ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG NHÂN NUÔI VÀ ĐIỀU KIỆN BẢO QUẢN ĐẾN TUYẾN TRÙNG KÍ SINH GÂY BỆNH CÔN TRÙNG

 

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

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:

ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG NHÂN NUÔI VÀ
ĐIỀU KIỆN BẢO QUẢN ĐẾN TUYẾN TRÙNG
KÍ SINH GÂY BỆNH CÔN TRÙNG

Họ và tên sinh viên: LƯU CHÚC BẢO
Ngành: BẢO VỆ THỰC VẬT
Niên khóa: 2006 - 2010

Tháng 8 năm 2010


 

ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG NHÂN NUÔI VÀ
ĐIỀU KIỆN BẢO QUẢN ĐẾN TUYẾN TRÙNG
KÍ SINH GÂY BỆNH CÔN TRÙNG

Tác giả
LƯU CHÚC BẢO

Luận văn được đệ trình để hoàn tất yêu cầu cấp bằng kỹ sư nông nghiệp ngành
BẢO VỆ THỰC VẬT

Giảng viên hướng dẫn
TS. LÊ ĐÌNH ĐÔN

TP. HCM, Tháng 08 năm 2010


 

LỜI CẢM ƠN
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.
Xin gởi lời tri ân sâu sắc đến Thầy Lê Đình Đôn, 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.
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 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.
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 2010

Lưu Chúc Bảo

 

TÓM TẮT
Đề tài nghiên cứu “Ảnh hưởng của môi trường nhân nuôi và điều kiện bảo quản
đến tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng” 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.
Với mục đích nghiên cứu ảnh hưởng của các môi trường nhân nuôi đến khả
năng sinh sản của tuyến trùng kí sinh gây bệnh côn trùng và thử nghiệm các nhiệt độ
bảo quản nhằm tìm ra điều kiện tối ưu cho việc bảo quản tuyến trùng mà không làm
giảm hiệu lực diệt sâu.
Đề tài bao gồm hai nội dung chính: khảo sát khả năng sinh sản của tuyến trùng
kí sinh gây bệnh côn trùng trên 4 môi trường đặc và thử nghiệm bảo quản tuyến trùng
ở 4 điều kiện nhiệt độ: nhiệt độ phòng (30 – 320C), 250C, 100C và 50C. Năng suất cao
nhất là 34.518 và 29.830 EPNs/10 cá thể cái ban đầu thu được ở môi trường 3 và môi
trường 2 sau 8 ngày nuôi, trong khi ở môi trường 1 và môi trường 4 chỉ đạt được
19.940 và 10.764 EPNs/10 cá thể cái ban đầu. Sau 6 ngày theo dõi thấy xuất hiện cá
thể cái mang trứng mới. Nhiệt độ tối ưu để bảo quản tuyến trùng là 100C. Độc lực của
tuyến trùng ở các nhiệt độ bảo quản trên nhộng sâu xanh (Helicoverpa amigera) có sự
khác biệt rõ rệt, các tuyến trùng bảo quản ở 100C có độc lực mạnh hơn so với các
tuyến trùng bảo quản ở nhiệt độ phòng, 250C và 50C. Sau thời gian bảo quản 5 ngày,
khả năng kí sinh gây bệnh là 88,9%. Ở ngày 25 sau bảo quản, khả năng này vẫn còn
nhưng bị giảm đi đáng kể (chỉ còn 11,1%).


 

MỤC LỤC
Nội dung

Trang

Trang tựa....................................................................................................................... i
Lời cảm tạ .................................................................................................................... ii
Tóm tắt ........................................................................................................................ iii
Mục lục ....................................................................................................................... iv
Danh sách các chữ viết tắt ......................................................................................... vii
Danh sách các bảng .................................................................................................. viii
Danh sách các hình ..................................................................................................... ix
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU .......................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................. 1
1.2. Mục tiêu, yêu cầu, nội dung ................................................................................. 3
1.2.1. Mục đích ............................................................................................................ 3
1.2.2. Yêu cầu .............................................................................................................. 3
1.2.3. Nội dung ............................................................................................................ 3
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...................................................................... 4
2.1. Ưu thế của biện pháp phòng trừ sinh học trong nông nghiệp và đời sống ........... 4
2.2. Khả năng và triển vọng sản phẩm thương mại hóa tuyến trùng........................... 5
2.3. Tổng quan tuyến trùng kí sinh gây bệnh côn trùng .............................................. 6
2.3.1. Đặc điểm sinh học và vòng đời của EPNs ........................................................ 6
2.3.2. Vi khuẩn cộng sinh ............................................................................................ 8
2.3.3. Mối quan hệ giữa EPNs và vi khuẩn cộng sinh .............................................. 10
2.4. Sự phân bố, phổ kí chủ, sự cạnh tranh và tồn tại của EPNs trong tự nhiên ....... 11
2.4.1. Sự phân bố ....................................................................................................... 11
2.4.2. Phổ kí chủ ........................................................................................................ 13
2.4.3. Sự cạnh tranh và tồn tại ................................................................................... 14
2.5. Công nghệ sản xuất EPNs .................................................................................. 15
2.5.1. Công nghệ nhân nuôi in vivo ........................................................................... 16
2.5.1. Công nghệ nhân nuôi in vitro .......................................................................... 17

2.6. Bảo quản tuyến trùng.......................................................................................... 19


 

2.7. Tình hình nghiên cứu về EPNs trên thế giới ...................................................... 21
2.8. Tình hình nghiên cứu về EPNs ở Việt Nam ....................................................... 24
CHƯƠNG 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................. 27
3.1. Thời gian và 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 và địa điểm ...................................................................................... 27
3.2.2. Vật liệu nghiên cứu.......................................................................................... 27
3.2.3. Các bước tiến hành .......................................................................................... 27
3.2.4. Xử lý mẫu số liệu............................................................................................. 28
3.3. Khảo sát ảnh hưởng của môi trường nhân nuôi đến sự sinh sản của tuyến trùng kí
sinh gây bệnh côn trùng ............................................................................................. 29
3.3.1. Thời gian và địa điểm ...................................................................................... 29
3.3.2. Vật liệu và thí nghiệm ..................................................................................... 29
3.3.3. Phương pháp khử trùng tuyến trùng ................................................................ 29
3.3.4. Phân biệt tuyến trùng đực và cái ..................................................................... 29
3.3.5. Công thức môi trường ..................................................................................... 31
3.3.6. Cách tiến hành ................................................................................................. 32
3.3.7. Phương pháp thu hoạch tuyến trùng ................................................................ 32
3.4. Khảo sát mật độ tuyến trùng EPN trong một vòng đời ...................................... 33
3.5. Khảo sát khả năng tồn trữ EPNs ở các điều kiện nhiệt độ ................................. 34
3.5.1. Thời gian và địa điểm ...................................................................................... 34
3.5.2. Vật liệu thí nghiệm .......................................................................................... 34
3.5.3. Cách tiến hành ................................................................................................. 34
3.6. Khảo sát khả năng gây bệnh của EPNs đối với nhộng sâu xanh........................ 34
3.6.1. Thời gian và địa điểm ...................................................................................... 34

3.6.2. Vật liệu thí nghiệm .......................................................................................... 35
3.6.3. Bố trí thí nghiệm .............................................................................................. 35
3.6.4. Cách tiến hành ................................................................................................. 35
3.6.5. Phương pháp thu hoạch mẫu tuyến trùng ........................................................ 36
3.7. Phương pháp xử lý số liệu .................................................................................. 36


 

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................. 37
4.1. Đánh giá sự xuất hiện của EPNs trên nhộng sâu xanh ở vùng rau Củ Chi ........ 37
4.2. Mô tả hình thái của EPNs bẫy được ở vùng rau Củ Chi, TP.HCM ................... 38 
4.3. Khảo sát sự sinh sản của EPNs trên các môi trường nhân tạo ........................... 42
4.4. Khảo sát mật số của EPNs trong một vòng đời .................................................. 45
4.5. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến tuyến trùng EPN..................................... 46
4.6. Khảo sát độc tính của EPN sau bảo quản trên nhộng sâu xanh ......................... 47
4.7. Thảo luận kết quả ............................................................................................... 48
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .................................................................. 51
5.1 Kết luận................................................................................................................ 51
5.2 Đề nghị ................................................................................................................ 51
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 52
PHỤ LỤC .................................................................................................................. 55
Phụ lục 1 Giá nguyên vật liệu.................................................................................... 55
Phụ lục 2 Số lượng EPNs trên 4 môi trường nhân nuôi trong thời gian từ 1 – 16 ngày
................................................................................................................................... 56
Phụ lục 3 Số lượng EPNs/vòng đời trên 4 môi trường.............................................. 64
Phụ lục 4 Số lượng EPNs ở 4 nhiệt độ bảo quản tại các thời điểm 5 NSBQ, 10 NSBQ,
15 NSBQ, 20 NSBQ và 25 NSBQ ............................................................................ 68
Phụ lục 5 Số NBKS do tuyến trùng EPN sau bảo quản xâm nhiễm ......................... 73

 

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
EPNs: Entomopathogenic nematodes (tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng)
IJs:

Infective juveniles (ấu trùng xâm nhiễm)

DJ: Ấu trùng cảm nhiễm tuổi lớn (Dauer Juveniles)
VKCS: Vi khuẩn cộng sinh
NBKS: Nhộng bị kí sinh
NS: Nhộng sống
NVH: Nhộng vũ hóa
BVTV: Bảo Vệ Thực Vật


 

DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình
Hình 2.1 Vòng đời của tuyến trùng kí sinh gây bệnh côn trùng

Trang
9

Hình 2.2 Bẫy nước thu IJs từ xác chết côn trùng

17

Hình 2.3 Sơ đồ công nghệ sản xuất in vivo và in vitro chế phẩm EPN

19

Hình 3.1 Liếp rau cải ngọt đặt bẫy và cách đặt bẫy tại Củ Chi

28

Hình 3.2 Các bộ phân của tuyến trùng cái giống heterorhabditid

30

Hình 3.3 Bộ phận đuôi của tuyến trùng đực giống heterorhabditid

30

Hình 3.4 Cơ thể tuyến trùng cái giống heterorhabditid

33

Hình 3.5 Toàn cảnh thí nghiệm

35

Hình 4.1 Thu nhộng sau đặt bẫy

38

Hình 4.2 Ấu trùng cảm nhiễm của giống Heterorhaditis (40X)

39

Hình 4.3 Các bộ phận của tuyến trùng đực giống Heterorhabditis

40

Hình 4.4 Các bộ phận của tuyến trùng cái giống Heterorhabditis

41

Hình 4.5 EPNs trên các môi trường ở ngày thứ 8 sau nuôi

44

Hình 4.6 Mẫu nhộng thu được sau khi chủng EPNs ở 5 NSBQ

48


 

DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng

Trang

Bảng 4.1 Số nhộng bị EPNs ký sinh trong tháng 3 tại vườn rau huyện Củ Chi

37

Bảng 4.2 Số lượng EPNs trên 4 loại môi trường từ ngày 2 đến 8 sau khi cấy

42

Bảng 4.3 Số lượng EPNs trên 4 loại môi trường từ ngày 10 đến 16 sau khi cấy

42

Bảng 4.4 Số lượng EPN trong một vòng đời/tuyến trùng cái

45

Bảng 4.5 Số lượng EPNs trên 4 nhiệt độ bảo quản tại các thời điểm 5 NSC, 10 NSC,
15 NSC, 20 NSC và 25 NSC

46

Bảng 4.6 Tỷ lệ NBKS do tuyến trùng EPN sau bảo quản xâm nhiễm

47


 

Chương 1
GIỚI THIỆU
1.1 Đặt vấn đề
Trong xu thế phát triển toàn cầu, việc sản xuất và tiêu thụ rau trên thế giới cũng
như nhu cầu trong nước ngày càng gia tăng nhanh, nhất là khi đời sống càng cao, dư
thừa lương thực thực phẩm thì người ta càng có xu hướng sử dụng thực vật xanh nhiều

hơn nhằm đảm bảo sức khỏe nâng cao tuổi thọ. Vì vậy việc mở rộng diện tích sản xuất
để đáp ứng đủ nhu cầu tiêu thụ là điều cần thiết, bên cạnh đó vấn đề về 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 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.
Để giảm thiệt hại do dịch hại, con người đã áp dụng nhiều biện pháp phòng trừ,
nổi trội hơn cả là biện pháp hóa học, với độc tính cao, hiệu lực trừ sâu có tác động
mạnh và nhanh của thuốc trừ sâu đã phần nào hạn chế những dịch hại trên. Tuy nhiên
do tâm lý lo sợ mất mùa và sự thiếu hiểu biết, người dân đã sử dụng thuốc một cách
liên tục, tràn lan thiếu khoa học, thiếu hợp lý, đặc biệt là dùng các loại thuốc cấm hoặc
không rõ nguồn gốc, đã để lại nhiều hậu quả nghiêm trọng: làm tăng tính kháng thuốc
của sâu hại, tiêu diệt một số thiên địch của sâu, ảnh hưởng tới hệ vi sinh vật có ích
trong đất, làm môi trường bị ô nhiễm nặng nề, phá hủy nghiêm trọng thế cân bằng
trong hệ sinh thái nông nghiệp. Để lại dư lượng thuốc trong cây trồng cũng như trong
đất. Gây ra ngộ độc thực phẩm ảnh hưởng đến sức khoẻ con người và môi trường
sống.
Trong những thập niên gần đây, để hạn chế những hậu quả do biện pháp hóa
học mang lại, các biện pháp sinh học ngày càng được đề cao, ứng dụng rộng rãi và dần
1


 

trở thành công cụ chủ đạo của ngành Bảo Vệ Thực Vật, góp phần thực tiễn cho vấn đề
sản xuất rau an toàn, hướng tới một nền nông nghiệp bền vững. Những tác nhân sinh
học đó là: các côn trùng thiên địch (bọ xít ăn mồi, ong kí sinh); nấm gây bệnh côn
trùng (như Beauveria, Metarhizium, Paecilomycetes, Cephalosporium, Verticillium,
Aspergilus, Penicillium, Sorosporell) đã được nhiều nước trên thế giới nghiên cứu và
áp dụng thành công. Vi khuẩn gây bệnh côn trùng: vi khuẩn Bacillus popilae, Bacillus

thuringiensis (Bt) để kiểm soát sâu tơ. Virus gây bệnh côn trùng: virus đa diện nhân
(NPV), virus hạt (GV), virus đa diện tế bào chất (CPV). Hiện nay tuyến trùng ký sinh
gây hại côn trùng đã và đang là đối tượng nghiên cứu của nhiều nước để sản xuất ra
các chế phẩm sinh học nhằm hạn chế các loài sâu hại như sâu xanh, sâu keo da láng,
sâu đục thân hại táo, đào, cây có múi, dế nhũi và chấu chấu phá hại cỏ trên các sân gôn.
Ngoài những ứng dụng trong nông nghiệp, EPNs còn được nghiên cứu và ứng dụng trong
y học. Các nhà khoa học trên thế giới đã phát hiện ra tính kháng khuẩn của

Xenorhadus nematophilus cộng sinh với Steinernema feltidae. Đến nay, người ta đã
biết không chỉ vi khuẩn cộng sinh với EPNs có tính kháng khuẩn mà những độc tố do
chúng sinh ra trong quá trình trao đổi chất cũng có khả năng diệt khuẩn, chống loét và
diệt sâu.
Tầm quan trọng của tuyến trùng kí sinh gây bệnh côn trùng ngày càng được
quan tâm và nghiên cứu, với nhiều ứng dụng trong nông nghiệp và y học. Đặc biệt, sự
xuất hiện của thuốc sinh học tuyến trùng trong phòng trừ sâu hại, góp phần đưa sản
xuất nông nghiệp theo hướng bền vững sinh thái. Để góp phần nâng cao hiệu lực, hạ
giá thành sản phẩm, đòi hỏi phải nhân sinh khối tuyến trùng ký sinh gây hại côn trùng
với qui mô lớn, nghiên cứu môi trường nhân nuôi thích hợp nhằm đánh giá khả năng
phát triển của tuyến trùng này trên các loại môi trường khác nhau là việc rất quan
trọng và cần thiết. Bên cạnh đó, việc bảo quản và tồn trữ nguồn tuyến trùng cũng là
một vấn đề quan trọng trong sản xuất. Với thời gian sử dụng lâu dài, hiệu lực cao, dễ
bảo quản, đóng gói và vận chuyển là những điều kiện tiên quyết cho khả năng phát
triển công nghệ và triển vọng thương mại hóa sản phẩm sinh học tuyến trùng. Trên
thực tế đó, đề tài nghiên cứu “Ảnh hưởng của môi trường nhân nuôi và điều kiện bảo
quản đến tuyến trùng kí sinh gây bệnh côn trùng” đã được thực hiện.
2


 

1.2 Mục đích, yêu cầu, nội dung đề tài
1.2.1 Mục đích
Khảo sát khả năng sinh sản 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 sản lượng tuyến trùng phục vụ cho quá trình sản
xuất thương phẩm.
Nghiên cứu điều kiện bảo quản tuyến trùng thích hợp nhằm hoàn thành quá
trình sản xuất chế phẩm.
1.2.2 Yêu cầu
So sánh khả năng sinh sản của tuyến trùng kí sinh gây bệnh côn trùng trên các
môi trường nhân nuôi nhân tạo. Đồng thời xác định rõ thời gian cho lượng tuyến trùng
nhiều nhất, và thời điểm suy giảm số lượng.
Xác định nhiệt độ thích hợp nhằm kéo dài thời gian bảo quản mà không làm
mất đi hoạt tính của tuyến trùng kí sinh gây bệnh côn trùng.
1.2.3 Nội dung đề tài
Nhân nuôi tuyến trùng EPN trên 4 môi trường. Xác định môi trường mà tuyến
trùng sinh sản nhiều nhất.
Xác định thời gian của một vòng đời loài Heterorhabditis spp. Xác định mật số
của tuyến trùng trong một vòng đời do một tuyến trùng cái sinh sản.
Thử nghiệm bảo quản tuyến trùng ở 4 nhiệt độ. Đánh giá tỷ lệ sống/chết của
EPN và khả năng gây nhiễm vào nhộng sâu xanh trong đất. Từ đó xác định nhiệt độ
thích hợp cho bảo quản tuyến trùng.

3


 

Chương 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Ưu thế của biện pháp phòng trừ sinh học trong nông nghiệp và đời sống
Khi đời sống con người càng được nâng cao thì vấn đề sức khỏe càng được
quan tâm nhiều hơn. Trong đó vấn đề lương thực thực phẩm rất được xem trọng. Việc
sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu hóa học trong nông nghiệp tuy mang lại hiệu quả kinh
tế cao, song việc lạm dụng quá nhiều lại gây ra các hậu quả nghiêm trọng. Không chỉ
làm cho đất bị thoái hóa, dinh dưỡng mất cân đối mà còn ảnh hưởng đến chất lượng
sản phẩm, ô nhiễm môi trường do tồn dư hóa chất, đặt biệt gây ảnh hưởng nghiêm
trọng đến sức khỏe cộng đồng, làm mất cân bằng hệ sinh thái và tiêu diệt nhiều kẻ thù
tự nhiên của sâu hại dẫn đến sự bùng phát một số dịch hại không báo trước. Cho nên
các nhà khoa học luôn khuyến cáo sử dụng các biện pháp phòng trừ sinh học (PTSH)
nhằm đưa nền nông nghiệp phát triển theo hướng sinh thái bền vững.
Phòng trừ sinh học có thể được định nghĩa đơn giản là việc sử dụng các kẻ thù
tự nhiên nhằm giảm thiệt hại do dịch hại gây ra. Với mục đích đó, các chế phẩm sinh
học được sản xuất ngày càng nhiều và được nhiều người tiêu dùng biết đến. Các chế
phẩm này mang lại nhiều lợi ích to lớn như: không gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức
khỏe con người, vật nuôi, cây trồng; không gây ô nhiễm môi trường sinh thái; có tác
dụng cân bằng hệ sinh thái (vi sinh vật, dinh dưỡng) trong môi trường đất nói riêng và
môi trường nói chung; ứng dụng các chế phẩm sinh học không làm hại kết cấu đất,
không làm chai đất, thoái hóa đất mà còn góp phần tăng độ phì nhiêu của đất; có tác
dụng đồng hóa các chất dinh dưỡng, góp phần tăng năng suất và chất lượng nông sản
phẩm; có tác dụng tiêu diệt côn trùng gây hại, giảm thiểu bệnh hại, tăng khả năng đề
kháng bệnh của cây trồng mà không làm ảnh hưởng đến môi trường như các lọai thuốc
BVTV có nguồn gốc hóa học khác; có khả năng phân hủy, chuyển hóa các chất hữu cơ
4


 

bền vững, các phế thải sinh học, phế thải nông nghiệp, công nghiệp, góp phần làm
sạch môi trường ().

Từ giai đoạn khởi đầu đến nay, việc sử dụng các biện pháp phòng trừ sinh học
trong nông nghiệp đã gặt hái được rất nhiều thành công và ngày càng sử dụng rộng rãi.
Trong đó, các chế phẩm sinh học của tuyến trùng ngày càng được chú ý và nghiên cứu
nhiều hơn. Các loài tuyến trùng này đều thuộc hai giống Steinernema
(Steinernematidae) và Heterorhabditis (Heterorhabtidae). Khả năng ký sinh và gây
bệnh này thực chất là một tổ hợp liên kết của tuyến trùng và vi khuẩn (thuộc hai giống
Xenorhabdus và Photorhabdus), trong đó tuyến trùng có vai trò mang vi khuẩn vào
trong cơ thể côn trùng và vi khuẩn sản sinh độc tố để giết chết côn trùng.
().
EPNs là thiên địch tự nhiên của côn trùng có khả năng kí sinh bắt buột, với phổ
kí chủ rộng, và có thể tự tìm kiếm kí chủ. Đặc biệt nó cho kết quả tốt về kiểm soát
nhiều sâu hại trong đất và sâu đục thân mà khó có thể kiểm soát được bằng phương
pháp hóa học mà còn có đặc tính an toàn, không độc, giá thành thấp. Các thuốc trừ sâu
gây ô nhiễm nghiêm trọng và làm tăng khả năng kháng thuốc của sâu hại, tuyến trùng
như là một thiên địch tự nhiên của nguồn sinh học với những tiềm năng to lớn đã thu
hút sự quan tâm rộng rãi trong lĩnh vực kiểm soát sinh học quốc tế (Cong 1999;
Kaya và cs. 1993 – trích dẫn bởi Hao De-jun, 2001).
2.2. Khả năng và triển vọng thương mại hóa sản phẩm sinh học tuyến trùng
Trong các biện pháp sinh học áp dụng hiện này, tuyến trùng kí sinh gây bệnh
côn trùng đã và đang được nhiều nước trên thế giới, trong đó có Việt Nam, quan tâm
và phát triển mạnh mẽ. Bởi vì, nhóm tuyến trùng EPN có rất nhiều đặc tính ưu việt
như: có khả năng kí sinh và gây bệnh cho nhiều loại sâu hại khác nhau; an toàn cho
người, động vật và thực vật; khả năng sinh sản mạnh và đặt biệt chúng còn tương hợp
được với nhiều loại thuốc trừ sâu hóa học và các tác nhân sinh học khác; ấu trùng cảm
nhiễm có thể tồn tại lâu trong đất trong thời gian chờ vật chủ, chỉ cần phun thuốc EPN
một lần cho cả quá trình; có khả năng tìm kiếm vật chủ; sâu hại không có khả năng
kháng với thuốc sinh học EPNs.
5

 

Một trong những ưu thế quan trọng của tuyến trùng là có thể nhân nuôi sinh
khối bằng công nghệ in vivo và in vitro. EPN rất dễ dàng nhân nuôi trong phòng thí
nghiệm bằng ấu trùng bướm sáp lớn (Galleria mellonella). Trong in vitro, hiện nay
người ta sử dụng 2 phương pháp: nhân nuôi trong môi trường đặc với nguyên liệu là
ruột gia súc, gia cầm: với phương pháp này có thể thu được tối đa 30,58 ×105 ấu trùng
cảm nhiễm cho 1 bình nhân nuôi dung tích 250 ml; nhân nuôi trong môi trường lỏng
bằng thiết bị lên men tự động: phương pháp này cho phép sản xuất EPN tới dung tích
8 ×104 lít với năng suất 1,5 × 105 ấu trùng trong 1ml dung dịch. Phương pháp này hiện
đang được ứng dụng rộng rãi trong các nhà máy sản xuất thuốc trừ sâu sinh học ở Đức,
Nhật Bản, Trung Quốc và Mỹ (). Chính điều này đã phát triển khả
năng thương mại hóa thuốc sinh học EPN.
Theo số liệu thống kê trên thế giới đến năm 2000 đã có 7 loài tuyến trùng giống
Steinernema và Heterorhabditis được thương mại hóa. Ví dụ, ở Mỹ đã có nhiều công
ty công nghệ sinh học sản xuất thuốc sinh học tuyến trừng để phòng trừ một số loại
sâu hại ở ngô, mía, bông, thuốc lá, cây ăn quả và cây cảnh hoa kiểng. Hay Trung Quốc,
thuốc sinh học tuyến trùng được sản xuất với qui mô lớn để phòng trừ một số sâu hại
quan trọng như sâu qua đông hại cây đào với quy mô hàng vạn hecta, bọ hung hại mía,
và sâu đục thân hại một số cây bóng mát trong thành phố (Nguyễn Ngọc Châu, 2008).
EPN còn được dùng phòng trừ dòi đục thân su hào ở Bỉ, Hà Lan và Đức, sâu đục thân
cọ ở Ả-rập Xê-út, và càng ngày càng có nhiều quốc gia nghiên cứu ứng dụng EPN
trong phòng trừ nhiều loài sâu hại khác nhau.
Hiện nay trên thế giới có khoảng 100 công ty sản xuất thuốc sinh học tuyến
trùng cung cấp cho PTSH sâu hại (Nguyễn Ngọc Châu, 2008). Nhiều loại chế phẩm
sinh học EPN được sử dụng rộng rãi như Biosafe, biostar-3 hay biostar-5, Greenlife
SY-5, Biotodes A11, Biotodes H06.
2.3. Tổng quan tuyến trùng kí sinh gây bệnh côn trùng
2.3.1. Đặc điểm sinh học và vòng đời của EPNs
Hiện nay trên thế giới đã định danh được 69 loài EPNs trong đó có 54 loài

thuộc Steinernema, chỉ có 1 loài thuộc giống Neosteinernema và 14 loài thuộc giống
6


 

Heterorhabditis. Ở Việt Nam đã xác định được 26 loài, trong đó có 24 loài thuộc
giống Steinernematid và 2 loài thuộc giống Heterorhabditis (Nguyễn Ngọc Châu, 2008).
Trong bảng phân loại truyền thống để định danh tuyến trùng chủ yếu dựa vào
các hình thái đặc trưng như: Chiều dài cơ thể, khoảng cách từ đỉnh đầu đến lỗ bài tiết,
đặc điểm gai giao cấu, gai đệm của con đực và một số đặc điểm điển hình khác. Theo
Hao De-jun và ctv (2001), trong nhiều năm qua nhiều nghiên cứu về hệ thống EPNs bị
hạn chế, bao gồm những tiêu chuẩn về mô tả loài, đề nghị sửa đổi tên, làm sáng tỏ mối
phát sinh loài trong ngành tuyến trùng dựa vào đặc điểm phân tử và đưa ra khóa phân
loại tuyến trùng mới, đó là những thay đổi mang lại sự ổn định và phát triển của hệ
thống EPNs. Số lượng tuyến trùng tìm ra được gần đây đã làm tăng thêm nhiều ý
nghĩa về lĩnh vực nghiên cứu tuyến trùng EPNs của thập niên qua.
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”
(trích dẫn Phạm Thị Mến, 2009).

EPNs gồm 2 giống Steinernematid và Heterorhabditid từ lâu đã được ghi nhân
như một tác nhân kiểm soát côn trùng có hiệu quả, và đã thu hút sự quan tâm đáng kể
như là một loại thuốc trừ sâu sinh học. Tuyến trùng được chứng minh là tác nhân kiểm
soát tiềm năng của một số côn trùng gây hại (Nuchanart, Suebsak và Jariya, 1999). Ấu
trùng cảm nhiễm (IJ) tuổi 3 và ấu trùng cảm nhiễm tuổi lớn (DJ) xâm nhập vào côn

trùng vật chủ trong môi trường đất. IJs, chỉ có giai đoạn này xuất hiện bên ngoài côn
trùng, được bao bọc trong lớp cuticle của giai đoạn tuổi 2, mà lớp mà dễ bị mất đối với
Steinernematid, nhưng vẫn tồn tại ở Heterorhabditid cho đến trước hay sau khi xâm
nhập vào vật chủ. Trong IJs, vi khuẩn cộng sinh, loài Xenorhabdus và Photorhabdus,
chứa trong túi ở ruột trước của Steinernematid và trong ống ruột với Heterorhabditid.
IJ tấn công vào vật chủ qua lỗ hở tự nhiên (miệng, hậu môn, lỗ thở) hoặc những chỗ
mỏng của màng cuticle vật chủ (thường chỉ có Heterorhabditid) và xâm nhập vào
7


 

khoang máu của vật chủ. Sau đó IJ giải phóng vi khuẩn qua hậu môn đối với
Steinernematid hay qua miệng đối với Heterorhabditid. Vi khuẩn nhân lên và sản sinh
ra chất giết chết côn trùng vật chủ trong vòng 48 giờ, và bảo vệ xác côn trùng khỏi sự
xâm chiếm của vi sinh vật khác. Tuyến trùng bắt đầu phát triển, được nuôi dưỡng bằng
tế bào vi khuẩn và mô vật chủ đã được chuyển hóa, và có 1 – 3 thế hệ, phụ thuộc vào
kích thước vật chủ. Khi nguồn thức ăn trong xác vật chủ đã cạn kiệt, 1 thế hệ IJs mới
được sinh sản và thoát khỏi xác vật chủ vào trong đất để tìm kiếm vật chủ mới.
Sự khác biệt chính giữa 2 giống Steinernematid và Heterorhabditid là loài
Steinernema thì phân tính, trong khi loài Heterorhabditis thế hệ 1 lưỡng tính, nhưng
phân tính ở thế hệ thứ 2. Do đó, Steinernematid yêu cầu một IJ đực và cái xâm nhiễm
vào côn trùng vật chủ để sinh sản con cái, trong khi Heterorhabditid chỉ cần một IJ
xâm nhập vào vật chủ vì con trưởng thành lưỡng tính tự thụ tinh. Tuy nhiên, theo
Griffin và cs (2001) đã tìm thấy một loài Steinernema không được mô tả từ Indonesia
mà phần lớn là lưỡng tính tự thụ tinh với một tần số thấp con đực (1 – 6% số lượng)
(Hazir và cs, 2004).
Còn tuyến trùng Neosteinernema cũng tương tự như vòng đời của Steinernema
chỉ khác một điểm là loài này chỉ có một thế hệ (chỉ có vòng đời ngắn) và tuyến trùng
mẹ không đẻ trứng, tất cả trứng nở bên trong thân mình con mẹ và sinh trưởng cho đến

khi trở thành ấu trùng cảm nhiễm. Ấu trùng cảm nhiễm sẽ chui ra khỏi thân mình
tuyến trùng mẹ phân tán vào môi trường xung quanh để tìm ký chủ mới
().
2.3.2. Vi khuẩn cộng sinh
Vi khuẩn cộng sinh liên kết với Steinernema thì thuộc giống Xenorhabdus,
trong khi VKCS phát sáng liên kết với Heterorhabditis thì thuộc giống Photorhabdus.
Cả hai loài này đều là vi khuẩn gram âm, kị khí không bắt buộc, không tạo bào tử và
có dạng hình que. Thuộc họ Enterobacteriaceae, trong giống Xenorhabdus có 5 loài
cộng sinh với Steinernema, trong khi giống Photorhabdus có 3 loài cộng sinh với
giống Heterorhabditis. Loài Photorhabdus luminescens có 5 loài phụ, loài
Photorhabdus

asymbiotica

không

cộng

(trích dẫn bởi Hazir và cs, 2004).
8

sinh

với

tuyến

trùng

 

Hình 2.1: Vòng đời của tuyến trùng kí sinh gây bệnh côn trùng
(Nguồn )
Khi VKCS được phóng thích khỏi tuyến trùng vào trong xoang máu côn trùng,
những tế bào vi khuẩn bắt đầu sinh trưởng và cái chết của côn trùng xảy ra sau đó, do
sự ngộ độc máu hay nhiễm trùng máu, điều này phụ thuộc vào tính nhạy của côn trùng
và dòng VKCS. Vài giống Xenorhabdus và Photorhabdus rất độc hại: phun ít hơn
10 tế bào vi khuẩn vào trong xoang máu có thể đủ để giết chết những côn trùng nhạy
cảm như G. mellonella hay Manduca sexta. Khi nhân nuôi trong môi trường lỏng, cả
9


 

hai giống VKCS này tiết ra độc tố trừ sâu rất độc hại vào trong môi trường. Khi vi
khuẩn đi vào trong pha ổn định của chu kì sinh trưởng, chúng tiết ra lipase, protease và
vài loại chất kháng khuẩn, kháng nấm và kháng sinh.
Sự khác nhau cơ bản giữa hai giống vi khuẩn Xenorhabdus và Photorhabdus là
phần lớn Photorhabdus thì có khả năng tạo sáng huỳnh quang và có phản ứng Catalase
dương tính, trong khi Xenorhabdus thì không có khả năng tạo sáng huỳnh quang và có
phản ứng Catalase âm tính. Cả Xenorhabdus và Photorhabdus xuất hiện hai biến thể
kiểu hình. Những tế bào phase I thì lớn hơn tế bào phase II, và sản sinh lượng enzyme
ngoại bào, độc tố, chất kháng sinh đặc trưng nhiều hơn phase II. Tuy nhiên DJ của
tuyến trùng đóng gói và vận chuyển chỉ những tế bào phase I. Tế bào phase I được bảo
quản trong túi đặc biệt ở ruột trước của Steinernematid, trong khi Heterorhabditid
không có túi đặc biệt nhưng lưu trữ VKCS ở phía trước. Vai trò của tế bào phase II ở
VKCS thì không rõ ràng, như là những cơ chế phân tử chịu trách nhiệm cho hiện
tượng này.
Không có báo cáo nào về sự phân lập Xenorhabdus và Photorhabdus từ đất và

nó thường được giả thuyết rằng vi khuẩn này không thể tồn tại trong đất nơi mà thiếu
tuyến trùng liên kết với chúng. Morgan và cs (1997) đã phóng thích dòng
X. nematophila và P.luminescens vào trong mô hình thu nhỏ đất không vô trùng, và họ
nhận thấy rằng tế bào được phóng thích giảm xuống dưới giới hạn được biết trong
vòng 7 ngày. Bleakley và Chen (1999) đã báo cáo rằng P. luminescens có thể sinh
trưởng và sống lâu hơn quá 30 ngày khi được phân lập trong đất khử trùng mà sự bổ
sung dinh dưỡng được thêm vào (trích dẫn bởi Burnell và Stock, 2000).
2.3.3. Mối quan hệ giữa EPNs và vi khuẩn cộng sinh
Một loài tuyến trùng được liên kết riêng biệt với một loài VKCS, nhưng loài vi
khuẩn này có thể kết hợp với nhiều loài tuyến trùng. Ví dụ như S. feltiae liên kết với
X. bovenii, nhưng loài vi khuẩn này cũng có thể liên kêt với S. kraussei. Akhurst và
Boemare (1990) đã phát biểu rằng tuyến trùng sinh sản tốt nhất xảy ra với vật cộng
sinh tự nhiên của chúng, nhưng trong vài trường hợp, tuyến trùng có thể với loài vi
khuẩn khác. Giữa tuyến trùng và vi khuẩn có mối quan hệ tương hỗ với nhau. Tuyến
trùng thì phụ thuộc vào vi khuẩn để giết chết nhanh chóng côn trùng kí chủ của nó.
10


 

Tầm quan trọng của mối liên kết cộng sinh trong quá trình gây bệnh được nhận thấy rõ
ràng trong phức hợp S. glaseri/X. poinarii. Khi ấu trùng của G. mellonella được phun
với S. glaseri hay 1150 tế bào của X. poinarii thuần thì ấu trùng côn trùng sống lâu
hơn. Song, phun hỗn hợp 115 X. poinarii và 1 DJ của S. glaseri giết được 75 % ấu
trùng. Vi khuẩn còn gia tăng môi trường cho sự phát triển của tuyến trùng bằng cách
sinh ra kháng sinh tiêu diệt vi sinh vật cạnh tranh. Biến đổi mô vật chủ thành nguông
thức ăn và cung cấp một nguồn thức ăn phong phú cho tuyến trùng. Vi khuẩn cần
tuyến trùng để bảo vệ khỏi môi trường bên ngoài, xâm nhập vào bên trong xoang máu
vật chủ và ức chế các protein kháng khuẩn của vật chủ (trích dẫn Hazir và cs, 2004).
2.4. Sự phân bố, phổ kí chủ, sự cạnh tranh và tồn tại của EPNs trong tự nhiên

2.4.1. Sự phân bố
EPNs rất phổ biến trong những loại đất trồng trọt và bỏ hoang, nhìn chung
chúng có ở hầu hết các vùng trên thế giới (Hominick, 2002 – trích dẫn Phan Thị Hồng
Thủy, 2009). Do tuyến trùng sống trong mối quan hệ với vật chủ kí sinh và có sự thích

nghi với điều kiện môi trường nơi chúng và vật chủ tồn tại. Vì vậy, sự phân bố thường
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. Ở
vùng ôn đới tuyến trùng EPN có tỷ lệ hiện diện cao hơn vùng nhiệt đới. Và các hệ sinh
thái rừng tự nhiên bao giờ cũng có tỷ lệ hiện diện tuyến trùng EPN cao hơn hẳn so với
hệ sinh thái hay các sinh cảnh khác. Theo điều tra trong gần 70 loài EPN (54 loài
thuộc Steinernemadid và 14 loài thuộc Heterorhabditid) được phát hiện và mô tả, thì
có 6 loài có diện phân bố tương đối rộng. Ba loài thuộc giống Steinernema là
S. glaseri, S. feltiae, S. carpocapsae và 3 loài thuộc giống Heterorhabditis là
H. bacteriophora, H. indica và H. megidis. Sáu loài này được tìm thấy nhiều ở nhiều
vùng khí hậu ôn đới, nhiệt đới và cận nhiệt đới của Châu Á, Châu Âu và Châu Mỹ.
Một số loài khác chỉ phân bố ở vùng ôn đới như S. intermedium, S. kraussei,
S. weiseri, S. silvaticum, S. affine và H. downesi (Nguyễn Ngọc Châu, 2008).
Từ năm 1997 cho đến nay, ở Việt Nam đã tiến hành điều tra, phân lập và thu
được 64 chủng tuyến trùng EPN, trong đó có 15 chủng Heterorhabditis và 49 chủng
Steinernema. Và đã xác định được 26 loài tuyến trùng, trong đó có 24 loài thuộc
11


 

steinernematid và 2 loài thuộc heterorhabditid.  Theo Phan Kế Long (2006), ở Việt
Nam hầu như tất cả các chủng EPNs phân lập được đều từ các sinh cảnh tự nhiên, còn
tại các khu vực canh tác nông nghiệp gần như không tồn tại hoặc rất ít gặp. Trong khi
đó ở Canada thì kết quả điều tra có phần ngược lại, EPN có mặt ở khắp mọi nơi. Điều

này có thể được lí giải do việc sử dụng nhiều phân bón vô cơ và hóa chất bảo vệ thực
vật không những tiêu diệt côn trùng có hại mà còn có thể tiêu diệt cả tuyến trùng có
ích. Tỷ lệ hiện diện của EPNs trong đất cũng là dấu hiệu cho thấy môi trường sinh thái
tốt và ổn định. Tỷ lệ hiện diện càng cao cũng có nghĩa là sự đa dạng của EPNs càng
lớn và môi trường sinh thái càng tốt (Nguyễn Ngọc Châu, 2008). Theo Nguyễn Thị
Thùy Trang (2008), qua các lần điều tra nhận thấy ở cả 3 vùng trồng rau tại Hóc Môn,
Củ Chi, Bình Chánh TP. Hồ Chí Minh đều có sự hiện diện của EPNs trong đất.
Theo một số nghiên cứu điều tra trước đây, có ý kiến cho rằng giống
Steinernematid thường phân bố ở các vùng ôn đới. Nhưng với những phát hiện gần
đây ý kiến này đã bị bác bỏ. Những loài mới được mô tả gần đây như: S. scapterisci từ
Uruguay, S. cubanum ở Cuba, S. abbasi từ Oman, S. thermophilum từ Ấn Độ. Gần đây
nhất là những loài được phát hiện từ Việt Nam và Trung Quốc như: S. aciari,
S.akhursti và S. beddin, S. hebeiense, S. leizhouense (Nguyen và cs, 2006), đều được
phát hiện từ vùng nhiệt đới. Cũng trái với nhận định rằng giống Heterorhabditid
thường phân bố ở các vùng nhiệt đới, thì thời gian gần đây đã có khá nhiều đại diện
của giống này được phân lập ở một số vùng ôn đới và hàn đới như Ireland, Scotland và
xứ Wale. Hàng loạt phát hiện mới trên đây về sự hiện diện của EPN tại các vùng khác
nhau của thế giới cho thấy: sự thích nghi của tuyến trùng EPN với các điều kiện khí
hậu tùy thuộc vào loài nhiều hơn là vào giống (Nguyễn Ngọc Châu, 2008).
2.4.2. Phổ kí chủ
Hoạt động kí sinh gây bệnh của các loài tuyến trùng thuộc giống
Steinernematid và Heterorhabditid đã được chứng minh gây bất lợi cho phổ rộng côn
trùng gây hại trong môi trường sống khác nhau. Hỗn hợp tuyến trùng – vi khuẩn giết
chết côn trùng nhanh chóng mà không cần hình thành mối quan hệ mật thiết, thích
nghi cao, mối quan hệ kí chủ - kí sinh đặc trưng cho sự liên kết tuyến trùng – côn
trùng. Tỷ lệ tử vong nhanh cho phép tuyến trùng mở rộng phổ kí chủ hầu như ở tất cả
12


 

các bộ côn trùng, một phổ hoạt động tốt vượt xa bất kì tác nhân nấm gây bệnh côn
trùng nào. Những kiểm tra trong phòng thí nghiêm, S. carpocapsaae đã tấn công hơn
250 loài của hơn 75 họ trong bộ côn trùng (Divya và Sankar, 2009). Theo Lacey và ctv
(2001), phổ ký chủ của tuyến trùng EPNs gồm: Bọ hung (Popilliila japonica), bọ hung
đen (Alissonotum impressicolle), sâu đục trái táo (Carposina niponensis), sâu hại rễ
mía (Mahanaarva fimbriolata), sâu xanh (Spodoptera exigua), ấu trùng đục gốc nho
(Otiorhynchus sulcatus), sâu đục thân chuối (Cosmopolites sordidus), sâu đục thân táo,
đào, nhãn và vải (Carposina niponensis), sâu đục thân và cành cà phê (Hypothenemus
hampei), sâu đục thân ngô (Helicopverpa zea), sâu đục thân và củ khoai lang (Cylas
formicarius), sâu đục thân cây bóng mát ở thành phố (Holcocerus insularis), sâu ăn lá
(Spodoptera littoralis và Spodoptera exigua), dòi đục lá (Liriomyza sp.), mối hại đê
điều kho tàng (Reticulitemes sp.) và côn trùng y học ấu trùng muỗi sốt rét (Culax
pipiens), ấu trùng muỗi sốt xuất huyết (Aedes aegypti) và loài ve bét (Boophilus
annulatus) (trích dẫn Ngô Thị Thu Hằng, 2009).
Trong phòng thí nghiệm, hầu hết EPNs xâm nhiễm các loài côn trùng khác
nhau ở nơi tiếp xúc với vật chủ, điều kiện môi trường tối ưu, và không bị ngăn cản bởi
tác động môi trường bên ngoài đến quá trình xâm nhiễm. Ngoài đồng ruộng, EPNs tấn
công vào phổ kí chủ hẹp hơn so với trong phòng thí nghiệm, thêm vào đó tính an toàn
của chúng như những tác nhân kiểm soát sinh học. Bởi vì tuyến trùng này thích nghi
trong môi trường đất, kí chủ chính là côn trùng sống trong đất. Việc phân lập
loài/giống tuyến trùng mới thì thường được sử dụng ấu trùng bướm sáp lớn, Galleria
mellonella, và do đó, phổ kí chủ được biết đến của tuyến trùng đều thiên về những côn
trùng thuộc bộ cánh vẩy. Tuy nhiên, vài loài tuyến trùng đã được phân lập từ xác kí
chủ ngoài đồng ruộng thì có phổ kí chủ giới hạn như S. kushidai và S. scarabaei thích
nghi với ấu trùng bọ hung. S. scapterisci thích nghi với dế dũi và tấn công kém với
những côn trùng khác, nhưng Bonifassi và cs (1999) đã chứng minh sự kết hợp của
Xenorhabdus dòng UY61 và S. scapterisci dễ dàng tấn công G. mellonella
(Hazir và cs, 2004).

Giới hạn chủ yếu về phổ ký chủ của EPNs là hoạt động tìm kiếm ký chủ của
IJs. EPNs có hoạt động tìm kiếm côn trùng ký chủ để xâm nhiễm khác nhau, chịu ảnh
13


 

hưởng bởi các yếu tố trong môi trường cũng như khả năng phân bố sâu trong đất và ký
chủ ưa thích. IJs sử dụng những cách thức tìm kiếm khác nhau để định vị và xâm
nhiễm vào ký chủ. Ví dụ như Steinernema carpocapsae thì sử dụng chiến thuật nằm
phục kích và chờ vật chủ đi qua, thường được gọi là “ambusher”, nó đứng thẳng bằng
đuôi theo phương thẳng góc gần bề mặt đất và bám vào khi vật chủ ngang qua. Do đó,
S. carpocapsae có xu hướng hiệu quả nhất đối với những loài côn trùng di chuyển sát
mặt đất (). Hay như S.glaseri và H. bacteriophora chọn
chiến thuật tìm kiếm săn mồi, thường được gọi là “cruiser”. Những phương thức tìm
kiếm con mồi giữa các loài tuyến trùng có những biến đổi lớn, tùy vào những hoàn
cảnh khác nhau trong quá trình tình kiếm vật chủ. Chẳng hạn săn mồi kiểu phục kích
như S. 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. bacteriophora gây độc cho những côn
trùng sống sâu trong đất (trích dẫn Phạm Thị Mến, 2009).
2.4.3. 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. Điều này lí giải
vì sao trong một xác ký chủ không thể tìm thấy cùng lúc 2 giống Steinernematid và
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
().
Bên cạnh đó, sự tồn tại của EPNs còn bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như ẩm độ,
nhiệt độ của đất, áp suất thẩm thấu, cơ cấu đất, bức xạ mặt trời và tia tử ngoại (UV).
Chẳng hạn như điều kiện độ ẩm đất, đây là yếu tố quyết định khả năng tiếp cận, di
chuyển và khả năng xâm nhiễm của tuyến trùng. IJs có thể tồn tại trong điều kiện ẩm
14


 

độ thấp bằng cách làm giảm quá trình trao đổi chất hoặc bằng cách ở trong xác chết
của ký chủ cho đến khi ẩm độ đất được cải thiện. Nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến khả
năng tìm kiếm và xâm nhiễm vào vật chủ. Cấu trúc đất ảnh hưởng đến sự tồn tại của
IJs, đất sét có cấu trúc chặt nên tuyến trùng tồn tại kém do mức oxy trong đất sét ít, khi
đất bão hòa hay hàm lượng chất hữu cơ trong đất cao thì oxy trong đất cũng giảm. 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. Tuyến trùng cũng rất nhạy cảm với tia UV. Tia UV có thể giết chết tuyến trùng
trong khoảng một thời gian ngắn. Tia UV ảnh hưởng nhiều nhất khi tuyến trùng được
ứng dụng như thuốc trừ sâu sinh học. Để giảm tối thiểu ảnh hưởng trực tiếp của tia UV
bằng cách đưa IJs ra cánh đồng vào buổi sáng sớm hay buổi chiều tối hoặc tưới nước
làm đất ẩm trước khi đưa IJs vào đất (trích dẫn Ngô Thị Thu Hằng, 2009).
2.5. Công nghệ sản xuất EPNs
Các công nghệ nhân nuôi, sản xuất tuyến trùng EPN được nghiên cứu, bổ sung
ngày càng hoàn thiện nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng các chế phẩm của EPNs hiện
nay. Song, để phát triển và nhân nuôi thành công cần phải xem xét nhiều yếu tố, đặt
biệt có 3 vấn đề quan trọng: 1) điều kiện và nhân lực đã có cho việc nhân nuôi, sản
xuất EPN và khả năng đáp ứng các yêu cầu của mô hình công nghệ lựa chọn; 2) bao

nhiêu loại tuyến trùng EPN được yêu cầu nhân nuôi?; 3) loại tuyến trùng chuẩn bị sử
dụng cho nhân nuôi đã được bảo quản trong thời gian bao lâu trước khi sử dụng
(Nguyễn Ngọc Châu, 2008).
Hiện nay, trên thế giới đã phát triển hai hệ thống công nghệ nhân nuôi sản xuất
tuyến trùng là nhân nuôi in vivo và nhân nuôi in vitro. Trong đó, sản xuất theo in vivo
thì cần nguồn vật liệu tự nhiên (côn trùng sống làm giá thể), còn công nghệ in vitro
được nhân nuôi bằng vật liệu nhân tạo.
2.5.1. Công nghệ nhân nuôi in vivo
Do khả năng xâm nhiễm và sinh sản của các chủng EPNs trong vật chủ côn
trùng, đặt biệt là do có phổ kí chủ rộng, nên có thể sử dụng nhiều loại côn trùng để làm
vật liệu nhân nuôi, sản xuất tuyến trùng. Trong đó ấu trùng bướm sáp lớn
15