Luận án tiến sĩ Nông nghiệp: Xác định cấu trúc hóa học, tổng hợp và ứng dụng pheromone giới tính để quản lý một số loài thuộc bộ Cánh vảy (Lepidoptera) ở Đồng bằng sông Cửu Long

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

CHÂU NGUYỄN QUỐC KHÁNH

XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC HÓA HỌC, TỔNG HỢP VÀ
ỨNG DỤNG PHEROMONE GIỚI TÍNH ĐỂ QUẢN LÝ
MỘT SỐ LOÀI THUỘC BỘ CÁNH VẢY
(LEPIDOPTERA) Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP
Chuyên ngành: BẢO VỆ THỰC VẬT
Mã số ngành: 62 62 01 12

Cần Thơ, 2018


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

CHÂU NGUYỄN QUỐC KHÁNH

XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC HÓA HỌC, TỔNG HỢP VÀ
ỨNG DỤNG PHEROMONE GIỚI TÍNH ĐỂ QUẢN LÝ
MỘT SỐ LOÀI THUỘC BỘ CÁNH VẢY
(LEPIDOPTERA) Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP
Chuyên ngành: BẢO VỆ THỰC VẬT
Mã số ngành: 62 62 01 12

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:
PGS. TS. LÊ VĂN VÀNG

Cần Thơ, 2018


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
----------

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của NCS Châu Nguyễn Quốc Khánh
với sự hướng dẫn của PGS. TS. Lê Văn Vàng. Các số liệu, kết quả nêu trong luận
án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình luận án tiến sĩ
nào khác.

Người hướng dẫn khoa học

Tác giả luận án

PGS.TS. LÊVĂN VÀNG

CHÂU NGUYỄN QUỐC KHÁNH

i


LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận án, trước hết cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và

biết ơn sâu sắc tới các Thầy PGS.TS. Lê Văn Vàng và PGS. TS. Trần Văn Hai đã
tận tình hướng dẫn, động viên trong lúc gặp khó khăn và tạo điều kiện tốt nhất cho
tôi trong suốt quá trình thực hiện công trình nghiên cứu này.
Đặc biệt, Kính gửi lời cảm ơn sâu sắc đến GS. TS. Tetsu Ando đã hỗ trợ và tạo
điều kiện thuận lợi nhất cho tôi phân tích và tổng hợp các mẫu pheromone trong
luận án tại phòng thí nghiệm Sinh thái học Hóa chất, trường Đại học Nông nghiệp
và Công nghệ Tokyo-Nhật Bản.
Trân trọng gửi lời cảm ơn đến TS. Yutaka Arita đã định danh sâu đục thân cây
Mai dương, Carmenta mimosa và TS. Utsugi Jinbo, Bộ môn Động vật học, Bảo tàng
Khoa học và Tự nhiên Quốc gia Nhật Bản đã hỗ trợ trong việc định danh các mẫu
ngài sâu cuốn lá cây có múi.
Tôi xin được gửi lời cảm ơn tới Ban chủ nhiệm khoa Nông nghiệp và Sinh học
Ứng dụng, trường Đại học Cần Thơ. Đặc biệt là quý Thầy, Cô và các anh chị trong
Bộ môn Bảo vệ Thực vật, những người đã giảng dạy, chia sẻ kinh nghiệm và giúp
đỡ cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài này.
Tôi xin thành thật cảm ơn chị: Trịnh Thị Xuân, Đinh Thị Chi, bạn: Liễu Triều
Tiến, Lâm Minh Đăng, Hồ Như Thủy, các em: Nguyễn Tiến Anh, Dương Kiều
Hạnh, Nguyễn Thị Ngọc Nghĩa, Huỳnh Đức Hưng, Trần Văn Hiếu, Nguyễn Thị
Ngân Giang, Nguyễn Phước Hậu ở các khóa Cao học và Đại học chuyên ngành
Bảo vệ Thực vật, Trường Đại học Cần Thơ đã nhiệt tình giúp đỡ và hỗ trợ thực hiện
một số nội dung nghiên cứu có liên quan đến đề tài.
Xin chân thành cảm ơn chị Trần Thị Mỹ Hạnh, anh Nguyễn Thành Hiếu,chị
Quan Thị Ái Liên, chị Trần Thị Thanh Thủy, bạn bè và các bạn Nghiên cứu sinh tại
Trường Đại học Cần Thơ đã giúp đỡ và động viên tôi trong suốt thời gian thực hiện
đề tài.
Cuối cùng, xin dâng lên ba, mẹ đã sinh thành nuôi dưỡng con, ba mẹ vợ, cậu
mợ đã giúp đỡ tạo mọi điều kiện cho con và xin được chia sẻ niềm vui này đến vợ
thương yêu đã luôn ủng hộ trong suốt thời gian thực hiện luận án này.
Cần Thơ, ngày tháng
năm 2018

Nghiên cứu sinh

Châu Nguyễn Quốc Khánh
ii


TÓM LƯỢC
Đề tài: “Xác định cấu trúc hóa học, tổng hợp và ứng dụng pheromone giới
tính để quản lý một số loài thuộc bộ Cánh vảy (Lepidoptera) ở ĐBSCL” được thực
hiện từ năm 2011 đến năm 2015 đạt được kết quả sau:
Kết quả phân tích GC-EAD và GC-MS của mẫu pheromone ly trích từ ngài
cái thô và qua dẫn suất (DMDS và xà phòng hóa) đã xác định được thành phần và
cấu trúc hóa học của pheromone giới tính của 05 loài thuộc bộ Cánh vảy
(Lepidoptera) ở ĐBSCL. Trong đó, pheromone giới tính của Carmenta mimosa là
hợp chất (3Z,13Z)-3,13-octadecadienyl acetate (Z3,Z13-18:OAc); pheromone giới
tính của Archips atrolucens gồm các hợp chất tetradecyl acetate (14:OAc), (E)-11tetradecenyl acetate (E11-14:OAc) và (Z)-11-tetradecenyl acetate (Z11-14:OAc) ở
tỷ lệ 1:1:2; pheromone giới tính của Adoxophyes privatana gồm Z11-14:OAc và
(Z)-9-tetradecenyl acetate (Z9-14:OAc) ở tỷ lệ 9:1; pheromone giới tính của
Homona tabescens gồm các hợp chất Z11-14:OAc và (Z)-9-dodecenyl acetate (Z912:OAc) ở tỷ lệ 9:1; pheromone giới tính của Conogethes puctiferalis gồm các hợp
chất (E)-10-hexadecenal (E10-16:Ald) và (Z)-10-hexadecenal (Z10-16:Ald) ở tỷ lệ
phối trộn 9:1.
Các hợp chất E10-16:Ald và Z10-16:Ald đã được tổng hợp thành công bằng
các con đường tổng hợp thông qua phản ứng Wittig và phản ứng bắt cặp, sử dụng
hợp chất 1,10-decanediol làm chất phản ứng ban đầu. Trong đó, con đường tổng
hợp thông qua phản ứng bắt cặp là tổng hợp chọn lọc cấu hình của nối đôi.
Đánh giá ngoài đồng cho thấy mồi pheromone giới tính tổng hợp đã cho hiệu
quả hấp dẫn cao đối với các đối tượng nghiên cứu. Kết quả khảo sát diễn biến mật
số quần thể thể hiện trưởng thành của C. mimosa, A. atrolucens, A. privatana, H.
tabescens và C. punctiferalis hiện diện quanh năm với các cao điểm mật số thay đổi
tùy theo loài. Trong đó, C. mimosa hiện diện chủ yếu vào nửa cuối tháng 08 dl đến

nửa đầu tháng 01 dl, cao điểm nhất vào giai đoạn từ tháng 12 dl đến đầu tháng 01
dl; các loài A. atrolucens, A. privatana và H. tabescens xuất hiện nhiều từ cuối
tháng 11 dl đến đầu tháng 05 dl; trong khi cao điểm mật số của C. punctiferalis xảy
ra vào thời gian cây ký chủ ra hoa. Đặt 16 bẫy pheromone/1.000 m2 đã cho hiệu quả
làm giảm tỷ lệ trái bị hại trên vườn ổi bởi C. punctiferalis tương đương với biện
pháp xử lý thuốc trừ sâu theo nông dân ở các thời điểm từ 1,5-2,5 tháng. Trong khi
đặt hợp chất (E)-10-pentadecenal (E10-15:Ald) (16 tuýp/1.000 m2, 5 mg/tuýp) cho
hiệu quả thấp hơn so với đặt bẫy pheromone và xử lý theo nông dân ở tất cả các thời
điểm ghi nhận.
Từ khóa: Adoxophyes privatana, Archip atrolucens, Carmenta mimosa,
Conogethes punctiferalis, Homona tabescens, pheromone giới tính và (E)-10pentadecenal.
iii


SUMMARY
The research "Chemical structure Determination, syntheses and application
of sex pheromones for management some Lepidopterous insect species in the
Mekong Delta of Vietnam" had carried out from 2011 to 2015. The results are as
follows:
GC-EAD and GC-MS analyses of crude pheromone extracts and their
derivatives (DMDS adduct and saponification) identified the sex pheromone of 05
species of Lepidopteran in the Mekong Delta. Among those, the sex pheromone of
Carmenta mimosa was (3Z,13Z)-3,13-octadecadienyl acetate (Z3,Z13-18:OAc)
compound; the sex pheromone of A. atrolucens was comprised of tetradecyl acetate
(14:OAc), (E)-11-tetradecenyl acetate (E11-14:OAc) and (Z)-11-tetradecenyl
acetate (Z11-14:OAc) at a ratio of 1:1:2; the sex pheromone of A. privatana was
Z11-14:OAc and (Z)-9-tetradecenyl acetate (Z9-14:OAc) at a ratio of 9:1; the sex
pheromone of H. tabescens was Z11-14:OAc and (Z)-9-dodecenyl acetate (Z912:OAc) at a ratio of 9:1; the sex pheromone of C. puctiferalis was (E)-10hexadecenal (E10-16:Ald) and (Z)-10-hexadecenal (Z10-16:Ald) at a ratio of 9:1.
E10-16:Ald and Z10-16:Ald compounds were successfully synthesized by
synthetic routes using 1,10-decanediol as starting reagent and Wittig and coupling

as key reactions, in which, the synthetic route with coupling reaction was
geometrically selective route for configuration of the double bond.
In field evaluation, pheromone lures prepared from synthetic pheromone
components showed high attraction to adults of C. mimosa, A. atrolucens, A.
privatana, H. tabescens and C. punctiferalis as compared with those of control.
Monthly trap catch data revealed that the adults of these species appeared
throughout the year with the peaks of density varied between species. High trap
catch of C. mimosa was observed from later half of August to early January,
especially from December to early January; high trap catches of A. trolucens, A.
privatana and H. tabescens were appeared from the end of November to May, while
high density of C. punctiferalis was recorded at flowering stage of its host plants.
Trial plot hung with 16 pheromone traps/1,000 m2 showed efficacy in
reducing the damage of C. punctiferalis on fruits at 1.5-2.5 months after petal fall
which was similar to that of farmer spraying insecticide plot. Although the damage
of C. punctiferalis in trial hung with (E)-10-pentadecenal (E10-15:Ald) (16
tubes/1,000 m2, 5 mg/septum) was significantly lower than that of untreated plot,
the effectiveness of this treatment was lower than those of pheromone or insecticide
treatments.
Key words: Adoxophyes privatana, Archip atrolucens, Carmenta mimosa, Conogethes
punctiferalis, Homona tabescens, sex pheromone and (E)-10-pentadecenal.
iv


MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoan ..................................................................................................... i
Lời cảm ơn .......................................................................................................ii
Tóm lược ........................................................................................................ iii
Summary ......................................................................................................... iv
Mục lục............................................................................................................. v

Danh sách bảng ..............................................................................................vii
Danh sách hình ................................................................................................ xi
Danh mục từ viết tắt ....................................................................................... xv
Chương 1: Giới thiệu ............................................................................................... 1
1.1 Tính cấp thiết của đề tài ....................................................................................... 1
1.2 Mục tiêu và yêu cầu nghiên cứu .......................................................................... 2
1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ............................................................. 3
1.3.1 Ý nghĩa khoa học .............................................................................................. 3
1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn ............................................................................................... 3
1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................ 3
1.4.1 Đối tượng nghiên cứu........................................................................................ 3
1.4.2 Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................... 4
1.4.3 Những đóng góp mới của luận án ..................................................................... 4
Chương 2: Lược khảo tài liệu ................................................................................. 5
2.1 Các hóa chất tín hiệu (Semiochemical) ................................................................ 5
2.1.1 Allelochemical .................................................................................................. 5
2.1.2 Pheromone......................................................................................................... 5
2.2 Pheromone giới tính ............................................................................................. 7
2.2.1 Định nghĩa ......................................................................................................... 7
2.2.2 Tính đa dạng cấu trúc của các thành phần pheromone giới tính của bộ Cánh
vảy (Lepidoptera) ....................................................................................................... 8
2.2.3 Một số hydrocarbon trong pheromone giới tính của côn trùng bộ Cánh vảy
(Lepidoptera) ............................................................................................................ 10
2.2.4 Ứng dụng của pheromone giới tính ................................................................ 13
2.2.5 Kỹ thuật xác định cấu trúc hóa học của pheromone giới tính ......................... 19
2.3 Đối tượng nghiên cứu......................................................................................... 22
2.3.1 Sâu đục thân cây Mai dương, Carmenta mimosa Eichlin & Passoa............... 22
2.3.2 Nhóm sâu cuốn lá cây có múi (Lepidoptera: Tortricidae) .............................. 26
2.3.3 Sâu đục trái, Conogethes punctiferalis Guenée .............................................. 31
2.4 Sử dụng chiến lược đẩy-kéo trong quản lý sâu hại ............................................ 38

2.5 Tổng hợp pheromone mạch thẳng của một số côn trùng thuộc bộ Cánh vảy .... 38
2.5.1 Tổng hợp pheromone của ngài sâu tơ, Plutella xylostella (Lepidoptera:
Yponomeutidae) ....................................................................................................... 39
2.5.2 Tổng hợp pheromone của sâu đục vỏ trái, Prays sp. (Lepidoptera:
Yponomeutidae) ....................................................................................................... 39
2.5.3 Tổng hợp pheromone của sâu xám, Agrotis ipsilon (Lepidoptera: Noctuidae)40
2.5.4 Tổng hợp pheromone của sâu đục thân khoai lang, Omphisa anastomosalis
(Lepidoptera: Crambidae) ........................................................................................ 41
v


2.6 Các phản ứng cơ bản trong hóa học hữu cơ ....................................................... 41
2.6.1 Phản ứng ankyl helogenua .............................................................................. 41
2.6.2 Phản ứng oxy hóa ............................................................................................ 41
2.6.3 Phản ứng acetyl hóa ........................................................................................ 42
2.6.4 Phản ứng bắt cặp acetylene ............................................................................. 42
2.6.5 Phản ứng ester hóa .......................................................................................... 42
2.6.6 Phản ứng Wittig .............................................................................................. 42
Chương 3: Vật liệu và phương pháp .................................................................... 44
3.1 Vật liệu thí nghiệm ............................................................................................. 44
3.1.1 Thời gian và địa điểm...................................................................................... 44
3.1.2 Dụng cụ và thiết bị .......................................................................................... 44
3.1.3 Hóa chất .......................................................................................................... 45
3.1.4 Nguồn ngài ...................................................................................................... 46
3.1.5 Mồi hấp dẫn, tuýp quấy rối, bẫy pheromone và cách treo .............................. 46
3.2 Phương pháp....................................................................................................... 48
3.2.1 Xác định cấu trúc hóa học của pheromone giới tính ....................................... 48
3.2.2 Qui trình tổng hợp các hợp chất E10-16:Ald và Z10-16:Ald, thành phần
pheromone giới tính của sâu đục trái cây, Conogethes punctiferalis ...................... 53
3.2.3 Sinh trắc nghiệm ngoài đồng........................................................................... 57

3.2.4 Số liệu khí tượng thủy văn .............................................................................. 81
3.2.5 Xử lý số liệu .................................................................................................... 81
Chương 4: Kết quả và thảo luận ........................................................................... 83
4.1 Xác định thành phần và cấu trúc hóa học pheromone giới tính của một số loài
thuộc bộ Cánh vảy (Lepidoptera) ............................................................................. 83
4.1.1 Pheromone giới tính của ngài sâu đục thân cây Mai dương, C. mimosa ........ 83
4.1.2 Pheromone giới tính của nhóm sâu cuốn lá cây có múi (Tortricidae) ............ 85
4.1.3 Pheromone giới tính của ngài sâu đục trái cây, Conogethes punctiferalis ..... 94
4.2 Tổng hợp thành phần pheromone giới tính của C. punctiferalis: (E)-10hexadecenal và (Z)-10-hexadecenal ......................................................................... 99
4.2.1 Con đường thông qua phản ứng Wittig ........................................................... 99
4.2.2 Con đường phản ứng chọn lọc cấu hình ....................................................... 104
4.3 Nghiên cứu ứng dụng pheromone giới tính tổng hợp ở điều kiện ngoài đồng 110
4.3.1 Sâu đục thân cây Mai dương, Carmenta mimosa ......................................... 110
4.3.2 Nhóm sâu cuốn lá cây có múi (Tortricidae) .................................................. 123
4.3.3 Sâu đục trái cây, Conogethes punctiferalis ................................................... 132
Chương 5: Kết luận và đề nghị ........................................................................... 155
5.1 Kết luận ............................................................................................................ 155
5.2 Đề nghị ............................................................................................................. 156
Danh mục các công trình đã công bố ................................................................. 157
Tài liệu tham khảo ............................................................................................... 158
Phụ lục

vi


DANH SÁCH BẢNG
Bảng

Tên bảng

Trang

2.1

Cấu trúc hóa học của các kiểu pheromone (Lê Văn Vàng, 2009)

3.1

Các nghiệm thức được bố trí trong thí nghiệm khảo sát sự ảnh hưởng
của Z3,Z13-18:OAc; Z3,Z13-18:OH; Z3,Z13-18:Ald và E3,Z1318:OAc

59

Các nghiệm thức được bố trí trong thí nghiệm đánh giá hiệu quả hấp
dẫn của các kiểu phối hợp hai thành phần Z3,Z13-18:OAc và
Z3,Z13-18:OH

60

Các nghiệm thức được bố trí trong thí nghiệm đánh giá hiệu quả hấp
dẫn của Z3,Z13-18:OAc và các đồng phân hình học của Z3,Z1318:OAc

60

Các nghiệm thức được bố trí trong thí nghiệm so sánh hiệu quả hấp
dẫn của pheromone giới tính tổng hợp với trưởng thành cái C.
mimosa chưa bắt cặp

61

3.5

Các nghiệm thức được bố trí trong thí nghiệm vật liệu dùng làm chất
nền

61

3.6

Địa điểm và diện tích bị cây Mai dương xâm nhiễm

63

3.7

Các nghiệm thứ được bố trí ở thí nghiệm khảo sát khả năng hấp dẫn
của pheromone giới tính tổng hợp đối với A. atrolucens

64

3.8

Các nghiệm thức được bố trí trong thí nghiệm khảo sát khả năng hấp
dẫn của pheromone giới tính tổng hợp đối với A. privatana

64

3.9

Các nghiệm thức được bố trí trong thí nghiệm khảo sát khả năng hấp

dẫn của pheromone giới tính tổng hợp đối với H. tabescens

65

3.10

Đặc điểm của các vườn cam sành dùng để khảo sát diễn biến mật số
quần thể ngài của nhóm sâu cuốn lá gây hại trên cây có múi
(Tortricidae) ở tỉnh Hậu Giang và Tp. Cần Thơ

66

3.11

Các nghiệm thức bố trí trong thí nghiệm đánh giá khả năng hấp dẫn
của mồi pheromone giới tính tổng hợp đối với C. punctiferalis

67

3.12

Các nghiệm thức bố trí trong thí nghiệm đánh giá hiệu quả hấp dẫn
của các kiểu mồi pheromone tổng hợp khác nhau đối với ngài C.
punctiferalis

68

3.13

Các nghiệm thức của thí nghiệm đánh giá hiệu quả hấp dẫn của

pheromone ở các liều lượng khác nhau

68

3.14

Các nghiệm thức của thí nghiệm đánh giá hiệu quả hấp dẫn của
pheromone ở các liều lượng khác nhau so với ngài cái C.
punctiferalis

69

Các nghiệm thức của thí nghiệm khảo sát sự ảnh hưởng của E1015:Ald lên khả năng hấp dẫn đối với ngài C. punctiferalis của
pheromone giới tính tổng hợp

70

Các nghiệm thức của thí nghiệm khảo sát sự ảnh hưởng của 2 hợp
chất quan hệ E10-16:OH và E10-16:OAc lên khả năng hấp dẫn của
pheromone giới tính tổng hợp

71

3.2

3.3

3.4

3.15

3.16

vii

9


3.17

Các nghiệm thức trong thí nghiệm khảo sát hiệu quả quấy rối bắt cặp
của hợp chất E10-15:Ald đối với SĐT C. punctiferalis

72

3.18

Đặc điểm của các vườn cây ăn trái được dùng để khảo sát diễn biến
mật số và tỷ lệ gây hại của sâu đục trái C. punctiferalis

72

3.19

Các nghiệm thức của thí nghiệm đợt 1: Đánh giá hiệu quả phòng trị
của pheromone đối với C. punctiferalis trên vườn ổi, từ 13/10
11/01/2012 tại Phong Điền, Tp. Cần Thơ

75

Các nghiệm thức của thí nghiệm đợt 2: Đánh giá hiệu quả phòng trị
của pheromone đối với C. punctiferalis trên vườn ổi tại xã Nhơn
Nghĩa, huyện Phong Điền, Tp. Cần Thơ, từ 01/09/2012 đến
30/10/2012

76

3.21

Các nghiệm thức của thí nghiệm phòng trị sâu đục trái trên các vườn
sầu riêng tại huyện Long Hồ, tỉnh Vĩnh Long

78

3.22

Các nghiệm thức được bố trí trong thí nghiệm ứng dụng pheromone
giới tính tổng hợp và hợp chất quấy rối E10-15:Ald phòng trừ C.
punctiferalis

81

4.1

Thời gian lưu (phút) và cường độ đáp ứng EAG (%) tại m/z 248 của
pheromone ly trích và các hợp chất chuẩn tổng hợp

84

4.2

Thời gian lưu (phút) của các thành phần pheromone và hợp chất tổng
hợp được phân tích bằng GC-EAD và GC-MS

97

4.3

Số lượng ngài C. mimosa bị hấp dẫn bởi các hợp chất quan hệ tại
khu dân cư Hưng Phú 1, quận Cái Răng, Tp. Cần Thơ, từ 05/3/2013
đến 02/4/2013

110

Thời gian vào bẫy của ngài C. mimosa tại KDC Hưng Phú 1, quận
Cái Răng, Tp. Cần Thơ, từ 12/3/2013 đến 19/3/2013 (tuần thứ 2 của
Thí nghiệm 1)

111

Số lượng ngài C. mimosa bị hấp dẫn bởi pheromone giới tính tổng
hợp được phối trộn từ hai hợp chất Z3,Z13-18:OAc và Z3,Z1318:OH tại KDC Hưng Phú 1, quận Cái Răng, Tp. Cần Thơ, từ
05/4/2013 đến 03/5/2013

112

Số lượng ngài bị hấp dẫn bởi 4 hợp chất khác nhau về đồng phân
hình học (khu dân cư Hưng Phú 1, quận Cái Răng, Tp. Cần Thơ, từ
14/05 đến 11/06/2013

113

Số lượng ngài bị hấp dẫn vào bẫy bởi pheromone giới tính tổng hợp
và ngài cái C. mimosa tại KDC Phú An, quận Cái Răng, Tp. Cần
Thơ, từ ngày 10/6/2013 đến ngày 08/7/2013

114

Số lượng thành trùng bị hấp dẫn vào bẫy giữa 2 loại vật liệu nền tại
KDC Hưng Phú 1, quận Cái Răng, Tp. Cần Thơ, từ 12/09/2013 đến
28/11/2013

114

Số lượng ngài C. mimosa vào bẫy theo thời gian giữa hai đợt đặt bẫy
tại KDC Hưng Phú 1 và Hồng Phát, Tp. Cần Thơ, từ 20/02/2014 đến
15/05/2014

116

4.10

Số lượng trung bình ngài C. mimosa vào bẫy cao tại Tp. Cần Thơ,
Vĩnh Long và Đồng Tháp, từ 29/07/2013 đến 11/08/2014

121

4.11

Hiệu quả hấp dẫn của pheromone giới tính đối với ngài A. atrolucens

122

3.20

4.4

4.5

4.6

4.7

4.8

4.9

viii


tại huyện Châu Thành, tỉnh Hậu Giang
4.12

4.13

4.14

Hiệu quả hấp dẫn của pheromone giới tính tổng hợp đối với ngài A.
privatana tại huyện Châu Thành, tỉnh Hậu Giang, từ 25/02/2012 đến
06/04/2012

123

Hiệu quả hấp dẫn của pheromone giới tính tổng hợp đối với Homona
tabescens (Lepidoptera: Tortricidae) tại quận Cái Răng, Tp. Cần
Thơ, từ 25/02/2012 đến 06/04/2012

125

Số lượng ngài C. puntiferalis vào bẫy trong thí nghiệm được tiến
hành tại xã Tân Phú Thạnh, huyện Châu Thành A, tỉnh Hậu Giang,
từ 19/02/2011 đến 18/03/2011

132

4.15

Hiệu quả hấp dẫn ngoài đồng đối với ngài C. puntiferalis trong thí
nghiệm được tiến hành tại xã Tân Phú Thạnh, huyện Châu Thành A,
tỉnh Hậu Giang, từ 20/03/2011 đến 18/04/2011

4.16

Số lượng ngài đực C. punctiferalis vào bẫy pheromone tổng hợp tại
huyện Phong Điền, Tp. Cần Thơ, từ 06/09/2011 đến 06/10/2011

133

4.17

Số lượng ngài C. punctiferalis đực vào bẫy pheromone tổng hợp và
bẫy ngài cái tại Phong Điền, Tp. Cần Thơ, từ 04/11/2011 đến
04/12/2011

134

Ảnh hưởng của E10-15:Ald đến hiệu lực hấp dẫn của hỗn hợp E1016:Ald và Z10-16:Ald đối với ngài C. punctiferalis tại huyện Phong
Điền, Tp. Cần Thơ, từ 19/09/2011 đến 19/10/2011

134

Ảnh hưởng của 2 hợp chất quan hệ E10-16:OH và E10-16:OAc đến
khả năng hấp dẫn của hỗn hợp E10-16:Ald và Z10-16:Ald (9:1) đối
với ngài C. punctiferalis

135

Số lượng ngài C. punctiferalis vào bẫy trong thí nghiệm tại xã Nhơn
Nghĩa, huyện Phong Điền, Cần Thơ, từ ngày 09/01/2014 đến
10/04/2015

136

Ảnh hưởng của hợp chất E10-15:Ald đối với mồi pheromone giới
tính tổng hợp và ngài cái ở điều kiện ngoài đồng, từ 27/09/2014 đến
25/10/2014

138

4.22

Số lượng trung bình ngài C. punctiferalis vào bẫy tại các khu vực
khảo sát từ 25/11/2011 đến 12/11/2012

140

4.23

Số lượng ngài C. punctiferalis vào bẫy pheromone ở các vườn đặt
chất quấy rối và đối chứng (xử lý thuốc BVTV theo nông dân)

143

4.24

Số lượng trung bình ngài C. punctiferalis đực vào bẫy ở thí nghiệm
phòng trị tại xã Nhơn Nghĩa, huyện Phong Điền, Tp. Cần Thơ, từ
13/10/2011 đến 13/12/2011

144

4.25

Tỷ lệ (%) trái bị hại trên các vườn ổi của thí nghiệm phòng trị

145

4.26

Số lượng trung bình ngài C. punctiferalis đực vào bẫy

146

4.27

Tỷ lệ gây hại (%) do C. punctiferalis trên các vườn ổi, từ 01/09/2012
đến 30/10/2012

147

4.28

Diễn biến mật số ngài C. punctiferalis trên các vườn sầu riêng Khổ
Qua Xanh

148

4.29

Tỷ lệ trái bị hại (%)trên các vườn sầu riêng Khổ Qua Xanh tại huyện

149

1.18

4.19

4.20

4.21

ix

133


Long Hồ, tỉnh Vĩnh Long
4.30

Diễn biến số lượng ngài C. punctiferalis vào bẫy pheromone trên các
vườn sầu riêng Cơm Vàng Hạt Lép

149

4.31

Tỷ lệ trái bị hại (%) trên các vườn sầu riêng Cơm Vàng Hạt Lép

150

4.32

Số lượng trung bình ngài C. punctiferalis đực vào bẫy trong 10 tuần,
từ 05/11/2014 đến 14/01/2015

151

4.33

Tỷ lệ trái ổi đánh dấu bị hại trên các vườn ổi trong thí nghiệm tại xã

Nhơn Nghĩa, huyện Phong Điền, Tp. Cần Thơ, từ 05/11/2014 đến
14/01/2015

153

Tỷ lệ (%) trái đậu trên cây giữa các nghiệm thức trên vườn ổi tại
huyện Châu Thành, tỉnh Hậu Giang

154

4.34

x


DANH SÁCH HÌNH
Hình

Tên hình

Trang

2.1

Ấu trùng, nhộng và trưởng thành Carmenta mimosa. (A) Ấu trùng;
(B) Nhộng; (C) Trưởng thành đực và (D) Trưởng thành cái.

24

2.2

Trưởng thành loài Archips atrolucens. (A) Trưởng thành đực và (B)
Trưởng thành cái.

30

2.3

Trưởng thành loài H. tabescens. (A) Trưởng thành cái và (B)Trưởng
thành đực

31

2.4

Ấu trùng, nhộng và trưởng thành C. punctiferalis. (A) Ấu trùng; (B)
Nhộng; (C) Trưởng thành đực và (D) Trưởng thành cái, được phân
biệt dựa vào đốt bụng cuối (trong vòng tròn đỏ)

33

2.5

Triệu chứng gây hại của C. punctiferalis trên một số loại cây ăn trái.
(A) Ổi; (B) Nhãn; (C) Sầu riêng; (D) Chôm chôm

35

2.6

Cơ chế của phản ứng Wittig

42

2.7

Phản ứng điều chế phosphous ylide

43

3.1
3.2

Cấu trúc hóa học pheromone giới tính của ngài C. punctiferalis
(A) Triệu chứng gây hại của Sâu đục trái cây C. punctiferalis; (B)
Triệu chứng gây hại của Sâu đục thân cây Mai dương C. mimosa; (C)
Triệu chứng gây hại của Nhóm sâu cuốn lá cây có múi họ Tortricidae;
(D), (E) Sâu được nuôi bằng cây ký chủ; (F), (G) Nhộng được tách ra
nuôi riêng, (H) Trưởng thành C. punctiferalis; (I) Trưởng thành C.
mimosa và (G) Trưởng thành sâu cuốn lá họ Tortricidae.
Qui trình điều chế mồi pheromone tổng hợp (A) Pheromone tổng hợp
hòa tan trong n-hexane (10 mg/ml); (B) Pheromone tổng hợp được
nhồi vào tuýp cao su; (C) Đóng gói và (D) Tồn trữ
Tuýp quấy rối bắt cặp (A) Vị trí nhồi E10-15:Ald và (B) Tuýp quấy
rối khi treo ngoài đồng
Bẫy pheromone và cách treo (A) Tấm dính và mái che Takeda; (B)
Lồng lưới nhốt ngài; (C) Tuýp cao su nhồi pheromone và (D) Cách
treo bẫy trên cây
Qui trình ly trích pheromone ngài cái (A) Ngài cái 2-3 ngày tuổi; (B)
Lọ thủy tinh (4 ml) có chứa 200 µl n-hexane; (C) Pasteur pipette có

chứa Na2SO4 và (D) Lưu trữ trong tủ lạnh (0oC)
Hệ thống sắc ký khí-điện râu (Gas ChromatographyElectroantennogram Detector) (A) Bộ khuếch đại với hai đầu điện cực
có gắn râu đầu và (B) Hệ thống ghi nhận biểu đồ điện râu

45
46

3.3

3.4
3.5

3.6

3.7

3.8
3.9
3.10

Hệ thống sắc ký khí-khối phổ (Gas Chromatography-Mass
Spectrometry)
Con đường tổng hợp (E)-10-hexadecenal và (Z)-10-hexadecenal,
pheromone giới tính của ngài C. punctiferalis
Con đường tổng hợp (E)-10-hexadecenal và (Z)-10-hexadecenal,
pheromone giới tính của ngài C. punctiferalis

xi

47

48
48

50

52

53
54
55


3.11

Cách tiến hành kỹ thuật sắc ký lớp mỏng (TLC)

56

3.12

Tuýp cao su non. (A) của Aldrich (Mỹ); (B) của Việt Nam

61

3.13

Sơ đồ cách ghi nhận chỉ tiêu tỷ lệ đọt bị hại và tỷ lệ lá bị hại bởi sâu
cuốn lá cây có múi trên vườn thí nghiệm

67

3.14

Ngài cái được thả vào lồng kim loại và bẫy có mái che

70

3.15

Sơ đồ lấy chỉ tiêu tỷ lệ trái bị hại trên các vườn ổi và sầu riêng tại
huyện Phong Điền, thành phố Cần Thơ

73

3.16

Trái ổi non được đánh dấu để ghi nhận tỷ lệ trái bị C. punctiferalis
gây hại

77

3.17

Sơ đồ các vườn ổi bố trí thí nghiệm phòng trị

79

3.18

Sơ đồ bố trí thí nghiệm phòng trị

80

3.19

Vị trí đánh dấu trên bông và trái non

81

4.1

Biểu đồ GC-EAD từ mẫu pheromone ly trích của C. mimosa (0,2
tuyến pheromone)

83

4.2

Biểu đồ GC-MS từ mẫu pheromone ly trích của C. mimosa (1,5 tuyến
pheromone). (A) biểu đồ Sắc ký tổng ion (TIC); (B) biểu đồ khối
lượng (GC-MS)

84

4.3

Biểu đồ phân tích GC-EAD mẫu pheromone ly trích của A. atrolucens
(A) mẫu pheromone ly trích (0,01 tuyến pheromone); (B) mẫu chuẩn
tổng hợp

85

4.4

Biểu đồ khối lượng của 3 thành phần tạo đáp ứng EAG trong mẫu
pheromone lý trích từ ngài A. atrolucens (0,5 tuyến pheromone)

86

4.5

Phổ khối lượng của dẫn xuất DMDS của Thành phần IIA và IIIA
trong mẫu pheromone ly trích từ ngài cái A. atrolucens (1 tuyến
pheromone)

87

4.6

Biểu đồ khối lượng của dẫn xuất DMDS của Thành phần IIA và
Thành phần IIIA trong mẫu pheromone ly trích từ ngài cái A.
atrolucens (1 tuyến pheromone)

88

4.7

Biểu đồ phân tích GC-EAD mẫu pheromone ly trích của A. privatana

89

4.8

Biểu đồ phân tích GC-MS của mẫu pheromone ly trích từ ngài
Adoxophyes privatana cái (16 tuyến pheromone)

90

4.9

Kết quả phân tích GC-MS của mẫu pheromone ly trích từ ngài A.
privatana cái (20 tuyến pheromone) dẫn xuất với DMDS

91

4.10

Kết quả phân tích GC-MS của mẫu pheromone ly trích từ ngài
Homona tabescens cái (3 tuyến pheromone). (A) Biểu đồ sắc ký tổng
ion (TIC); (B) Phổ khối lượng của Thành phần IC và (C) Phổ khối
lượng của Thành phần IIC

92

4.11

Kết quả phân tích GC-MS của mẫu pheromone ly trích từ ngài
Homona tabescens cái (20 tuyến pheromone) dẫn xuất với DMDS.
(A) Biểu đồ sắc ký tổng ion; (B) Phổ khối lượng

4.12

Biểu đồ GC-EAD của mẫu pheromone ly trích và E10-16:Ald. (A)
Biểu đồ GC-EAD mẫu pheromone ly trích của C. punctiferalis (1
tuyến pheromone); (B) Biểu đồ GC-EAD của mẫu E10-16:Ald tổng

xii

93
94


hợp (5 ng)
4.13

Sắc ký khí-Khối phổ mẫu lý trích. (A) Biểu đồ Sắc ký tổng ion (TIC)
của mẫu pheromone ly trích (2 tuyến pheromone); (B) Phổ khối lượng
của Thành phần II

95

4.14

(A) Biểu đồ TIC và (B) Phổ khối lượng của Thành phần II đã được
dẫn xuất với DMDS (15 tuyến pheromone)

96

4.15

Sắc ký khí khối phổ của hợp chất E10-16:Ald tổng hợp. (A) Biểu đồ
TIC; (B) Biểu đồ phổ khối lượng (MS)

97

4.16

Biểu đồ sắc ký tổng ion của E10-16:Ald và Z10-16:Ald. Cột: DB-23;
chương trình nhiệt độ: bắt đầu ở 80oC, giữ ở 80oC 1 phút, tăng lên
210oC ở tốc độ 8oC/phút, giữ ở 2100C 10 phút

102

4.17

Số lượng ngài C. mimosa vào bẫy theo thời gian giữa hai loại chất nền
(tuýp cao su) phóng thích pheromone tại KDC Hưng Phú 1, quận Cái
Răng, Tp. Cần Thơ

115

4.18

Số lượng ngài C. mimosa vào bẫy theo thời gian giữa hai đợt đặt bẫy,
từ 20/02/2014 đến 15/05/2014 tại KDC Hưng Phú 1 và Hồng Phát,
Tp. Cần Thơ

117

4.19

Diễn biến mật số quần thể sâu đục thân cây Mai dương C. mimosa tại
khu vực cảng Cái Cui, quận Cái Răng, Tp. Cần Thơ và KDC Hồng
Phát, quận Ninh Kiều, Tp. Cần Thơ từ 12/08/2013 đến 11/08/2014

118

4.20

Diễn biến mật số quần thể sâu đục thân cây Mai dương C. mimosa tại
khu Công nghiệp Hòa Phú, Long Hồ, Vĩnh Long từ 12/08/2013 đến
11/08/2014

118

4.21

Diễn biến mật số quần thể sâu đục thân cây Mai dương C. mimosa tại
khu vực trong vườn quốc gia Tràm Chim và ngoài vườn quốc gia
Tràm Chim, huyện Tam Nông, tỉnh Đồng Tháp từ 12/08/2013 đến
11/08/2014

119

4.22

Diễn biến mật số quần thể sâu đục thân cây Mai dương C. mimosa tại
Tp. Cần Thơa, Vĩnh Longb và Đồng Thápc từ 12/08/2013 đến
11/08/2014

120

4.23

Diễn biến mật số quần thể của A. trolucens tại xã Đông Phú, huyện
Châu Thành, tỉnh Hậu Giang

126

4.24

Biểu đồ biểu diễn mối tương quan giữa số lượng ngài A. trolucens vào
bẫy và trung bình đọt, lá bị hại

126

4.25

Diễn biến mật số quần thể của A. privatana tại xã Đông Thành, huyện
Châu Thành, tỉnh Hậu Giang

127

4.26

Biểu đồ mối tương quan giữa số lượng ngài A. privatana vào bẫy và
trung bình đọt, lá bị hại

128

4.27

Diễn biến mật số quần thể của H. tabescens tại phường Tân Phú, quận
Cái Răng, Tp. Cần Thơ

128

4.28

Biểu đồ mối tương quan giữa trung bình số lượng ngài H. tabescens
vào bẫy và trung bình đọt, lá bị hại

129

4.29

Diễn biến mật số quần thể vườn tổng hợp 3 loài (A. atrolucens, A.
privatana và H. tabescens) trên vườn cam sành tại xã Đông Thành,
huyện Châu Thành, tỉnh Hậu Giang

130

xiii


4.30

Số lượng ngài C. punctiferalis vào bẫy theo thời gian giữa bốn đợt đặt
bẫy, huyện Châu Thành, tỉnh Hậu Giang

137

4.31

Diễn biến mật số quần thể C. punctiferalis trên nhãn, ổi, sầu riêng và
chôm chôm tại tỉnh Hậu Giang và thành phố Cần Thơ, từ ngày
25/11/2011 đến ngày 12/11/2012

139

4.32

Diễn biến mật số quần thể và tỷ lệ gây hại của C. punctiferalis trên
các vườn ổi tại huyện Phong Điền, thành phố Cần Thơ, từ ngày
11/11/2011 đến ngày 12/11/2012

141

4.33

Sự tương quan giữa số lượng ngài vào bẫy và tỷ lệ gây hại do C.
punctiferalis trên vườn ổi tại huyện Phong Điền, Tp. Cần Thơ, từ
11/11/2011 đến 12/11/2012

142

xiv

DANH MỤCTỪ VIẾT TẮT
AT
BVTV
dl
ĐBSCL
E
EAD
EAG
FID
GC
GC-EAD
GC-MS
HQQR
KDC
MS
mz
NSKĐ
NT
r
Rf
RH
SĐT
SHƯD
SKĐB
T
TLC
TLGH
TLTĐTC
Tp.
Rt

Z

Ấu trùng
Bảo vệ thực vật
Dương lịch
Đồng bằng sông Cửu Long
Đồng phân hình học Trans
Đầu dò điện râu (electroantennogram detector)
Biểu đồ điện râu (electroantennogram)
Đầu dò ion hóa ngọn lửa (flame ionization detector)
Sắc ký khí (Gas chromatography)
Sắc ký khí - Điện râu (Gas chromatography electroantennographic detector)
Sắc ký khí-Khối phổ (Gas chromatography-Mass Spectrum)
Hiệu quả quấy rối
Khu dân cư
Phổ khối lượng (Mass Spectrometry)
phân tử lượng/điện tích
Ngày sau khi đặt
Nghiệm thức
Hệ số tương quan
Hệ số di chuyển (Retardation factor)
Ẩm độ
Sâu đục trái
Sinh học ứng dụng
Sau khi đặt bẫy
Nhiệt độ
Sắc ký lớp mỏng (Thin Layer Chromatography)
Tỷ lệ gây hại
Tỷ lệ trái đậu trên cây
Thành phố

Thời gian lưu
Đồng phân hình học Cis

xv


CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) là vùng nông nghiệp trọng điểm với
nhiều chủng loại cây trồng gồm lúa, rau màu, cây ăn trái và cây trồng khác. Do
nằm trong vùng khí hậu cận nhiệt đới, điều kiện thời tiết nóng ẩm thuận lợi cho
cây trồng phát triển quanh năm, đồng thời cũng là yếu tố thuận lợi cho dịch hại,
cụ thể là côn trùng gây hại, phát triển và gây hại nghiêm trọng. Thêm vào đó,
ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đã làm cho côn trùng gây hại thay đổi tập quán
sống dẫn đến bùng phát dịch, gây không ít khó khăn cho người canh tác. Trong
khi đó, biện pháp phòng trị côn trùng gây hại phổ biến nhất là sử dụng thuốc trừ
sâu hóa học. Theo báo cáo về thực trạng và giải pháp quản lý thuốc BVTV
nhập lậu của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn trình Chính phủ ngày 13
tháng 05 năm 2014, từ năm 2012-2014, hàng năm Việt Nam nhập và sử dụng từ
70.000 đến 100.000 tấn thuốc BVTV thành phẩm, trong đó thuốc trừ sâu chiếm
20,4%. Việc sử dụng quá nhiều thuốc BVTV hóa học đã làm nảy sinh các mặt
tiêu cực như giá thành áp dụng tăng, tạo nên sự kháng thuốc và bộc phát của
dịch hại (kể cả những loài bị phòng trị và những loài dịch hại thứ cấp), gây ô
nhiễm môi trường và tác động xấu đến sức khỏe của con người. Mặt khác, do
yêu cầu của thị trường và sự phát triển nông nghiệp bền vững, sản phẩm nông
nghiệp ngoài chất lượng cao, giàu dinh dưỡng, không bị nhiễm vi sinh vật và
dư lượng hóa chất nông nghiệp, còn được đòi hỏi phải sản xuất theo các quy
trình an toàn, không ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của con người và môi trường.
Do đó, nghiên cứu và ứng dụng các giải pháp quản lý dịch hại theo hướng tổng

hợp, bền vững, an toàn với sức khỏe của con người và thân thiện với môi
trường đang ngày càng được nghiên cứu và phát triển.
Pheromone giới tính (sex pheromone) là loại hóa chất tín hiệu được cá thể
tiết ra để thu hút hoạt động giao phối của các cá thể khác giới trong loài. Do
đây là loại hóa chất có nguồn gốc tự nhiên, có tính chuyên biệt cao và hoạt
động ở hàm lượng rất thấp, nên áp dụng pheromone giới tính để quản lý côn
trùng gây hại trong nông/lâm nghiệp được xem là giải pháp không độc, bền
vững và an toàn (Gibb et al., 2005). Hàng năm ước tính có hàng chục triệu mồi
pheromone (pheromone lure) đã được sản xuất để ứng dụng cho việc khảo sát
diễn biến mật số quần thể và bẫy tập hợp trên một diện tích hơn 10 triệu hecta,
thêm vào đó hơn một triệu hecta được áp dụng các kỹ thuật quấy rối bắt cặp và
thu hút và giết (Witzgall et al., 2010).
1


Từ công bố đầu tiên về cấu trúc hóa học của pheromone giới tính của ngài
tằm (Bombyx mori L.), hợp chất bombykol [(10E,12Z)-10,12-hexadecadien-1ol] (Butenandt et al., 1959), đến nay thành phần và cấu trúc hóa học của
pheromone giới tính của hơn 663 loài côn trùng thuộc bộ Cánh vảy đã được xác
định (Ando, 2015), hầu hết là nhằm ứng dụng trong quản lý côn trùng gây hại
nông/lâm nghiệp bằng các hình thức: khảo sát diễn biến mật số quần thể
(monitoring), bẫy tập hợp (mass trapping), thu hút và giết trưởng thành (lure
and kill) và quấy rối sự bắt cặp (mating disruption) (Ando et al., 2004; Witzgall
et al., 2010). Tại Việt Nam, nghiên cứu và áp dụng pheromone giới tính đã
được thực hiện trên một số loài côn trùng gây hại như sâu tơ (Plutella xylostella
L.) và sâu ăn tạp (Spodoptera litura Fab.) (Lê Văn Trịnh và ctv., 2005), sâu vẽ
bùa cam quít (Phyllocnistis citrella Stainton) (Vang et al., 2008; Châu Nguyễn
Quốc Khánh và ctv., 2009), sâu đục trái bưởi (Prays endocarpa Meyrick)
(Châu Nguyễn Quốc Khánh và ctv., 2010; Vang et al., 2011), sùng khoai lang
(Cylas formicarius F.) (Phạm Kim Sơn và ctv., 2011; Huỳnh Thị Ngọc Linh và
ctv., 2011). Tuy nhiên, kiến thức trong lĩnh vực nghiên cứu này còn nhiều hạn

chế. Nghiên cứu và ứng dụng pheromone giới tính như là một công cụ cho công
tác quản lý côn trùng gây hại cây trồng, đồng thời bổ sung kiến thức về hóa
chất tín hiệu của côn trùng ở ĐBSCL là cần thiết.
Đề tài “Xác định cấu trúc hóa học, tổng hợp và ứng dụng pheromone
giới tính để quản lý một số loài thuộc bộ Cánh vảy (Lepidoptera) ở Đồng
bằng sông Cửu Long” được thực hiện nhằm tạo tiền đề để ứng dụng hóa chất
tín hiệu trong việc quản lý một số loài côn trùng gây hại ở ĐBSCL cũng như
tạo cơ sở dữ liệu cho các nghiên cứu tiếp theo tại ĐBSCL và xa hơn là Việt
Nam và các nước thuộc bán đảo Đông Dương.
1.2 Mục tiêu và yêu cầu nghiên cứu
- Xác định cấu trúc hóa học pheromone giới tính của ngài sâu đục trái cây
(Conogethes punctiferalis), sâu đục thân cây Mai dương (Carmenta mimosa) và
nhóm sâu cuốn lá cây có múi (họ Torticidae) gây hại tại ĐBSCL.
- Xây dựng qui trình tổng hợp và điều chế mồi pheromone giới tính của
ngài sâu đục trái cây (Conogethes punctiferalis), theo hướng đơn giản, rẻ tiền,
cho hiệu suất cao; phù hợp với điều kiện phòng thí nghiệm tại Trường Đại học
Cần Thơ.
- Ứng dụng mồi pheromone giới tính tổng hợp để luân phiên hoặc thay thế
nông dược trong việc quản lý các loài thuộc bộ Cánh vảy (Lepidoptera) trên ở
vùng ĐBSCL.

2


1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.3.1 Ý nghĩa khoa học
ĐBSCL là vùng đất thấp nằm trong khu vực khí hậu cận nhiệt đới với
thành phần vi sinh vật, côn trùng và cỏ dại đa dạng và phong phú, rất nhiều loài
trong số chúng có ý nghĩa kinh tế quan trọng. Đây là nguồn vật liệu đầy tiềm
năng cho các lĩnh vực nghiên cứu về sinh thái học hóa chất, cụ thể là

pheromone giới tính của côn trùng. Tuy nhiên, kiến thức được thiết lập cho lĩnh
vực nghiên cứu này tại ĐBSCL là còn rất hạn chế.
Đề tài là nghiên cứu có hệ thống về pheromone giới tính của bộ Cánh
vảy tại ĐBSCL từ phân tích xác định thành phần, tổng hợp và ứng dụng
pheromone giới tính trong quản lý sâu hại ở một số tỉnh tại ĐBSCL. Trong đó,
các nghiên cứu trên các loài ngài Carmenta mimosa (Sesiidae), Archips
atrolucens, Adoxophyes privatana, Homona tabescens (Tortricidae) là những
nghiên cứu mới. Vì vậy, kết quả thu được của đề tài là những ghi nhận mới,
đồng thời là kiến thức bổ sung hữu ích cho lĩnh vực Sinh thái học hóa chất của
côn trùng ở ĐBSCL.
1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn
Một trong những trở ngại quan trọng cho xuất khẩu sản phẩm nông
nghiệp của ĐBSCL đến các thị trường có giá trị cao, ổn định, nhưng đòi hỏi cao
về chất lượng như Nhật, Mỹ và Châu Âu là dư lượng của hóa chất nông nghiệp,
đặc biệt là dư lượng của thuốc bảo vệ thực vật. Nghiên cứu và ứng dụng hóa
chất tín hiệu, cụ thể là pheromone giới tính, trong các chương trình quản lý côn
trùng gây hại cây trồng bền vững và an toàn sẽ góp phần vào việc giải quyết
vấn đề dư lượng hóa chất nông nghiệp trên nông sản.
Kết quả của đề tài sẽ mở ra hướng mới để quản lý một số loài sâu hại
quan trọng ở vùng ĐBSCL nhằm luân phiên hoặc thay thế cho thuốc trừ sâu
hóa học. Ngoài ra, đây cũng cơ sở dữ liệu cho các hướng nghiên cứu tiếp theo
về pheromone giới tính bộ Cánh vảy (Lepidoptera).
1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
1.4.1 Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu chính của đề tài là pheromone giới tính của sâu đục
thân cây Mai dương (Carmenta mimosa), nhóm sâu cuốn lá cây có múi gồm
các loài Archips atrolucens, Adoxophyes privatana, Homona tabescens và sâu
đục trái cây, Conogethes punctiferalis tại ĐBSCL.

3

1.4.2 Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu pheromone giới tính của sâu đục thân cây Mai dương C.
mimosa, các loài sâu cuốn lá cây có múi gồm A. atrolucens, A. privatana, H.
tabescens và sâu đục trái cây Conogethes punctiferalis: xác định thành phần và
cấu trúc hóa học, tổng hợp và đánh giá hiệu quả ngoài đồng ở ĐBSCL.
1.4.3 Những đóng góp mới của luận án
Luận án đã nghiên cứu được một số kết quả mới như sau:
- Xác định được thành phần và cấu trúc hóa học của pheromone giới tính
của sâu đục thân cây Mai dương C. mimosa, các loài sâu cuốn lá cây có múi
gồm A. atrolucens, A. privatana, H. tabescens và sâu đục trái cây Conogethes
punctiferalis tại ĐBSCL.
- Tổng hợp các thành phần pheromone giới tính, các hợp chất (E)hexadecenal (E10-16:Ald) và (Z)-10-hexadecenal (Z10-16:Ald), của sâu đục
trái cây, C. punctiferalis theo hướng ngắn gọn, điều kiện phản ứng đơn giản và
dễ thực hiện.
- Nghiên cứu ứng dụng pheromone giới tính tổng hợp để khảo sát diễn
biến mật số quần thể và quản lý sự gây hại của sâu đục trái cây Conogethes
punctiferalis tại ĐBSCL.

4


CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Các hóa chất tín hiệu (Semiochemical)
Hóa chất tín hiệu là những chất hóa học được phóng thích ra ngoài môi
trường như là những tín hiệu mùi đảm nhận chức năng thông tin liên lạc giữa
các cá thể sống. Tùy theo phạm vi hoạt động mà hóa chất tín hiệu được chia
làm 2 loại: allelochemical và pheromone (Lê Văn Vàng, 2016).

2.1.1 Allelochemical
Allelochemical là những hóa chất tín hiệu được tiết ra ngoài môi trường
để đảm nhận chức năng thông tin liên lạc giữa các cá thể khác loài
(Interspecific activity). Allelochemical được chia làm các nhóm sau:
- Kairomone: khi loài đáp ứng với tín hiệu được lợi như trong trường hợp
các loài gây hại hoặc ký sinh dựa vào hóa chất tín hiệu tiết ra từ ký chủ để tìm
đến ký chủ.
- Allomone: khi loài đáp ứng với tín hiệu bất lợi thường gặp trong các
trường hợp tự vệ ở côn trùng.
- Synomone: là những tín hiệu trong quan hệ khác loài mà khi cả loài
phóng thích và loài đáp ứng tín hiệu đều có lợi.
2.1.2 Pheromone
2.1.2.1 Định nghĩa
Thuật ngữ pheromone được Karlson và Butenandt đề xuất vào năm
1959, bắt nguồn từ sự kết hợp giữa “pherein” và “horman” theo tiếng Hy Lạp
có nghĩa là chất mang sự kích thích (Regnier and Law, 1968). Theo Nguyễn
Văn Đĩnh (2004) pheromone là những tín hiệu hóa học được côn trùng tiết ra
ngoài cơ thể để gây ảnh hưởng lên tập tính và sinh lý những cá thể khác trong
cùng một loài. Cho đến nay đã xác định được pheromone của hơn 1.500 loài
côn trùng khác nhau. Mặt khác, pheromone còn được tìm thấy ở nhiều loài
động vật bậc cao (Seybold, 2010).
2.1.2.2 Đặc tính
Đa số thành phần hóa học của nhiều pheromone là ester, acid, rượu hoặc
những chuỗi dài, thẳng acetate với một liên kết đôi. Pheromone phân tán trong
không khí tương đối chậm nhưng duy trì trong thời gian dài và khoảng cách xa
(Nguyễn Thị Thu Cúc, 2009).
5


Pheromone là một chất lỏng, dễ bay hơi trong điều kiện tự nhiên, tốc độ

bay hơi và khuyếch tán phụ thuộc vào tốc độ gió, sự vận động của dòng khí
hay dòng nước, nhiệt độ và ẩm độ. Trong môi trường tự nhiên, pheromone chỉ
tồn tại ở một giới hạn nhiệt độ nhất định. Nhìn chung nhiệt độ càng cao, tốc độ
khuếch tán và phân huỷ của pheromone càng nhanh (Bùi Công Hiển, 2002).
Pheromone giới tính có khả năng khuếch tán xa hơn cả (tối đa 2 km) và
pheromone đánh dấu đường đi có độ khuếch tán kém nhất. Trong khi các
pheromone tập hợp, pheromone giới tính có thời gian lưu trong không khí lâu
hơn nhiều lần so với pheromone báo động hay pheromone xua đuổi.
Hầu hết các pheromone được nghiên cứu cho thấy chúng là các alcol,
ester hoặc ete…., một số khác là các alkaloid và dẫn xuất của alkaloid. Chúng
có khả năng hòa tan trong một số dung môi hữu cơ như n-hexane, methyl,
ethanol, petrol, chloroform, benzen, ether-ethylic (C2H5-O-C2H5),….
Cấu hình và vị trí của nối đôi (double bond) giữ vai trò cực kỳ quan
trọng trong hoạt tính sinh học của pheromone. Phần lớn các phân tử
pheromone chứa liên kết nối đôi riêng lẻ mà vị trí và cấu trúc không gian có
thể là cis hoặc trans sẽ là yếu tố quyết định sự thể hiện hoạt tính sinh học của
chúng (Đào Văn Hoằng, 2005).
2.1.2.3 Phân loại pheromone
Theo Mori (2010) dựa vào sự tác động lên hành vi, sinh lý và những đặc
tính tồn tại của pheromone ngoài tự nhiên mà phân loại pheromone thành hai
nhóm: releaser pheromone và primer pheromone.
* Phần lớn pheromone được mô tả thuộc nhóm releaser pheromone, làm
thay đổi lập tức hành vi của côn trùng, chủ yếu gồm 4 loại có chức năng khác
nhau gồm pheromone giới tính (sex pheromones), pheromone tập hợp
(aggregation pheromones), pheromone báo động (alarm pheromones) và
pheromone đánh dấu (trail pheromones).
- Pheromone đánh dấu: được tiết ra để đánh dấu, nhằm chỉ đường cho
những cá thể trong bầy tìm đến nguồn thực phẩm mới hoặc không bị lạc nhau
trong quá trình di cư. Nhóm pheromone này ổn định và tồn tại trong môi
trường lâu hơn so với các nhóm pheromone khác. Thường gặp ở những bộ

Dictyoptera (Lepidoptera) và bộ côn trùng có tổ chức xã hội cao như bộ Cánh
màng (Hymenoptera).
- Pheromone báo động: được tiết ra để báo động đến các cá thể khác
trong cùng một loài. Pheromone báo động thường gặp ở những loài côn trùng

6


thuộc các bộ như bộ Cánh cứng (Coleoptera), Cánh nửa cứng (Hemiptera),
Cánh đều (Homoptera) và Cánh thẳng (Orthoptera). Có 2 hình thức báo động:
+ Tập hợp (aggregative): tập hợp các cá thể trong bầy đàn lại trong
phạm vi của nguồn pheromone cho vệc: chọn bắt cặp (mate selection), chống
lại những kẻ thù ăn thịt, vượt qua sức đề kháng của thực vật ký chủ bằng cách
tấn công số đông (mass attack).
+ Xua đuổi (repellent): xua đuổi các cá thể khác ra khỏi một giới hạn
không gian nhất định của nguồn pheromone.
* Primer pheromone: kích thích tố làm thay đổi hay làm chậm lại sinh lý
của côn trùng được xác định bởi tế bào thần kinh cảm giác gửi tín hiệu đến
não để phóng thích hormone của hệ thống tuyến nội tiết (Wyatt, 2003). Theo
Jain và Bhargava (2007) đây là loại được sử dụng chủ yếu bởi côn trùng có tập
tính xã hội [bộ Cánh màng (Hymenoptera): ong, kiến…và bộ Mối
(Isonoptera)] để ngăn cản việc sinh sản của các cá thể khác trong loài.
2.1.2.4 Ưu điểm và nhược điểm của việc sử dụng pheromone trong
việc phòng trừ dịch hại cây trồng
* Ưu điểm
Giảm lượng thuốc hóa học tổng hợp, từ đó làm giảm sự ngộ độc và giảm
dư lượng thuốc trong môi trường; ít gây hại cho côn trùng có ích và các sinh
vật khác; giảm số lần phun, thời gian phun và giảm giá thành; phát hiện sớm
sự xuất hiện của loài, mức độ phát sinh dịch hại làm cơ sở cho dự tính dự báo.
* Nhược điểm

Việc sử dụng pheromone trong phòng trừ côn trùng gây hại còn gặp một
số khó khăn như: chất lượng sản phẩm còn kém, giá cao, thời gian bảo quản
để sử dụng ngắn (Bùi Công Hiển, 2002).
2.2 Pheromone giới tính
2.2.1 Định nghĩa
Pheromone giới tính là một chất hóa học hay hỗn hợp của những chất
hóa học được cá thể tiết ra môi trường để hấp dẫn sự giao phối của những cá
thể khác giới trong cùng một loài. Do hoạt động như những hóa chất có nguồn
gốc sinh học với tính chọn lọc cao và ở nồng độ rất thấp, việc áp dụng
pheromone giới tính không để lại dư lượng, thân thiện với môi trường và an
toàn đối với sức khỏe của con người. Bên cạnh là đối tượng nghiên cứu của
các lĩnh vực như hóa học hữu cơ, hóa chất sinh thái học (Chemical ecology)
và côn trùng học ứng dụng (Applied Entomology) (Ando et al., 2004).

7


Pheromone giới tính còn là một sự thay thế hiệu quả cho nông dược trong
công tác quản lý sâu hại (Gibb et al., 2005) và được đánh giá như là một công
cụ hữu hiệu của IPM (Wakamura et al., 1992; Cardé and Minsk, 1995).
Từ khi pheromone giới tính đầu tiên là hợp chất Bombykol ([10E,12Z]10,12-hexadecadien-1-ol) của ngài tằm (Bombyx mori L.) được xác định bởi
Butenandt et al. (1959) cho đến nay, pheromone giới tính của gần 663 loài
trưởng thành và chất hấp dẫn giới tính của hơn 1.235 loài côn trùng bộ Cánh
vảy đã được xác định (Ando, 2015; El-Sayed, 2015).
2.2.2 Tính đa dạng cấu trúc của các thành phần pheromone giới tính
của bộ Cánh vảy (Lepidoptera)
Trong các loài thuộc bộ Cánh vảy (Lepidoptera), sự phóng thích
pheromone giới tính xảy ra tại một thời gian cụ thể trong ngày tùy thuộc vào
loài. Khi phóng thích, trưởng thành cái thường nâng cao vùng bụng, phồng
tuyến pheromone kết hợp với cơ quan đẻ trứng ở cuối bụng để phóng thích

pheromone với tốc độ vài chục picogram trong mỗi giây. Trưởng thành đực có
cùng thời gian hoạt động trong ngày với trưởng thành cái và đáp ứng với
pheromone của con cái phát ra. Chúng có khả năng đáp ứng lại với pheromone
bằng cách bay đến nơi đầu hướng gió từ hàng chục, thậm chí hàng trăm mét để
xác định vị trí (Baker, 2011).
Dựa vào cấu trúc của chuỗi mạch carbon và con đường sinh tổng hợp của
nó mà pheromone giới tính bộ Cánh vảy có thể chia thành 3 kiểu: kiểu I, kiểu
II và kiểu khác (Ando et al., 2004).
* Kiểu I
Kiểu I chiếm khoảng 75% số lượng các thành phần pheromone đã được
xác định, bao gồm những hợp chất hữu cơ mạch thẳng, no hoặc chưa no, có độ
dài chuỗi từ 10 đến 18 carbon và có mang một nhóm chức ở đầu mạch, thông
thường là hydroxyl (-OH), acetoxyl (-O2CCH3) hoặc formyl (-CHO). Ví dụ
pheromone của ngài tằm, Bombyx mori L. là bombykol, (10E,12Z)-10,12hexadecadinenyl-1-ol (E10,Z12-16:OH). Trong nhóm này, mạch carbon với số
lượng carbon chẵn chiếm ưu thế do pheromone kiểu I là những dẫn xuất từ
acid béo như acid palmitic (16 carbon) và acid stearic (18 carbon). Tuy nhiên,
đã có một số phát hiện pheromone kiểu I với số lượng carbon lẻ trong mạch,
ví dụ như pheromone các loài ngài sâu đục thân khoai tây, Phthorimaea
operculella Zeller (Lepidoptera: Gelechiidae) gồm 2 thành phần (4E,7Z)-4,7tridecadienyl acetate (E4,Z7-13:OAc) và (4E,7Z,10Z)-4,7,10-tridecatrinenyl
acetate (E4,Z7,Z10-13:OAc); pheromone của loài ngài đục lá cà chua,
Keiferia lycopersicella (Gelechiidae) là hợp chất (E)-4-tridecenyl acetate (E48