(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu đặc điểm hình thái và phân tử của một số chủng tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng ở hệ sinh thái nông nghiệp tây nguyên
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.34 MB, 73 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
Nguyễn Nhƣ Trang
NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI VÀ PHÂN TỬ CỦA MỘT SỐ
CHỦNG TUYẾN TRÙNG KÝ SINH GÂY BỆNH CÔN TRÙNG Ở HỆ
SINH THÁI NÔNG NGHIỆP TÂY NGUYÊN
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội - 2014
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
Nguyễn Nhƣ Trang
NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI VÀ PHÂN TỬ CỦA MỘT SỐ
CHỦNG TUYẾN TRÙNG KÝ SINH GÂY BỆNH CÔN TRÙNG Ở HỆ
SINH THÁI NÔNG NGHIỆP TÂY NGUYÊN
Chuyên ngành: Động vật học
Mã số: 60420103
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS Nguyễn Ngọc Châu
PGS.TS Nguyễn Văn Vịnh
Hà Nội - 2014
LỜI CẢM ƠN
Trước hết, tơi xin được bày tỏ lịng cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Ngọc
Châu, PGS.TS Nguyễn Văn Vịnh, những người thầy đã tận tình chỉ bảo và hướng
dẫn tơi trong suốt q trình hồn thành luận văn này.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới lãnh đạo và cán bộ nghiên cứu Phòng Tuyến
trùng học, Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật – Viện Hàn lâm Khoa học và Công
nghệ Việt Nam, đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để tôi có thể thực
hiện được đề tài nghiên cứu luận văn này.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới ThS. Lê Thị Mai Linh, Phòng Hệ thống học
phân tử và Di truyền bảo tồn, làm việc tại phòng Tuyến Trùng học - Viện Sinh thái
và Tài nguyên sinh vật, người đã trực tiếp hướng dẫn và giúp về mặt kỹ thuật phân
tử và các ý kiến tư vấn hết sức hiệu quả trong q trình nghiên cứu.
Tơi xin được gửi lời cảm ơn tới Ban chủ nhiệm cùng tập thể các thầy, cô giáo
trong Khoa Sinh học, Đại học khoa học tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội, nói
chung và Bộ mơn động vật khơng xương sống nói riêng đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ
để tơi hồn thành được chương trình khóa học.
Cuối cùng tơi muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới tồn thể gia đình, bạn bè
những người luôn bên cạnh giúp đỡ, là chỗ dựa tinh thần để tơi có thể hồn thành
được luận văn này.
Hà Nội, tháng 12 năm 2014
Tác giả
Nguyễn Như Trang
i
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................4
1.1. Khái quát chung về tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng (EPN) ................4
1.1.1 Lịch sử nghiên cứu: .....................................................................................4
1.1.2. Đặc điểm hình thái .................................................................................... 11
1.1.3. Đặc điểm sinh học ....................................................................................14
1.2 Khả năng ứng dụng của tuyến trùng ký sinh gây bệnh cơn trùng trong phịng
trừ sinh học sâu hại ................................................................................................16
1.2.1 Trên thế giới ...............................................................................................16
1.2.2 Tại Việt Nam ..............................................................................................19
CHƢƠNG 2 - ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU ..........................................................................................................................22
2.1. Địa điểm, thời gian nghiên cứu .......................................................................22
2.2. Đối tượng nghiên cứu .....................................................................................22
2.3. Dụng cụ, thiết bị nghiên cứu ...........................................................................23
2.4. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................23
2.4.1. Phương pháp xác định đặc điểm hình thái tuyến trùng ............................23
2.4.2. Phương pháp phân loại tuyến trùng dựa trên trình tự 18S – rDNA .........25
2.4.3. Phương pháp nghiên cứu đặc điểm sinh học của EPN .............................29
2.4.4. Phương pháp xác định độc lực của EPN. .................................................30
2.4.5. Phương pháp xử lý số liệu ........................................................................30
CHƢƠNG 3 - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .............................32
3.1. Đặc điểm hình thái ..........................................................................................32
3.2. Đặc điểm sinh học phân tử (đoạn 18S-rDNA và đoạn D2-D3, thuộc 28SrDNA) ....................................................................................................................38
3.2.1. Kết quả PCR .............................................................................................38
3.2.2. Kết quả giải trình tự gen ...........................................................................39
ii
3.2.3. Kết quả phân tích mối quan hệ di truyền của tuyến trùng. .......................42
3.3. Một số đặc điểm sinh học của tuyến trùng .....................................................44
3.3.1. Thời gian sinh trưởng và phát triển của tuyến trùng trong G. melonnella 44
3.3.2. Khả năng sinh sản của tuyến trùng trong ấu trùng G. mellonella .............45
3.3.3. Hiệu lực gây chết của tuyến trùng S-DL13 đối với ấu trùng BSL ...........48
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ: ...............................................................................51
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................53
PHỤ LỤC .................................................................................................................58
iii
BẢNG CHỮ VIẾT TẮT
EPN
:
Tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng
(Entomopathogenic nematodes).
VKCS
:
Vi khuẩn cộng sinh
IJs
:
Ấu trùng cảm nhiễm (Infective juveniles)
BSL
:
Bướm sáp lớn (Galleria mellonella)
PTSH
:
Phòng trừ sinh học
iv
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Mối quan hệ họ hàng của các loài Steinernema phân lập ở Việt Nam
(Phan Ke Long, 2004) ...............................................................................................10
Hình 1.2: Hình chụp từ kính hiển vi điện tử của tuyến trùng Steinernema và
Heterorhabditis (Theo Nguyễn Ngọc Châu, 2008). ..................................................12
Hình 1.3: Vịng đời của các lồi Heterorhabditis and Steinernema trên bọ hung (
Gaugler, Brown, Shapiroilan & Atwa , 2002) ............................................................15
Hình 3.1: Ảnh chụp hiển vi của con đực Steinernema siamkayai thế hệ 1. ..............33
Hình 3.2: Ảnh chụp hiển vi của con cái Steinernema siamkayai. T .........................34
Hình 3.3: Ảnh chụp hiển vi của ấu trùng cảm nhiễm Steinernema siamkayai. ........35
Hình 3.4a: Ảnh điện di sản phẩm PCR đoạn gen 18S ..............................................38
Hình 3.4b: Ảnh điện di sản phẩm PCR đoạn gen D2D3...........................................38
Hình 3.5: Cây phát sinh chủng loại gen 18S của mẫu nghiên cứu với các loài khác
trên genbank theo phương pháp ME .........................................................................43
Hình 3.6: Cây phát sinh chủng loại gen D2-D3 của mẫu nghiên cứu với các loài
khác trên genbank theo phương pháp ME ................................................................44
Hình 3.7: Ấu trùng cảm nhiễm phát tán ra khỏi vật chủ. ..........................................45
Hình 3.8: Đồ thị tương quan giữa sản lượng IJs và số lượng IJs gây nhiễm ban đầu
của chủng S-DL13 trên ấu trùng BSL .......................................................................47
Hình 3.9: Đồ thị tương quan giữa tỷ lệ ấu trùng BSL chết và số lượng gây nhiễm
ban đầu của chủng S-DL13 .......................................................................................49
v
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Danh sách các chế phẩm sinh học BIOSTAR ..........................................20
Bảng 1.2. Áp dụng phòng trừ sâu hại ở một số địa phương .....................................20
Bảng 2.1. Các mồi đặc hiệu cho PCR ......................................................................26
Bảng 2.2: Thành phần hỗn hợp cho PCR ..................................................................26
Bảng 2.3: Chu trình nhiệt cho phản ứng PCR ...........................................................26
Bảng 2.4: Thành phần hỗn hợp phản ứng xác định trình tự DNA ............................28
Bảng 2.5: Chu trình nhiệt của phản ứng xác định trình tự DNA ..............................29
Bảng 3.1: Các chỉ số đo của loài S. siamkayai ở Việt Nam ......................................36
Bảng 3.2: Bảng ma trận khoảng cách di truyền của mẫu nghiên cứu với các trình tự
đoạn gen 18S trên Genbank ......................................................................................40
Bảng 3.3: Bảng ma trận khoảng cách di truyền của mẫu nghiên cứu với các trình tự
gen D2-D3 trên Genbank ..........................................................................................41
Bảng 3.4: Khả năng sinh sản của chủng S-DL13 trên ấu trùng BSL.......................46
Bảng 3.5: Hiệu lực gây chết ấu trùng BSL của chủng S-DL13 ................................48
vi
MỞ ĐẦU
Việt Nam là nước có khí hậu nhiệt đới gió mùa nên có sự đa dạng phong phú
về các lồi thực vật, động vật và có nền nơng nghiệp phát triển. Tuy nhiên, điều
kiện khí hậu trên cũng là điều kiện tốt để sâu bệnh hại phát sinh, phát triển quanh
năm. Có thể nói, đây là một trong những trở ngại lớn nhất trong sản xuất nông
nghiệp của nước ta. Hàng năm, các côn trùng gây hại làm giảm đến 40-50% sản
lượng của sản xuất nông nghiệp (Phạm Văn Lực et al, 1999).
Để bảo vệ năng suất cây trồng, người nông dân đã sử dụng rất nhiều loại
thuốc trừ sâu hóa học khác nhau, mặc dù đem lại hiệu quả nhanh, dễ sử dụng, giá
thành thấp, nhưng lại gây ra những hậu quả tiêu cực đối với môi trường sống, gây
hại đến sức khỏe người và động vật nuôi, đồng thời tạo nên tính kháng thuốc của
nhiều lồi dịch hại. Đặc biệt, thuốc hóa học cịn tiêu diệt nhiều lồi sinh vật có ích
làm giảm tính đa dạng trong tự nhiên gây mất cân bằng sinh thái.
Hướng đến phát triển nền nông nghiệp sinh thái bền vững, không gây ô nhiễm
môi trường, không ảnh hưởng đến sức khỏe con người, vật ni và các sinh vật có
ích, đảm bảo được tính đa dạng sinh học và tính cân bằng sinh thái trong tự nhiên,
việc nghiên cứu lựa chọn biện pháp phịng trừ tổng hợp trong đó có biện pháp sinh
học đã và đang được nhiều nhà khoa học quan tâm đặc biệt, được nghiên cứu, phát
triển rộng rãi nhằm hạn chế sử dụng và tiến tới thay thế một phần thuốc hóa học trừ
sâu được dùng trong nơng nghiệp hiện nay. Hiện nay, phương pháp phòng trừ sinh
học, đã được nghiên cứu và ứng dụng nhiều trong thực tế, một số kết quả đạt được
như sử dụng thiên địch tự nhiên như ong mắt đỏ ký sinh, bọ rùa, bọ xít bắt mồi,
nhện bắt mồi ăn thịt,… để khơng chế dịch hại. Ngoài ra vi khuẩn, nấm và virut đa
nhân cũng đã được nghiên cứu, ứng dụng cho phòng trừ sâu hại cây trồng. Đặc biệt
gần đây, các loài tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng cũng được nhanh chóng
nghiên cứu, áp dụng trong phịng trừ sâu hại. Tuyến trùng ký sinh gây bệnh cho côn
trùng (EPN) thực chất là những tổ hợp cộng sinh giữa các loài tuyến trùng ký sinh
thuộc
giống
Steinernema
(Họ
Steinermatidae)
và
Heterorhabditis
(Họ
Heterorhabditidae) và các loài vi khuẩn gây bệnh giống Xenorhabdus và
1
Photorhabdus. Trong đó, tuyến trùng đóng vai trị vừa là ký sinh lại là những vector
mang truyền vi khuẩn gây bệnh. Chính vì vậy mà nhóm tuyến trùng này trở thành
tác nhân sinh học có nhiều ưu thế trong phịng trừ sinh học sâu hại như: phổ diệt sâu
hại rộng, khả năng diệt sâu nhanh, có khả năng tự sản sinh tăng số lượng sau khi đã
giết chết sâu hại và có thể sản xuất sinh khối lớn bằng cơng nghệ sinh học thích hợp
in vivo và in vitro.
EPN đã được nghiên cứu ứng dụng rộng rãi và thương mại hóa như những chế
phẩm sinh học ở nhiều nước như Mỹ, Úc, Canada, Trung Quốc, Nhật Bản, Thái Lan
[2]. Mặc dù nghiên cứu EPN ở Việt Nam chỉ mới được triển khai vài thập niên gần
đây, nhưng các kết quả nghiên cứu bước đầu cho thấy Việt Nam là một trong những
quốc gia có nguồn tài nguyên EPN phong phú và đa dạng, đồng thời đã đạt được
một số kết quả quan trọng trong việc điều tra phân loại và nghiên cứu, tuyển chọn
các chủng tuyến trùng có tiềm năng sinh học đưa vào sản xuất sinh khối và ứng
dụng vào thực tiễn trong phòng trừ sinh học sâu hại [3, 5]. Tuy nhiên, hầu hết các
chủng EPN ở Việt Nam chỉ tồn tại ở các hệ sinh thái rừng tự nhiên, rất ít các chủng
EPN được phân lập từ hệ sinh thái nơng nghiệp. Vì vậy, việc điều tra phân lập nhóm
tuyến trùng này trong các hệ sinh thái nông nghiệp, đặc biệt hệ sinh thái nông
nghiệp Tây Nguyên là rất cần thiết.
Để có thêm dẫn liệu về tuyến trùng trong các hệ sinh thái nông nghiệp, chúng
tôi tiến hành đề tài nghiên cứu “ Nghiên cứu đặc điểm hình thái và phân tử của
một số tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng ở hệ sinh thái nông nghiệp Tây
Nguyên ” với các mục đích sau:
Xác định đặc điểm hình thái và phân tử của EPN ở hệ sinh thái nông nghiệp
Tây Nguyên.
Đặc trưng sinh học và tiềm năng sử dụng EPN trong phòng trừ sinh học.
Do hạn chế về thời gian và phạm vi nghiên cứu rất rộng, nên chúng tôi tập
trung nghiên cứu và xác định các tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng – EPN
trong hệ sinh thái cây công nghiệp trong hệ sinh thái nông nghiệp Tây Nguyên, cụ
thể tập trung với 2 loại cây công nghiệp chủ lực là cà phê và hồ tiêu.
2
Đề tài luận văn đã cung cấp dẫn liệu về đặc điểm hình thái và phân tử của
chủng tuyển trùng S-DL13 thuộc loài tuyến trùng Steinernema siamkayai được phân
lập từ hệ sinh thái nông nghiệp Tây Nguyên. Một số dẫn liệu sinh học về sinh
trưởng, phát triển và độc lực học cũng như khả năng sinh sản của tuyến trùng trên
côn trùng bướm sáp lớn (Galleria mellonella) bước đầu cũng được cung cấp và thảo
luận.
3
Chƣơng 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Khái quát chung về tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng (EPN)
1.1.1 Lịch sử nghiên cứu:
Tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng (Entomopathogenic nematode - EPN)
là những lồi giun trịn có ích ký sinh ở những lồi cơn trùng, làm suy yếu hoặc giết
chết những côn trùng vật chủ này, nhưng lại rất an toàn đối với người, động vật và
thực vật. Tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng thuộc 2 giống Steinernema và
Heterorhabditis, thuộc 2 họ khác nhau: giống Steinernema thuộc họ
Steinernematidae và Heterorhabditis thuộc họ Heterorhabditidae của ngành giun
trịn (Nematoda).
Hệ thống phân loại của nhóm tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng dựa trên
hệ thống phân loại của De Ley et al., 2002 [18], Hunt, 2007 [24], như sau:
Ngành: Nematoda
Lớp: Chromadoria Inglis, 1983
Phân lớp: Chromadoria Pearse, 1942
Bộ: Rhabditida Chitwood, 1933
Phân bộ: Tylenchina Thorne, 1949
Dưới phân bộ: Panagrolaimomorpha De Ley & Blaxter, 2002
Liên họ: Strongyloidoidea Chitwood & McIntosh 1934
Họ: Steinernematidae Chitwood & Chitwood, 1937
Giống: Steinernema Travassos, 1927
Giống: Neosteinernema Nguyen & Smart, 1994
Phân bộ: Rhabditina Chitwood, 1933
Dưới phân bộ: Rhabditomorpha De Ley & Blaxter, 2002
Liên họ: Strongyloidea Baird, 1853
Họ: Heterorhabditidae Poinar, 1976
Giống Heterorhabditis Poinar, 1976
Trên thế giới, tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng được biết đến từ những
năm 1923 khi Steiner lần đầu tiên mô tả một giống và loài tuyến trùng mới
4
Aplectana kraussei (Steiner, 1923). Đến năm 1927 giống này được đổi tên là
Steinernema (Travassos, 1927). Năm 1929, Steiner phát hiện và mô tả một giống
mới và đặt tên là Neoaplectana glaseri [37]. Sau rất nhiều tranh cãi về việc sắp xếp
giống Neoaplectana riêng biệt hay synonym với Steinernema, và tất cả các nhà
phân loại học cũng chấp nhận Neoaplectana là synonym với giống Steinernema
(Hunt, 2007) [24]. Năm 1955, Dulky và Hough đã sử dụng ấu trùng BSLlàm vật
chủ để nhân ni lồi S. feltiae với số lượng lớn [19]. Năm 1975, Poinar [33] đã
phát hiện ra một loài mới thuộc một giống mới có khả năng ký sinh gây bệnh trên
cơn trùng là lồi Heterorhabditis bacteriophora thuộc giống Heterorhabditis. Sau
đó giống Neosteinernema Nguyen & Smart, 1994 [27] đã được mô tả thêm cho
nhóm EPN. Năm 2000, Ganguly và Singh đã phân lập một lồi tuyến trùng kí sinh
gây bệnh cơn trùng mới, Steinernema thermophilum từ vùng nông thôn ở New
Delhi, Ấn Độ. Năm 2001, Steinernma pakistanense được Shahina et al., mơ tả là
lồi mới. Lồi này được tìm thấy trong các mẫu từ các vùng khác nhau của
Pakistan. Năm 2004 Mutsuhiro Yoshida đã nghiên cứu và mơ tả 1 lồi EPN mới,
Steinernema litorale đã được phân lập từ các mẫu đất cát ở Nhật bản. Năm 2005
Qiu et al., đã nghiên cứu và mơ tả một lồi EPN mới là Steinernema akhursti được
thu thập từ các mẫu đất tại tỉnh Yunan, Trung Quốc. Năm 2006 Khương B. Nguyễn
đã nghiên cứu một lồi EPN mới, Steinernema khoisanae được mơ tả từ Nam Mỹ.
Những chủng phân lập và mô tả của các lồi EPN khác nhau được tăng lên nhanh
chóng trên thế giới trong thập kỷ này nhờ sự trợ giúp của kỹ thuật phân tử. Hunt
(2007) [24] đã tổng kết có 55 lồi Steinernema, 11 lồi Heterorhabditis và một lồi
Neosteinernema có giá trị trong nhóm EPN. Đến nay, ít nhất có thêm 20 lồi
Steinernema đã được mơ tả thêm sau Hunt (2007) đó là: S. australe Edgington et
al., 2009 S. boemarei Lee et al., 2009; S. brazilense Nguyen et al., 2010 S.
cholashanense Nguyen et al., 2008 S. colombiense López-Núđez et al., 2008 S.
costaricense Uribe-Lorío et al., 2007 S. ichnusae Tarasco et al., 2008 S.
puntauvense Uribe-Lorío et al., 2007 S. texanum Nguyen et al., 2007 S. unicornum
Edgington et al., 2009 S. xueshanense Mráček et al., 2009 S. schliemanni
5
Spiridonov et al., 2010; S. pui Qiu et al., 2011; S. vulcanicum Clausi et al., 2011; S.
phyllophagae Nguyen et al.,
2011; S. citrae Stokwe et al., 2011; S.
everestense Khatri-Chhetri et al., 2011; S. lamjungense Khatri-Chhetri et al., 2011;
S. sayeedae Ali et al., 2011; S. nepalense Khatri-Chhetri et al., 2011; S. surkhetense
Khatri-Chhetri et al., 2011
Năm lồi thuộc giống Heterorhabditis được mơ tả sau Hunt, 2007, bao gồm:
H. georgiana Nguyen et al., 2008; H. gerrardi Plichta et al., 2009; H. safricana
Malan et al., 2008; H. sonorensis Stock et al., 2009 và H. atacamensis Edgington
et al., 2010.
Trong phân loại tuyến trùng, phương pháp mô tả đặc điểm hình thái đã được
các nhà khoa học sử dụng như một cơng cụ hữu ích trong việc phân loại các loài
tuyến trùng [3]. Tuy nhiên, do đặc thù các chủng EPN đa số là các loài đồng hình và
các chỉ số phân loại chồng lấn với nhau giữa các lồi gần gũi. Vì vậy, những nhầm
lẫn trong mơ tả hình thái là khó tránh khỏi. Do đó, đi đơi với việc mơ tả các đặc
điểm hình thái, các nhà khoa học đã áp dụng kỹ thuật phân tử trong phân loại tuyến
trùng, giúp cho việc định loại đến lồi chính xác hơn. Những đặc trưng phân tử
khác biệt sẽ làm sáng tỏ lồi và các nhóm, tiếp theo có thể nghiên cứu các đặc điểm
hình thái để phân biệt chúng. Một số kỹ thuật phân tử đã được sử dụng trong định
loại EPN như: isozyme, protein tổng số hay kỹ thuật miễn dịch và phương pháp
nghiên cứu dựa trên PCR-RFLP được sử dụng rộng rãi cho định loại tuyến trùng.
Những kỹ thuật hiện đại hơn cũng đã được áp dụng như phương pháp RAPD có thể
được sử dụng để định loại chủng. Tuy nhiên, phương pháp giải trình tự DNA là
phương pháp tỏ ra ưu việt hơn cả về phương diện yếu tố kỹ thuật và phạm vi áp
dụng trong hệ thống học cũng như phát sinh chủng loại. Giải trình tự DNA vừa đạt
được độ nhạy cao nhờ được nhân bản qua PCR, hơn nữa lại là phương pháp chính
xác nhất nhờ khảo sát trực tiếp trình tự nucleotide của phân tử mang thơng tin di
truyền. Hominick et al., (1996) đã đề xuất kỹ thuật phân tử dựa trên các đặc điểm
phân tử của các loài giúp cho việc phân loại đến lồi và nhóm lồi chính xác hơn.
Phương pháp này sử dụng kỹ thuật PCR để nhân vùng gen ITS-rADN của tuyến
6
trùng rồi sau đó giải trình tự và so sánh trình tự giữa các lồi với nhau. Cho đến nay,
phương pháp này được sử dụng khá phổ biến trong các nghiên cứu về các loài tuyến
trùng mới. Dựa trên các dữ liệu về hình thái và phân tích vùng ITS của rDNA
Nguyen et al. (2004) đã cơng bố hai lồi tuyến trùng mới trong là Heterorhabditis
mexicana phân lập ở Mexico [28] và loài Steinernema yirgalemense phân lập từ
Yirgalem (Nguyen et al., 2004) [29].
Năm 2004, Spiridonov et al sau khi phân tích mối quan hệ phát sinh chủng
loại vùng gen ITS1-5.8S-ITS2 của rADN của các loài tuyến trùng Steinernema đã
phân chúng ra thành 5 nhóm có mối liên hệ về hình thái ấu trùng cảm nhiễm: (i)
Nhóm „carpocapsae-scapterisci-tami‟ với chiều dài IJs nhỏ hơn 600μm, có 13 lồi.
(ii) Nhóm „affine-intermedium’ với chiều dài cơ thể IJs từ 600-700μm, nhóm này
có 3 lồi. (iii) Nhóm „feltiae-kraussei-oregonense‟ với chiều dài cơ thể IJs từ 7001000μm,
nhóm
này
có
21
lồi.
(iv)
Nhóm
„arenarium-glaseri-karii-
longicaudum‟ với chiều dài cơ thể IJs lớn hơn 1000μm, nhóm này có 11 lồi. (v)
Nhóm „bicornutum-ceratophorum-riobrave‟ có cấu trúc mấu đơi ở vùng mơi IJs,
nhóm này có 7 lồi.
Bên cạnh đó việc sử dụng các enzyme cắt giới hạn vùng ITS-rDNA (RFLP)
cũng được sử dụng làm sáng tỏ sự khác nhau giữa các loài EPN với nhau cũng như
giảm thời gian tiến hành phân tích trình tự đoạn ITS-rDNA. Năm 2001, Hussaini et
al. đã sử dụng phương pháp RFLP khuếch đại PCR vùng trình tự ITS-rDNA với 17
enzym giới hạn để phân biệt 3 loài tuyến trùng Steinernema: Steinernema tami (Việt
Nam), S. abbasi (Oman) và 1 loài chưa được mô tả Steinernema sp. SSL2 từ Sri
Lanka [13]. Sekcuk Hazir et al. (2003) cơng bố lồi mới, Steinernema anatoliense,
dựa trên sự khác biệt về hình thái cũng như phân tích lai chéo và phân tích RFLP
vùng ITS-rDNA của lồi này với 50 loài Steinernema khác [36]. Phan et al., 2001
và 2004 [10,32] cũng khẳng định dùng enzyme giới hạn cũng phân biệt rõ ràng giữa
các loài gần gũi.
Trong những năm gần đây, trình tự gen vùng D2/D3 của 28S rDNA cũng
được cũng được kết hợp với vùng ITS rDNA làm sáng tỏ quan hệ phát sinh chủng
7
loại giữa các lồi EPN. Bên cạnh đó giúp cho việc so sánh di truyền giữa các loài
được dễ dàng hơn. Năm 2005, bằng việc xác định trình tự của chuỗi 28S rDNA và
kết quả kiểm tra lai chéo [34] đã cơng bố lồi mới là Steinernema akhursti được thu
thập từ các mẫu đất tại tỉnh Yunan, Trung Quốc. Nguyen et al. (2006) đã nghiên
cứu một loài EPN mới, Steinernema khoisanae được phân lập từ Nam Mỹ [31].
Steinernema khoisanae được mơ tả về mặt di truyền bởi các trình tự của các vị trí
đệm và các vùng D2/D3 của 28S rDNA. Cây phát sinh phả hệ cho thấy S. khoisanae
và các thành viên khác của nhóm S. glaseri thuộc một nhánh phát sinh. Cutler và
Stock [17] cũng dựa trên trình tự gen 28S rDNA kết hợp với đặc điểm về hình thái
để cơng bố lồi Steinernema websteri mới ở Trung Quốc, bên cạnh đó cịn đưa dữ
liệu phân tích RFLP vùng ITS với một số loài Steinernema khác.
Tại Việt Nam, các nghiên cứu về tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng đã
được Nguyễn Ngọc Châu và Nguyễn Vũ Thanh tiến hành từ năm 1997 [4] và đến
nay đã đạt được một số thành tựu đáng kể trong việc phân lập, tuyển chọn các
chủng tuyến trùng bản địa cho phòng trừ sinh học sâu hại cây trồng [6]. Các nhà
khoa học đã điều tra, phân lập, mô tả đặc điểm hình thái và sinh học, mơ tả cơ chế
xâm nhập và phát triển của EPN. Một số loài EPN đã được nghiên cứu về khả năng
diệt sâu hại để ứng dụng trong thực tiễn phòng trừ sinh học. Đến nay, các nhà khoa
học Việt Nam đã phân lập được hơn 70 chủng EPN từ các vùng sinh thái khác
nhau [7]. Kết quả phân loại đã xác định được 11 loài, trong đó có 9 lồi thuộc
giống Steinernema là S. tami, S. sangi, S. thanhi, S. loci, S. robustspiculum, S.
cumgarense, S. eapokense, S. sasonense, S. backanense, và 2 loài thuộc giống
Heterorhabditis là H. indica và H. baujardi.
Phan Ke Long et al., (2001) đã nghiên cứu và mơ tả 2 lồi tuyến trùng mới
thuộc giống Steinernema (Rhabditida): Steinernema loci và S. thanhi được phân lập
từ các mẫu đất bãi biển ở 2 tỉnh Thanh hóa và Hà Tĩnh. Sự kết hợp các nghiên cứu
về hình thái học và dữ liệu phân tích rDNA-RFLP cho thấy sự khác biệt của 2 loài
này với các lồi Steinernema khác. Các đặc điểm hình thái ấu trùng cảm nhiễm tuổi
3 của Steinernema loci gồm: chiều dài cơ thể từ 896 - 1072 μm, khoảng cách từ đầu
8
đến lỗ bài tiết từ 71 - 86 μm, chiều dài đuôi từ 66 - 83 μm, 9 đường bên riêng biệt.
Các đặc điểm hình thái ấu trùng cảm nhiễm của Steinernema thanhi gồm: chiều dài
cơ thể 720-960 μm, khoảng cách từ đầu đến lỗ bài tiết 68-84 μm, chiều dài đi 5272 μm, 9 đường bên. Phân tích RFLP cho thấy Steinernema thanhi có thể phân biệt
từ lồi S. arenarium bởi 9 enzym giới hạn, từ loài S. glaseri bởi 11 enzym, và 4
enzym từ loài S. loci.
Bằng việc mô tả các đặc trưng về sinh thái và phân tích RFLP vùng trình tự
ITS r-DNA, Phan Ke Long et al., (2001) đã đưa ra 1 loài tuyến trùng Steinernema
mới được thu thập tại tỉnh Thanh hóa, S. sangi. Lồi mới này có một đặc điểm
tương đồng với lồi S. kraussei là ấu trùng cảm nhiễm cùng có 8 đường bên, nhưng
chiều dài cơ thể lại ngắn hơn (753 và 951 μm), khoảng cách từ đầu đến lỗ bài tiết
ngắn hơn (51 và 63 μm), chiều dài gai giao cấu dài hơn (63 và 49 μm). Việc phân
tích RFLP cũng cho thấy sự khác biệt giữa 2 loài này bởi 9 enzym giới hạn.
Phan Ke Long et al., (2003) đã nghiên cứu sự phân bố của các chủng tuyến
trùng thu được. Xác xuất bắt gặp tuyến trùng trong các mẫu đất thu được là khơng
cao (44 mẫu có 1 chủng EPN trong tổng số 910 mẫu đất).
Trong đó giống Heterorhabditis bắt gặp ít hơn so với giống Steinernema (12
và 32 loài). H. indica là loài phổ biến nhất ở Việt Nam. Trong số 32 lồi của
Steinernema ở Việt Nam thì có 4 lồi mới cho khoa học (S. tami, S. sangi, S. thanhi
và S. loci). Cũng trong năm 2003 Phan Kế Long và cộng sự đã dựa trên những đặc
điểm sinh học và phân tích RFLP vùng trình tự ITS để cơng bố lồi mới
Heterorhabditis baujardi. Lồi mới này có quan hệ gần gũi với H. indica.
Phan Ke Long (2004) đã sử dụng phương pháp Maximum parsimony để xây
dựng cây phát sinh chủng loại dựa trên các kết quả nghiên cứu về hình thái và giải
mã vùng ITS-rADN của 29 loài thuộc chủng Steinernema thu được tại Việt Nam.
Các loài này được chia thành 5 nhóm (Hình 1).
9
Hình 1.1: Mối quan hệ họ hàng của các lồi Steinernema phân lập ở Việt
Nam (Phan Ke Long, 2004)
Nguyễn Ngọc Châu, 2008 mô tả đặc điểm sinh học của các loài tuyến trùng ở
Việt Nam. Tác giả cũng đã xây dựng khóa định loại các lồi tuyến trùng của Việt
Nam [3].
10
1.1.2. Đặc điểm hình thái
Giống Steinernema Travassos, 1927
Theo Adam & Nguyen (2002) [19] và Hunt, 2007 [24] giống Steinernema có
đặc điểm hình thái như sau:
Con cái: Kích thước cơ thể con cái thế hệ 1 lớn và cong về phía bụng khi xử lý
bằng nhiệt. Lớp vỏ cutin nhẵn. Đường bên khơng có. Đầu trịn và ngắn, hiếm khi
tách biệt với đường viền cơ thể. Đỉnh đầu có 6 mơi, các mơi này có thể tách biệt
hoặc đơi khi chúng có thể hợp với nhau ở phần gốc. Tương ứng với mỗi mơi là một
nhú mơi. Trên đỉnh đầu có 4 nhú đầu. Hai cơ quan thụ cảm hóa học (amphids) nhỏ,
nằm đối xứng và lùi về phía sau nhú mơi. Xoang miệng ngắn và rộng, hình phễu,
vách xoang miệng được kitin hóa tương đối mạnh, lỗ miệng hình tam giác. Thực
quản rõ ràng, phần trước thực quản thường có dạng hình trụ, diều giữa thực quản
hơi phồng, phần eo thắt khơng điển hình, phần gốc thực quản hình quả lê, van thực
quan tiêu giảm. Vòng thần kinh rõ và thường nằm ở phần eo thắt hoặc phía trước
gốc thực quản. Lỗ bài tiết rõ ràng nằm trước vòng thần kinh. Âm hộ (vulva) hình
khe, nằm ở giữa cơ thể, mép âm hộ thường lồi lên và thường có cấu tạo màng vulva.
Đuôi ngắn, chiều dài đuôi thường ngắn hơn chiều rộng cơ thể tại hậu mơn.
Con đực: Kích thước cơ thể nhỏ hơn con cái. Cơ thể cong về phía bụng hình
chữ J khi xử lý nhiệt. Vùng đầu ln có 6 nhú mơi và 4 nhú đầu, tạo thành vòng
tròn bao quanh miệng. Cấu tạo phần thực quản, lỗ bài tiết, vòng thần kinh giống
như ở con cái. Tinh hồn dạng đơn, gấp khúc về phía bụng. Có một đôi gai giao cấu
và một đôi gai đệm. Gai đệm ngắn hơn gai giao cấu. Vùng đi thường có 1 nhú
đơn lớn và 10 đến 14 cặp nhú sinh dục, khơng có cánh đi. Tận cùng mút đi
trịn, hình chóp hoặc nhọn.
Ấu trùng cảm nhiễm: Ấu trùng cảm nhiễm là ấu trùng tuổi 3 nhưng luôn được
bao bọc bởi lớp vỏ của ấu trùng tuổi 2. Cơ thể cong về phía bụng và thon nhỏ về hai
đầu. Đường bên thường có từ 1- 9 đường, tùy thuộc vào từng loài. Thực quản và
ruột thường tiêu giảm. Lỗ bài tiết rõ ràng nằm trước vòng thần kinh. Vòng thần kinh
điển hình, thường nằm ở phần eo thắt của thực quản. Vi khuẩn cộng sinh nằm phía
11
trước ruột, sau thực quản. Lỗ miệng và hậu môn khép kín. Đi dạng chóp hoặc
dạng chỉ. Phasmids nằm ở khoảng giữa của đi, hơi nhơ lên hoặc khó quan sát.
Hình 1.2: Hình chụp từ kính hiển vi điện tử của tuyến trùng Steinernema và
Heterorhabditis. A và C: Đầu của tuyến trùng gây nhiễm, và tuyến trùng cái
thế hệ một của Steinernema. B và D: Đầu của tuyến trùng gây nhiễm và
tuyến trùng cái thế hệ hai của Heterorhabditis (Theo Nguyễn Ngọc Châu,
2008).
Giống Heterorhabditis Poinar, 1976
Giống Heterorhabditis là giống duy nhất thuộc họ Heterorhabditidae được
Poinar xác lập năm 1976 và có đặc điểm hình thái như sau:
Con cái lưỡng tính (thế hệ 1): Kích thước cơ thể lớn và cong về phía bụng khi
xử lý bằng nhiệt. Lớp vỏ cutin nhẵn. Phần đầu hơi trịn hoặc bằng. Vùng mơi gồm 6
môi bao quanh lỗ miệng, mỗi môi tạo thành một nhú mơi. Lỗ amphids khơng rõ. Lỗ
miệng có dạng cái phễu hoặc dạng cái cốc. Xoang miệng nông. Phần trước và phần
giữa thực quản hình ống trụ, phần thắt điển hình, phần gốc thực quản có cấu trúc
dạng diều với van rõ ràng bên trong. Van thực quản ruột lồi rõ và nhơ về phía ruột.
12
Vulva có dạng khe ngang và nằm ở gần giữ cơ thể, mép vulva hơi lồi lên bề mặt cơ
thể. Vagina ngắn, thẳng, thành có cấu trúc cơ hệ sinh dục kép, phần gấp khúc của
buồng trứng thường kéo dài qua vulva. Ở con cái lưỡng tính có tinh trùng nằm ở
phần gốc của tinh hồn cái và có vulva ở dạng hoạt động. Đi dạng chóp, chiều dài
lớn hơn chiều rộng. Phasmids khơng rõ.
Con cái phân tính (thế hệ 2) : Giống con cái lưỡng tính chỉ khác bởi kích
thước nhỏ hơn nhiều so với con cái lưỡng tính, đuôi cũng ngắn và tù hơn. Tinh
trùng nằm ở phần gốc của ống dẫn trứng và vulva không hoạt động đẻ trứng (chỉ
cho giao phối).
Con đực : Được tạo thành ở thế hệ 2, phân tính. Cơ thể thon, cong về mặt
bụng khi xử lý bằng nhiệt. Lớp vỏ cutin nhẵn khi quan sát dưới kính hiển vi quang
học. Phần đầu hơi trịn hoặc bằng. Amphids khơng rõ. Lỗ miệng có dạng phễu hoặc
dạng cốc. phần trước thực quản hình ống, phần giữa hơi phình rộng, phần sau thực
quản dạng diều và có van rõ ràng. Vịng thần kinh bao quanh isthmus, ngay phía
trước gốc thực quản. Lỗ bài tiết nằm ở phần giữa thực quản, ống bài tiết được kitin
hóa. Tinh hồn dạng nhánh đơn và gấp khúc ở phần ngọn. Gai giao cấu đôi, tách
biệt nhau, hầu như thẳng hoặc chỉ hơi cong về phía bụng. Gai đệm có chiều dài
bằng 50% gai giao cấu, hơi cong về phía bụng, phần gốc khơng tạo thành núm gốc.
Cánh đi dạng mở peloderan hoặc hơi leptoderan, tức là cánh đuôi không kéo dài
đến tận cùng đuôi. Trên mỗi cánh đuôi bên có 9 nhú sinh dục dạng nan quạt.
Phasmids khơng rõ. Đi hình chop, tận cùng đi khơng có mucro.
Ấu trùng cảm nhiễm (infective juveniles) : Giai đoạn này ứng với ấu trùng tuổi
3 và chúng thường nằm lại bên trong vỏ cutin của ấu trùng tuổi 2. Cơ thể rất thon
dài so với ấu trùng cùng tuổi của nhóm khác. Vùng bên của vỏ cutin có các đường
đơi dọc cơ thể. Miệng và hậu mơn khép kín. Phần đầu trịn và phía lưng miệng có
cấu trúc kitin hóa dạng rang, sừng, gai hoặc kitin dày lên nằm về phía lưng hoặc
trong một số trường hợp nằm gần bên. Cấu trức này giúp tuyến trùng đục thủng vỏ
cutin của côn trùng vật chủ để xâm nhập. Thực quản dài, hẹp, phần sau thực quản
có dạng diều và có van bên trong. Vịng thần kinh nằm bao quanh isthmus. Vị trí lỗ
13
bài tiết ở ngay phía sau vịng thần kinh. Vùng ruột trước có thể quan sát cấu trúc
dạng túi, bên trong chứa các vi khuẩn cộng sinh dạng gậy, vi khuẩn này cũng phân
bố dọc theo ống ruột. Đuôi nhọn. Phasmids không rõ. Sau khi xâm nhập vật chủ, ấu
trùng cảm nhiễm sẽ phát triển thành con cái lưỡng tính.
1.1.3. Đặc điểm sinh học
Theo Kaya & Gaugler (1923) [26], vòng đời của các loài tuyến trùng giống
Steinernema và Heterorhabditis bao gồm các giai đoạn: trứng, 4 giai đoạn ấu trùng
và trưởng thành. Giai đoạn ấu trùng cảm nhiễm là ấu trùng tuổi 3 tồn tại ở trong đất.
Các ấu trùng cảm nhiễm đều chứa vi khuẩn cộng sinh ở bên trong ruột và mang vi
khuẩn từ vật chủ này đến vật chủ khác. Khi phát hiện ra vật chủ chúng sẽ tiến hành
xâm nhập vào vật chủ. Các loài thuộc giống Steinernema có tập tính xâm nhập vào
cơ thể vật chủ qua các lỗ mở tự nhiên của côn trùng như miệng, hậu mơn và lỗ thở.
Cịn các lồi thuộc giống Heterorhabditis ngoài con đường xâm nhập thụ động qua
các lỗ mở tự nhiên, chúng còn xâm nhập vào cơ thể côn trùng một cách chủ động
nhờ vào cấu trúc đặc biệt là một cái móc lưng. Cấu trúc đặc biệt này chỉ có ở ấu
trùng cảm nhiễm chúng giúp cho tuyến trùng có thể xâm nhập trực tiếp qua lớp vỏ
cutin của vật chủ ở những vùng màng mỏng giữa các khớp nối.
Khi đã vào trong cơ thể vật chủ, chúng xâm nhập chủ động qua vách ruột giữa
hoặc ống khí vào trong xoang máu. Tại đây, vi khuẩn cộng sinh được giải phóng
qua lỗ hậu mơn của ấu trùng cảm nhiễm và bắt đầu sinh sản rất nhanh đồng thời sản
sinh độc tố giết chết côn trùng vật chủ. Côn trùng vật chủ sẽ bị nhiễm trùng máu và
nhanh chóng chết trong vịng 24 - 48h. Trong giai đoạn này ấu trùng cảm nhiễm sử
dụng các túi vi khuẩn làm nguồn dinh dưỡng và nhanh chóng phát triển thành dạng
trưởng thành thế hệ 1 trong vòng 2 - 3 ngày (đối với côn trùng vật chủ là ấu trùng
BSL) (Elawad et al, 1999) [20].
14
Hình 1.3: Vịng đời của các lồi Heterorhabditis and Steinernema trên bọ
hung ( Gaugler, Brown, Shapiroilan & Atwa , 2002)
Đối với các loài thuộc giống Steinernema, ấu trùng cảm nhiễm phát triển thành
con trưởng thành dạng phân tính con đực và con cái riêng biệt. Đối với các loài
thuộc giống Heterorhabditis, ở thế hệ thứ nhất thì ấu trùng cảm nhiễm lại phát triển
thành con cái lưỡng tính, đến thế hệ thứ hai thì chúng mới phát triển thành dạng
phân tính. Từ thế hệ thứ 2 tuyến trùng sử dụng mô vật chủ làm nguồn dinh dưỡng
để tiếp tục phát triển thêm 2 hoặc 3 thế hệ bên trong xác chết của côn trùng cho đến
khi nguồn dinh dưỡng cạn kiệt. Lúc này, tuyến trùng bên trong xác chết côn trùng là
thế hệ ấu trùng cảm nhiễm mới sẽ chui ra khỏi cơ thể cơn trùng và có thể sống một
thời gian khá dài trong đất để chờ xâm nhập vào côn trùng vật chủ mới. Thời gian
để tuyến trùng ký sinh gây bệnh cơn trùng hồn thành chu kỳ phát triển của mình
trong ấu trùng BSL tính từ khi ấu trùng cảm nhiễm xâm nhập vào cơ thể cho đến
khi ấu trùng cảm nhiễm phát tán ra ngoài thường từ 4 – 14 ngày, phụ thuộc vào từng
loài, điều kiện môi trường.
15
Sinh sản trong vật chủ của tuyến trùng: Sau khi xâm nhập vào xoang máu vật
chủ, tuyến trùng sẽ giải phóng vi khuẩn cộng sinh (VKCS). Lúc này, VKCS nhân
lên nhanh chóng trong cơ thể vật chủ, giải phóng độc tố và gây chết vật chủ. Tuyến
trùng ăn vi khuẩn, phát triển và sản sinh ra các thế hệ tuyến trùng. Khả năng sinh
sản của tuyến trùng là một trong những đặc điểm quan trọng để tuyến trùng sống sót
và tồn tại ngoài tự nhiên. Khả năng sinh sản của tuyến trùng phụ thuộc vào nhiều
yếu tố như: khả năng sinh sản của từng chủng tuyến trùng, số lượng ấu trùng cảm
nhiễm gây nhiễm ban đầu, vào sự mẫn cảm của vật chủ và sinh khối của vật chủ.
Theo nghiêm cứu của Wang & Bedding (1996) [40] chỉ với 2 ấu trùng cảm nhiễm
của loài S. carpocapsae trên một ấu trùng BSL đã thu được khoảng 150.000 ấu
trùng cảm nhiễm. Thí nghiệm của Hazir et al. (2001) trên 5 chủng khác nhau của
loài S. feltiae đã xác định sản lượng ấu trùng cảm nhiễm thu được trên một ấu trùng
BSL là từ 45 x 103 đến 72 x 103 với số lượng gây nhiễm là 50 ấu trùng cảm nhiễm/
ấu trùng BSL [23]. Một chủng tuyến có khả năng sinh sản tốt sẽ góp phần duy trì
mật độ cao của ấu trùng cảm nhiễm trên đồng ruộng sau khi phun và kéo dài khả
năng phòng trừ sâu hại của chủng tuyến trùng đó trong thời gian dài [3].
1.2 Khả năng ứng dụng của tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng trong
phòng trừ sinh học sâu hại
1.2.1 Trên thế giới
Vai trị ký sinh gây bệnh ở cơn trùng của một số lồi tuyến trùng được tìm ra
từ những năm 1930s và tiềm năng phòng trừ sâu hại của chúng cũng được biết đến
khá sớm. Năm 1932, Glaser là người đầu tiên cơng bố tiềm năng phịng trừ sâu hại
của tuyến trùng họ Steinernematidae ở Mỹ. Trong một thử nghiệm ngoài đồng
ruộng ở New Jersey, ông quan sát thấy tuyến trùng S. glaseri đã tiêu diệt một số
lượng lớn bọ cánh cứng Nhật Bản (Popillia japonica Newn) [22]. Mặc dù vậy, do
sự phát triển bùng nổ của thuốc hóa học bảo vệ thực vật nên những nghiên cứu về
EPN và những ứng dụng của nó chưa được quan tâm phát triển. Việc nghiên cứu sử
dụng chúng như những tác nhân sinh học trong phòng trờ sâu hại mới chỉ được tiến
hành mạnh mẽ từ những năm 1970 trở lại đây, khi việc sử dụng thuốc hóa học bảo
16
vệ thực vật bắt đầu gây ra các hậu quả sinh học, sinh thái, gây ô nhiễm môi trường
và ảnh hưởng đến sức khỏe con người.
Ngày nay, thuốc sinh học tuyến trùng được nghiên cứu và sử dụng rộng rãi ở
Mỹ, Úc, Nhật Bản, Canada, Châu Âu, Ấn Độ, Trung Quốc và một số nước khác. Đã
có hàng chục lồi EPN đã được nghiên cứu và ứng dụng trong phòng trừ sinh học.
Theo số liệu thống kê đến năm 2000 đã có 7 lồi thuộc hai giống Steinernema và
Heterorhabditis được thương mại hóa: S. carpocapsae, H. bacteriophora, H.
megidis, S. scapterisci, S. glaseri, S. feltiae, S. riobravave (Nguyễn Ngọc Châu,
2008) [3]. Cho đến nay, các thuốc sinh học tuyến trùng đều có lợi và vơ hại nên
được miễn đăng ký sử dụng ở Mỹ và nhiều nước khác. Tại Mỹ đã có hàng chục
cơng ty cơng nghệ sinh học sản xuất thuốc sinh học tuyến trùng để phòng trừ hàng
trăm loại sâu hại khác nhau thuộc các bộ cánh cứng (Coleoptera), bộ cánh phần
(Lepidoptera) và côn trùng gây hại bộ hai cánh (Diptera). Đây là các sâu hại chính ở
các nhóm cây trồng quan trọng như cây lương thực, cây ăn quả, cây rau màu, cây
công nghiệp,…. vv. Thực tế, tiềm năng phòng trừ sinh học của EPN là rất lớn, các
thí nghiệm trong phịng thí nghiệm và ngồi đồng ruộng đã xác định tuyến trùng ký
sinh gây bệnh côn trùng có khả năng ký sinh gây bệnh cho hơn 200 lồi cơn trùng,
trong đó hầu hết các lồi sâu hại có một phần vịng đời trong đất đều là mục tiêu ký
sinh của EPN.
Năm 1982, nhiều nghiên cứu về phòng trừ bọ hung Alissonotum impressicolle
được tiến hành. Các nghiên cứu được thực hiện trong phịng thí nghiệm, thử nghiệm
trên nhiều lồi EPN khác nhau. Kết quả, có 9 lồi tuyến trùng có thể xâm nhiễm và
giết chết bọ hung với các tỷ lệ khác nhau. Ở số lượng khoảng 2.500 ấu trùng cảm
nhiễm/ấu trùng bọ hung, sau 1 tuần tỷ lệ bọ hung chết là: 100% đối với loài
Heterorhabditis sp (strain 8406) và loài S. glaseri; loài H. heliothidis đạt 82,6%;
65,3% là hiệu lực của loài S. bibionis; thấp nhất là loài Heterorhabditis sp (strain
8401) chỉ đạt 4,3%.
Bong & Sikorowski (1983) đã thử nghiệm hiệu quả của loài S. carpocapsae
trong phịng trừ ấu trùng sâu xanh hại ngơ Helicopverpa zea. Kết quả cho thấy, hiệu
17
