁC BẢNG TRONG LUẬN VĂN

Bảng 1.1. Tỉ lệ các bộ phận hạt ngô và thành phần hóa học của chúng 6
Bảng 1.2. Sản xuất ngô trên thế giới giai đoạn 1961 - 2012 9

Bảng 1.3. Tình hình sản xuất ngô của một số nƣớc trên thế giới năm 2012 10
Bảng 1.4. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam từ 1975 - 2012 11
Bảng 1.5. Một số hoạt tính sinh học của defensin thực vật 19
Bảng 1.6. Một số thực vật chuyển gen defensin 21
Bảng 2.1. Danh sách 10 giống ngô làm vật liệu nghiên cứu 23
Bảng 2.2. Danh mục các thiết bị sử dụng 25
Bảng 2.3. Thành phần phản ứng tổng hợp cDNA 27
Bảng 2.4. Cặp mồi nhân gen defensin1 28
Bảng 2.5. Thành phần phản ứng nhân gen 29
Bảng 2.6. Thành phần phản ứng gắn gen vào vector 31
Bảng 2.7. Thành phần phản ứng colony PCR 33
Bảng 3.1. Hình thái và khối lƣợng hạt của 10 mẫu ngô 34
Bảng 3.2. Lƣợng ngô hao hụt theo thời gian của 10 giống ngô nghiên cứu 36
Bảng 3.3. Phổ hấp thụ RNA ở bƣớc sóng 260nm và 280nm của 2 mẫu ngô nghiên
cứu 38
Bảng 3.4. Sự sai khác về trình tự nucleotide của gen defensin1 của 2 giống ngô
TQ1, CB2 và các trình tự có mã số JF797205 và HG792392 trên NCBI 44
Bảng 3.5. Hệ số tƣơng đồng nucleotide của gen defensin1 ở 2 giống ngô TQ1, CB2
và các trình tự có mã số JF797205 và HG792392 trên NCBI 45
Bảng 3.6. Sự sai khác về trình tự amino acid suy diễn của protein defensin1 ở 2
giống ngô TQ1, CB2 và các trình tự có mã số JF797205 và HG792392 trên NCBI . 46
Bảng 3.7. Hệ số tƣơng đồng amino acid suy diễn của protein defensin1 ở 2 giống
ngô TQ1, CB2 với JF797205, HG792392 trên NCBI 46


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu


viii

DANH MỤC CÁC HÌNH TRONG LUẬN VĂN

Hình 1.1. Mọt ngô Sitophilus zeamais trƣởng thành và tác hại của chúng 16
Hình 1.2. Hai lớp defensin thực vật 18
Hình 2.1. Hình thái hạt của 10 mẫu ngô thí nghiệm 24
Hình 2.2. Cấu trúc vector pBT 31
Hình 3.1. Biểu đồ biểu diễn lƣợng thức ăn hao hụt theo thời gian ở các mẫu ngô
nghiên cứu 37
Hình 3.2. Hình ảnh điện di kết quả PCR nhân gen defensin1 39
Hình 3.3. Hình ảnh điện di sản phẩm làm sạch gen defensin1 40
Hình 3.4. Hình ảnh điện di sản phẩm colony PCR 41
Hình 3.5. Hình ảnh điện di tách plasmid tái tổ hợp. 43
Hình 3.6. So sánh trình tự nucleotide của gen defensin1 ở TQ1, CB2 với JF797205,
HG792392 44
Hình 3.7. So sánh trình tự amino acid suy diễn của giống TQ1, CB2 với JF797205,
HG792392 trên NCBI 46

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu


1
MỞ ĐẦU

1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngô là cây ngũ cốc quan trọng trên thế giới với sản lƣợng hàng năm cao hơn
cả lúa mì và lúa gạo. Ở Việt Nam, cây ngô đƣợc đánh giá là cây trồng có vai trò hết
sức quan trọng trong cơ cấu cây trồng ở nƣớc ta. Ngô là cây màu đƣợc trồng ở
nhiều vùng sinh thái khác nhau, đa dạng về mùa vụ gieo trồng và hệ thống canh tác.
Cây ngô không chỉ cung cấp lƣơng thực cho ngƣời, vật nuôi mà còn là cây trồng

xóa đói giảm nghèo tại các tỉnh có điều kiện kinh tế khó khăn. Sản xuất ngô cả nƣớc
không ngừng tăng về diện tích, năng suất, sản lƣợng qua các năm. Trong những
năm tới, ngô vẫn là cây ngũ cốc có vai trò quan trọng ở nƣớc ta.
Có nhiều nguyên nhân khiến cho năng suất ngô hiện nay tại các tỉnh miền
núi phía Bắc hiện thấp hơn nhiều so với bình quân chung của cả nƣớc mặc dù điều
kiện đất đai, khí hậu tại vùng này thuận lợi cho việc trồng ngô hơn nhiều vùng sinh
thái khác. Một trong số đó là sâu bệnh hại ngô, với mức thiệt hại ƣớc tính hàng năm
từ 10 - 30%. Theo Lê Doãn Diên [4] ở Việt Nam, tổn thất do côn trùng gây ra cho
ngũ cốc trong bảo quản là khoảng 10%. Tổn thất sau thu hoạch đối với cây ngô là khá
lớn, trung bình từ 13 - 15%; đặc biệt tại các tỉnh vùng Trung du miền núi phía Bắc,
việc sản xuất ngô trong vụ Xuân thƣờng gặp rất nhiều khó khăn cho việc thu hái, bảo
quản, sơ chế ngô trong điều kiện mƣa kéo dài trong giai đoạn cuối vụ thu hoạch. Ngô
nếu không đƣợc bảo quản hoặc bảo quản không đúng quy trình sẽ giảm chất lƣợng
nghiêm trọng. Thông thƣờng giá ngô giảm 10 - 20% sau khoảng 3 - 6 tháng tồn trữ
nếu bị nhiễm mọt và nấm mốc. Đây là một tổn thất rất lớn đối với đồng bào dân tộc
ở vùng núi phía Bắc vì ngô là nguồn thu nhập quan trọng của các gia đình.
Để giảm thiểu thiệt hại do mọt gây ra, hiện nay có một số biện pháp phòng
trừ nhƣ chọn lọc cây sạch bệnh làm giống; vệ sinh đồng ruộng, luân canh cây trồng;
vệ sinh nhà kho, phơi sấy hàng hóa; sử dụng các loài thiên địch có ích trong tự
nhiên; sử dụng biện pháp hóa học khi mật độ dịch hại quá cao Tuy nhiên, các biện

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu


2
pháp nêu trên không mang lại hiệu quả thật sự cao mà còn tốn kém công sức, tiền
của.
Vì vậy, việc tạo ra các giống ngô chuyển gen có khả năng kháng sâu bệnh,
đặc biệt là có khả năng kháng mọt hết sức có ý nghĩa. Có nhiều chất có vai trò quan
trọng trong bảo vệ cây trồng chống lại các tác nhân gây bệnh và côn trùng. Theo

những nghiên cứu đã đƣợc công bố, defensin thực vật có liên quan đến đặc tính
kháng mọt của hạt.
. Xuất phát từ vấn đề
nêu trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “So sánh trình tự gen defensin ở
một số giống ngô Việt Nam”.
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
So sánh trình tự nucleotide của gen defensin ở một số giống ngô địa phƣơng
có khả năng kháng mọt khác nhau.
3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Đánh giá khả năng kháng mọt của một số giống ngô.
- Khuếch đại, chọn dòng và xác định trình tự gen defensin1 của 2 giống ngô
(trong đó có 1 giống kháng mọt tốt, 1 giống kháng mọt kém).
- So sánh trình tự gen defensin1 của 2 giống ngô nghiên cứu với trình tự đã
công bố trên ngân hàng gen NCBI.
- So sánh trình tự amino acid suy diễn của protein defensin1 ở 2 giống ngô
nghiên cứu.







Số hóa bởi Trung tâm Học liệu


3

Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. CÂY NGÔ
1.1.1. Nguồn gốc và phân loại
Cây ngô có tên khoa học Zea mays L., là cây nông nghiệp một lá mầm thuộc
chi Maydeae, họ Hòa thảo Poaceae, bộ Hòa thảo Poales. Tên gọi “ngô” trong tiếng
Anh là “maize”, dựa trên từ “maíz” (trong tiếng Tây Ban Nha) có nguồn gốc từ
cách gọi “mahiz” trong tiếng Taíno [58].
Có nhiều giả thuyết khác nhau về nguồn gốc cây ngô dựa trên những kết quả
nghiên cứu về khảo cổ học, di truyền học, thực vật học và địa lý học Những
nghiên cứu gần đây cho rằng quá trình thuần hóa ngô ban đầu diễn ra ở Mexico, sau
đó việc gieo trồng lan rộng ra khu vực Bắc Mỹ. Ngô đƣợc đƣa tới châu Âu (Tây
Ban Nha) lần đầu tiên vào năm 1494, là kết quả của chuyến thám hiểm lần thứ hai
của Columbus. Đầu thế kỷ XVI, bằng đƣờng thủy với các tàu của Bồ Đào Nha, Tây
Ban Nha, Ý đã đƣa cây ngô đến hầu hết các nơi trên thế giới [58]. Ở Việt Nam, cây
ngô có nguồn gốc từ Trung Quốc, đƣợc trồng vào khoảng thế kỷ XVII (theo “Vân
Đài loại ngữ” của Lê Quý Đôn). Tuy nhiên, do là một nƣớc có truyền thống sản
xuất lúa nƣớc nên trong thời gian đầu ngô ít đƣợc chú ý mà chỉ phát triển trong
những năm gần đây.
1.1.2. Đặc điểm sinh học
Các giống ngô ở Việt Nam có những đặc điểm nhƣ chiều cao cây, thời gian
sinh trƣởng, khả năng thích nghi với điều kiện ngoại cảnh và chống chịu sâu bệnh
khác nhau. Dựa vào đặc điểm hạt (có mày hay không có mày), hình thái bên ngoài,
cấu trúc nội nhũ của hạt mà ngô đƣợc phân thành các loài phụ: ngô bọc, ngô đá, ngô
răng ngựa, ngô đƣờng, ngô nổ, ngô bột, ngô nếp, ngô đƣờng bột, ngô bán răng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu


4

ngựa. Từ các loài phụ căn cứ vào màu sắc hạt và màu sắc lõi ngô để phân thành các
thứ. Đây là cách phân loại theo đặc điểm thực vật học, ngoài ra ngô còn đƣợc phân
loại theo sinh thái học, nông học, thời gian sinh trƣởng và thƣơng phẩm [9].
Các giống ngô này đều có những đặc điểm chung về hình thái, giải phẫu. Các
bộ phận của cây ngô bao gồm: rễ, thân, lá, hoa (bông cờ, bắp ngô) và hạt.
Ngô có hệ rễ chùm tiêu biểu trong bộ rễ các cây họ Hòa thảo. Độ sâu và sự
mở rộng của rễ phụ thuộc vào giống, độ phì nhiêu và độ ẩm của đất. Ngô có 3 loại
rễ chính: Rễ mầm, rễ đốt và rễ chân kiềng. Rễ mầm (rễ tạm thời, rễ hạt) mọc từ trụ
lá mầm, chức năng chính của rễ này là hút nƣớc, thức ăn khi cây còn non. Rễ đốt (rễ
phụ cố định) phát triển từ các đốt thấp của thân, mọc vòng quanh các đốt dƣới mặt
đất bắt đầu lúc ngô đƣợc 3 - 4 lá. Đây là loại rễ quyết định quá trình sinh trƣởng
phát triển của cây ngô, nó giúp cây hút nƣớc và các chất dinh dƣỡng suốt đời sống
của cây. Rễ chân kiềng (rễ neo, rễ chống) mọc quanh các đốt thấp sát mặt đất. Rễ
này giúp cây chống đỡ và bám chặt vào đất, ngoài ra còn tham gia hút nƣớc và dinh
dƣỡng [9].
Thân ngô đặc và khá chắc, có đƣờng kính từ 2 - 4 cm tùy thuộc vào giống,
điều kiện sinh thái và chăm sóc. Chiều cao của thân ngô khoảng 1,5 - 4 m. Thân
chính của ngô có nguồn gốc từ chồi mầm. Từ các đốt dƣới đất của thân chính có thể
phát sinh ra từ 1 - 10 nhánh (thân phụ) với hình dáng tƣơng tự nhƣ thân chính. Thân
ngô trƣởng thành bao gồm nhiều lóng (dóng) nằm giữa các đốt và kết thúc bằng
bông cờ. Số lóng và chiều dài lóng là chỉ tiêu quan trọng trong việc phân loại các
giống ngô. Thân ngô ngoài nhiệm vụ giúp cây đứng vững, là bộ phận dự trữ và vận
chuyển chất hữu cơ, ngoài ra còn có khả năng quang hợp để tổng hợp chất hữu cơ
[9].
Lá ngô mọc từ mắt trên đốt và mọc đối xứng xen kẽ nhau. Căn cứ vào vị trí
và hình thái lá trên cây, lá ngô đƣợc chia thành các nhóm: lá mầm, lá thân, lá ngọn,
lá bi. Lá ngô điển hình đƣợc cấu tạo bao gồm các bộ phận: bẹ lá, phiến lá (bản lá),
thìa lá (lƣỡi lá, tai lá). Lá ngô là cơ quan làm nhiệm vụ quang hợp, đồng thời làm
nhiệm vụ trao đổi khí, hô hấp, dự trữ dinh dƣỡng… Số lƣợng lá, chiều dài, chiều

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu


5
rộng, độ dày, lông tơ, màu lá, góc lá và gân lá thay đổi tùy theo từng giống khác
nhau. Số lá là đặc điểm khá ổn định ở ngô, có quan hệ chặt với số đốt và thời gian
sinh trƣởng. Những giống ngô ngắn ngày thƣờng có 15 - 16 lá, giống ngô trung bình
có 18 - 20 lá, giống ngô dài ngày thƣờng có trên 20 lá [9].
Ngô là loại cây có hoa khác tính cùng gốc. Cơ quan sinh sản đực và cái tuy
cùng nằm trên một cây song ở những vị trí khác nhau. Bông cờ (hoa đực): nằm ở
đỉnh cây, xếp theo chùm gồm một trục chính và nhiều nhánh. Hoa đực mọc thành
bông nhỏ gọi là bông chét, bông con hoặc gié. Các gié mọc đối diện nhau trên trục
chính hay trên các nhánh. Mỗi bông nhỏ có cuống ngắn và hai vỏ nâu hình bầu dục
trên vỏ trấu (mày ngoài và mày trong) có gân và lông tơ. Trong mỗi bông nhỏ có
hai hoa: một hoa cuống dài và một hoa cuống ngắn. Một bông nhỏ có thể có một
hoặc ba hoa. Ở mỗi hoa có thể thấy dấu vết thoái hoá và vết tích của nhụy hoa cái,
quanh đó có ba chỉ đực mang ba nhị đực và hai mày cực nhỏ gọi là vẩy tƣơng ứng
với tràng hoa. Bao quanh các bộ phận của một hoa có hai mày nhỏ - mày ngoài
tƣơng ứng với lá bắc hoa và mày trong tƣơng ứng với lá đài hoa. Bắp ngô (hoa cái):
phát sinh từ chồi nách các lá, song chỉ 1 - 3 chồi khoảng giữa thân mới tạo thành
bắp. Hoa có cuống gồm nhiều đốt ngắn, mỗi đốt trên cuống có một lá bi bao bọc.
Trên trục đính hoa cái (cùi, lõi ngô), hoa mọc từng đôi bông nhỏ. Mỗi bông có hai
hoa, nhƣng chỉ có một hoa tạo thành hạt, còn một hoa thoái hóa. Phía ngoài hoa có
hai mày (mày ngoài và mày trong). Ngay sau mày ngoài là dấu vết của nhị đực và
hoa cái thứ hai thoái hoá; chính giữa là bầu hoa, trên bầu hoa có núm và vòi nhụy
vƣơn dài thành râu [9].
Hạt ngô thuộc loại quả dính gồm 5 phần chính: vỏ hạt, lớp alơron, phôi, nội
nhũ và chân hạt. Vỏ hạt là một màng nhẵn bao xung quanh hạt. Lớp alơron nằm
dƣới vỏ hạt và bao lấy nội nhũ và phôi. Nội nhũ là phần chính của hạt chứa các tế
bào dự trữ chất dinh dƣỡng. Nội nhũ có 2 phần: nội nhũ bột và nội nhũ sừng. Tỷ lệ

giữa nội nhũ bột và nội nhũ sừng tùy vào chủng ngô, giống ngô [14].
Phôi ngô chiếm 1/3 thể tích của hạt và gồm có các phần: ngù (phần ngăn
cách giữa nội nhũ và phôi), lá mầm, trụ dƣới lá mầm, rễ mầm và chồi mầm. Các hạt

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu


6
ngô có kích thƣớc cỡ hạt đậu Hà Lan, và bám chặt thành các hàng tƣơng đối đều
xung quanh một lõi trắng để tạo ra bắp ngô. Mỗi bắp ngô dài khoảng 10 - 25 cm,
chứa khoảng 200 - 400 hạt. Màu sắc hạt phụ thuộc đặc tính di truyền của giống và
chủng loại, vì vậy hạt ngô có nhiều màu sắc khác nhau nhƣ: trắng, vàng, tím, da
cam, đỏ… Số lƣợng hạt trên mỗi bắp ngô phụ thuộc vào giống, điều kiện ngoại
cảnh, sinh thái [14].
Quá trình sinh trƣởng, phát triển của cây ngô đƣợc chia thành hai giai đoạn:
giai đoạn sinh dƣỡng và giai đoạn sinh thực. Giai đoạn sinh dƣỡng đƣợc tính từ khi
gieo đến trổ cờ. Giai đoạn sinh thực đƣợc tính từ trổ cờ đến chín hoàn toàn. Căn cứ
vào đặc điểm quá trình sinh trƣởng, phát triển có thể chia ra các giai đoạn sinh
trƣởng phát triển quan trọng sau đây: giai đoạn hạt nảy mầm và mọc; giai đoạn từ
mọc đến 3 lá; giai đoạn từ 3 lá đến 7 lá; giai đoạn từ 7 lá đến xoắn ngọn; giai đoạn
xoắn ngọn đến trổ cờ; giai đoạn từ trổ cờ đến tung phấn, phun râu, thụ tinh; giai
đoạn từ thụ phấn đến chín. Trong từng giai đoạn cây ngô yêu cầu các điều kiện khác
nhau và mỗi giai đoạn đều có ảnh hƣởng khác nhau đến các yếu tố tạo thành năng
suất và chất lƣợng hạt ngô [9].
1.1.3. Giá trị dinh dưỡng của ngô
Hạt ngô có giá trị dinh dƣỡng cao, trong hạt ngô có chứa tƣơng đối đầy đủ
các chất dinh dƣỡng cần thiết cho ngƣời và gia súc. Hạt ngô có hàm lƣợng protein
và lipid nhiều hơn trong hạt gạo [2]. Thành phần sinh hóa của hạt ngô chịu ảnh
hƣởng nhiều của đặc điểm giống, điều kiện khí hậu, đất đai và kỹ thuật canh tác.
Bột ngô chiếm 65 - 83%, phôi ngô chiếm khoảng 10% khối lƣợng hạt. Trong

phôi có các chất khoáng, vitamin và khoảng 30 - 45% dầu.
Bảng 1.1. Tỉ lệ các bộ phận hạt ngô và thành phần hóa học của chúng [10]
Các bộ phận
của hạt ngô
Tỉ lệ (%)
Thành phần hóa học (tính theo % chất khô)
Tinh bột
Protein
Lipid
Toàn hạt
100
71,5
0,3
4,8
Nội nhũ
82,3
86,4
9,4
0,8

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu


7
Phôi
11,5
8,2
18,8
34,5
Vỏ

5,3
7,3
3,7
1,0
Mày
0,8
5,3
9,1
3,8

Thành phần chính trong hạt ngô là tinh bột (60 - 70%), chúng tập trung chủ
yếu ở nội nhũ. Hàm lƣợng tinh bột ở ngô tẻ nhiều hơn ngô nếp (68% so với 65%) và
đƣợc chia thành tinh bột mềm (tinh bột bột) và tinh bột cứng (tinh bột sừng). Ngô
nếp đƣợc cấu tạo hoàn toàn từ amylopectin nên có độ dẻo hơn ngô tẻ [10].
Tỷ lệ lipid trong hạt ngô 3,5 - 7%, phần lớn tập trung ở mầm. Trong chất béo
của ngô có chứa đến 50% acid linoleic liên kết với các glyceride, acid oleic, acid
panmitic, rixinic. Hàm lƣợng lipid là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lƣợng
hạt.
Protein của ngô đƣợc chia thành ba loại chính: protein hoạt tính (chủ yếu là
enzyme), protein cấu tạo và protein dự trữ, trong đó protein dự trữ chiếm tỷ lệ cao
nhất. Hàm lƣợng protein dao động từ 8 - 12% ở mỗi giống. Tuy nhiên trong hạt ngô
thiếu hai loại amino acid quan trọng là lysin và tryptophan.
Vitamin của ngô tập trung ở lớp ngoài hạt ngô và ở mầm. Ngô cũng có nhiều
vitamin C, vitamin B (B1, B2, B6 ). Vitamin PP hơi thấp cộng với thiếu
tryptophan một amino acid có thể tạo vitamin PP. Riêng ngô vàng chứa nhiều
carotene (tiền vitamin A) [9].
1.1.4. Giá trị kinh tế của cây ngô
Ngô là cây lƣơng thực quan trọng trong nền kinh tế toàn cầu, bên cạnh lúa
gạo và lúa mì. Ngô là cây trồng có tốc độ tăng trƣởng về năng suất cao nhất trong
các cây lƣơng thực chủ yếu. Nó là cây trồng điển hình đƣợc ứng dụng nhiều thành

tựu khoa học về các lĩnh vực di truyền học, chọn giống, công nghệ sinh học, cơ giới
hóa, điện khí hóa và tin học vào công tác nghiên cứu và sản xuất [14].
Ngô đƣợc sử dụng rộng rãi làm lƣơng thực cho ngƣời. Toàn thế giới sử dụng
khoảng 21% sản lƣợng ngô làm lƣơng thực. Các nƣớc có trồng ngô đều sử dụng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu


8
ngô với mức độ khác nhau. Các nƣớc ở Đông Nam Phi sử dụng tới 85% sản lƣợng
ngô làm lƣơng thực cho ngƣời, các nƣớc Tây Á khoảng 27%, các nƣớc Đông Nam
Á dùng 30%, các nƣớc Trung Mỹ và Caribe dùng 61%, các nƣớc châu Âu sử dụng
14% [2], [14].
Phƣơng thức sử dụng ngô làm lƣơng thực, thực phẩm cho ngƣời rất đa dạng,
phụ thuộc vào vùng địa lý và tập quán. Phần đông ngƣời dân các nƣớc Mỹ Latinh
ăn ngô dƣới dạng bánh bột ngô. Ở châu Phi ngƣời ta ăn ngô dƣới dạng bánh khô
(nhƣ bánh mì ngô của Ai Cập) hoặc ở dạng ƣớt (nhƣ ogi của Nigeria), một số quốc
gia châu Á ăn ngô dƣới dạng bánh hoặc bánh đúc nhƣ mèn mén của dân tộc vùng
cao Việt Nam. Ngoài ra còn có một số cách dùng phổ biến trên thế giới nhƣ ngô
luộc, ngô rang, bỏng ngô [14]
Ngô còn là cây làm thức ăn quan trọng cho gia cầm, gia súc trong phát triển
chăn nuôi. Trên 70% chất tinh trong thức ăn tổng hợp của gia súc là ngô. Thân, lá
cây ngô đƣợc dùng làm thức ăn xanh hoặc thức ăn ủ chua giàu dinh dƣỡng cho gia
súc, đặc biệt là bò sữa. Từ ngô hạt có thể xay vỡ nuôi gia cầm, nghiền thành bột và
chế biến thức ăn cho trâu bò, tôm cá Theo thống kê của Trung tâm Cải tạo ngô và
lúa mỳ quốc tế (CIMMYT), giai đoạn 1997 - 1999, thế giới dùng khoảng 66% ngô
làm thức ăn chăn nuôi, tƣơng đƣơng 400 triệu tấn/năm [32].
Ngô đƣợc sử dụng nhiều trong công nghiệp nhƣ chế biến thực phẩm, công
nghiệp nhẹ Các loại ngô nếp, ngô đƣờng đƣợc đóng hộp làm thực phẩm xuất
khẩu. Bột ngô đƣợc dùng để nấu cồn sản xuất đƣờng glucose, làm môi trƣờng nuôi

cấy nấm penicillin, sản xuất acid acetic. Lõi ngô đƣợc chế biến làm chất cách điện,
nhựa hóa học. Phôi ngô dùng để ép dầu, phục vụ trong công nghiệp thực phẩm,
dƣợc phẩm. Ví dụ, nƣớc Mỹ hàng năm sử dụng 18% tổng sản lƣợng ngô để sản xuất
tinh bột, 37% sản xuất cồn và 5,8% sản xuất bánh kẹo [14].
1.1.5. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam
1.1.5.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu


9
Ngô là cây trồng có địa bàn phân bố rộng, đƣợc gieo trồng rộng khắp trên thế
giới với sản lƣợng hàng năm cao hơn bất kỳ cây lƣơng thực nào. Năm 2004, lƣợng
ngô đƣợc gieo trồng trên khắp thế giới mang giá trị khoảng 23 tỷ USD [60]. Do
điều kiện khí hậu, thổ nhƣỡng, tập quán canh tác dẫn đến diện tích, sản lƣợng và
năng suất ngô ở các khu vực có sự chênh lệch nhau.

Bảng 1.2. Sản xuất ngô trên thế giới giai đoạn 1961 - 2012
Năm
Diện tích
(triệu ha)
Sản lƣợng
(triệu tấn)
Năng suất
(tạ/ha)
1961
105,56
205,03
19,42
1962

103,50
204,88
19,80
2005
148,16
713,68
48,17
2006
146,96
706,84
48,10
2007
158,53
789,88
49,82
2008
162,87
830,34
50,98
2009
158,85
820,00
51,62
2010
164,31
851,17
51,80
2011
172,05
888,01

51,61
2012
177,38
872,07
49,16
Nguồn: FAOSTAT 2013 [59].
Theo số liệu trong bảng 1.2, sản lƣợng toàn thế giới năm 2012 là trên 872
triệu tấn - hơn cả lúa gạo (719,74 triệu tấn) và lúa mì (670,88 triệu tấn). Năm 1961,
năng suất ngô trung bình của thế giới chỉ đạt gần 20 tạ/ha, nhƣng đến năm 2005
năng suất đã đạt đến 48,17 tạ/ha. Năm 2011, diện tích ngô đƣợc gieo trồng là
172,05 triệu ha, năng suất đạt 51,61 tạ/ha. Năm 2012 diện tích ngô là 177,38 triệu
ha, tuy tăng so với năm 2011 nhƣng năng suất trung bình lại giảm còn 49,16 tạ/ha
[59].
Diện tích trồng ngô giữa các châu lục có sự chênh lệch nhau, trong đó châu
Mỹ là khu vực có diện tích trồng ngô lớn nhất (67,66 triệu ha – 2012), chiếm gần

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu


10
38,14% diện tích ngô trên toàn thế giới và 47,96% về sản lƣợng. Châu Âu có diện
tích trồng ngô thấp, khoảng 10,33% tổng diện tích gieo trồng (18,3 triệu ha) nhƣng
luôn đứng thứ hai về năng suất (51,7 tạ/ha). Châu Á đứng thứ hai về diện tích
(32,47%) và sản lƣợng (288,8 triệu tấn) nhƣng năng suất thấp hơn một chút (50,2
tạ/ha).
Do có nhiều giá trị sử dụng và giá trị kinh tế nên ngô trở thành cây trồng phổ
biến ở nhiều quốc gia trên thế giới. Các nƣớc có diện tích ngô lớn có thể kể đến nhƣ
Mỹ (35,36 triệu ha), Trung Quốc (34,97 triệu ha), Braxin (14,32 triệu ha), Mexico
(6,92 triệu ha) [59]
Bảng 1.3. Tình hình sản xuất ngô của một số nƣớc trên thế giới năm 2012

Nƣớc
Diện tích
(triệu ha)
Sản lƣợng
(triệu tấn)
Năng suất
(tạ/ha)
Mỹ
35,36
273,83
77,44
Trung Quốc
34,97
208,23
59,55
Braxin
14,20
71,07
50,06
Ấn Độ
8,40
21,06
25,07
Ý
0,98
8,19
83,58
Hy Lạp
0,18
2,01

109,23
Nguồn: FAOSTAT 2013 [59].
Trên thế giới, Mỹ là nƣớc có diện tích, sản lƣợng, giá trị xuất khẩu ngô lớn
nhất. Kết quả trên có đƣợc, trƣớc hết là nhờ sự đầu tƣ cho ngành nông nghiệp,
không ngừng cải thiện các kỹ thuật canh tác, đồng thời ứng dụng công nghệ sinh
học trong sản xuất. Các giống cây trồng chuyển gen đƣợc tạo ra nhờ công nghệ sinh
học đã đƣợc trồng phổ biến, đem lại lợi nhuận nông nghiệp cao. Ở Mỹ chỉ còn sử
dụng 48% giống ngô đƣợc chọn tạo theo công nghệ truyền thống và có tới 52%
bằng công nghệ sinh học [21].
Trung Quốc đƣợc xem là cƣờng quốc về ngô đứng thứ hai trên thế giới và
đứng thứ nhất trong khu vực châu Á. Nền sản xuất ngô ở nƣớc này có sự phát triển
rất nhanh, đặc biệt là đối với ngô lai. Các quốc gia xuất khẩu ngô lớn có thể kể đến

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu


11
nhƣ Mỹ, Trung Quốc, Ấn Độ , các nƣớc nhập khẩu ngô chính là Nhật Bản, Hàn
Quốc, Malaysia [9] Một nƣớc khác nhƣ Hy Lạp, Ý, Đức, Israel, là những nƣớc
có năng suất ngô cao nhất thế giới nhờ ứng dụng công nghệ cao trong nông nghiệp.
Sản lƣợng ngô trên thế giới tăng nhanh trong những năm gần đây, chủ yếu là
tăng năng suất nhờ giống mới và kỹ thuật canh tác tƣới tiêu. Trong giai đoạn hiện
nay, ngô cùng với lúa nƣớc, lúa mỳ vẫn là những cây lƣơng thực chiếm vị trí quan
trọng nhất, nuôi sống toàn nhân loại. Vì vậy, việc lựa chọn các giống ngô có đặc
tính tốt, năng suất cao và biện pháp kỹ thuật canh tác tiên tiến là một trong những
giải pháp quan trọng để chống lại khủng hoảng lƣơng thực toàn cầu.
1.1.5.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam
Ngô đƣợc đƣa vào nƣớc ta cách đây khoảng 300 năm và trở thành cây lƣơng
thực quan trọng thứ hai sau cây lúa. Trong những năm gần đây, nhờ chính sách
khuyến khích của Nhà nƣớc và có nhiều tiến bộ kỹ thuật, đặc biệt là về giống, cây

ngô đã có những bƣớc tăng trƣởng đáng kể về diện tích, sản lƣợng và năng suất.
Bảng 1.4. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam từ 1975 - 2012
Năm
Diện tích
(triệu ha)
Sản lƣợng
(triệu tấn)
Năng suất
(tạ/ha)
1975
0,267
0,28
10,51
1990
0,432
0,67
15,54
2000
0,730
2,01
27,47
2006
1,033
3,85
37,31
2007
1,096
4,30
39,26
2008

1,440
4,57
31,75
2009
1,089
4,37
40,14
2010
1,126
4,61
40,90
2011
1,121
4,84
43,13
2012
1,118
4,80
42,95
Nguồn: FAOSTAT 2013 [59].

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu


12
Giai đoạn trƣớc đây, sản xuất ngô ở Việt Nam còn nhỏ lẻ và phân tán, chủ
yếu là tự cung tự cấp theo nhu cầu của hộ nông dân. Hầu hết diện tích ngô đều đƣợc
gieo trồng các giống ngô địa phƣơng, cho nên năng suất thấp. Vào năm 1975, diện
tích ngô ở Việt Nam chƣa đến 300 nghìn ha, năng suất chỉ khoảng 10 tạ/ha. Từ
những giữa năm 1980, nhờ hợp tác với Trung tâm Cải tạo ngô và lúa mỳ quốc tế

(CIMMYT), nhiều giống ngô cải tiến đã đƣợc đƣa vào trồng góp phần nâng cao
năng suất.
Nếu nhƣ năm 1990, năng suất ngô nƣớc ta mới chỉ bằng 34% so với trung
bình thế giới, năm 2000 bằng 59,8% thì đến năm 2012 đã đạt 86,9%. Từ 2006,
ngành sản xuất ngô của Việt Nam đã có những bƣớc phát triển đáng kể, diện tích
trồng ngô cả nƣớc đạt 1,033 triệu ha, sản lƣợng 3,85 triệu tấn. Năm 2011 là năm tạo
dấu ấn ấn tƣợng của ngô Việt Nam, đạt mức sản lƣợng cao nhất từ trƣớc đến nay
với 4,84 triệu tấn và năng suất 43,13 tạ/ha.
Thành tựu nhảy vọt này có đƣợc là do việc tạo đƣợc các giống ngô lai và mở
rộng diện tích trồng ngô lai trong sản xuất, kết hợp áp dụng các biện pháp kỹ thuật
canh tác hiện đại. Năm 1991, diện tích trồng ngô lai chƣa đến 1%. Đến năm 2000,
tỷ lệ này đã là 63% với diện tích 450 nghìn ha. Năm 2006, giống lai đã chiếm
khoảng 90% diện tích ngô cả nƣớc. Việt Nam đã đuổi kịp các nƣớc trong khu vực
về trình độ nghiên cứu tạo giống ngô lai và đang ở giai đoạn đầu đi vào công nghệ
cao (công nghệ gen, nuôi cấy bao phấn và noãn) [2], [14].
Những vùng trồng ngô lớn ở Việt Nam là khu vực Đông Nam bộ, Tây
Nguyên, trung du miền núi phía Bắc, đồng bằng sông Hồng và duyên hải miền
Trung [5]. Trong đó, khu vực miền núi phía Bắc trồng chủ yếu là các giống ngô địa
phƣơng. Năng suất của các giống ngô địa phƣơng thƣờng thấp, tuy nhiên các giống
ngô địa phƣơng vẫn tiếp tục đƣợc quan tâm nghiên cứu vì các ƣu điểm nhƣ khả
năng chịu hạn, kháng sâu bệnh tốt và có thể gieo trồng trên nhiều loại đất khác
nhau.
Bên cạnh những thuận lợi và thành tựu đã đạt đƣợc, ngành ngô Việt Nam
còn còn gặp nhiều thách thức. Dù diện tích, năng suất hay sản lƣợng đều tăng nhanh

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu


13
so với mức bình quân chung của thế giới nhƣng năng suất ngô vẫn còn thấp. Trong

khi đó nhu cầu sử dụng ngô của Việt Nam ngày càng lớn. Sản lƣợng ngô trong nƣớc
không đủ phục vụ cho con ngƣời và phát triển ngành chăn nuôi. Hàng năm, Việt
Nam vẫn phải nhập khẩu lƣợng lớn ngô để chế biến thức ăn gia súc. Vì vậy, việc
nghiên cứu để tạo các giống ngô có năng suất cao, khả năng chống chịu tốt, đồng
thời đáp ứng yêu cầu chất lƣợng là nhiệm vụ rất quan trọng và cấp thiết đối với các
cơ quan nghiên cứu, chọn tạo giống.
1.2. MỌT NGÔ VÀ ẢNH HƢỞNG CỦA NÓ ĐẾN QUÁ TRÌNH BẢO
QUẢN NÔNG SẢN
1.2.1. Côn trùng hại ngô trong quá trình bảo quản nông sản
Sau khi thu hoạch, ngô cần đƣợc bảo quản để sử dụng làm lƣơng thực, thực
phẩm, thức ăn chăn nuôi và nhiều mục đích khác nhau. Do vậy, bảo quản đúng kỹ
thuật sẽ góp phần giảm tỷ lệ hao hụt, thối hỏng ở mức thấp nhất. Đặc biệt, với đặc
điểm khí hậu nƣớc ta nóng ẩm quanh năm, nấm mốc, mối mọt, côn trùng động vật
hại phát triển mạnh. Có nhiều loại côn trùng hại ngô, chúng có khả năng thích ứng
rộng với điều kiện ngoại cảnh và có sức sinh sản nhanh.
Ngô là loại cây trồng bị nhiều loại sâu bệnh gây hại. Những ngƣời làm công
tác bảo vệ thực vật đã thống kê đƣợc hơn 100 loài sâu hại và gần 100 loại bệnh hại
ngô [3]. Theo kết quả điều tra của Nguyễn Thị Giáng Vân và cs đã ghi nhận đƣợc
thành phần côn trùng trong kho của Việt Nam gồm 46 loài sâu mọt hại lƣơng thực
cất trữ trong 28 tỉnh thuộc 3 miền Bắc, Trung và Nam [15]. Trong số này có 38 loài
mọt thuộc bộ Cánh cứng với 19 họ khác nhau, 8 loài mọt thuộc bộ Cánh vảy với 5
họ khác nhau. Trên ngô, sâu mọt chính gồm: mọt ngô (Sitophilus zeamais), mọt gạo
(Sitophilus oryzae), mọt đục hạt (Rhyzopertha dominica), mọt cà phê (Aracerus
fasciculatus), mọt thò đuôi (Carpophilus pilosellus). Theo kết quả điều tra giai đoạn
1996 - 2000 của Cục Bảo vệ thực vật trên phạm vi toàn quốc và trên các loại lƣơng
thực khác nhau đã thu thập đƣợc 115 loài sâu mọt hại thuộc 44 họ trong 8 bộ và 1
lớp nhện [12].

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

14
Sự phá hại của côn trùng rất đa dạng. Trƣớc hết phải kể đến làm giảm phẩm
chất hoặc làm cho vật dữ trự bị giảm hay mất hoàn toàn giá trị sử dụng. Thiệt hại do
sâu bệnh hại gây ra cho các loại cây lƣơng thực (trong đó có ngô) ƣớc tính hàng
năm từ 10 - 30% [42]. Ở nƣớc ta, theo kết quả điều tra của Trần Văn Chƣơng và cs
về tổn thất ngô sau thu hoạch trung bình lên tới 15%, cá biệt ở miền núi lên tới 20-
25% sau 6 tháng bảo quản [1]. Số liệu điều tra của Nguyễn Văn Liêm và cs (Viện
Bảo vệ thực vật, 2005) thì thiệt hại do các loại mọt gây ra trên ngô ở vùng Bắc Hà -
Lào Cai sau 12 tháng bảo quản lên tới 38,95%. Đối với ngô lai, tổn thất sau thu
hoạch còn có thể cao hơn do loại ngô này thƣờng có hàm lƣợng protein cao, vỏ
mỏng nên rất dễ bị mốc. Thông thƣờng giá ngô giảm 10 - 20% sau khoảng 3 - 6
tháng tồn trữ nếu bị nhiễm mọt và nấm mốc. Ở Việt Nam, mọt ngô Sitophilus
zeamais đƣợc coi là đối tƣợng nguy hiểm hàng đầu trên ngô giai đoạn sau thu hoạch
[16].
1.2.2. Mọt ngô
1.2.2.1. Vị trí phân loại, phân bố
- Vị trí phân loại:
+ Giới (Kingdom): Animalia
+ Ngành (Phylum): Arthropoda
+ Lớp (Class): Insecta
+ Bộ (Order): Coleoptera
+ Họ (Family): Curculionidae
+ Tên khoa học: Sitophilus zeamais Motschulsky
- Phân bố: Mọt ngô phổ biến ở nhiều nƣớc trên thế giới, gây hại đáng kể ở
những vùng ấm áp trên thế giới, nhất là ở châu Á, vùng Địa Trung Hải và Bắc Mỹ.
Ở nƣớc ta có thể gặp ở tất cả các địa phƣơng. Chúng có thể đẻ trứng ở ngoài đồng
và cả trong kho.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

15
- Phạm vi ký chủ: loài mọt Sitophilus zeamais Motsch. là loài gây hại phổ
biến và là dịch hại nguyên phát. Tính ăn hại của loài mọt này khá phức tạp vì mọt
ngô thuộc loại đa thực, nó có thể ăn hầu hết các loại ngũ cốc thô hoặc chế biến nhƣ
bánh mì, yến mạch, lúa mạch, các loại đậu, hạt có dầu, hạt bông và nhiều sản phẩm
thực phẩm khác. Nhƣng thức ăn thích hợp nhất với nó là ngô hạt.
Mọt ngô Sitophilus zeamais hoạt động nhanh nhẹn, hay bò và có tính giả
chết, xuất hiện ngoài đồng trƣớc thu hoạch và trong kho bảo quản, thiệt hại kinh tế
do chúng gây ra rất nghiêm trọng. Chúng là đối tƣợng gây hại nghiêm trọng nhất
tấn công hạt ngô trong quá trình bảo quản ở nhiều nƣớc Đông Nam Á [6]. Đối với
Việt Nam, mọt ngô Sitophilus zeamais là một đối tƣợng nguy hiểm, có khả năng
sinh sản mạnh, 1 mọt cái đẻ trung bình 376,82 trứng [7].
1.2.2.2. Đặc điểm hình thái, sinh học, sinh thái học
Giai đoạn trƣởng thành: Về hình dạng ngoài, mọt ngô rất giống mọt gạo
nhƣng kích thƣớc cơ thể lớn hơn (3,5 - 5 mm). Cánh trƣớc trơn bóng và các điểm
màu đỏ trên cánh khá rõ. Các lỗ chấm trên tấm lƣng ngực trƣớc thô và dày ở phía
trƣớc. Do đó việc phân biệt chủ yếu dựa vào hình dạng cơ quan sinh dục đực (penis)
ở mọt gạo có hình bán nguyệt, còn ở mọt ngô là hình 3 góc. Đầu máng đẻ trứng của
con cái mọt gạo tạo hình chữ Y, còn của mọt ngô hình móc nhọn.
Mọt ngô trƣởng thành thân dài tới 5mm, hình bầu dục dài có màu nâu đỏ đến
nâu đen không bóng. Các chấm lõm trên đầu khá rõ ràng. Các điểm vá vàng đỏ hình
bán nguyệt khá rõ. Đoạn trƣớc trán khá bằng dẹt, phần gốc vòi có sống và 3 chiếc
máng, dọc theo viền mép ngực trƣớc còn có một dải chấm lõm. Chấm lõm trên
mảnh lƣng ngực trƣớc tròn, ở khu giữa chấm lõm rất dày, chấm lõm ở 2 cạnh gần
nhƣ hỗn hợp lại. Cánh cứng có 2 vệt chấm màu trắng đỏ, một ở bên vai, một ở gần

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

16
đoạn cuối. Chấm lõm ở mặt bụng thân mình dày hơn. Cánh sau phát triển nên mọt
có thể bay đƣợc.

Hình 1.1. Mọt ngô Sitophilus zeamais trƣởng thành và tác hại của chúng
(Nguồn: FDACS-DPI, Mỹ [61])
Giai đoạn trứng có đặc điểm: dài 0,5 - 0,7 mm, rộng 0,25 - 0,3 mm, hình bầu
dục hơi dài màu trắng sữa. Giai đoạn này kéo dài 3 - 6 ngày.
Giai đoạn sâu non (18 - 32 ngày): Khi đã lớn dài 3 - 3,2 mm, rất mập, lƣng
cong lại hình bán nguyệt, bụng tƣơng đối bằng. Toàn thân màu sữa, đầu có màu nâu
nhạt.
Giai đoạn nhộng (12 - 16 ngày): dài 3 - 4 mm, hình bầu dục, cân đối 2 đầu,
lúc đầu màu vàng sữa sau chuyển sang màu vàng nâu.
1.2.2.3. Đặc điểm sinh vật học, sinh thái học
Khi đẻ trứng, mọt dùng vòi khoét một lỗ sâu vào hạt, rồi đẻ trứng vào những
lỗ này, sau đó tiết ra một thứ dịch nhày để bịt kín lỗ đó lại. Sâu non nở ra ăn hại
ngay trong hạt và lớn lên, làm hạt chỉ còn lại một lớp mỏng, nhƣng nhìn bề ngoài
tƣởng nhƣ vẫn nguyên vẹn. Khi gây hại nó thƣờng tấn công vào phôi trƣớc vì ở đây
tập trung các chất dinh dƣỡng của khối hạt. Mỗi con cái trƣờng thành có khả năng
đẻ 300 - 400 trứng và sống 5 - 8 tháng. Chu kỳ sống khoảng 5 tuần ở 30
o
C và độ ẩm
70%, điều điện tối ƣu cho sự phát triển là 27 - 31
o
C và độ ẩm hơn 60%, dƣới 17
o
C
chúng ngừng phát triển [3]. Khi gặp điều kiện nhiệt độ cao, mọt thƣờng tập trung
vào kẽ kho, mép bao… để ẩn nấp.

Mọt xâm nhập vào hạt ngô bắt đầu từ ngoài đồng rồi theo hạt vào gây hại
trong kho. Mọt trƣởng thành có khả năng bay rất khỏe, thậm chí có thể bay từ các
kho ngô ra ngoài đồng gây hại ở giai đoạn ngô sắp thu hoạch, để bắt đầu phá hoại
tiếp tục hạt ngô ở giai đoạn sau thu hoạch. Khả năng sinh trƣởng và phát triển của
mọt ngô đối với ngô hạt là lớn nhất, sau đó mới đến thóc gạo và các loại ngũ cốc
khác.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu


17
1.3. DEFENSIN VÀ TÍNH KHÁNG MỌT
1.3.1. Defensin thực vật
1.3.1.1. Giới thiệu chung
Defensin là những protein nhỏ giàu cystein đƣợc tìm thấy ở cả động vật có
xƣơng sống, động vật không xƣơng sống và thực vật. Về mặt chức năng, chúng có
vai trò nhƣ những peptide bảo vệ vật chủ (host defense peptides). Defensin có hoạt
tính chống khuẩn, chống nấm và chống nhiều loại virus.
Defensin thực vật là những peptide nhỏ (~5kDa, 45 đến 54 amino acid), độ
ổn định cao, có dạng cấu trúc gấp khúc ba chiều trong không gian, gồm khoảng 8
gốc cysteine liên kết với nhau bởi cầu nối disunfide. Defensin thực vật đầu tiên
đƣợc phân lập từ lúa mỳ (Triticum aestivum) [23] và lúa mạch (Hordeum vulgare)
[35]. Chúng đƣợc gọi với tên “defensin thực vật” bởi chúng có cấu trúc mang nhiều
nét tƣơng đồng với defensin ở nhiều loài sinh vật khác, trong đó có con ngƣời. Cho
tới nay, đã xác định đƣợc trình tự của hơn 80 loại gen defensin thực vật khác nhau.
Nhóm các defensin thực vật khá đa dạng tƣơng ứng với vị trí khác nhau của
các amino acid cũng nhƣ nhóm 8 gốc cystein trong tất cả các loại defensin thực vật
[48]. Sự khác biệt trong cấu trúc bậc nhất dẫn tới các hoạt tính sinh học khác nhau
đối với các loại defensin này. Cấu trúc không gian của defensin thực vật gồm ba
phiến gấp β và một chuỗi xoắn α ở vị trí song song với nhau, đƣợc giữ vững bởi 4

cầu nối disunfide [18]. Cấu trúc này có nhiều điểm tƣơng đồng với defensin của côn
trùng và động vật có vú (CSαβ), ngoại trừ điểm khác đó là defensin côn trùng
không có vùng tƣơng đƣơng với sợi β đầu amino (amino-terminal β strand) nhƣ ở
thực vật.
Defensin1 đƣợc phân lập từ giống ngô NongDa108 gồm có vùng tín hiệu dẫn
gồm 31 amino acid, vùng chức năng gồm 49 amino acid. Trong vùng chức năng có
chứa 8 phân tử cystein tạo nên 4 cầu disulfide giúp ổn định cấu trúc [51].
1.3.1.2. Phân loại