NGHIÊN CỨU MÔI TRƯỜNG NHÂN NUÔI TUYẾN TRÙNG KÝ SINH GÂY BỆNH CÔN TRÙNG VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG GÂY BỆNH CỦA TUYẾN TRÙNG ĐỐI VỚI NHỘNG SÂU XANH (Helicoverpa armigera)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
WWW XXX

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU MÔI TRƯỜNG NHÂN NUÔI TUYẾN TRÙNG
KÝ SINH GÂY BỆNH CÔN TRÙNG VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ
NĂNG GÂY BỆNH CỦA TUYẾN TRÙNG ĐỐI VỚI
NHỘNG SÂU XANH (Helicoverpa armigera)

Họ và tên sinh viên: PHẠM THỊ MẾN
Ngành: NÔNG HỌC
Niên khóa: 2005 - 2009

Tháng 08 năm 2009


NGHIÊN CỨU MÔI TRƯỜNG NHÂN NUÔI TUYẾN TRÙNG
KÝ SINH GÂY BỆNH CÔN TRÙNG VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ
NĂNG GÂY BỆNH CỦA TUYẾN TRÙNG ĐỐI VỚI
NHỘNG SÂU XANH (Helicoverpa armigera)

Tác giả

PHẠM THỊ MẾN

Luận văn được đệ trình để hoàn tất yêu cầu
cấp bằng Kỹ sư nông nghiệp ngành
Nông học

Giảng viên hướng dẫn
TS. LÊ ĐÌNH ĐÔN
KS. NGUYỄN HỮU TRÚC

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 08 năm 2009
i


LỜI CẢM ƠN
y Thành kính khắc ghi ơn sinh thành, dưỡng dục của cha mẹ và anh chị - điểm tựa
tinh thần vững chắc cho con. Cảm ơn gia đình đã luôn tin tưởng, yêu thương và tạo
mọi điều kiện tốt cho con trong học tập.
y Xin gởi lời tri ân sâu sắc đến Thầy Lê Đình Đôn, Thầy Nguyễn Hữu Trúc và
Thầy Nguyễn Ngọc Hùng đã tận tình hướng dẫn, chỉ dạy và giúp đỡ em trong suốt thời
gian thực tập, hoàn thành khóa luận.
y Xin chân thành cảm ơn:
-

Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Nông Lâm TP. HCM, ban Chủ Nhiệm
Khoa Nông học, cùng toàn thể qúy thầy cô Trường Đại Học Nông Lâm TP.
HCM đã tận tình dạy dỗ, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập ở trường.

-

Các thầy cô, anh chị trong bộ môn Công Nghệ Sinh Học đã tận tình giúp đỡ,
tao điều kiện thuận lợi để tôi thực hiện đề tài.

-

Chị Minh Kiều, chị Vân đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực
hiện đề tài.

-

Các cô chú nông dân đã tạo điều kiện để tôi thực hiện đề tài được thuận lợi.

-

Các anh chị, các bạn trong và ngoài lớp đã tận tình giúp đỡ, động viên tôi
trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2009

Phạm Thị Mến

ii


TÓM TẮT
Tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng (Entomopathogenic nematodes) tiêu
biểu là 2 giống Steinernema và Heterorhabditis thực chất là những tổ hợp sinh học do
sự cộng sinh của tuyến trùng ký sinh và vi khuẩn gây bệnh, tổ hợp này vừa có khả
năng ký sinh vừa gây bệnh cho côn trùng vật chủ. Vì vậy nhóm tuyến trùng này được
xem là tác nhân sinh học có nhiều triển vọng trong công tác phòng trừ sinh học sâu hại
nông nghiệp và trong y học.
Đề tài “nghiên cứu môi trường nhân nuôi tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn
trùng và đánh giá khả năng gây bệnh của tuyến trùng đối với nhộng sâu xanh
Helicoverpa armigera” được thực hiện tại vườn rau xã Tân Phú Trung huyện Củ Chi
và phòng thí nghiệm Viện Nghiên Cứu Công Nghệ Sinh Học và Môi Trường, Trường

Đại Học Nông Lâm TP. HCM, thời gian thực hiện đề tài từ ngày 08/02/2008 đến ngày
08/06/2008. Đề tài gồm 2 phần chính: bước đầu thử nghiệm môi trường nhân sinh khối
tuyến trùng và đánh giá khả năng gây bệnh của tuyến trùng đối với nhộng sâu xanh
sau khi nhân nuôi trên môi trường nhân tạo trong phòng thí nghiệm.
Kết quả thử nghiệm nhân nuôi tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng trên các
loại môi trường khác nhau trong phòng thí nghiệm đã xác định được môi trường SĐ
gồm các thành phần: 5% sữa đậu nành, 0,5% yeast extract, 0,5% pepton, 0,45% agar,
0,5% NaCl, 0,2% KH2PO4 và môi trường BB có thành phần gồm: 2% bột đậu nành,
1% lòng đỏ trứng gà sấy khô, 0,5% yeast extract, 0,5% pepton, 0,45% agar, 0,5%
NaCl, 0,2% KH2PO4 là 2 môi trường có khả năng nhân sinh khối tuyến trùng cao nhất
với số lượng EPNs lần lượt là 441.100 và 317.600 EPNs/20 ml môi trường và có chi
phí thấp so với các môi trường còn lại (lần lượt 2.657 và 2.618 đ/100 ml môi trường).
Xác định được trong thời gian nhân nuôi 7 – 8 ngày sau cấy, mật số tuyến trùng trên
môi trường SĐ và BB tăng cao nhất, mật số đạt được lần lượt là 22 x1 03 và 14.6 x
103/20 ml môi trường, sau đó dân số tuyến trùng bắt đầu giảm dần.
Dung dịch tuyến trùng được nhân nuôi trong phòng thí nghiệm sử dụng để
chủng vào các chậu nhỏ chứa 150 g đất đã trồng cải, đặt nhộng vào thử nghiệm nhận
thấy ở mật số 400 cá thể tuyến trùng/150 g đất có chứa 1 nhộng, tuyến trùng đã có khả
iii


năng gây chết nhộng. Với mật số 1200 cá thể tuyến trùng/150 g đất có chứa 1 nhộng
cho tỉ lệ nhộng bị ký sinh cao (80%), đây cũng là nồng độ tuyến trùng có hiệu lực diệt
nhộng cao nhất.
Tiến hành thử nghiệm chủng 1200 cá thể tuyến trùng được nhân nuôi trên môi
trường nhân tạo vào 0,16 dm2 đất đã đặt nhộng để đánh giá khả năng gây bệnh của các
chủng tuyến trùng này đối với nhộng sâu xanh (Helicoverpa amigera). Qua kết quả
thử nghiệm nhận thấy, độc tính của tuyến trùng sau khi nhân nuôi trên các môi trường
nhân tạo thử nghiệm vẫn không bị mất đi, hiệu lực gây chết nhộng sâu xanh trong đất
sau 6 ngày chủng khá cao với tỉ lệ nhộng bị ký sinh đạt từ 75 – 87,5%. Độc tính của

EPNs sau khi nhân nuôi trên các loại môi trường có thành phần dinh dưỡng khác nhau
có sự chênh lệch không đáng kể.
Đề tài đã chọn lọc được các thành phần dinh dưỡng cần thiết có trong môi
trường nhân nuôi, xác định được môi trường nhân sinh khối thích hợp, hiệu quả nhằm
giúp ích quá trình sản xuất sinh khối lớn và ứng dụng chế phẩm sinh học này trong
công tác bảo vệ thực vật được dễ dàng và thiết thực hơn.

iv


MỤC LỤC
Nội dung

Trang

Trang tựa .........................................................................................................................i
Lời cảm ơn.................................................................................................................... ii
Tóm tắt.......................................................................................................................... iii
Mục lục ..........................................................................................................................v
Danh sách các chữ viết tắt .......................................................................................... viii
Danh sách các bảng ..................................................................................................... ix
Danh sách các hình và đồ thị .........................................................................................x
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ............................................................................................1
1.1 Đặt vấn đề.................................................................................................................1
1.2 Mục đích và yêu cầu.................................................................................................2
1.2.1 Mục tiêu đề tài .......................................................................................................2
1.2.2 Yêu cầu ..................................................................................................................2
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU .........................................................................3
2.1 Vai trò của biện pháp kiểm soát sinh học trong bảo vệ thực vật..............................3
2.2 Tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng (EPNs) được sử dụng

như một tác nhân kiểm soát sinh học .............................................................................4
2.2.1 Đặc điểm của EPNs ...............................................................................................4
2.2.2 Đặc điểm sinh học và chu kỳ sống ........................................................................5
2.2.3 Hoạt động tìm kiếm ký chủ ...................................................................................6
2.2.4 Quá trình xâm nhiễm .............................................................................................7
2.2.5 Sự cạnh tranh và tồn tại .........................................................................................8
2.2.6 Ảnh hưởng của môi trường sống lên đời sống EPNs ............................................8
2.2.6.1 Yếu tố sinh học ...................................................................................................8
2.2.6.2 Yếu tố phi sinh học.............................................................................................9
2.2.7 Sự phân bố quần thể và phạm vi ảnh hưởng .......................................................10
2.2.8 Khả năng tương hợp với các tác nhân kiểm soát.................................................11
2.2.8.1 Với thuốc trừ sâu hóa học.................................................................................11
2.2.8.2 Với nấm ký sinh................................................................................................12
2.2.8.3 Kết hợp hai hay nhiều loài tuyến trùng với nhau .............................................12
v


2.2.9 Khả năng và triển vọng sử dụng thuốc sinh học tuyến trùng
trong phòng trừ sâu hại .......................................................................................... 13
2.2.10 Ý nghĩa của EPNs trong phòng trừ sinh học nông nghiệp và trong y học ........14
2.2.10.1 Trong nông nghiệp .........................................................................................14
2.2.10.2 Trong y học.....................................................................................................15
2.2.11 Công nghệ sản xuất EPNs ................................................................................16
2.2.11.1 Công nghệ nhân nuôi in vivo .........................................................................16
2.2.11.2 Công nghệ nhân nuôi in vitro ........................................................................16
2.2.12 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng EPNs trong phòng trừ côn trùng ...............19
2.2.12.1 Trong nước .....................................................................................................19
2.2.12.2 Ngoài nước .....................................................................................................20
2.2.12.2.1 Sự đa dạng của EPNs trong tự nhiên...........................................................20
2.2.12.2.2 Một số kết quả nghiên cứu sử dụng EPNs trong phòng trừ sâu hại ............21

2.2.13 Ứng dụng sản phẩm tuyến trùng ......................................................................24
CHƯƠNG 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...............................27
3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu ..........................................................................27
3.1 Thời gian nghiên cứu..............................................................................................27
3.2 Địa điểm nghiên cứu...............................................................................................27
3.2 Phương pháp thu thập mẫu tuyến trùng sử dụng nhộng sâu xanh làm mồi ...........27
3.2.1 Thời gian..............................................................................................................27
3.2.2 Địa điểm .............................................................................................................27
3.2.3 Vật liệu ................................................................................................................27
3.2.4 Các bước tiến hành ..............................................................................................27
3.2.5 Xử lý mẫu số liệu.................................................................................................28
3.3 Phương pháp nhân nuôi EPNs trên đĩa petri bằng nhộng sâu xanh (in vivo).........29
3.3.1 Thời gian..............................................................................................................29
3.3.2 Địa điểm ..............................................................................................................29
3.3.3 Vật liệu thí nghiệm ..............................................................................................29
3.3.4 Cách tiến hành .....................................................................................................29
3.4 Phương pháp nhân nuôi EPNs trên các môi trường nhân tạo (in vitro) .................30
3.4.1 Thời gian..............................................................................................................30
vi


3.4.2 Địa điểm ..............................................................................................................30
3.4.3 Vật liệu thí nghiệm ..............................................................................................30
3.4.4 Phương pháp khử trùng tuyến trùng....................................................................30
3.4.5 Công thức thức ăn nhân tạo.................................................................................30
3.4.6 Cách tiến hành .....................................................................................................32
3.4.7 Phương pháp thu hoạch tuyến trùng....................................................................33
3.5 Xác định thời điểm EPNs đạt mật số cao nhất .......................................................34
3.6 Khảo sát ảnh hưởng của mật số EPNs chủng.........................................................34
3.7 Khảo xác khả năng gây bệnh của tuyến trùng đối với nhộng

sâu xanh trong đất.........................................................................................................35
3.7.1 Thời gian và địa điểm ..........................................................................................35
3.7.2 Bố trí thí nghiệm..................................................................................................35
3.7.3 Các bước tiến hành thí nghiệm............................................................................36
3.7.4 Phương pháp thu hoạch mẫu tuyến trùng............................................................36
3.8 Phương pháp xử lý số liệu ......................................................................................37
CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................38
4.1 Điều tra sự hiện diện của EPNs ký sinh nhộng sâu xanh
(Helicoverpa armigera) trên vùng rau Củ Chi ...........................................................38
4.2 Khảo sát sự phát triển của EPNs trên nhộng sâu xanh ...........................................39
4.3 Khảo sát sự phát triển của EPNs trên môi trường nhân tạo ..................................40
4.4 Khảo sát thời gian phát triển của EPNs trên các loại môi trường ..........................41
4.5 Khảo sát ảnh hưởng của mật số EPNs chủng.........................................................47
4.6 Khảo sát khả năng gây bệnh EPNs đối với nhộng sâu xanh sau
khi nhân nuôi in vitro....................................................................................................48
4.7 Mô tả hình thái EPNs trong các môi trường nhân nuôi..........................................49
4.8 Thảo luận kết quả đạt được ....................................................................................53
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ.....................................................................55
5.1 Kết luận...................................................................................................................55
5.2 Đề nghị ...................................................................................................................55
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................56
PHỤ LỤC ................................................................................................................................60
vii


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
NBKS:

Nhộng bị ký sinh

NS:

Nhộng sống

NVH:

Nhộng vũ hóa

EPNs :

Tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng
(Entomopathogenic nematodes)

IJ:

Ấu trùng xâm nhiễm (Infective juveniles)

DJ:

Ấu trùng cảm nhiễm tuổi lớn (Dauer Juveniles)

J1- J4:

Giai đoạn ấu trùng từ tuổi 1 – 4 (Juvenile stages)

J2d :

Giai đoạn tiền ấu trùng tuổi lớn (Pre - dauer stage)

ĐHNL:

Đại học Nông Lâm

VKCS:

Vi khuẩn cộng sinh

NSC:

Ngày sau cấy

NSC:

Ngày sau chủng

BVTV:

Bảo vệ thực vật

CV:

Hệ số biến thiên (Coefficient of variation)

SD:

Độ lệch chuẩn (Standard deviation)

viii

DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng ..................................................................................................................... Trang
Bảng 4.1 Số nhộng bị EPNs ký sinh trong tháng 2 tại vườn rau huyện Củ Chi ..........37
Bảng 4.2 Số lượng EPNs trên 7 loại môi trường trong thí nghiệm..............................40
Bảng 4.3 Số lượng của EPNs trên 7 loại môi trường nhân nuôi tuyến
trùng trong thời gian từ 1 – 7 ngày sau cấy vào môi trường ........................42
Bảng 4.4 Số lượng của EPNs trên 7 loại môi trường nhân nuôi tuyến
trùng trong thời gian từ 8 – 13 ngày sau cấy vào môi trường ....................43
Bảng 4.5 Số nhộng bị EPNs ký sinh ở các mật số chủng ........................................... 46
Bảng 4.6 Số nhộng bị EPNs ký sinh sau 4 và 6 ngày sau chủng ngoài
đồng ruộng……………………………………………………………….. 47

ix


DANH SÁCH CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ
Hình

Trang

Hình 2.1 Chu trình xâm nhập và phát triển của Steinernerma spp.
bên trong cơ thể vật chủ côn trùng ................................................................ 6
Hình 2.2 Sơ đồ công nghệ sản xuất in vivo và in vitro chế phẩm EPNs .........

18

Hình 2.3 Sản phẩm EPNs thương mại .........................................................................25
Hình 3.1 Liếp rau xà lách đặt bẫy và cách đặt bẫy thí nghiệm tại Củ Ch ...................28
Hình 3.2 7 loại môi trường nhân nuôi tuyến trùng ......................................................33
Hình 4.1 Thu thập mẫu nhộng sau đặt bẫy ..................................................................38

Hình 4.2 Một số hình ảnh nhân nuôi EPNs bằng nhộng sâu xanh ..............................39
Hình 4.3 Dấu hiệu EPNs phát triển trong môi trường tại các thời điểm
sau khi cấy vào môi trường ..........................................................................45
Hình 4.4 Dấu hiệu dân số EPNs giảm dần môi trường nhân nuôi...............................46
Hình 4.5 Toàn cảnh thí nghiệm ...................................................................................49
Hình 4.6 Ấu trùng cảm nhiễm của giống Heterorhaditis (40) ....................................51
Hình 4.7 Các bộ phận của tuyến trùng đực giống Heterorhaditis...............................51
Hình 4.8 Các bộ phận của tuyến trùng cái giống Heterorhaditis ...............................52
Đồ thị 4.1 Số lượng EPNs/20 ml môi trường trên 7 loại môi trường
nhân nuôi trong phòng thí nghiệm (nhiệt độ: 24 – 250C)........................... 40
Đồ thị 4.2 Diễn biến tốc độ phát triển của EPNs trong thời gian nhân
nuôi thí nghiệm (nhiệt độ: 24 – 250C)........................................................ 41

x


Chương 1
GIỚI THIỆU
1.1 Đặt vấn đề
Trong xu thế phát triển chung của nền kinh tế, nghề trồng rau không chỉ tăng
nhanh về diện tích, sản lượng để đáp ứng nhu cầu sống của con người, mà các vấn đề
an toàn thực phẩm của nông sản phẩm ngày càng được chú trọng hơn. Tuy nhiên chính
sự gia tăng nhanh về diện tích cũng như tính chuyên canh hóa ngày càng cao đó đã
làm phát sinh thêm nhiều dịch hại như sâu, bệnh, cỏ dại đặc biệt sâu hại là một trong
những đối tượng gây hại nghiêm trọng đối với cây trồng.
Những năm gần đây, việc sử dụng thuốc trừ sâu trong nông nghiệp với độc tính
cao, hiệu lực trừ sâu có tác động mạnh và nhanh của thuốc đã phần nào hạn chế những
dịch hại trên. Tuy nhiên, việc lạm dụng thuốc, sử dụng liên tục, tràn lan, thiếu khoa
học, thiếu hợp lý đã để lại nhiều hậu quả nghiêm trọng, gây ô nhiễm môi trường, tiêu
dietj một số thiên địch của sâu hại, phá hủy nghiêm trọng thế cân bằng trong hệ sinh

thái nông nghiệp, từ đó làm phát sinh nhiều dịch bệnh do sâu hại kháng thuốc và do
không còn thiên địch trên đồng ruộng để đảm nhận chức năng tự nhiên là hạn chế sâu
hại phát triển thành dịch. Tai hại hơn là làm cho cây trồng bị nhiễm độc thuốc, gây ra
hàng loạt các vụ ngộ độc thực phẩm, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và môi
trường sống do dư lượng thuốc BVTV còn tồn tại trong rau và trong đất. Nhu cầu cấp
bách hiện nay là phải nghiên cứu các chế phẩm sinh học có khả năng thay thế hoặc
giảm thiểu thuốc hóa học.
Ngày nay, các tác nhân sinh học ngày càng được đề cao, ứng dụng rộng rãi và
dần trở thành công cụ chủ đạo của ngành BVTV, góp phần thực tiễn cho vấn đề sản
xuất rau an toàn, hướng tới một nền nông nghiệp bền vững. Các loại côn trùng ăn thịt,
các loài ký sinh, nấm, virut đóng vai trò kiềm hãm sự phát triển của sâu hại rõ rệt.
Trong các giải pháp sinh học đó, tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng
(Entomopathogenic nematodes) được coi là tác nhân có nhiều triển vọng có khả năng
1


diệt sâu nhanh, phổ diệt sâu rộng (sâu xanh, sâu keo da láng, sâu đục thân hại táo, đào,
cây có múi, dế nhũi, châu chấu phá hại cỏ trên các sân gôn…), an toàn cho người,
động vật và không gây khả năng “kháng thuốc” ở sâu hại. Ở Việt Nam, những nghiên
cứu về môi trường nhân tăng sinh khối tuyến trùng tạo ra sản phẩm thương mại còn rất
hạn chế và chưa thu được nhiều kết quả cao.
Với những lợi ích và khả năng thương mại hóa của các chế phẩm tuyến trùng ký
sinh gây bệnh côn trùng cần thiết phải “nghiên cứu môi trường nhân nuôi tuyến trùng
ký sinh gây bệnh côn trùng và đánh giá khả năng gây bệnh của tuyến trùng đối với
nhộng sâu xanh (Helicoverpa armigera)” nhằm đánh giá khả năng phát triển của
chúng trên các loại môi trường khác nhau để tìm ra phương pháp nhân nuôi thích hợp,
có hiệu quả nhất, tạo nhiều sinh khối, góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất và hạ giá
thành sản phẩm, nhanh chóng sản xuất tuyến trùng thành các chế phẩm sinh học
thương mại hóa.
1.2. MỤC ĐÍCH – YÊU CẦU

1.2.1. Mục đích đề tài
Khảo sát khả năng phát triển của tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng trên các
loại môi trường khác nhau ở điều kiện phòng thí nghiệm nhằm xác định môi trường
nhân nuôi thích hợp giúp tăng nhanh số lượng tuyến trùng phục vụ cho quá trình sản
xuất thương phẩm và đánh giá khả năng gây bệnh của tuyến trùng trong phòng trừ côn
trùng gây hại ngoài đồng ruộng.
1.2.2. Yêu cầu
- Thu thập nguồn tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng có trong đất ở vùng rau
Củ Chi hoặc Hóc Môn.
- Sử dụng nhộng sâu xanh (Helicoverpa armigera) để nuôi tuyến trùng và đánh
giá khả năng sinh sản của chúng trong cơ thể nhộng sâu xanh.
- Bước đầu nghiên cứu tìm ra môi trường và phương pháp nhân sinh khối tối ưu
nhất cho sự phát triển của tuyến trùng tạo tiền đề cho những nghiên cứu sau này.
- Xác định mật số tuyến trùng trên 7 loaị môi trường nhằm xác định môi trường
nhân nuôi thích hợp nhất.
- Xác định thời gian mật số tuyến trùng phát triển cao nhất.
- Thử nghiệm ngoài đồng để đánh giá độc tính của EPNs sau khi nhân nuôi.
2


Chương 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Vai trò của biện pháp kiểm soát sinh học trong bảo vệ thực vật
Kiểm soát sinh học là việc sử dụng các tác nhân sinh học để kiểm soát các tác
nhân gây hại trước hoặc sau khi dịch bệnh xảy ra. Mục đích chính là làm tăng mật số
các vi sinh vật có ích để tấn công và áp đảo các tác nhân gây hại (George N Agrios,
2000).
Sử dụng thuốc trừ sâu trong nông nghiệp mang lại lợi ích kinh tế to lớn, song
việc lạm dụng thuốc đã gây ra những hậu quả nghiêm trọng, ảnh hưởng đến sức khoẻ
cộng đồng, gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến các vi sinh vật có ích. Các nhà

khoa học khuyến khích sử dụng các chế phẩm sinh học nhằm hướng nền nông nghiệp
phát triển theo hướng sinh thái bền vững. Các chế phẩm sinh học này mang lại nhiều
lợi ích to lớn như tăng độ phì nhiêu của đất, tăng năng suất và chất lượng nông sản,
phòng trừ sâu bệnh hại cây trồng, phân hủy chất hữu cơ chế phẩm nông nghiệp và
công nghiệp chế biến, xử lý môi trường sản xuất, từ đó giúp cân bằng hệ sinh thái và
phát triển cây trồng khỏe mạnh.
Hiện nay, sự phát triển của nền nông nghiệp nước ta đang đi vào mức độ thâm
canh cao với việc sử dụng ngày càng nhiều phân bón hóa học, thuốc BVTV với mục
đích chạy theo năng suất và sản lượng, làm đất đai ngày càng thoái hóa, hệ vi sinh vật
trong đất bị phá hủy, mất cân bằng, tồn dư các chất độc hại trong đất ngày càng cao,
làm phát sinh một số dịch hại không dự báo trước. Chính vì vậy, xu hướng tăng cường
sử dụng chế phẩm sinh học, phân bón hữu cơ trong canh tác cây trồng là xu hướng
chung của Việt Nam nói riêng và thế giới nói chung (Nguồn: internet).
Quản lý dịch hại tổng hợp trên cây trồng nông lâm nghiệp theo định hướng tăng
cường sử dụng các tác nhân sinh học và chế phẩm có nguồn gốc thảo mộc là một
hướng nghiên cứu ứng dụng mới mang lại hiệu quả kinh tế cao, góp phần xây dựng
nền nông nghiệp bền vững, bảo vệ môi trường và cân bằng sinh thái. Biện pháp sinh
3


học cho ta biết được việc sử dụng các tác nhân phòng trừ sinh học, nguyên lý tác động
của cơ thể sống hoặc siêu vi trùng để điều chỉnh mật độ của sâu hoặc vi sinh vật gây
bệnh (Nguyễn Văn Tuất - Lê Văn Thuyết, 2001).
Từ giai đoạn khởi đầu đến nay, việc sử dụng các biện pháp sinh học phòng trừ
bệnh hại cây trồng đã gặt hái được rất nhiều thành công và ngày càng sử dụng rộng rãi.
2.2 Tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng (EPNs) được sử dụng như một tác
nhân kiểm soát sinh học
2.2.1 Đặc điểm của EPNs
Theo Gaugle (2006), EPNs (Entomopathogenic nematodes) là những động vật
không xương sống, thuộc ngành giun tròn (Nematoda), thường được gọi là

“roundworms”. EPNs có khả năng ký sinh gây chết côn trùng đặc biêt côn trùng sống
trong môi trường đất (do đó được gọi là tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng), đúng
như tên gọi chúng chỉ gây bệnh cho côn trùng, vô hại với con người, cây trồng và vật
nuôi. EPNs sống bên trong cơ thể vật chủ nên được gọi là “nội ký sinh”. Chúng lây
nhiễm cho rất nhiều loại côn trùng khác nhau sống trong đất, bao gồm cả những dạng
ấu trùng của bướm, ngài bọ cánh cứng, ruồi, dế dũi và châu chấu trưởng thành, ngay
cả một số ấu trùng côn trùng có kích thước nhỏ, có vòng đời ngắn như ấu trùng muỗi,
rầy nâu hại lúa. Tiêu biểu là hai họ Steinernematidae và Heterorhabditidae hiện được
sử dụng như một nhóm tác nhân phòng trừ sinh học sâu hại rất có hiệu quả trên thế
giới (Poinar, 1996) ( ).
Nhìn chung, tất cả các loài tuyến trùng ký sinh ở côn trùng đều được coi là
nhóm tuyến trùng có ích, vì thực chất chúng là những thiên địch tự nhiên của sâu hại
với vai trò làm giảm mật độ và điều chỉnh mật độ quần thể các loài sâu hại, không để
sâu hại phát sinh thành dịch hại (Nguyễn Ngọc Châu, 2005).
EPNs thực chất là một tổ hợp cộng sinh giữa tuyến trùng và vi khuẩn tạo ra một
cơ chế ký sinh gây bệnh đặc biệt làm cho sâu hại có thể bị tiêu diệt nhanh chóng, hầu
hết là làm mất khả năng sinh sản hoặc làm suy yếu côn trùng ký chủ của chúng và
không có khả năng kháng thuốc.
2.2.2 Đặc điểm sinh học và chu kỳ sống
Về nguồn gốc phân loại học, cả 2 họ Steinernematidae và Heterorhabditidae
đều thuộc bộ Rhabditida (Chitwood, 1949). Toàn bộ cơ thể chúng được bao bọc bởi
4


lớp vỏ cutin phân đốt, thực quản có cấu tạo gồm 3 phần: phần trước (corpus), phần eo
thắt (isthmus) và phần sau tạo thành dều cơ có hoặc không có van bên trong. Xoang
miệng có thể chia thành các phần khác nhau. Con cái có 2 buồng trứng nằm đối xứng
qua lỗ đẻ (vulva), con đực thường có gai giao cấu đôi và gai đệm. Do đặc trưng ký
sinh và gây bệnh cho côn trùng vật chủ, cả 2 họ tuyến trùng này đều có tính xâm nhập,
có khả năng sinh sản và phát triển vài thế hệ bên trong xác chết vật chủ (Nguyễn Bá

Khương, 2005) ( />Về mặt sinh học các loài tuyến trùng họ Heterorhabditidae có nhiều điểm
tương đồng với tuyến trùng họ Steinernematidae ngoại trừ chúng có vòng đời với các
thế hệ con cái sau không đồng nhất. Vòng đời phát triển của cả 2 họ này có 3 giai
đoạn: trứng, ấu trùng và giai đoạn trưởng thành. Trong đó giai đoạn ấu trùng gồm 4
giai đoạn: J1, J2, J3 và J4. Cơ thể ấu trùng tuổi 3 có dạng mãnh, thon dài so với ấu
trùng tuổi khác, có thể sống bên ngoài cơ thể vật chủ mà không cần dinh dưỡng, có
khả năng định vị, tấn công côn trùng ký chủ và chỉ có giai đoạn này mới có khả năng
lây nhiễm nên được gọi là ấu trùng cảm nhiễm (IJ). IJ thường được bao bọc bởi lớp vỏ
cutin của ấu trùng tuổi 2, có chức năng chống lại tác động của môi trường bên ngoài
và tăng độc tính của tuyến trùng, vì vậy nó còn có tên là DJ (tuyến trùng cảm nhiễm
tuổi lớn). Khi đã định vị được côn trùng ký chủ thích hợp, chúng bắt đầu xâm nhiễm
và cùng với vi khuẩn cộng sinh (VKCS) giết chết vật chủ trong vòng 24-48 giờ và tiêu
thụ chất dinh dưỡng từ vật chủ đã hóa lỏng, sau đó trưởng thành, giao phối và sinh sản
2-3 thế hệ khác ngay bên trong xác chết. EPNs có thể tiêu hóa và sử dụng VKCS
nhưng IJ thì không tiêu hóa được, IJ và VKCS có tác động qua lại lẫn nhau tạo nên tổ
hợp ký sinh và gây bệnh côn trùng. Đây là hình thức cộng sinh bắt buộc, chúng không
thể sống độc lập với nhau trong tự nhiên. Những ấu trùng xâm nhiễm của các loài
Steinernema phát triển thành đực, cái phân tính, ngược lại ấu trùng xâm nhiễm của các
loài Heterorhabditid phát triển thành con cái lưỡng tính qua thế hệ sau mới phân đực
cái. Khi đã phát triển thành IJ, cùng với VKCS chúng sẽ rời khỏi xác chết và bắt đầu
tìm kiếm ký chủ mới ( />
5


Trưởng
thành

IJ xâm nhiễm
vào vật chủ

4

J4

1

Trứng
J1

J2

J3

Sản sinh 2-3 thế hệ
trong vật chủ

Xâm nhập qua các
lỗ hở tự nhiên

J2d
DJ

Phóng thích
vi khuẩn
Vật chủ chết - IJ
trưởng thành

3

2

JI – J4: các giai đoạn ấu trùng của EPNs, J2d: giai đoạn tiền ấu trùng tuổi lớn,

DJ: tuyến trùng cảm nhiễm tuổi lớn.
(1): DJ định vị được côn trùng ký chủ và xâm vào ký chủ qua các lỗ hở tự nhiên.
(2): xâm nhập vào những tế bào ký chủ và giải phóng VKCS giết chết ký chủ, DJ
phát triển thành J4 và trưởng thành.
(3): sự sản sinh tạo ra trứng và phát triển 2-3 thế hệ trong xác chết vật chủ.
(4): ra khỏi xác chết và tìm vật chủ mới.
Hình 2.1 Chu trình xâm nhập và phát triển của Steinernerma spp.
bên trong cơ thể vật chủ côn trùng
(Nguồn: />2.2.3 Hoạt động tìm kiếm ký chủ
EPNs có hoạt động tìm kiếm côn trùng ký chủ để xâm nhiễm khác nhau, chịu
ảnh hưởng bởi các yếu tố trong môi trường cũng như khả năng phân bố sâu trong đất
và ký chủ ưa thích.

Một số loài như Steinernema carpocapsae và Steinernema

scapterisci sử dụng chiến thuật nằm phục kích và chờ vật chủ đi qua, thường được gọi
là “ambusher”. Một số loài khác như S.glaseri và Heterorhabditis bacteriophora chọn
chiến thuật tìm kiếm săn mồi, thường được gọi là “cruiser” (Kaya và Gaygler, 1993;
Lewis và cs, 1993). Hai chiến thuật này được dùng vào từng hoàn cảnh khác nhau
6


trong quá trình tìm kiếm vật chủ của EPNs. Chẳng hạn săn mồi kiểu phục kích như
Steinernematid carpocapsae gây độc cho những côn trùng sống trên mặt đất, trong khi
việc săn mồi theo kiểu ngẫu nhiên, bất ngờ giống như H.bacteriophara gây độc cho
những côn trùng sống sâu trong đất. Theo Campbell và Kaya (2000), nhiều loài
Steinernema có thể nhảy bằng cách cuộn tròn lại, tạo thành một lực đẩy có thể đẩy

chúng lên. Campbell và Gaugler (1993) cho rằng để kiếm mồi, một số loài
Steinernema trồi lên khỏi mặt đất để sẵn sàng tiếp cận những côn trùng có kích cở lớn
đi qua ( />2.2.4 Quá trình xâm nhiễm
Theo Boemare (2002) và Gaugler (2006), vòng đời bắt đầu với một tuyến trùng
cảm nhiễm chỉ có nhiệm vụ duy nhất là tìm kiếm và đầu độc vật chủ. Chúng kết hợp
với những VKCS thuộc giống Xenorhabdus và Photorhabdus tương ứng với
Steinernematids và Heterorhabditids, những VK này ẩn trong ruột của tuyến trùng
cảm nhiễm tuổi lớn (DJ) (Ciche và cs, 2006). Sau khi tìm được vật chủ, tuyến trùng sẽ
xâm nhập vào xoang máu của vật chủ qua các lỗ thở tự nhiên, miệng, hậu môn, tuyến
tơ hoặc nơi có lớp cutin mỏng và giải phóng VKCS. Tại đây các VKCS được nhân lên
nhanh chóng và tiết ra protein độc giết chết vật chủ trong vòng 24-48 giờ (Burman,
1982; Dowds và Peter, 2002). Trong cơ thể vật chủ vi khuẩn đã chi phối và làm biến
chất côn trùng ký chủ, xác chết trở nên đỏ thẫm và không bị thối rửa. Tuyến trùng
cung cấp môi trường sống cho vi khuẩn và cùng vi khuẩn tiêu thụ chất dinh dưỡng đã
được hóa lỏng và phát triển qua vài thế hệ ngay bên trong xác chết. Khi thức ăn trong
vật chủ cạn kiệt, ấu trùng của EPNs thoát ra ngoài, di chuyển đến vùng lân cận
(thường là đất ) và tiếp tục quá trình tìm kiếm vật chủ mới (Poinar, 1990)
( (xem hình 2.1).
Đối với một số côn trùng có cấu tạo đặc biệt như có lớp màng lọc ở miệng,
miệng quá hẹp hoặc nhọn, hậu môn hẹp, lỗ thở có màng chắn hoặc quá hẹp để tuyến
trùng có thể di chuyển vào (ấu trùng bọ hung), con đường xâm nhiễm qua các lỗ thở tự
nhiên không thực hiện được, IJ phải dùng mấu kitin dạng sừng ở đỉnh đầu để đục
thủng thành cở thể côn trùng tại những nơi xung yếu là ranh giới giữa các đốt của cơ
thể để xâm nhiễm. Sau đó dùng sức mạnh của cơ thể hay tiết ra enzyme phân giải

7


protein để tiêu hóa mô tế bào ruột giữa của côn trùng và đi vào khoang máu
( />2.2.5 Sự cạnh tranh và tồn tại

Theo Kaya và Koppenhofer (1996), bên trong cơ thể vật chủ, giữa các chủng
EPNs luôn diễn ra sự cạnh tranh cùng loài và cạnh tranh khác loài. Sự cạnh tranh cùng
loài diễn ra khi số lượng IJ xâm nhiễm vào một vật chủ vượt quá nguồn thức ăn có
sẵn. Sự cạnh tranh khác loài diễn ra khi các loài khác nhau cạnh tranh để giành nguồn
thức ăn, môi trường sống từ đó làm giảm sự thích nghi cũng như tính đa dạng của các
loài tuyến trùng và có thể gây ra sự biến mất của một loài trong vật chủ đó. Ví dụ, loài
Steinernematid khi đã xâm nhập vào vật chủ trước thì thường ngăn chặn sự xâm nhập
của loài Heterorhabditid. Để có khả năng này, có lẽ một loại chất kháng sinh đã được
sản xuất bởi VKCS của Steinernematid – Xenorhabdus. Những chất kháng sinh này
được tạo ra nhanh chóng, ngăn chặn những VKCS với Heterorhabditid. Theo Grewal
và cs (1997), để tránh sự cạnh tranh này, tuyến trùng cảm nhiễm của một số loài có
khả năng xem xét loại ký chủ trước khi xâm nhập vào. Những tuyến trùng cảm nhiễm
của S. carpocapsae bị đẩy lùi bởi những loài xâm nhập được 24 giờ bằng mùi đặc
trưng

được

tạo

bởi

vi

khuẩn

cộng

sinh

của

loài

đó

( />2.2.6 Ảnh hưởng của môi trường sống lên đời sống EPNs
Theo Gaugler (1993); Grewal và Georgis (1998) có nhiều nhân tố sinh học và
phi sinh học ảnh hưởng đến sự phân tán, khả năng tồn tại và khả năng xâm nhiễm của
tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng.
2.2.6.1 Yếu tố sinh học
Theo Minchella và Scott (1991), vật ký sinh ảnh hưởng rất lớn đến ký chủ của
nó cũng như cấu trúc cộng đồng nơi mà chúng và vật chủ sinh sống. EPNs có ảnh
hưởng dưới dạng tiềm tàng đến loại quần thể cây trồng và côn trùng ký chủ cũng như
cấu trúc các loài vật nuôi sinh sống xung quanh cộng đồng đó. Ngược lại, tính mẫn cảm
cũng như thành phần các loài côn trùng gây hại cũng là một trong những yếu tố tác động
đến

khả

năng

tồn

tại

và

tính

đối

( />
8

kháng

của

EPNs


2.2.6.2 Yếu tố phi sinh học
EPNs được biết đến như một tác nhân sinh học trong việc kiểm soát côn trùng
gây hại. Chúng có tác động xâm nhiễm, đầu độc côn trùng ký chủ của chúng và có khả
năng di chuyển tìm kiếm vật chủ trong đất. Vì vậy, tính chất vật lý của đất như loại đất
thịt pha cát (có độ rỗng và độ tơi xốp) sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho tuyến trùng di
chuyển hơn các loại đất có kết cấu chặt như đất sét. Một số nghiên cứu cho thấy rằng
hàm lượng sét trong đất tỉ lệ nghịch với khả năng phân tán của tuyến trùng trong đất
(Georgis và Poinar, 1983; Barkercheck và Kaya, 1991).
Shapiso và cs, (2000) đã tiến hành thí nghiệm ở 3 loại đất: Marl ( tỉ lệ sét 15 %
và hàm lượng mùn cao 80 % ); đất Ridge và Flatwood ( tỉ lệ cát cao 94 % và 96 % ) để
xác định mức ảnh hưởng của loại đất đến độc tính của S. riobrave và H. Bacteriophora
dùng để kiểm soát Diaprepes abbreviatus hại rễ cây có múi. Kết quả cho thấy, cả 2
loài này đều thể hiện độc tính và khả năng sinh tồn cao ở loại đất có hàm lượng mùn
cao hơn so với loại đất có tỉ lệ cát cao. Trong đất độc tính của S. riobrave cao hơn
H. bacteriophora. Nhiều thí nghiệm cho thấy độc tính của EPNs ở loại đất có chứa tỉ
lệ oxit Al và chất hữu cơ cao tốt hơn ở loại đất hoang sơ, ở đất có thành phần cơ giới
nặng cao hơn đất có thành phần cơ giới nhẹ. Ngoài ra, tác động của từng loại đất có
thể thay đổi giữa các loài EPNs khác nhau (Molyneux và Bedding, 1984; Kung et al,
1990a) và tính mẫn cảm của côn trùng gây hại khác nhau (Villani và Wight, 1990).

Một số yếu tố khác cũng ảnh hưởng đến sự phân bố của EPNs trong đất là nhiệt
độ và ẩm độ đất. Kung và cs, 1991; Lawrence và cs, 2006 nhận thấy rằng: quần thể
EPNs có mối quan hệ với nhiệt độ và ẩm độ đất dẫn đến sự tăng nhanh quần thể EPNs
vào mùa xuân và mùa thu (trích dẫn bởi Raquel Campos - Herrera, 2008). Độ ẩm của
đất là yếu tố quyết định khả năng tiếp cận, di chuyển và khả năng xâm nhiễm của
tuyến trùng (Koppenhofer et al, 1995). Nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng tìm
kiếm và xâm nhiễm vào vật chủ. Ở vùng có khí hậu ôn hòa, nhiệt độ thấp dường như
là yếu tố cản trở lớn, làm giảm hoạt động của enzym và làm enzym bị biến tính cả 2
nguyên nhân này làm giảm quá trình trao đổi chất từ đó gây ra tình trạng kém hoạt
động của IJ (Fan và Horminick 1991).
Các thí nghiệm của Kung và cs (1990b) cho thấy pH đất ít ảnh hưởng đến độc
tính và khả năng sinh tồn của tuyến trùng. Tùy từng loài tuyến trùng, thời gian tiếp
9


xúc, nguồn dinh dưỡng trong đất có thể làm gia tăng hoặc gây cản trở quá trình xâm
nhiễm và độc tính của EPNs. Shapiso và cs, (2000) cho rằng độc tính của EPNs tỉ lệ
thuận với hàm lượng Nitrogen, Calcium và hàm lượng chất hữu cơ trong đất góp phần
làm tăng quần thể EPNs cũng như khả năng tiếp cận và xâm nhiễm của chúng; tỉ lệ
nghịch với hàm lượng Phosphorous.
Đặc biệt hàm lượng Oxygen trong đất thấp có thể gây bất lợi cho sự sinh tồn
của EPNs (Kung và cs, 1990b). Tuy nhiên đây không phải là nhân tố quyết định độc
tính của tuyến trùng mà còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác. Một số loại đất có hàm
lượng oxygen 10%, S. carpocapsae và S. glaseri không thể giết chết Galleria
mellonella sau 2 tuần tiếp xúc nhưng S. riobrave và H. bacteriophora có thể tiếp cận
và gây tỉ lệ chết Diaprepes abbreviatus cao ở mức hàm lượng oxygen dưới 10 %.
Ngược lại, ở các loại đất có tầng cày sâu hoặc quá ẩm, oxygen có thể là yếu tố quan
trọng quyết định hiệu lực tác động của EPNs.
Sự phong phú và khả năng phục hồi của EPNs cho thấy rằng loại môi trường
sống cùng với mức độ quản lý nông nghiệp đã ảnh hưởng đến sự phân bố của tuyến

trùng mạnh hơn sự ảnh hưởng của các mùa trong năm. Ngoài ra, thành phần sét, P2O5,
Zn, Cu và thành phần hexachlorobenzence cũng ảnh hưởng đến sự đa dạng của quần
thể tuyến trùng (Raquel Campos - Herrera và cs, 2008).
2.2.7 Sự phân bố quần thể và phạm vi ảnh hưởng
EPNs có mặt ở khắp nơi, chúng được phân lập ở nhiều vùng lục địa khác nhau
với các hệ sinh thái đất thay đổi khác nhau bao gồm hệ sinh thái nông nghiệp, rừng,
đồng cỏ, vùng sa mạc và ngay cả bờ biển đại dương (Horminick và cs, 1996). Sự phân
bố rải rác thay đổi theo không gian và thời gian, tùy thuộc vào từng loài, môi trường
sống, sự di chuyển của tuyến trùng cảm nhiễm hoặc sự di chuyển của ký chủ bị lây
nhiễm. Eng (2005) và Shapiro (1993) cho biết những nghiên cứu gần đây cho thấy
rằng EPNs cũng có thể sử dụng những động vật không phải là ký chủ như các động vật
đẳng túc và giun đất vào việc vận chuyển của tuyến trùng.
Một số yếu tố khác cũng ảnh hưởng đến sự phân bố của EPNs trong đất là nhiệt
độ, ẩm độ đất cũng như thành phần cơ giới của đất. Theo Jawooska và Tomasik,
(1999); Jawooska và Gorzyca, (2002) cho rằng kim loại nặng và dư lượng thuốc trừ
sâu có mối quan hệ không tốt với quần thể EPNs và sự không cân bằng giữa quần thể
10


ký chủ và quần thể EPNs trong đất cũng góp phần làm giảm mật số của EPNs trong tự
nhiên.
Trong hệ thống nông nghiệp truyền thống, việc cày bừa làm xáo trộn hệ sinh
thái đất, tác động lên các yếu tố hữu sinh và vô sinh làm số lượng vi khuẩn, động vật
chân đốt, sự đa dạng của các loài tuyến trùng giảm đi, đất canh tác có độ ẩm thấp
hơn và nhiệt độ đất cao hơn (Lupwayi và cs, 1998). Khả năng chịu đựng của nhiều
loài tuyến trùng khác nhau trong đất trồng trọt là khác nhau, S. carpocapsae ưa thích
môi trường gần mặt đất và do đó dễ bị tổn thương bởi những xáo trộn trong đất hơn
là H. bacteriophora thích tìm kiếm ký chủ ở môi trường sâu hơn và có thể không bị
ảnh hưởng bởi sự cày bừa. Tuyến trùng không bị ảnh hưởng bởi thuốc trừ dịch hại và
có thể tồn tại trong sự ngập úng tùy từng loài.

2.2.8 Khả năng tương hợp với các tác nhân kiểm soát
2.2.8.1 Với thuốc trừ sâu hóa học
Việc kết hợp tuyến trùng với thuốc trừ sâu hóa học và các tác nhân KSSH khác
có thể làm gia tăng tính đối kháng với các loài côn trùng gây hại. Sự kết hợp này có
thể làm giảm lượng thuốc sử dụng, thời gian cũng như giá cả. Ishibashi (1993) đã
chứng minh rằng ấu trùng sâu hại củ cải Agrotis segetum khó bị tiêu diệt bởi oxamyl
hoặc S. carpocapsae. Nhưng khi kết hợp sử dụng thuốc hóa học này với chế phẩm
tuyến trùng tỉ lệ ấu trùng chết đạt từ 95 – 100% so với chỉ sử dụng S. carpocapsae là
70 – 78% hoặc oxamyl là 45 – 55%. Một số thí nghiệm kiểm tra khác cho thấy hiệu
lực tác động khi kết hợp thuốc trừ sâu hóa học và S. carpocapsae có khả năng đối
kháng cao với loài bọ hung Anomala schonfelditi (Hatsukade, 1990).
Theo Ishibasi (1993), thuốc trừ sâu có thể tương hợp với tuyến trùng làm tăng
khả năng xâm nhiễm, đầu độc của tuyến trùng, nhưng không phải tất cả các loại thuốc
trừ sâu đều có thể tương hợp được, do đó cần kiểm tra cụ thể tính tương thích đó.
Ngoài ra, do tuyến trùng rất nhạy cảm với các tia tử ngoại do ánh sáng mặt trời
nên các chế phẩm EPNs hiện nay chủ yếu thích hợp để phòng trừ các đối tượng sâu hại
sống trong đất và trong thân cây, còn các đối tượng hại các phần trên cây như lá, hoa,
quả thì vẫn còn nhiều hạn chế. Để diệt được các đối tượng hại này cần phối chế tuyến
trùng với các chất có khả năng bám dính và giữ ẩm cho truyến trùng. Một số nghiên
cứu thử nghiệm cho thấy có thể phối chế tuyến trùng với các chất như Tween 80
11


(Polyoxyethylen-sorbitan monooleate), Xanthan (polyme sinh học, sản phẩm lên men
của vi khuẩn Xanthamonas campetris), Potasium alginate (muối potasium của axit
algenic) và một vài phụ gia khác (Schroer và Ehlers, 2004; Schroer và cs, 2005). Tất
nhiên việc phối chế thêm chất phụ gia sẽ làm giá thành phun rãi tuyến trùng cao hơn,
tùy thuộc vào loại phụ gia được sử dụng (Nguyễn Ngọc Châu, 2008).
2.2.8.2 Với nấm ký sinh Beauveria bassiana
Barbercheck và Kaya (1991), báo cáo rằng ấu trùng sâu xanh da láng

Spodoptera exigua hại củ cải đường dễ bị tiêu diệt khi cho tiếp xúc liên tục với nấm
Beauveria bassiana và sau đó chịu sự tác động bởi H. bacteriophor, kết hợp sử dụng
đồng thời H. bacteriophora và Beauveria bassiana cho tỉ lệ chết cao hơn chỉ sử dụng
một loại. Ngược lại, kết hợp Beauveria bassiana với Steinernematid carpocapsae hiệu
lực tác động gia tăng không đáng kể do H. bacteriophora có xu hướng hoạt động tìm
kiếm, chúng di chuyển và xâm nhiễm mạnh đến côn trùng ký chủ kết quả gây tỉ lệ chết
ký chủ cao trong khi Steinernematid carpocapsae nằm im phục kích chờ vật chủ đi
qua. Do đó, tùy từng loài tuyến trùng mà việc áp dụng sử dụng tuyến trùng – nấm có
thể mang lại hiệu lực tác động ngang bằng hoặc tốt hơn chỉ sử dụng một loại, để làm
giảm khả năng gây hại của côn trùng.
Theo Kaya và Burlando (1989), kết hợp tuyến trùng và Bacillus thuringiensis
hoặc virus ký sinh có khả năng kiểm soát các côn trùng gây hại nghiêm trọng. Mặt
khác, các loài côn trùng gây hại khác nhau cần có cách tiếp cận khác nhau vì vậy
B. thuringiensis hoặc virus sẽ tác động xâm nhiễm vào vào các côn trùng gây hại sống
trên bề mặt đất còn EPNs sẽ tác động xâm nhiễm vào những côn trùng sống trong đất.
2.2.8.3 Kết hợp hai hay nhiều loài tuyến trùng với nhau
Theo Kaya và cs (1993b), có thể kết hợp nhiều loài tuyến trùng có chiến thuật
tìm kiếm ký chủ khác nhau để kiểm soát một hoặc nhiều loài côn trùng gây hại mẫn
cảm sống trong môi trường đất. Các loài côn trùng gây hại xuất hiện ở những tầng đất
khác nhau, vì vậy chiến thuật ngồi im và chờ vật chủ đi qua chỉ tác động vào những
vật chủ ở gần bề mặt đất và chiến thuật hoạt động săn lùng tìm kiếm vật chủ có tác
động vào những côn trùng gây hại trong đất. Chẳng hạn, kết hợp S. carpocapsae và
S. scapterisci (cùng ngồi im và chờ vật chủ) có thể đối kháng lại sâu xám (Agrotis
ypsilon) và dế dũi (Scapteriscus spp.) trong cùng môi trường. S. scapterisci lây nhiễm
12


mạnh đến sâu xám nhưng kém đối với dế dũi, trong khi đó S. scapterisci thích hợp tác
động xâm nhiễm vào dế dũi và rất ít tác động đối kháng lại ký chủ thuộc bộ cánh vảy
(Nguyen và Smart, 1991). Kết hợp S. scapterisci và H. bacteriophor đã tiêu diệt thành

công ấu trùng sâu xám và bọ vòi voi bầu bí (Brachyrrhinus sulcatus) trong đó
S. scapterisci chỉ có hiệu quả đối kháng côn trùng trên bề mặt đất (sâu xám) nhưng
kém hiệu quả để đối kháng lại bọ vòi voi bầu bí trong đất, còn H. Bacteriophora thì
ngược lại.
2.2.9 Khả năng và triển vọng sử dụng thuốc sinh học tuyến trùng trong phòng
trừ sâu hại
Trong các giải pháp sinh học, tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng (EPNs)
đã và đang được nhiều nước trên thế giới, trong đó có Việt Nam, quan tâm phát
triển mạnh mẽ. Nhiều chế phẩm thuốc sinh học tuyến trùng đã được thương mại
hóa ở Mỹ, liên minh EU, Nhật Bản, Australia, Thái Lan, Trung Quốc.
Một trong những ưu thế quan trọng của EPNs là từ vật liệu ban đầu (một chủng
EPNs) có thể nhân nuôi để sản xuất sinh khối lớn cung cấp cho phòng trừ sinh học sâu
hại trên đồng ruộng. Ngoài ra, tác nhân sinh học này được xem là có nhiều triển vọng
với các ưu điểm như: có khả năng ký sinh gây chết cho nhiều loại sâu hại khác nhau,
an toàn cho người, động vật, thực vật và môi trường; không gây khả năng kháng thuốc
ở sâu hại; có khả năng sản xuất sinh khối lớn bằng công nghệ nhân nuôi in vitro; tồn
tại lâu dài trong đất và nhân nhanh số lượng khi có sâu hại nên tạo được tổ dự trữ thiên
địch trong tự nhiên, ấu trùng cảm nhiễm của chúng có thể sống khá lâu trong đất trong
thời gian chờ vật chủ, chúng có phổ vật chủ rộng, có khả năng tìm kiếm vật chủ, và
đặc biệt chúng còn tương hợp với nhiều loại thuốc hóa học, phân bón và các tác nhân
phòng trừ sinh học khác. Với những ưu điểm đó, thuốc sinh học tuyến trùng được
nhiều chuyên gia đánh giá là loại thuốc lý tưởng trong phòng trừ sâu hại, được miễn
đăng ký sử dụng ở Mỹ và nhiều nước khác trên thế giới, đã được ứng dụng mạnh mẽ
và thương mại hóa ở nhiều nước có nền nông nghiệp phát triển .
Tuy nhiên hiện nay thuốc sinh học tuyến trùng có một số hạn chế là giá thành
sản xuất còn khá cao so với thuốc hóa học và một số thuốc sinh học khác, chưa có giải
pháp tối ưu cho khâu đóng gói và bảo quản lâu dài, thời gian tồn trữ ngắn (2-6 tháng)
vì thế nó mới chỉ được sử dụng hạn chế cho một số đối tượng sâu hại và cây trồng có
13

giá trị kinh tế cao. Mặt khác, đa số tuyến trùng này sống trong đất nên rất thích hợp
cho việc diệt sâu hại sống trong đất, do vậy khả năng diệt sâu hại sống trên lá vẫn còn
hạn chế, chẳng hạn để diệt sâu keo da láng hại nho ở Ninh Thuận cần phối chế tuyến
trùng với gỉ đường để tạo môi trường sống thuận lợi cho tuyến trùng từ đó mới diệt
được sâu hại. Điều đáng tiết nữa là cho đến nay vẫn chưa tìm thấy tác động đối kháng
của EPNs với một số côn trùng khác trong đất như bổ cũi, rệp hại rễ nho và kiến lửa.
2.2.10 Ý nghĩa của EPNs trong phòng trừ sinh học nông nghiệp và trong y học
2.2.10.1 Trong nông nghiệp
Tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng thuộc 2 giống Steinernematid và
Heterorhabditid hiện đang được sử dụng như một tác nhân phòng trừ sinh học sâu hại
rất có hiệu quả trên thế giới, với cơ chế tác động nhanh và sinh ra độc tố giết chết vật
chủ trong vòng 24 - 48 giờ. Các chế phẩm EPNs đã được thử nghiệm diệt sâu hại
ngoài đồng trên một số cây trồng. Các loài sâu hại chủ yếu như sâu tơ (Plutella
xylostella), sâu xanh bướm trắng (Pieris rapae) hại rau, sâu xám (Agrotis ypsilon) hại
thuốc lá, sâu keo da láng (Spodoptera exigua) hại nho, bọ hung hại mía (Alissonotum
impressicolle) đều là những loại sâu có khả năng kháng thuốc hóa học đặc biệt đối với
sâu xám, bọ hung hại mía chủ yếu sống trong đất nên việc phòng trừ bằng thuốc hóa
học càng khó khăn và phải sử dụng thuốc với nồng độ cao hơn. Trong các trường hợp
sâu đã kháng thuốc hóa học khi sử dụng chế phẩm EPNs đều có hiệu quả diệt sâu tốt
với hiệu lực đạt từ 50% - 87,5%.
Đặc biệt ở một số loài sâu đục thân, với đặc trưng là sống và phá hoại bên trong
thân cây nên thường rất khó phòng trừ bằng thuốc hóa học hoặc các tác nhân sinh học
khác. Tuy nhiên, hầu hết sâu đục thân ở giai đoạn ấu trùng lại mẫn cảm với EPNs.
Việc sử dụng tuyến trùng dạng dịch nước để bơm vào lỗ đục ở thân cây lại khá dễ
dàng nên việc phòng trừ sâu đục thân bằng chế phẩm sinh học EPNs là rất khả thi.
Bong và Sikorowski (1983) đã sử dụng S. carpocapsae để thử nghiệm phòng trừ ấu
trùng sâu đục thân ngô Helicoverpa zea, kết quả thử nghiệm cho thấy 88 % sâu hại đã
bị diệt bởi tuyến trùng so với đối chứng. Vyas và cs, (2002) đã sử dụng chủng tuyến
trùng bản địa là Heterorhabditis sp. để sử lý sâu xanh Helicoverpa armigera

(Lepidoptera) gây hại trên cây đậu ở Ấn Độ, với liều lượng 100.000 IJs/m2 đã có thể
làm giảm đáng kể mật độ quần thể sâu xanh so với đối chứng. Thực tế đã có hàng loạt
14