NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG NẤM LECANICILLIUM KÍ SINH CÔN TRÙNG ĐỂ KIỂM SOÁT RỆP HẠI RA

Header Page 1 of 126.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

VŨ XUÂN ĐẠT

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG NẤM LECANICILLIUM
KÍ SINH CÔN TRÙNG ĐỂ KIỂM SOÁT RỆP HẠI RAU

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2011

Footer Page 1 of 126.


Header Page 2 of 126.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

VŨ XUÂN ĐẠT

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG NẤM LECANICILLIUM
KÍ SINH CÔN TRÙNG ĐỂ KIỂM SOÁT RỆP HẠI RAU

Chuyên ngành: Vi sinh vật học
Mã số:

60 42 40

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS TS QUYỀN ĐÌNH THI

LUẬN VĂN ĐƯỢC THỰC HIỆN Ở VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Hà Nội - 2011

Footer Page 2 of 126.


Header Page 3 of Luận
126. văn thạc sĩ Sinh học

Vũ Xuân Đạt

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, tôi xin chân thành cảm ơn PGS TS Quyền
Đình Thi, Trưởng phòng Công nghệ Sinh học Enzyme, Phó Viện trưởng Viện
Công nghệ Sinh học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, đã định hướng
nghiên cứu, sửa luận văn và tạo điều kiện về kinh phí, hóa chất và thiết bị.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn TS Vũ Văn Hạnh đã hướng dẫn thí
nghiệm, trao đổi chuyên môn và chỉnh sửa luận văn cùng tập thể Phòng Công
nghệ Sinh học Enzyme đã giúp đỡ tận tình.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các thầy, các cô trong khoa Sinh học, trường
Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội đã tạo điều kiện cho

tôi trong quá trình học tập.
Tôi xin chân thành cảm ơn Học viện Hậu cần, Bộ Quốc phòng đã cử tôi
đi đào tạo sau đại học.
Tôi xin cảm ơn gia đình và bạn bè luôn luôn động viên tinh thần để tôi
hoàn thành luận văn này.
Hà Nội, tháng 11 năm 2011
Học viên

Vũ Xuân Đạt

Footer Page 3 of 126.
Trường Đại học KHTN

i


Header Page 4 of Luận
126. văn thạc sĩ Sinh học

Vũ Xuân Đạt

MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU.....................................................................................................1
1

Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU...............................................................2
1.1

1.1.1

Đặc điểm sinh học..............................................................................2

1.1.2

Tình hình rệp hại cây trồng trên thế giới.............................................5

1.2

Thuốc diệt côn trùng hóa học ....................................................................8

1.2.1

Tình hình sản xuất và sử dụng............................................................8

1.2.2

Ưu và nhược điểm..............................................................................9

1.3

2

Rệp hại cây trồng ......................................................................................2

Thuốc diệt côn trùng nguồn gốc sinh học ................................................11

1.3.1

Phân loại ..........................................................................................11

1.3.2

Ưu và nhược điểm............................................................................12

1.3.3

Tình hình nghiên cứu, sản xuất và sử dụng.......................................13

1.3.4

Khả năng kiểm soát rệp hại cây trồng của nấm Lecanicillium ..........17

1.4

Sản xuất bào tử nấm kí sinh côn trùng.....................................................18

1.5

Ảnh hưởng của môi trường lên sự sinh bào tử của nấm Lecanicillium.....19

1.5.1

Nguồn carbon...................................................................................19

1.5.2

Nguồn nitơ.......................................................................................20

1.5.3

Nhiệt độ môi trường.........................................................................21

1.5.4

Độ ẩm không khí và độ ẩm cơ chất ..................................................21

1.5.5

Một số yếu tố khác...........................................................................21

Chương 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP ................................................23
2.1

Vật liệu, hóa chất và thiết bị....................................................................23

2.1.1

Chủng giống và plasmid...................................................................23

2.1.2

Hóa chất...........................................................................................23

2.1.3

Dung dịch và đệm ............................................................................24

2.1.4

Môi trường nuôi cấy.........................................................................24

Footer Page 4 of 126.
Trường Đại học KHTN

ii


Header Page 5 of Luận
126. văn thạc sĩ Sinh học

2.1.5
2.2

Vũ Xuân Đạt

Thiết bị ............................................................................................ 24

Phương pháp nghiên cứu.........................................................................25

2.2.1

Sàng lọc chủng nấm có độc lực diệt rệp cao .....................................25

2.2.2

Các phương pháp sinh học phân tử...................................................27

2.2.3

Xác định ảnh hưởng của điều kiện môi trường lên sự sinh bào tử của

chủng nấm 485 .............................................................................................. 29
3

Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................32
3.1

Sàng lọc chủng nấm có độc lực cao.........................................................32

3.2

Định tên chủng nấm 485 .........................................................................34

3.3

Ảnh hưởng của điều kiện môi trường lên sự sinh bào tử của

L. lecanii 485.....................................................................................................36
3.3.1

Ảnh hưởng của nguồn cơ chất..........................................................36

3.3.2

Ảnh hưởng của tỉ lệ các thành phần cơ chất .....................................37

3.3.3

Ảnh hưởng của độ dày cơ chất .........................................................37

3.3.4

Ảnh hưởng của độ ẩm cơ chất..........................................................39

3.3.5

Ảnh hưởng của nhiệt độ ...................................................................40

3.3.6

Ảnh hưởng của một số nguồn nitơ vô cơ ..........................................41

3.3.7

Ảnh hưởng của nồng độ (NH4)2SO4 .................................................42

3.3.8

Ảnh hưởng của nồng độ MgSO4.......................................................43

3.3.9

Ảnh hưởng của nồng độ KH2PO4 .....................................................44

3.3.10

Ảnh hưởng của thời gian chiếu sáng ................................................45

3.3.11

Ảnh hưởng của thời gian lên men.....................................................46

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ........................................................................49
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................50
PHỤ LỤC..................................................................................................60

Footer Page 5 of 126.
Trường Đại học KHTN

iii


Header Page 6 of Luận
126. văn thạc sĩ Sinh học

Vũ Xuân Đạt

DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Thiệt hại một số cây trồng do rệp ở Vương quốc Anh.............................. 5
Bảng 2.1. Các dung dịch và đệm ........................................................................... 24
Bảng 2.2. Các thiết bị ............................................................................................ 25

Footer Page 6 of 126.
Trường Đại học KHTN

iv

Header Page 7 of Luận
126. văn thạc sĩ Sinh học

Vũ Xuân Đạt

DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 1.1. Cấu tạo ngoài của rệp............................................................................... 2
Hình 1.2. Rệp hại cây trồng..................................................................................... 3
Hình 1.3. Vòng đời của rệp ..................................................................................... 4
Hình 2.1. Lá cải có rệp sau khi được phun dịch bào tử nấm................................... 26
Hình 3.1. Kết quả phun bào tử nấm lên rệp cải ...................................................... 32
Hình 3.2. Độc lực diệt rệp của 7 chủng Lecanicillium spp.. ................................... 33
Hình 3.3. Điện di đồ DNA nhân gene 28S rRNA................................................... 34
Hình 3.4. Trình tự gene 28S rRNA của chủng 485 (A) và cây phân loại (B).......... 35
Hình 3.5. Ảnh hưởng của nguồn cơ chất................................................................ 36
Hình 3.6. Ảnh hưởng của tỉ lệ bột lõi ngô/bột ngô trong môi trường...................... 37
Hình 3.7. Ảnh hưởng của độ dày cơ chất............................................................... 38
Hình 3.8. Ảnh hưởng của độ ẩm cơ chất................................................................ 39
Hình 3.9. Ảnh hưởng của nhiệt độ......................................................................... 40
Hình 3.10. Ảnh hưởng của một số nguồn nitơ vô cơ.............................................. 41
Hình 3.11. Ảnh hưởng của nồng độ (NH4)2SO4 ..................................................... 42
Hình 3.12. Ảnh hưởng của nồng độ MgSO4 .......................................................... 44
Hình 3.13. Ảnh hưởng của nồng độ KH2PO4 ......................................................... 45
Hình 3.14. Ảnh hưởng của thời gian chiếu sáng .................................................... 46
Hình 3.15. Ảnh hưởng của thời gian lên men ........................................................ 47

Footer Page 7 of 126.
Trường Đại học KHTN

v


Header Page 8 of Luận
126. văn thạc sĩ Sinh học

Vũ Xuân Đạt

BẢNG CHỮ VIẾT TẮT
bp

Base pair

DNA

Deoxyribonucleic acid

dNTP

2-Deoxynucleoside 5-triphosphate

ĐC

Đối chứng

EDTA

Ethylenediamine tetraacetic acid

EtBr

Ethidium bromide

M

Marker

OD

Optical density

PCR

Polymerase chain reaction

RNase

Ribonuclease

SDS

Sodium dodecyl sulfate

Taq

Thermus aquaticus

TE

Tris EDTA

TBE

Tris boric acid EDTA

v/v

volume/volume

w/v

weight/volume

w/w

weight/weight

Footer Page 8 of 126.
Trường Đại học KHTN

vi


Header Page 9 of Luận
126. văn thạc sĩ Sinh học

Vũ Xuân Đạt

MỞ ĐẦU
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 như bông, cải, cải dầu, các loại đậu, cà chua, khoai tây, ngũ cốc [39].
Rệp không chỉ phá hoại trực tiếp bằng cách chích hút nhựa cây mà còn truyền virus
gây bệnh cho cây. Hàng năm, rệp cùng với các côn trùng khác gây thiệt hại 15% sản
lượng cây trồng trên toàn thế giới [22]. Do tính chất nguy hại của rệp, việc sử dụng
các biện pháp phòng trừ rệp là cần thiết.
Biện pháp phòng trừ rệp phổ biến nhất cho đến nay vẫn là sử dụng thuốc diệt
côn trùng hóa học. Mặc dù có ưu điểm là phổ tác dụng rộng và hiệu quả tác dụng
nhanh, nhưng thuốc hóa học ngày càng bộc lộ rõ những nhược điểm như nhanh bị
kháng bởi côn trùng sau một thời gian sử dụng, gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng
xấu đến sức khỏe con người. Với ưu điểm vượt trội về độ thân thiện với môi trường,
hệ sinh thái và sức khỏe con người, thuốc diệt côn trùng sinh học được coi là sự lựa
chọn có tiềm năng lớn trong xu hướng phát triển nền nông nghiệp bền vững.
Lecanicillium là chi nấm có khả năng kí sinh tự nhiên trên rệp và nhiều loài
côn trùng khác. Từ những năm 1960, trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên
cứu ứng dụng Lecanicillium để diệt rệp bảo vệ cây trồng, nhiều sản phẩm đã được
sản xuất và thương mại hóa. Tuy nhiên, kết quả đạt được trong nghiên cứu và sử
dụng thuốc diệt côn trùng sinh học còn hạn chế. Năm 2000, giá trị thương mại của
thuốc diệt côn trùng sinh học được sử dụng trên toàn thế giới chỉ chiếm 1,8% tổng
giá trị của các loại thuốc diệt côn trùng. Vì vậy, việc tăng cường nghiên cứu phát
triển các chế phẩm diệt rệp từ nấm Lecanicillium là cần thiết.
Trong khuôn khổ đề tài hợp tác quốc tế của Phòng Công nghệ Sinh học
Enzyme, viện Công nghệ Sinh học, viện KH và CN Việt Nam năm 2010-2013 do Bộ
Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn làm chủ quản, tôi thực hiện đề tài: "Nghiên
cứu sử dụng nấm Lecanicillium kí sinh côn trùng để kiểm soát rệp hại rau".

Footer Page 9 of 126.
Trường Đại học KHTN

1


Header Page 10 ofLuận
126.văn thạc sĩ Sinh học

Vũ Xuân Đạt

1 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 Rệp hại cây trồng
1.1.1 Đặc điểm sinh học
Rệp (Aphidoidae) là một họ lớn thuộc lớp côn trùng, là các động vật không
xương sống, cơ thể chia thành ba phần (đầu, ngực, bụng), có ba cặp chân phân đốt,
mắt kép và một cặp râu, cơ thể được bao bọc bởi bộ khung kitin, chiều dài từ 1 đến
10 mm (hình 1.1). Khoảng 3700 loài rệp đã được biết đến trên thế giới [39].
Râu

Đầu

Ống tiết
Đuôi

Ngực
Bụng

Mắt Mắt
kép

chân

chân

Vòi chích hút

chân

Hình 1.1. Cấu tạo ngoài của rệp

Rệp là nhóm côn trùng chích hút nhựa cây phổ biến nhất thế giới, phân bố
tập trung nhất ở các vùng ôn đới [51], rệp cũng phân bố khá phổ biến ở các vùng
nhiệt đới và cận nhiệt với độ đa dạng thấp hơn. Khoảng 250 loài rệp là côn trùng
phá hoại nguy hiểm đối với nông, lâm nghiệp cần được kiểm soát. Tuy nhiên, đứng
trên quan điểm động vật học, rệp là nhóm động vật thích nghi tốt với môi trường
nhờ khả năng sinh sản vô tính [67].
Phần lớn rệp có thân mềm, màu xanh, đen, nâu, hồng hoặc hầu như không
màu (hình 1.2). Phương thức dinh dưỡng của rệp là chích hút nhựa cây bằng miệng
có cấu tạo kiểu chích hút. Khi chất dinh dưỡng của cây trở nên nghèo nàn hoặc mật
độ rệp quá đông, một số loài rệp sinh ra con có cánh để phát tán đi nơi khác. Nhiều
loài rệp chỉ kí sinh trên một loài cây duy nhất, một số khác chẳng hạn như Myzus

Footer Page 10 ofTrường
126. Đại học KHTN

2


Header Page 11 ofLuận
126.văn thạc sĩ Sinh học

Vũ Xuân Đạt

persicae (rệp đào) có thể kí sinh trên hàng trăm loài cây thuộc nhiều họ khác nhau.
Khi chích hút, chúng truyền virus từ cây bệnh sang cây khỏe mạnh ở một số cây
trồng như: khoai tây, ngũ cốc, củ cải đường, cam, quýt [36]. Những vết chích hút
bởi rệp trở thành nơi bị tổn thương dễ dàng bị nấm xâm nhập và gây bệnh cho cây.
A

B

C

D

Hình 1.2. Rệp hại cây trồng
Myzus persicae (A và B), Aphis gossypii (C) và Aphis illinoisensis (D)

Ở rệp có cả hai kiểu sinh sản đơn tính và hữu tính. Nhiều loài có sự thay đổi
giữa kiểu sinh sản đơn tính và hữu tính khá phức tạp. Sự thay đổi giữa hai kiểu sinh
sản để sinh ra trứng hoặc ấu trùng, thay đổi giữa cây chủ thân gỗ và cây chủ thân
thảo. Khoảng 10% loài rệp thay đổi kiểu sinh sản để thích nghi với sự thay đổi cây
chủ [51].
Mặc dù một số ít loài rệp có cả con đực và con cái, nhưng chỉ con cái có
trong quần thể. Vào mùa đông, khi nhiệt độ thấp trứng được sinh ra, mùa xuân
trứng nở thành rệp cái. Dạng sinh sản phổ biến ở rệp là đơn tính và sinh con, rệp
con sinh ra có các đặc điểm giống hệt rệp mẹ ngoại trừ kích thước. Quá trình sinh
con lặp đi lặp lại trong suốt mùa hè, sinh ra nhiều thế hệ, thời gian sống của mỗi thế
hệ từ 20 đến 40 ngày, từ một rệp cái nở vào mùa xuân có thể sinh ra hàng nghìn rệp
con. Chẳng hạn, rệp bắp cải (Brevicoryne brassicae) có thể sinh ra 41 lứa rệp con
trong mùa sinh sản.

Footer Page 11 ofTrường
126. Đại học KHTN

3


Header Page 12 ofLuận
126.văn thạc sĩ Sinh học

Vũ Xuân Đạt

Mùa Xuân
Mùa Đông
Mùa Hè

Trứng đình dục
Rệp cái ban đầu

Rệp đực *

Rệp cái
không cánh

* có cánh hoặc không cánh

Rệp cái vô tính Rệp cái vô tính
không cánh
có cánh

Rệp cái vô tính

sinh ra rệp hữu tính

Mùa Thu

Hình 1.3. Vòng đời của rệp [75]

Vào mùa thu, khi có sự thay đổi về cường độ chiếu sáng, nhiệt độ, sự giảm
sút về nguồn thức ăn hoặc chất lượng 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 chí thiếu vòi chích
hút [51]. Khi trưởng thành, rệp cái giao phối với rệp đực rồi đẻ trứng. Trứng sống
sót qua mùa đông khắc nghiệt rồi nở ra thành rệp cái có cánh hoặc không cánh (hình
1.3). Tuy nhiên, ở những môi trường ấm áp như vùng nhiệt đới hoặc trong nhà kính,
rệp có thể sinh sản vô tính qua nhiều năm [36].
Một số loài rệp có thể sinh ra rệp cái có cánh vào mùa hè khi nguồn thức ăn
hoặc chất lượng thức ăn giảm sút. Rệp cái có cánh di cư để sinh ra một quần thể
mới trên cây chủ mới, thường là khác loài với cây chủ ban đầu. Ví dụ như rệp táo
(Aphis pomi), sau khi sinh ra nhiều thế hệ rệp cái không cánh trên cây chủ điển hình
sẽ sinh ra dạng có cánh bay đi và kí sinh trên cỏ hoặc ngô. Đặc biệt, một số loài có

Footer Page 12 ofTrường
126. Đại học KHTN

4


Header Page 13 ofLuận
126.văn thạc sĩ Sinh học

Vũ Xuân Đạt

thể 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 trong cơ thể nó. Cách sinh sản này có thể ảnh hưởng
đến kích thước của rệp và tốc độ sinh sản tăng lên [28], [59].
Phần lớn rệp có thân mềm nên chúng dễ dàng bị giết bởi nhiều kẻ thù tự
nhiên như bọ rùa ăn rệp, ong bắp cày kí sinh, ấu trùng muỗi kí sinh, nhện cua,
vi khuẩn, virus, các loài nấm kí sinh côn trùng Neozygites fresenii, Entomophthora,
Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae và Lecanicillium lecanii.
1.1.2 Tình hình rệp hại cây trồng trên thế giới
Sản lượng nông nghiệp thế giới hàng năm bị thiệt hại khoảng 15% do côn
trùng [22], ở Mỹ là 13% [63]. Mặc dù chưa có thống kê chính thức về thiệt hại nông
nghiệp do rệp nhưng trong số 300 loài côn trùng gây hại nghiêm trọng [54] thì có
đến 250 loài là rệp. Chúng là tác nhân chính gây hại ở nhiều loại cây trồng quan
trọng như bông, đậu tương, hướng dương, củ cải đường, khoai tây, ngô, ngũ cốc và
rau cải. Nhiều loài rệp có khả năng kí sinh trên nhiều loại cây khác nhau như Aphis
gossypii, Myzus persicae và Aphis craccivora.
Theo thống kế của Tatchell (1989), rệp phá hoại nhiều loại cây trồng ở
Vương quốc Anh. Sản lượng bị thiệt hại thường ở mức 4-10%, và có thể lên đến
46% ở cây đậu (bảng 1.1). Ước tính giá trị thiệt hại lên đến 70 triệu bảng Anh.
Aphis gossypii (rệp bông) kí sinh trên 700 loại cây khác nhau trên toàn thế
giới, bao gồm nhiều cây quan trọng như dưa hấu, dưa chuột, bí xanh, bí ngô, ớt,
cam và quýt. Một trong những cây chủ bị A. gossypii phá hoại nhiều nhất là cây
bông vải (Gossypium hirsutum), thuộc nhóm cây công nghiệp quan trọng nhất thế
giới. Theo Xia (1997), sản lượng bông hàng năm ở Trung Quốc bị thiệt hại 10-15%
và chủ yếu là do A. gossypii [83]. Với sản lượng bông của Trung Quốc năm 2011 là
7,4 triệu tấn ( thì con
số thiệt hại có thể lên đến 0,8-1,2 triệu tấn.
Bảng 1.1. Thiệt hại một số cây trồng do rệp ở Vương quốc Anh [78]

Footer Page 13 ofTrường

126. Đại học KHTN

5


Header Page 14 ofLuận
126.văn thạc sĩ Sinh học

Loại cây
Lúa mì đông

Vũ Xuân Đạt

Rệp gây hại

Dạng gây hại

Sản lượng bị
thiệt hại (%)

Sitobion avenae

Phá hoại

9,7-12,5

Metopolophium dirhodum

Phá hoại

13

Lúa mạch đông

Rhopalosiphum padi

Truyền bệnh

0-86

Lúa mạch xuân

M. dirhodum

Phá hoại

8,8

Củ cải đường

Myzus persicae

Truyền bệnh

6,5

Khoai tây

Macrosiphum euphorbiae

Phá hoại

5,7

Myzus persicae

Phá hoại

4,4

Các loại đậu

Aphis fabae

Phá hoại

16,4-46,3

Đậu Hà Lan

Acyrthosiphon pisum

Phá hoại

8,0-15,8

Cây hoa bia

Phorodon humuli

Phá hoại

9,2

Đậu tương là loại hạt dầu được trồng nhiều nhất thế giới [5], nhưng năng
suất bị đe dọa nghiêm trọng bởi A. glycines (rệp đậu tương). Sản lượng hạt bị thiệt
hại ước tính khoảng 34% [72], theo tính toán của Catangui và cộng sự (2009), con
số thiệt hại thậm chí lên đến 48-72%. Nguyên nhân do rệp chích hút có thể làm
giảm 50% tốc độ quang hợp của lá cây [18].
Đậu đũa (Vigna unguiculata) là loại cây được trồng nhiều ở châu Phi, ước
tính sản lượng hàng năm ở khu vực này khoảng 3,36 triệu tấn. Không giống bông
vải bị phá hoại chủ yếu bởi A. gossypii, đậu đũa bị phá hoại bởi nhiều loại rệp như
A. craccivora, A. leguminosae, A. laburni, A. fabae, Myzus persicae và cả
A. gossypii. Ở những khu vực không có biện pháp bảo vệ, sản lượng thiệt hại có thể
lên đến 20-100% [60].
Lipaphis erysimi (rệp cải dầu) kí sinh trên một số loài cây nhưng chủ yếu là
các loại cải và cải dầu. Ngoài ra nó còn kí sinh trên cà chua và bí xanh. Ở phía đông
của miền trung Ấn Độ, L. erysimi cùng với M. persicae và Brevicoryne brassicae là
ba loài rệp nguy hiểm đối với cây cải dầu (Brassica juncea). Trong đó L. erysimi

Footer Page 14 ofTrường
126. Đại học KHTN

6


Header Page 15 ofLuận
126.văn thạc sĩ Sinh học

Vũ Xuân Đạt

phá hoại nhiều nhất, riêng nó gây thiệt hại 35,4-91,3% sản lượng [15], [76]. 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% sản lượng cải dầu [61]. Trong một nghiên cứu khác,
Razaq và cộng sự (2011) đã chỉ ra rằng, Brevicoryne brassicae và L. erysimi cũng
gây thiệt hại 75,1-81,9% sản lượng cải dầu ở Multan, Punjab, Pakistan [69]. Ngoài
cải dầu, B. brassicae còn phá hoại nhiều cây quan trọng khác như, súp lơ, cà rốt và
củ cải.
Myzus persicae kí sinh trên hàng trăm loại cây thuộc 40 họ khác nhau. Các
cây này phân bố rộng khắp thế giới, nhiều cây phân bố ở những vùng khá lạnh như
atisô, củ cải, bắp cải, cà rốt, súp lơ, ngô, su hào, cải dầu. Củ cải đường, cà chua,
khoai tây cũng là những cây chủ bị M. persicae phá hoại [35].
Aphis craccivora (rệp đậu lăng) cũng là một loại rệp kí sinh trên nhiều cây
chủ khác nhau. Ngoài cây đậu đũa, chúng còn phá hoại nhiều cây khác như bông,
táo, cà rốt, rau diếp, lúa mì, đậu lăng. Hossain và cộng sự (2006) đã nghiên cứu về
thiệt hại do A. craccivora gây ra trên cây đậu lăng, sản lượng bị thiệt hại cao nhất
lên đến 9% [40]. Cũng trong nghiên cứu này, sản lượng đậu lăng đã tăng
0,91-9,89% khi áp dụng biện pháp diệt rệp hoặc gieo trồng tránh rệp. Ước tính
A. craccivora còn gây thiệt hại 12,8-61,1% sản lượng đậu răng ngựa (Vicia faba) ở
Sids ARS, Beni-Suef Governorate, miền Trung Ai Cập [25].
Rệp làm giảm năng suất cây trồng không chỉ do phá hoại trực tiếp mà còn do
truyền virus gây bệnh. A. craccivora truyền virus gây bệnh rụng lá ở đậu lăng, đậu
răng ngựa, đậu gà [44], [58]. M. persicae là loại nguy hiểm nhất trong 10 loại rệp
truyền virus gây bệnh rụng lá ở cây khoai tây [57], [77]. Rệp truyền virus gây bệnh
khảm có thể làm thiệt hại 60% năng suất dưa chuột [79].
Không những phá hoại rau và cây công nghiệp, rệp còn là côn trùng nguy
hiểm đối với cây lương thực. 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 [7].

Footer Page 15 ofTrường
126. Đại học KHTN

7


Header Page 16 ofLuận
126.văn thạc sĩ Sinh học

Vũ Xuân Đạt

Như vậy, với nguy cơ làm giảm năng suất cây trồng của rệp, yêu cầu phải có
biện pháp kiểm soát rệp để bảo vệ mùa màng là cấp thiết. Biện pháp kiểm soát rệp
và các loại côn trùng khác được áp dụng chủ yếu trong nhiều thập kỷ qua là sử dụng
hóa chất diệt côn trùng tổng hợp. Cho đến nay, đây vẫn là biện pháp được sử dụng
chủ yếu, đặc biệt là ở các nước đang phát triển.
1.2 Thuốc diệt côn trùng hóa học
1.2.1 Tình hình sản xuất và sử dụng
Thuốc diệt côn trùng (thuốc trừ sâu) chiếm tỉ lệ lớn trong thuốc bảo vệ thực
vật. Chúng có nguồn gốc tự nhiên hoặc được tổng hợp hoàn toàn trong các nhà máy
hóa chất, được sử dụng trong nông nghiệp để bảo vệ cây trồng, hoặc phi nông
nghiệp để tiêu diệt các vectơ truyền bệnh cho người và vật nuôi như ruồi, muỗi.
Từ 2000 năm trước công nguyên con người đã biết sử dụng thuốc diệt côn
trùng có nguồn gốc tự nhiên để bảo vệ mùa màng [52], nhưng việc sử dụng chỉ trở
nên phổ biến khi các hóa chất diệt côn trùng được tổng hợp dễ dàng trong các nhà
máy hóa chất, đặc biệt là sau khi Paul Hermann Müller khám phá ra khả năng diệt
côn trùng mạnh mẽ của DDT vào năm 1939. Từ 1945 đến 1975, lượng thuốc bảo vệ
thực vật được sản xuất ở Mỹ tăng 40 lần, từ 15,9 nghìn tấn/năm lên 636,3 nghìn
tấn/năm. Năm 1975, ước tính toàn thế giới đã sản xuất 1,7 triệu tấn thuốc bảo vệ
thực vật với giá trị thương mại khoảng 3,9 tỉ đô la Mỹ, trong đó thuốc diệt côn trùng

chiếm 32% [71].
Năm 1997 toàn thế giới sử dụng 2,58 triệu tấn thuốc bảo vệ thực vật với giá
trị 37,0 tỉ đô la Mỹ, trong đó thuốc diệt côn trùng chiếm 0,67 triệu tấn với giá trị
11,6 tỉ đô la Mỹ [11]. Năm 2001 các con số trên lần lượt là 2,29 triệu tấn; 31,8 tỉ đô
la Mỹ; 0,57 triệu tấn; 8,8 tỉ đô la Mỹ [45]. Và năm 2007 là 2,37 triệu tấn; 39,4 tỉ đô
la Mỹ; 0,40 triệu tấn; 11,2 tỉ đô la Mỹ [31].

Footer Page 16 ofTrường
126. Đại học KHTN

8


Header Page 17 ofLuận
126.văn thạc sĩ Sinh học

Vũ Xuân Đạt

Ở Việt Nam, lượng thuốc diệt côn trùng được sử dụng càng ngày càng tăng:
từ 10300 tấn lên 33000 tấn vào đầu những năm 1990, đến năm 2003 tăng lên 45000
tấn và năm 2005 là 50000 tấn ().
Mặc dù thế giới đã cố gắng cắt giảm lượng thuốc bảo vệ thực vật được sử
dụng nhưng kết quả đạt được còn hạn chế. Khối lượng thuốc bảo vệ thực vật được
sử dụng trên toàn thế giới năm 2007 so với năm 1997 chỉ giảm 8%. Tuy nhiên, kết
quả đạt được với thuốc diệt côn trùng tương đối khả quan, trong cùng thời gian trên
khối lượng thuốc diệt côn trùng được sử dụng đã giảm 40%.
1.2.2 Ưu và nhược điểm
Ưu điểm của thuốc diệt côn trùng hóa học là dễ sản xuất ở quy mô lớn với
giá thành rẻ, phổ tác dụng rộng với độc lực mạnh và hiệu quả tác dụng nhanh. Tuy
nhiên, chúng ngày càng bộc lộ rõ những nhược điểm như nhanh bị kháng bởi côn

trùng, gây ô nhiễm đất, nguồn nước và không khí, ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con
người.
Thuốc bảo vệ thực vật nói chung và thuốc diệt côn trùng nói riêng được sử
dụng tràn lan làm cho các loài gây hại biến đổi nhanh chóng và kháng thuốc. Hiệu
quả của viêc sử dụng thuốc ngày càng thấp ngược lại với chi phí ngày càng cao
[17]. Ước tính có khoảng 520 loài côn trùng, 150 loài vi sinh vật gây bệnh cây và
273 loài cỏ dại đã kháng lại thuốc ( />Một số thuốc diệt côn trùng có thời gian phân hủy lâu, sau khi được phun
cho cây trồng sẽ thẩm thấu một phần vào đất và các mạch nước ngầm. Các chất này
khi đã ngấm vào đất, vào nước ngầm sẽ tồn tại lâu dài vì trong đất có rất ít vi sinh
vật phân hủy chúng và mỗi năm chỉ 1% lượng nước ngầm được hồi phục. Điều
đáng lo ngại là nhu cầu nước ngọt của một nửa dân số thế giới được đáp ứng từ
nước ngầm [19], do đó nguy cơ bị ngộ độc thuốc diệt côn trùng rất cao.
Một lượng thuốc diệt côn trùng sau khi được sử dụng trên đồng ruộng sẽ
theo kênh thoát nước đi vào các thủy vực. Tại đây chúng giết chết các sinh vật phù

Footer Page 17 ofTrường
126. Đại học KHTN

9


Header Page 18 ofLuận
126.văn thạc sĩ Sinh học

Vũ Xuân Đạt

du, làm giảm nguồn cung cấp thức ăn cho cá hoặc giết chết cá, làm giảm sút nguồn
lợi thủy sản. Trong trường hợp cá bị nhiễm độc nhưng không chết sẽ gây độc gián
tiếp cho người ăn phải.
Thuốc diệt côn trùng tổng hợp có độc lực mạnh, phổ tác dụng rộng cũng có

nghĩa là có tính chọn lọc kém. Chúng không chỉ tiêu diệt các côn trùng gây hại mà
còn tiêu diệt cả những loài có ích như động vật ăn côn trùng, các loài kí sinh côn
trùng hại cây trồng [65], tiêu diệt ong mật và côn trùng thụ phấn cho cây làm cho
nhiều cây trồng thụ phấn nhờ côn trùng giảm năng suất và chất lượng [56].
Thuốc diệt côn trùng được sử dụng nhằm mục đích tăng năng suất cây trồng,
nhưng đôi khi nó lại làm giảm năng suất. Điều này xảy ra khi các chất này ức chế sự
phát triển bình thường của cây trồng, thuốc được phun cho các cây trồng mục tiêu
nhưng lại bị phát tán do gió gây thiệt hại cho những cây trồng ở vùng lân cận, nông
sản bị đổ bỏ vì dư lượng hóa chất độc hại vượt mức cho phép [64]. Bên cạnh đó, đất
trồng trọt có độ tơi xốp cao nên thuốc diệt côn trùng dễ ngấm vào đất. Trong đất có
nhiều loài sinh vật cần thiết cho hệ sinh thái đất trồng như động vật chân đốt, động
vật nguyên sinh, giun đất, nấm, vi khuẩn [66]. Thuốc diệt côn trùng sẽ gây độc và
làm đảo lộn hệ sinh thái đất, dẫn đến giảm năng suất cây trồng.
Việc lạm dụng thuốc diệt côn trùng làm cho thực phẩm bị nhiễm độc [87]
gây ngộ độc cấp tính hoặc mạn tính cho người sử dụng. Trên thế giới, hàng năm có
khoảng 26 triệu trường hợp bị ngộ độc (không tử vong) thuốc bảo vệ thực vật [70]
(trong đó có thuốc diệt côn trùng), 750 nghìn trường hợp ngộ độc mạn tính, 3 triệu
trường hợp phải nhập viện và 200 nghìn trường hợp tử vong [34].
Ở Việt Nam, khoảng 15-20 triệu người thường xuyên phơi nhiễm với thuốc
bảo vệ thực vật (). Theo báo cáo của Cục Y tế dự phòng và
Môi trường - Bộ Y tế, năm 2009 có 4515 trường hợp bị nhiễm độc thuốc bảo vệ
thực vật trong đó có 138 trường hợp tử vong ().
Con số trên mới chỉ là kết quả thống kê được đối với các trường hợp đã nhập viện.

Footer Page 18 ofTrường
126. Đại học KHTN

10

Header Page 19 ofLuận
126.văn thạc sĩ Sinh học

Vũ Xuân Đạt

Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng, người phơi nhiễm thuốc trừ sâu và các loại
thuốc bảo vệ thực vật tổng hợp khác có thể tăng nguy cơ mắc các bệnh như rối loạn
cảm giác, rối loạn trí nhớ [34], hen suyễn, viêm xoang mạn tính, viêm phế quản
mạn tính [82], rối loạn chức năng tinh hoàn hoặc vô sinh [20], đột biến gene [41],
u lympho không Hodgkin [38], bệnh máu trắng, ung thư da, ung thư thực quản,
ung thư dạ dày, ung thư ruột kết, ung thư phổi, ung thư đại tràng, ung thư vú,
ung thư tiền liệt tuyến và bàng quang [8], [14]. Thời gian phơi nhiễm càng nhiều thì
nguy cơ mắc các bệnh này càng tăng lên.
Vì những nhược điểm của thuốc diệt côn trùng hóa học, xu hướng chung trên
thế giới hiện nay là không sử dụng thuốc diệt côn trùng hoặc sử dụng thuốc có
nguồn gốc sinh học để thay thế dần nhằm phát triển nền nông nghiệp bền vững.
1.3 Thuốc diệt côn trùng nguồn gốc sinh học
1.3.1 Phân loại
Thuốc diệt côn trùng, thuốc diệt cỏ, thuốc trừ bệnh được gọi chung là thuốc
diệt hại. Thuốc diệt hại sinh học là các chế phẩm có nguồn gốc sinh học. Chúng là
các cơ thể sống như vi khuẩn, nấm, động vật hay các chất được tách chiết từ sinh
vật như protein, các sản phẩm trao đổi chất của vi sinh vật. Theo EPA, Hoa Kỳ
(2011),

thuốc

diệt

hại

sinh

học

được

chia

thành

ba

nhóm

chính

():
1. Thuốc diệt hại có nguồn gốc vi sinh vật: thành phần có hoạt lực diệt hại là
các vi sinh vật (vi khuẩn, nấm, virus hoặc động vật nguyên sinh). Thuốc diệt hại
nguồn gốc vi sinh vật được dùng để kiểm soát nhiều loại gây hại khác nhau như côn
trùng, cỏ dại. Protein độc của vi khuẩn Bacillus thuringensis (Bt) hay các sản phẩm
trao đổi chất khác của vi sinh vật cũng thuộc nhóm này.
2. Các yếu tố bảo vệ được chuyển vào thực vật (plant incorporated
protectants, PIPs): là các chất diệt hại thực vật vốn không sản xuất được, nhưng do
nhận được gene ngoại lai nên thực vật có khả năng sản sinh ra để tự bảo vệ. gene

Footer Page 19 ofTrường
126. Đại học KHTN

11

Header Page 20 ofLuận
126.văn thạc sĩ Sinh học

Vũ Xuân Đạt

mã hóa protein độc của B. thuringensis là một ví dụ điển hình được chuyển vào thực
vật [86].
3. Các chất diệt hại hóa sinh: là các hợp chất kiểm soát dịch hại bằng cơ chế
không độc. Không giống các thuốc bảo vệ thực vật tổng hợp trực tiếp giết chết hoặc
ức chế dịch hại, các chất diệt hại hóa sinh có thể là pheromone giới tính ức chế
trưởng thành giới tính, ức chế sự giao phối của côn trùng [50] từ đó kiểm soát được
dịch hại, hoặc là các chất được chiết từ thực vật có khả năng dẫn dụ được dùng để
bẫy côn trùng.
1.3.2 Ưu và nhược điểm
Mặc dù có một số nhược điểm như giá thành sản xuất còn cao, hoạt lực
không mạnh bằng hóa chất tổng hợp, hiệu lực tác dụng chậm, hiệu quả bị ảnh
hưởng nhiều bởi các điều kiện ngoại cảnh, nhưng với các ưu điểm vượt trội so với
hóa chất tổng hợp về độ thân thiện với môi trường, hệ sinh thái và sức khỏe con
người, các chế phẩm sinh học ngày càng được nhận được nhiều sự quan tâm trong
nghiên cứu và sản xuất để sử dụng trong nông nghiệp.
Các chế phẩm sinh học tác dụng có chọn lọc, mỗi chế phẩm chỉ tác dụng lên
một hay một số loài côn trùng nhất định, không hoặc chỉ gây ảnh hưởng đến một số
ít thiên địch và các sinh vật có ích khác. Do vậy, các hệ sinh thái được 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 hưởng tiêu cực đến
cây trồng ở đó.
Các chế phẩm chứa yếu tố diệt côn trùng là vi sinh vật có khả năng duy trì
hiệu quả kéo dài, chúng không chỉ tiêu diệt lứa côn trùng đang phá hoại mà còn lây

nhiễm trên côn trùng từ thế hệ này sang thế hệ khác.
Do có tác dụng chọn lọc đến côn trùng gây hại, các chế phẩm sinh học sẽ
không được sử dụng tràn lan, do vậy nguy cơ kháng thuốc của côn trùng sẽ được

Footer Page 20 ofTrường
126. Đại học KHTN

12


Header Page 21 ofLuận
126.văn thạc sĩ Sinh học

Vũ Xuân Đạt

giảm thiểu, mỗi chế phẩm được sử dụng trong thời gian lâu hơn làm giảm chi phí
nghiên cứu sản xuất các chế phẩm mới thay thế.
Các chế phẩm sinh học có thành phần chính là các cơ thể sống hoặc có
nguồn gốc từ cơ thể sống, chúng dễ bị phân hủy thành các chất không độc sau một
thời gian ngắn sử dụng, không làm ô nhiễm đất, nước, không khí. Vì các chế phẩm
này đã được chọn lọc để tác dụng đến từng loài côn trùng nhất định, trong trường
hợp các cơ thể sống từ chế phẩm còn tồn tại được trên các nông sản cũng không gây
ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Nếu phát tán vào các thủy vực, các chế phẩm
này ít gây ảnh hưởng xấu đến các sinh vật ở đó và do vậy không làm giảm giá trị
khai thác nguồn lợi thủy sản cũng như sự cân bằng của hệ sinh thái.
1.3.3 Tình hình nghiên cứu, sản xuất và sử dụng
Hầu hết các loài côn trùng gây hại đều có thể bị nhiễm bệnh bởi các vi sinh
vật [54]. Trong tự nhiên, hiện tượng các vi sinh vật nhiễm bệnh và kiểm soát số
lượng côn trùng là phổ biến, ví dụ như bọ xít hại vải, nhãn bị nhiễm tự nhiên và bị
giết bởi nấm Beauveria bassiana. Đó chính là cơ sở khoa học vững chắc cho việc

nghiên cứu sản xuất các chế phẩm sinh học diệt côn trùng.
A. Thế giới
Sự đóng góp đặt nền móng cho xu hướng kiểm soát côn trùng bằng vi sinh
vật là của Mechnikoff (1879) và Krassilnikow (1888), khi lần đầu tiên trình bày các
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 đường. Năm 1914, lần đầu tiên d’Herelle
thử nghiệm kiểm soát côn trùng bằng vi khuẩn [54]. Cho đến năm 2001, có khoảng
195 yếu tố diệt hại sinh học (bao gồm thuốc diệt côn trùng) đã được đăng kí với
780 sản phẩm khác nhau ().
ENomita và Azaguard Tech là các chất được chiết từ thực vật. ENomita chứa
chất furoflavone chiết từ cây karanjin tác dụng lên ve bét và các côn trùng chích
hút. Azaguard Tech là chế phẩm chiết từ hạt neem, tác dụng lên hơn 400 loài côn

Footer Page 21 ofTrường
126. Đại học KHTN

13


Header Page 22 ofLuận
126.văn thạc sĩ Sinh học

Vũ Xuân Đạt

trùng khác nhau nhưng không ảnh hưởng đến côn trùng có lợi. Các chất này kiểm
soát sự sinh trưởng và do đó kiểm soát số lượng côn trùng.
Bacillus thuringensis là một trong những vi khuẩn được 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 thuringensis. Chế

phẩm từ B. thuringensis (thường được gọi là Bt) bắt đầu được sử dụng để diệt côn
trùng từ năm 1920 ( Bt được đăng kí để sử
dụng làm thuốc diệt côn trùng lần đầu tiên ở Mỹ từ năm 1961, và được đăng kí lại
vào năm 1998 ( Năm 2007, Ahmad và cộng
sự (2007) đã so sánh khả năng diệt rệp của Bt với một số hóa chất tổng hợp. Kết
quả cho thấy, Bt làm giảm 70% số lượng rệp, xấp xỉ với hiệu quả của các hóa chất
này [6].
Cho đến nay, có một số sản phẩm Bt thương mại như Able™, Biobit®,
Cutlass™, Dipel®, Foray®, Javelin®, Thuricide®, Vectobac® đã được sử dụng để
bảo

vệ

cây

trồng.

Larvorid

là

sản

phẩm

chứa

protein

độc

của

B. thuringiensis, tác dụng lên mọt và ruồi trắng. Khi ăn phải độc tố của
B. thuringensis, côn trùng không tiêu hóa được thức ăn và chết.
Gindin và cộng sự (2006) đã nghiên cứu khả năng diệt mọt cọ
Rhynchophorus ferrugineus của Metarhizium anisopliae và Beauveria bassiana.
Kết quả cho thấy, sau 1 tuần M. anisopliae diệt được 100% ấu trùng trong khi
B. bassiana diệt được 80-82% ấu trùng và trứng của mọt cọ [29].
Kim và cộng sự (2001) sử dụng B. bassiana và Verticillium lecanii để kiểm
soát rệp bông Aphis gossypii. Kết quả cho thấy chủng B. bassiana CS-1 diệt được
50% rệp sau 4,6-4,7 ngày và sau 5 ngày diệt được 64-75%. Chủng V. lecanii
CS-625 diệt rệp tốt hơn, diệt được 50% rệp chỉ sau 2,7-3,3 ngày và diệt được
97-100% sau 5 ngày. V. lecanii cũng được sử dụng để kiểm soát ruồi trắng

Footer Page 22 ofTrường
126. Đại học KHTN

14


Header Page 23 ofLuận
126.văn thạc sĩ Sinh học

Vũ Xuân Đạt

Trialeurodes vaporariorum. Sau 7 ngày phun, ruồi trắng bị diệt 98% ở 25°C, xấp
xỉ 80% ở 15°C và 35°C bởi chủng V. lecanii CS-626 [47].
Lecanicillium muscarium trong nghiên cứu của Cuthbertson và cộng sự
(2010) đã được làm tăng hiệu quả diệt bướm khoai lang (Bemisia tabaci) nhờ phụ

gia. Từ dung dịch bào tử nấm chỉ diệt được xấp xỉ 60%, sau khi được trộn thêm dầu
và phụ gia, hỗn hợp này diệt được 95% B. tabaci [21]. Trong nghiên cứu của Park
và cộng sự (2010), chủng Lecanicillium sp. 4078 diệt được trứng, ấu trùng và con
trưởng thành của B. tabaci với các tỉ lệ lần lượt là 77,68 ± 12,01%, 75,55 ± 6,68%
và 93,33 ± 11,55%. Còn trong nghiên cứu của Guclu và cộng sự (2010),
L. muscurium có thể diệt 60-75% bướm Ricania simulans sau 7 ngày phun [32].
Nấm kí sinh không chỉ được nghiên cứu để diệt côn trùng gây hại cây trồng,
mà còn được nghiên cứu để diệt các côn trùng kí sinh truyền bệnh cho người và vật
nuôi. Angelo và cộng sự (2010) đã nghiên cứu khả năng kiểm soát rận
Rhipicephalus microplus của L. lecanii. Trong hỗn hợp với phụ gia, bào tử nấm
L. leacnii diệt được 97,6% R. microplus trước khi rận kịp đẻ trứng [9]. Bukhari và
cộng sự (2011) 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 được 39-50% ấu trùng muỗi [16].
Trên thế giới hiện đã có nhiều chế phẩm sinh học diệt côn trùng từ nấm kí
sinh côn trùng được thương mại hóa. Theo thống kê của de Faria và cộng sự (2007),
có ít nhất 12 loài (hoặc dưới loài) nấm được ứng dụng để sản xuất chế phẩm diệt
côn trùng. Sản phẩm dựa trên B. bassiana (33,9%), M. anisopliae (33,9%),
Lecanicillium spp. (9,4%), Isaria fumosorosea (5,8%), và B. brongniartii (4,1%) là
phổ biến nhất trong số 171 sản phẩm được thống kê. Trong đó 75% số sản phẩm đã
được thương mại hóa, 15% hiện không còn được sử dụng và 10% hiện chưa biết
thông tin [23].
Beevicide và LarvoEnd là hai trong số các sản phẩm thương mại chứa bào tử
B. bassiana. Đích tác dụng là sâu đục thân, sâu đục quả, bọ trĩ, sâu cuốn lá, bướm

Footer Page 23 ofTrường
126. Đại học KHTN

15

Header Page 24 ofLuận
126.văn thạc sĩ Sinh học

Vũ Xuân Đạt

đêm. TermoENd chứa M. anisopliae, tác dụng lên mối, kiến, bọ cánh cứng hại mía,
ấu trùng hại rễ cây và ruồi quả. Grubkill và Bioter là các chế phẩm chứa cả nấm kí
sinh côn trùng và vi khuẩn, tác dụng lên các côn trùng chích hút, sâu đục thân và
côn trùng thân cứng. Biomite: chứa hỗn hợp của V. lecanii và một số sinh vật kí
sinh khác, tác dụng lên ve bét phá hoại mùa màng. Cơ chế diệt côn trùng của các
chế phẩm này: Nấm tiết ra enzyme phân giải biểu bì côn trùng, sợi nấm đâm vào cơ
thể côn trùng, kí sinh, hình thành bào tử và giết chết côn trùng sau 5-7 ngày phun.
Liều sử dụng: 250 ml chế phẩm (2×108 CFU/ml) cho 4000 m 2 cây trồng.
B. Việt Nam
Ở Việt Nam đã có một số công trình nghiên cứu về khả năng diệt côn trùng
của vi sinh vật. Võ Thị Thu Oanh và cộng sự (2007) đã nghiên cứu khả năng diệt
sâu khoang hại rau cải của M. anisopliae. Kết quả chủng nấm này diệt được trên
70% sâu khoang sau 7 ngày phun [2]. Ho và cộng sự (2010) nghiên cứu khả năng
diệt rầy nâu trên lúa của M. anisopliae. Kết quả là 74,8-84,3% rầy nâu bị diệt trong
khi chi phí chỉ bằng 24,4% so với sử dụng hóa chất tổng hợp [37]. Phạm Thị Thùy
và cộng sự (2005) đã nghiên cứu hoàn thiện công nghệ sản xuất thuốc trừ sâu vi
nấm sử dụng Beauveria và Metarhizium để phòng trừ sâu hại đậu tương và đậu
xanh [3], Nguyễn Dương Khuê (2005) đã sử dụng M. anisopliae để phòng trừ mối
nhà [1].
Mặc dù đã được nghiên cứu từ gần 100 năm qua, nhưng việc ứng dụng các
chế phẩm diệt côn trùng sinh học trong nông nghiệp vẫn còn hạn chế. Tổng lượng
chế phẩm diệt côn trùng sinh học được sử dụng năm 2000 trên toàn thế giới có giá
trị thương mại khoảng 160 triệu đô la Mỹ (chiếm 1,8% tổng giá trị của các loại
thuốc diệt côn trùng), trong đó riêng chế phẩm Bt chiếm hơn 90%. Tuy nhiên, việc

ứng dụng các chế phẩm sinh học sẽ tăng trưởng mạnh trong tương lai. Ở châu Âu và
Mỹ, nhiều chế phẩm mới có phổ tác dụng rộng đã được thương mại hóa và lượng
bán ra tăng theo từng năm. Ngoài ra, nhiều dự án và nghiên cứu đang được thực
hiện để phát triển các chế phẩm diệt côn trùng từ các vi sinh vật như Bacillus

Footer Page 24 ofTrường
126. Đại học KHTN

16


Header Page 25 ofLuận
126.văn thạc sĩ Sinh học

Vũ Xuân Đạt

thuringensis, B. popilliae, V. lecanii, M. anisopliae, Beauveria bassiana và
Paecilomyces. Theo dự báo của công ty tư vấn Chuck Benbrook, chế phẩm sinh học
được sử dụng sẽ tăng 5-7,5 lần sau năm 2013 (), [45].
1.3.4 Khả năng kiểm soát rệp hại cây trồng của nấm Lecanicillium
Lecanicillium là chi nấm kí sinh côn trùng thuộc ngành nấm túi Ascomycota,
lớp Sordariomycetes, bộ Hypocreales, họ Clavicipitaceae. Lecanicillium trước đây
được gọi là Verticillium lecanii [85]. Cùng trong họ Clavicipitaceae với chi nấm
Lecanicillium còn có một chi nấm kí sinh côn trùng khác là Metarhizium.
Lecanicillium có khả năng kí sinh tự nhiên và giết chết nhiều loại côn trùng
như rệp, ruồi trắng, bộ cánh đều, bộ cánh cứng, bộ cánh thẳng, bướm [12], [30],
[33], [43], [53]. Cơ chế diệt côn trùng của Lecanicillium dựa trên sự tiếp xúc trực
tiếp của bào tử với côn trùng. Sau khi bám trên vỏ côn trùng (chitin), các bào tử nảy
mầm rồi tiết 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 thương,
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 [54].
Vu và cộng sự (2007) đã nghiên cứu sử dụng nấm Lecanicillium spp. phân
lập từ rệp Myzus persicae để kiểm soát M. persicae và Aphis gossypii. Trong điều
kiện phòng thí nghiệm, 100% M. persicae và A. gossypii đã bị diệt sau 4-5 ngày
phun. Trong nhà kính, A. gossypii đã bị diệt 78% sau 14 ngày phun.
Trong một nghiên cứu khác, Kim và cộng sự (2008) đã sử dụng
L. attenuatum CNU-23 để kiểm soát M. persicae. Trong phòng thí nghiệm,
L. attenuatum CNU-23 diệt được 50% rệp sau 3,7 ngày phun và 80% sau 7 ngày
phun. Khi thử nghiệm trên cây ớt được trồng trong nhà kính, chủng nấm này diệt
được 72-97% rệp sau 12 ngày phun [46].

Footer Page 25 ofTrường
126. Đại học KHTN

17