Báo cáo sử dụng các tác nhân sinh học, thuốc bảo vệ thực vật

Trường ĐH Nông Lâm TP.HCM

Vi Sinh Học Đại Cương

MỤC LỤC
MỤCLỤC…………………………………………………………………….1
I. ĐẶT VẤN ĐỀ...............................................................................................2
II.NỘI DUNG...................................................................................................2
II.1 Trên thế giới
1.Bacillus thuringiensis: ứng dụng trong nông nghiệp và quản lý kháng
sâu bệnh….……………......................………………………………...2
2. Bacillus thuringiensis: gen A và quan điểm proteomics.......................3
3. Bacillus thuringiensis và độc tố của nó.................................................3
4.A story of a successful bioinsecticide....................................................3
5.Ứng dụng Bacillus thuringiensis trong nông nghiệp và quản lý tính
kháng của công trùng.............................................................................4
II.2 Trên Việt Nam
1.Nghiên cứu sản xuất, sử dụng thuốc trừ sâu sinh học NPV, V-Bt trừ sâu
hại cây trồng...................................................................................4
2.Sử dụng gần 10 chủng vi khuẩn Bacillus thuringiensis (Bt) được phân
lập ở VN, các chuyên gia thuộc Viện Công nghệ sinh học (Viện
KH&CN Việt Nam) đã nghiên cứu và sản xuất thành công thuốc trừ
sâu sinh học Bt hiệu quả cao.................................................................5
3.Chế phẩm Bt thế hệ mới........................................................................5
1


Trường ĐH Nông Lâm TP.HCM

Vi Sinh Học Đại Cương

4.Thực trạng về sản xuất và ứng dụng các chế phẩm vi sinh vật để phòng
trừ dịch hại cây trồng............................................................................6
5. Xác định một số tính chất hóa sinh và sinh học phân tử của chủng
Bacillus

thuringiensis

var.aizawai

h1

phân

lập

ở

việt

nam........................................................................................................6
III. KẾT LUẬN...............................................................................................6
IV.TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................7

I.

Đặt Vấn Đề

Nhiều thập kỷ qua, thuốc bảo vệ thực vật ( BVTV) đã phát huy được tác dụng tích cực
trong việc phòng trừ sâu bệnh, bảo vệ cây trồng. Tuy nhiên, nó cũng gây ra những tác
dụng không mong muốn như ảnh hưởng xấu đến môi trường sống, ô nhiểm cây lương

thực, thực phẩm, gây ngộ độc chết người,...Do vậy, việc sữ dụng các tác nhân sinh học
2


Trường ĐH Nông Lâm TP.HCM

Vi Sinh Học Đại Cương

như vi khuẩn, vi rút, vi nấm, hay các hợp chất tự nhiên có hoạt chất sinh học mạnh để
phòng trừ sâu bệnh cho cây trồng là rất hữu ích và cần thiết, trong đó thuốc trừ sâu vi
sinh đã và đang được lựa chọn.
II.

Nội Dung

Chủng Bt ( Bacillus thuringiensis ) là yếu tố vô cùng quan trọng quyết định hoạt lực
diệt sâu và Bt được coi là tác nhân sinh học đầu tiên đã được nghiên cứu trên thế giới (
Hạng Abbott, Mỹ ) từ những năm 1925, vì chúng có khả năng phòng trừ các loại các
loại sâu có kết quả cao.
II.1 Trên thế giới
1.

Bacillus thuringiensis : ứng dụng trong nông nghiệp và quản lý kháng sâu bệnh:
Sử dụng organophosphates, carbamate và pyrethroid ở Bangladesh là gây ảnh hưởng
cấp tính và mãn tính như gan và thận biến chứng và gây ung thư rất âm thầm. Để khắc
phục vấn đề như vậy, sinh học thâm canh bệnh tổng hợp quản lý (BIPM) và đề xuất
thay thế biopesticide Bt là không thể thiếu thành phần của nó. Vì vậy, một cách tiếp
cận toàn diện để cách ly và phát hiện các chủng Bt tiềm năng, sản xuất ở quy mô công
nghiệp và quản lý trong lĩnh vực này là cần thiết. Về vấn đề này, vi khuẩn Bacillus
thuringiensis (Bt) đã bị cô lập, đặc trưng với đặc tính di truyền và độc hại và trung

bình đã được phát triển cho các chi phí có hiệu quả quy mô lớn sản xuất.Các xét
nghiệm sinh học Bt phân lập gen cry1 chứa chấp được thực hiện đối với các loại rau
3


Trường ĐH Nông Lâm TP.HCM

Vi Sinh Học Đại Cương

Sâu Spodoptera litura, Bactrocera cucurbitae và Callosobrochus chinensis vv mà
chứng minh kết quả rất đáng khích lệ.
2. Bacillus thuringiensis: gen A và quan điểm proteomics
Bt thường thiết lập một mối quan hệ gây bệnh với chủ của nó, nhưng cũng có thể
tồn tại cộng sinh với một số loài động vật không xương sống, vi khuẩn cung cấp một
mô hình đặc biệt để giải quyết các câu hỏi liên quan đến tương tác vi khuẩn chủ nhà
và những yếu tố ảnh hưởng đến mối quan hệ gây bệnh và cộng sinh. Như đã thảo luận,
gây bệnh của Bt liên quan đến mục tiêu thụ cadherin cụ thể trong các chủ thể, chỉ ra
rằng tấn công các phân tử kết dính tế bào là tiến hóa đáng kể cho Bt và nhiều tác nhân
gây bệnh khác mà phá vỡ các rào cản thâm nhập và biểu mô ở chủ thể. Một nền tảng
tính toán đường ống dựa trên web được phát triển để khai thác gen quy mô lớn tự
động và mục tiêu trừ sâu identification. Phương pháp như vậy sẽ tạo điều kiện thiết kế
protein cho việc tạo ra các Cry protein và peptide bắt chước mà có thể có hiệu quả hơn
so với các chất độc tự nhiên bản thân và ít có khả năng gây kháng chủ côn trùng.

3.

Bacillus thuringiensis và độc tố của nó: Công nghệ sinh học gen tinh thể đã được
đưa vào các vi khuẩn khác như Escherichia coli, Bacillus subtilis, Bacillus
megatorium, và Pseudomonas fluorescens. Fermen-tations của Pseudomonashave tái
tổ hợp được sử dụng để sản xuất tập trung công thức biopesticide dịch nước bao gồm

các thể vùi Cry đóng gói trong tế bào chết. Hình thức thiết kế của protein Cry có thể
4


Trường ĐH Nông Lâm TP.HCM

Vi Sinh Học Đại Cương

hiển thị được cải tiến hiệu lực hoặc sản lượng và có thể làm cho họ một lựa chọn hấp
dẫn và thiết thực hoặc bổ sung với thuốc trừ sâu truyền thống khác.Các sản phẩm
thương mại đầu tiên xuất hiện vào năm 1938 để sử dụng chống lại ấu trùng lepidopterous là Sporeine, được sản xuất bởi một số công ty. Các độc tố được sản xuất bởi
thiết kế Pseudomonas fluo-rescenceand được lập như viên nang siêu nhỏ hoặc các
công thức như dạng hạt, được sử dụng chống lại Lepidoptera, armyworms, bọ cánh
cứng Colorado, và sâu đục thân ngô.
4. A story of a successful bioinsecticide: Bacillus thuringiensis (Bt) vi khuẩn gây
bệnh côn trùng dựa trên lỗ chân lông tạo thành protein diệt côn trùng được gọi là Cry
và cyt độc tố để giết chủ ấu trùng côn trùng của họ. Các biểu hiện của chất độc Cry
nhất định trong cây trồng chuyển gen đã góp phần kiểm soát hiệu quả các côn trùng
gây hại dẫn đến giảm đáng kể trong việc sử dụng thuốc trừ sâu hóa học. Phương thức
hành động của ba miền gia đình Cry độc tố liên quan đến sự tương tác liên tục của các
chất độc với một số protein ruột côn trùng tạo thuận lợi cho sự hình thành của một cấu
trúc oligomer trước lỗ chân lông và chèn màng sau đó dẫn đến việc giết hại các tế bào
ruột giữa côn trùng bằng cách sốc thẩm thấu.
5.Ứng dụng Bacillus thuringiensis trong nông nghiệp và quản lý tính kháng của
công trùng: Một trong những ưu điểm chính của việc kiểm soát vi khuẩn là họ có thể
thay thế, ít nhất là một phần, một số nhất thuốc trừ sâu hóa học nguy hiểm. Do đó
thường sử dụng trong nông nghiệp hữu cơ, mà đang ngày càng phổ biến với người
5

Trường ĐH Nông Lâm TP.HCM

Vi Sinh Học Đại Cương

tiêu dùng. Nhiều nghiên cứu cũng đã nêu bật ben-efits khai thác để bảo vệ cây trồng
và rừng. Tiến bộ trong di truyền học phân tử cũng đã làm cho nó có thể sử dụng Bt
crygenes như một nguồn tài nguyên di truyền cho transgenesis và cho xây dựng các
nhà máy chuyển gen kháng insects.Btmaize andBtcotton, mà constitutively produceδnội độc tố, là một phương tiện hiệu quả để kiểm soát sâu bệnh của họ - đặc biệt là các
"Sâu đục thân" do thói quen "endophytic" của họ - rất increas-ing suất.
II.2 Trên Việt Nam
Ở Việt Nam, các chế phẩm được các viện nghiên cứu hiện sản xuất là bán thủ công ở
dạng thô, ứng dụng diện hẹp, chưa có chỉ số quốc tế IU, nên chưa gọi là thuốc mà là
chế phẩm vi sinh. Chế phẩm vi sinh trừ sâu có chế phẩm Bt.
1.Nghiên cứu sản xuất, sử dụng thuốc trừ sâu sinh học NPV, V-Bt trừ sâu hại cây
trồng: Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ sản xuất chế phẩm trừ sâu sinh học có nguồn
gốc virus và vi khuẩn, sản xuất chế phẩm NPV, V-Bt do trung tâm sinh học – Viện
Bảo Vệ Thực Vật thực hiện. Đã sản xuất 4 loại phế phẩm NPV, V-Bt đủ sử dụng cho
10ha cây trồng và chuyển giao cho chương trình 4kg chế phẩm Viha, VihaBt,.. để sử
dụng cho 4ha rau mầm tại các địa phương tham gia thử nghiệm.Nghiên cứu sản xuất
chế phẩm Bt trừ sâu hại cây trồng do 2 đơn vị Viện Công Nghệ Sinh Học và Viện
Công Nghệ Thực Phẩm thực hiện: sản xuất được 20kg Bt dạng bột thấm nước
1600IU/mg và 100l Bt dạng sửa 4000IU/ml. Những vấn đề còn tồn tại : Sản xuất chế
6


Trường ĐH Nông Lâm TP.HCM

Vi Sinh Học Đại Cương

phẩm còn chưa kịp thời để cung cấp cho các mô hình, giá thành còn cao.Các thí

nghiện cần thực hiện nhiều lần để khẳng định quy trình công nghệ tối ưu.
2.Sử dụng gần 10 chủng vi khuẩn Bacillus thuringiensis (Bt) được phân lập ở VN, các
chuyên gia thuộc Viện Công nghệ sinh học (Viện KH&CN Việt Nam) đã nghiên cứu
và sản xuất thành công thuốc trừ sâu sinh học Bt hiệu quả cao: Ưu điểm nổi bật của
các loại thuốc này so với thuốc trừ sâu hoá học là không gây ô nhiễm môi trường,
không diệt các côn trùng hữu ích và đặc biệt không độc hại đối với người. Chúng diệt
được sâu tơ, sâu xanh, sâu khoang, sâu keo da láng, sâu róm thông, sâu cuốn lá lúa,
thậm chí là tuyến trùng gây hại cho cà phê, hồ tiêu...Để sản xuất thuốc trừ sâu sinh
học Bt, nhóm nghiên cứu do PGS.TS Ngô Đình Bính đứng đầu đã chọn lựa các chủng
Bt có hoạt tính diệt sâu cao. Đó là những chủng mang những gien tạo ra các protein
độc tố. Khi được phun lên lá cây, protein độc tố dưới dạng tinh thể sẽ diệt những loại
sâu hại nhất định.Kết quả thử nghiệm trên đồng ruộng trồng bắp cải cho thấy các chế
phẩm Bt diệt được gần 90% sâu hại, so với gần 80% của thuốc hoá học. Hiện các chế
phẩm đang được sử dụng tại các vùng trồng rau sạch ở Vĩnh Phúc, Thanh Trì, Hải
Dương, Hà Tây, Đông Anh... Một đời rau cần phun 5 lần, mỗi lần phun phải dùng
1,5kg dạng bột/ha với giá thành 300.000-400.000 VNĐ. Mong muốn của nhóm
nghiên cứu là quy trình sản xuất thuốc trừ sâu sinh học Bt hoàn thiện này được ứng
dụng ở quy mô công nghiệp.

7


Trường ĐH Nông Lâm TP.HCM

Vi Sinh Học Đại Cương

3.Chế phẩm Bt thế hệ mới: Một trong những hạn chế của thuốc trừ sâu sinh học là
tính tác động chọn lọc của nó, nghĩa là mỗi một gen mã hoá một protein độc tố diệt
sâu nhất định nào đó. Vì vậy muốn có một chế phẩm trừ được nhiều loại sâu thì chủng
sản xuất phải chứa một tổ hợp gen mã hóa các protein diệt sâu. Đề tài khoa học cơ bản

mã số 82 09 04 “Biểu hiện gen mã hóa protein tinh thể Cry1C diệt côn trùng trong
chủng Bacillus thuringiensis 51 không sinh tinh thể” và đề tài nhánh của KC04-12
(2001 – 2004) đã tạo được chủng Bt mới (chủng Bt tái tổ hợp – Btk-28) có hoạt lực
diệt sâu rộng hơn, nghĩa là chủng kurstaki trước đây chỉ diệt được sâu tơ, nay được kết
hợp thêm một gen cry1C diệt sâu khoang (một loài sâu hại lớn trong nông nghiệp).
Như vậy chế phẩm sản xuất bằng chủng Btk-28 này có hoạt phổ diệt sâu rộng hơn,
mạnh hơn.
4.Thực trạng về sản xuất và ứng dụng các chế phẩm visinh vật để phòng trừ dịch
hại cây trồng: Được Viện Bảo vệ thực vật phối hợp với Viện Công nghiệp thực phẩm
sản xuất từ năm 1990-2004, theo dự án cấp Nhà nước KC-08-12, KHCN-02-07 và dự
án NGO, chế phẩm Bt đạt các thông số sau: Số lượng bào tử đạt tiêu chuẩn Việt Nam
từ 3 -10 tỷ bào tử/1 gram chế phẩm, hàm lượng khô đảm bảo từ7-10%, độ pH trung
tính, hiệu lực diệt sâu đạt từ70- 90% và thời gian bảo quản 6 -12 tháng. Chế phẩm
Bacillus thuringiensis (Bt) có hiệu quả trừ các loài sâu tơ, sâu xanh bướm trắng, sâu
khoang... hại rau, đã được triển khai ứng dụng khoảng vài vạn ha ở Hà Nội, Hải
Phòng, Hà Tây, Vĩnh Phúc,...Tuy đạt được 1 số kết quả ứng dụng trên, nhưng cũng
8


Trường ĐH Nông Lâm TP.HCM

Vi Sinh Học Đại Cương

mới ở diện hẹp, chưa đáp ứng nhu cầu của sản xuất mỗi khi có dịch hại phát sinh các
tỉnh ở vùng sâu, vùng xa, vùng khó khăn vẫn chưa hề biết khái niệm về các chế phẩm
vi sinh.
5.Xác định một số tính chất hóa sinh và sinh học phân tử của chủng Bacillus
thuringiensis var.aizawai h1 phân lập ở việt nam: Chủng B. thuringiensis phân lập
đã được phân loại là chủng B. thuringiensis var. aizawai theo phương pháp định typ
huyết thanh của Ohba và Aizawai. Chúng tôi đã tiến hành thử sinh học hoạt tính diệt

sâu của chủng B. thuringiensis var. aizawai H1 phân lập có tinh thể hình quả trám đối
với một số côn trùng phổ biến thuộc bộ cánh vảy như sâu ngài gạo, sâu tơ, sâu keo,
sâu khoang và sâu bông. có hiệu lực diệt đặc hiệu cao là 100% đối với sâu ngài gạo,
sâu tơ và sâu keo. Hiệu quả diệt giảm hơn đối với sâu khoang (90%) và giảm hơn nữa
trên đối tượng sâu bông (30%). %). Như vậy chủng B. thuringiensis var. aizawai H1
có ý nghĩa rất quan trọng để bổ sung vào bộ sưu tập chủng giống phục vụ cho công
nghệ sản xuất thuốc trừ sâu vi sinh B. thuringiensis. Kết quả thử sinh học cho thấy sâu
bông là loài rất khó diệt.cần phải có những nghiên cứu sâu hơn về mặt sinh học phân
tử đối với chủng B. thuringiensis var. aizawai H1 có hiệu lực diệt sâu bông. Từ đó tạo
ra chủng B. thuringiensis tái tổ hợp mới có hiệu lực diệt sâu bông là rất cần thiết và có
ý nghĩa thực tiễn cho công nghệ sản xuất thuốc trừ sâu B. thuringiensis diệt trừ sâu
bông H. armigera tại Việt nam.
III.

Kết Luận
9


Trường ĐH Nông Lâm TP.HCM

Vi Sinh Học Đại Cương

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.
-

Không gây độc hại cho người và gia súc, không nhiểm bẩn môi trường sống.

-

Chưa tạo ra tính kháng thuốc của sâu hại.

-

Không làm mất đi những tài nguyên sinh vật có ích như các loài ký sinh thiên
địch.

-

Không ảnh hưởng đến chất lượng nông sản, thực phẩm.

-

Nếu sữ dụng hợp lý, đúng phương pháp, đúng kỹ thuât, trong điều kiện nhiệt độ
và ẩm độ thích hợp sẽ mang lại hiệu quả kỹ thuật cao.

-

Hiệu quả của thuốc trừ sâu vi sinh thường kéo dài, vì chúng không chỉ tiêu diệt
trực tiếp lứa sâu đang phá hoại mà có thể lan truyền cho thế hệ tiếp theo như
đợt trứng kế tiếp nở ra lứa sâu non mới.

IV.Tài Liệu Tham Khảo
1.

PGS.TS Phạm Thị Thùy . Giáo trình Công Nghệ Sinh Học trong Bảo Vệ Thực

Vật – NXB Giáo Dục Việt Nam.

2.

GS.TS Trần Văn Mão. Sử sụng vi sinh vật có ích – NXB Nông Nghiệp.

3.

www.tailieu.vn

10


Trường ĐH Nông Lâm TP.HCM

4.

Vi Sinh Học Đại Cương

Đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu sản xuất, sử dụng thuốc trừ sâu sinh học NPV,

V-Bt trừ sâu hại cây trồng” Th.s Hoàng Thị Việt
5.

Báo cáo khoa học: “XÁC ĐỊNH MỘT SỐ TÍNH CHẤT HOÁ SINH VÀ SINH

HỌC PHÂN TỬ CỦA CHỦNG BACILLUS THURINGIENSIS VAR. AIZAWAI H1
PHÂN LẬP Ở VIỆT NAM”. Bùi Thị Hương, Nguyễn Thuỳ Châu - Bộ môn Vi Sinh,
Viện Công Nghệ Sau Thu Hoạch, Đinh Duy Kháng - Phòng Vi Sinh phân tử, Viện
Công Nghệ Sinh Học.
6.

“PHÂN LẬP CÁC CHỦNG BACILLUS THURINGIENSIS KURSTAKI Ở VIỆT

NAM” Bùi Thị Hương, Đỗ Thị Ngọc Huyền, Nguyễn Tuấn, Nguyễn Thuỳ Châu - Bộ
môn Vi Sinh, Viện Công Nghệ Sau Thu hoạch, Đinh Duy Kháng - Phòng Vi Sinh
Phân tử, Viện Công Nghệ Sinh học
7.

Md. Mozammel Hoq, Asaduzzaman Shishir, Anamika Bhowmik, Md. Nahinur

Rahman Akanda and Shakila Nargis Khan . “A Holistic Approach in Bacillus
thuringiensis Biopesticides Production for the Food Security, Public Health and
Environment”. Hội Thảo Khoa Học: The 2nd AFSA Conference on Food Safety and
Security.
8.

Mohamed A Ibrahim, Natalya Griko,Matthew Junker and Lee A Bulla. Bacillus

thuringiensis.National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library
of Medicine
11


Trường ĐH Nông Lâm TP.HCM

Vi Sinh Học Đại Cương

9.

Sách : Chemical Pesticides: Mode of Action and Toxicology - Chapter 4

10.

Vincent Sanchis, Denis Bourguet. Bacillus thuringiensis: applications in

agriculture and insect resistance management.
Hết

12


Trường ĐH Nông Lâm TP.HCM

Vi Sinh Học Đại Cương

13