LUẬN văn THẠC sĩ CÔNG NGHỆ SINH học (FULL) so sánh trình tự gen defensin ở một số giống ngô việt nam

ii

CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan bản luận văn là công trình nghiên cứu của tơi dưới sự
hướng dẫn của PGS.TS. Nguyễn Vũ Thanh Thanh, sự giúp đỡ của các cán bộ Khoa
Khoa học sự sống - Đại học Khoa học - Đại học Thái Nguyên, Viện Công nghệ
Sinh học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Các số liệu, kết quả
trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào
khác.
Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về những số liệu trong luận văn này.

Thái Nguyên, ngày 19 tháng 05 năm
Tác giả luận văn


3

LỜI CẢM ƠN
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Nguyễn Vũ Thanh Thanh,
người đã hướng dẫn, chỉ bảo tận tình và giúp đỡ tơi trong suốt q trình thực hiện
đề tài và hồn chỉnh luận văn của mình.
Tơi xin chân thành cảm ơn các thầy cơ giáo Khoa Khoa học sự sống - Đại
học Khoa học - Đại học Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và có những
góp ý sâu sắc cho tơi trong thời gian học tập và thực hiện đề tài này.
Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Lê Văn Sơn và các cán bộ, kỹ thuật viên
phịng Cơng nghệ DNA ứng dụng - Viện Công nghệ Sinh học - Viện Hàn lâm Khoa
học và Công nghệ Việt Nam đã tạo điều kiện giúp đỡ tốt nhất để tơi có thể hồn
thành đề tài nghiên cứu này.
Cuối cùng, tơi xin được bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới gia đình, đồng
nghiệp và bạn bè đã ln động viên, khích lệ, chia sẻ những khó khăn cùng tơi trong
suốt q trình học tập và nghiên cứu.

Thái Nguyên, ngày 19 tháng 05 năm
Tác giả luận văn


4

MỤC LỤC
Lời cam đoan.............................................................................................................. i
Lời cảm ơn................................................................................................................. i
Mục lục.................................................................................................................... iv
Danh mục các ký hiệu, chữ viết tắt........................................................................... vi
Danh mục các bảng trong luận văn......................................................................... vii
Danh mục các hình trong luận văn......................................................................... viii
MỞ ĐẦU.................................................................................................................. 1
1. Đặt vấn đề............................................................................................................. 1
2. Mục tiêu nghiên cứu.............................................................................................. 2
3. Nội dung nghiên cứu............................................................................................. 2
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU..................................................................... 3
1.1. CÂY NGÔ.......................................................................................................... 3
1.1.1. Nguồn gốc và phân loại................................................................................... 3
1.1.2. Đặc điểm sinh học........................................................................................... 3
1.1.3. Giá trị dinh dưỡng của ngô..............................................................................6
1.1.4. Giá trị kinh tế của cây ngơ............................................................................... 7
1.1.5. Tình hình sản xuất ngơ trên thế giới và Việt Nam........................................... 8
1.2. MỌT NGÔ VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NĨ ĐẾN Q TRÌNH BẢO QUẢN
NƠNG SẢN............................................................................................................ 13
1.2.1. Cơn trùng hại ngơ trong q trình bảo quản nơng sản................................... 13
1.2.2. Mọt ngơ......................................................................................................... 14
1.3. DEFENSIN VÀ TÍNH KHÁNG MỌT............................................................. 17

1.3.1. Defensin thực vật........................................................................................... 17
1.3.2. Ứng dụng trong chuyển gen........................................................................... 21
Chương 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...........................23
2.1. VẬT LIỆU........................................................................................................ 23
2.2. HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ............................................................................. 24


5

2.2.1. Hóa chất......................................................................................................... 24
2.2.2. Thiết bị.......................................................................................................... 25
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..................................................................... 25
2.3.1. Phương pháp sinh lí.......................................................................................25
2.3.2. Phương pháp sinh học phân tử.......................................................................26
2.3.3. Phương pháp xác định trình tự nucleotide.....................................................33
2.3.4. Phương pháp xử lý trình tự gen.....................................................................34
2.3.5. Phương pháp xử lý kết quả và tính tốn số liệu.............................................34
2.4. ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU.............................................................................. 34
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................. 34
3.1. KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KHÁNG MỌT..................................... 34
3.1.1. Đặc điểm hình thái, khối lượng của các giống ngơ nghiên cứu.....................34
3.1.2. Kết quả đánh giá khả năng kháng mọt........................................................... 35
3.2. KẾT QUẢ PHÂN LẬP GEN DEFENSIN....................................................... 37
3.2.1. Kết quả tách chiết RNA tổng số, tổng hợp cDNA......................................... 37
3.2.2. Kết quả nhân gen defensin1........................................................................... 39
3.2.3. Kết quả tinh sạch sản phẩm PCR................................................................... 39
3.2.4. Kết quả tách dòng gen................................................................................... 40
3.2.5. Kết quả chọn dòng gen.................................................................................. 41
3.2.6. Kết quả tách plasmid tái tổ hợp..................................................................... 42
3.3. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH TRÌNH TỰ GEN DEFENSIN.................................... 43

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ................................................................................... 47
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................... 48


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
ABA

Abscisic acid

bp

base pair (cặp bazơ)

cDNA

complementary DNA

cs

cộng sự

DEPC

diethyl pyrocarbonate

DNA

deoxyribosenucleic acid

dNTP

deoxynucleoside triphosphate

EDTA

Ethylene diamine tetraacetic acid

E. coli

Escherichia coli

IPTG

Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside

kb
kDa
mRNA

kilo base
kilo Dalton
messenger ribonucleic acid

OD

Optical density

PCR

Polymerase chain reaction (Phản ứng chuỗi trùng hợp)

RNA

Ribonucleic acid

SDS

Sodium dodecyl sulfate

TAE

Tris-acetate-EDTA

X-gal

5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β-D-galacto-pyranoside


vii

DANH MỤC CÁC BẢNG TRONG LUẬN VĂN
Bảng 1.1. Tỉ lệ các bộ phận hạt ngơ và thành phần hóa học của chúng.....................6
Bảng 1.2. Sản xuất ngô trên thế giới giai đoạn 1961 - 2012......................................9
Bảng 1.3. Tình hình sản xuất ngơ của một số nước trên thế giới năm 2012............10
Bảng 1.4. Tình hình sản xuất ngơ ở Việt Nam từ 1975 - 2012................................11
Bảng 1.5. Một số hoạt tính sinh học của defensin thực vật.....................................19
Bảng 1.6. Một số thực vật chuyển gen defensin......................................................21
Bảng 2.1. Danh sách 10 giống ngô làm vật liệu nghiên cứu....................................23
Bảng 2.2. Danh mục các thiết bị sử dụng................................................................25
Bảng 2.3. Thành phần phản ứng tổng hợp cDNA...................................................27

Bảng 2.4. Cặp mồi nhân gen defensin1...................................................................28
Bảng 2.5. Thành phần phản ứng nhân gen..............................................................29
Bảng 2.6. Thành phần phản ứng gắn gen vào vector...............................................31
Bảng 2.7. Thành phần phản ứng colony PCR.........................................................33
Bảng 3.1. Hình thái và khối lượng hạt của 10 mẫu ngô..........................................34
Bảng 3.2. Lượng ngô hao hụt theo thời gian của 10 giống ngô nghiên cứu............36
Bảng 3.3. Phổ hấp thụ RNA ở bước sóng 260nm và 280nm của 2 mẫu ngô nghiên
cứu........................................................................................................................... 38
Bảng 3.4. Sự sai khác về trình tự nucleotide của gen defensin1 của 2 giống ngơ
TQ1, CB2 và các trình tự có mã số JF797205 và HG792392 trên NCBI................44
Bảng 3.5. Hệ số tương đồng nucleotide của gen defensin1 ở 2 giống ngô TQ1, CB2
và các trình tự có mã số JF797205 và HG792392 trên NCBI..................................45
Bảng 3.6. Sự sai khác về trình tự amino acid suy diễn của protein defensin1 ở 2
giống ngô TQ1, CB2 và các trình tự có mã số JF797205 và HG792392 trên
NCBI.46 Bảng 3.7. Hệ số tương đồng amino acid suy diễn của protein defensin1
ở 2 giống ngô TQ1, CB2 với JF797205, HG792392 trên NCBI.............................46


viii

DANH MỤC CÁC HÌNH TRONG LUẬN VĂN
Hình 1.1. Mọt ngơ Sitophilus zeamais trưởng thành và tác hại của chúng..............16
Hình 1.2. Hai lớp defensin thực vật........................................................................18
Hình 2.1. Hình thái hạt của 10 mẫu ngơ thí nghiệm................................................24
Hình 2.2. Cấu trúc vector pBT................................................................................31
Hình 3.1. Biểu đồ biểu diễn lượng thức ăn hao hụt theo thời gian ở các mẫu ngơ
nghiên cứu...............................................................................................................37
Hình 3.2. Hình ảnh điện di kết quả PCR nhân gen defensin1..................................39
Hình 3.3. Hình ảnh điện di sản phẩm làm sạch gen defensin1................................40
Hình 3.4. Hình ảnh điện di sản phẩm colony PCR..................................................41

Hình 3.5. Hình ảnh điện di tách plasmid tái tổ hợp.................................................43
Hình 3.6. So sánh trình tự nucleotide của gen defensin1 ở TQ1, CB2 với JF797205,
HG792392.......................................................................................................................44
Hình 3.7. So sánh trình tự amino acid suy diễn của giống TQ1, CB2 với JF797205,
HG792392 trên NCBI..............................................................................................46


1

MỞ ĐẦU
1.

ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngô là cây ngũ cốc quan trọng trên thế giới với sản lượng hàng năm cao hơn

cả lúa mì và lúa gạo. Ở Việt Nam, cây ngơ được đánh giá là cây trồng có vai trị hết
sức quan trọng trong cơ cấu cây trồng ở nước ta. Ngô là cây màu được trồng ở
nhiều vùng sinh thái khác nhau, đa dạng về mùa vụ gieo trồng và hệ thống canh tác.
Cây ngô không chỉ cung cấp lương thực cho người, vật ni mà cịn là cây trồng
xóa đói giảm nghèo tại các tỉnh có điều kiện kinh tế khó khăn. Sản xuất ngơ cả nước
khơng ngừng tăng về diện tích, năng suất, sản lượng qua các năm. Trong những
năm tới, ngơ vẫn là cây ngũ cốc có vai trị quan trọng ở nước ta.
Có nhiều ngun nhân khiến cho năng suất ngô hiện nay tại các tỉnh miền
núi phía Bắc hiện thấp hơn nhiều so với bình quân chung của cả nước mặc dù điều
kiện đất đai, khí hậu tại vùng này thuận lợi cho việc trồng ngơ hơn nhiều vùng sinh
thái khác. Một trong số đó là sâu bệnh hại ngô, với mức thiệt hại ước tính hàng năm
từ 10 - 30%. Theo Lê Dỗn Diên [4] ở Việt Nam, tổn thất do côn trùng gây ra cho
ngũ cốc trong bảo quản là khoảng 10%. Tổn thất sau thu hoạch đối với cây ngô là
khá lớn, trung bình từ 13 - 15%; đặc biệt tại các tỉnh vùng Trung du miền núi phía
Bắc, việc sản xuất ngơ trong vụ Xn thường gặp rất nhiều khó khăn cho việc thu

hái, bảo quản, sơ chế ngô trong điều kiện mưa kéo dài trong giai đoạn cuối vụ thu
hoạch. Ngô nếu không được bảo quản hoặc bảo quản không đúng quy trình sẽ giảm
chất lượng nghiêm trọng. Thơng thường giá ngô giảm 10 - 20% sau khoảng 3 - 6
tháng tồn trữ nếu bị nhiễm mọt và nấm mốc. Đây là một tổn thất rất lớn đối với
đồng bào dân tộc ở vùng núi phía Bắc vì ngơ là nguồn thu nhập quan trọng của các
gia đình.
Để giảm thiểu thiệt hại do mọt gây ra, hiện nay có một số biện pháp phòng
trừ như chọn lọc cây sạch bệnh làm giống; vệ sinh đồng ruộng, luân canh cây trồng;
vệ sinh nhà kho, phơi sấy hàng hóa; sử dụng các lồi thiên địch có ích trong tự
nhiên; sử dụng biện pháp hóa học khi mật độ dịch hại quá cao... Tuy nhiên, các biện


pháp nêu trên không mang lại hiệu quả thật sự cao mà cịn tốn kém cơng sức, tiền
của.
Vì vậy, việc tạo ra các giống ngơ chuyển gen có khả năng kháng sâu bệnh,
đặc biệt là có khả năng kháng mọt hết sức có ý nghĩa. Có nhiều chất có vai trò quan
trọng trong bảo vệ cây trồng chống lại các tác nhân gây bệnh và côn trùng. Theo
những nghiên cứu đã được cơng bố, defensin thực vật có liên quan đến đặc tính
kháng mọt của hạt.
. Xuất phát từ vấn đề
nêu trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “So sánh trình tự gen defensin ở
một số giống ngơ Việt Nam”.
2.

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
So sánh trình tự nucleotide của gen defensin ở một số giống ngơ địa phương

có khả năng kháng mọt khác nhau.
3.

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Đánh giá khả năng kháng mọt của một số giống ngô.
- Khuếch đại, chọn dịng và xác định trình tự gen defensin1 của 2 giống ngơ

(trong đó có 1 giống kháng mọt tốt, 1 giống kháng mọt kém).
- So sánh trình tự gen defensin1 của 2 giống ngơ nghiên cứu với trình tự đã
công bố trên ngân hàng gen NCBI.
- So sánh trình tự amino acid suy diễn của protein defensin1 ở 2 giống ngô
nghiên cứu.


Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1.

CÂY NGÔ

1.1.1. Nguồn gốc và phân loại
Cây ngơ có tên khoa học Zea mays L., là cây nông nghiệp một lá mầm thuộc
chi Maydeae, họ Hịa thảo Poaceae, bộ Hịa thảo Poales. Tên gọi “ngơ” trong tiếng
Anh là “maize”, dựa trên từ “maíz” (trong tiếng Tây Ban Nha) có nguồn gốc từ
cách gọi “mahiz” trong tiếng Tno [58].
Có nhiều giả thuyết khác nhau về nguồn gốc cây ngô dựa trên những kết quả
nghiên cứu về khảo cổ học, di truyền học, thực vật học và địa lý học... Những
nghiên cứu gần đây cho rằng quá trình thuần hóa ngơ ban đầu diễn ra ở Mexico, sau
đó việc gieo trồng lan rộng ra khu vực Bắc Mỹ. Ngô được đưa tới châu Âu (Tây
Ban Nha) lần đầu tiên vào năm 1494, là kết quả của chuyến thám hiểm lần thứ hai
của Columbus. Đầu thế kỷ XVI, bằng đường thủy với các tàu của Bồ Đào Nha, Tây
Ban Nha, Ý đã đưa cây ngô đến hầu hết các nơi trên thế giới [58]. Ở Việt Nam, cây
ngô có nguồn gốc từ Trung Quốc, được trồng vào khoảng thế kỷ XVII (theo “Vân
Đài loại ngữ” của Lê Quý Đơn). Tuy nhiên, do là một nước có truyền thống sản

xuất lúa nước nên trong thời gian đầu ngơ ít được chú ý mà chỉ phát triển trong
những năm gần đây.
1.1.2. Đặc điểm sinh học
Các giống ngô ở Việt Nam có những đặc điểm như chiều cao cây, thời gian
sinh trưởng, khả năng thích nghi với điều kiện ngoại cảnh và chống chịu sâu bệnh
khác nhau. Dựa vào đặc điểm hạt (có mày hay khơng có mày), hình thái bên ngồi,
cấu trúc nội nhũ của hạt mà ngơ được phân thành các lồi phụ: ngơ bọc, ngơ đá, ngơ
răng ngựa, ngô đường, ngô nổ, ngô bột, ngô nếp, ngô đường bột, ngô bán răng


ngựa. Từ các loài phụ căn cứ vào màu sắc hạt và màu sắc lõi ngô để phân thành các
thứ. Đây là cách phân loại theo đặc điểm thực vật học, ngồi ra ngơ cịn được phân
loại theo sinh thái học, nông học, thời gian sinh trưởng và thương phẩm [9].
Các giống ngơ này đều có những đặc điểm chung về hình thái, giải phẫu. Các
bộ phận của cây ngơ bao gồm: rễ, thân, lá, hoa (bông cờ, bắp ngô) và hạt.
Ngơ có hệ rễ chùm tiêu biểu trong bộ rễ các cây họ Hòa thảo. Độ sâu và sự
mở rộng của rễ phụ thuộc vào giống, độ phì nhiêu và độ ẩm của đất. Ngơ có 3 loại
rễ chính: Rễ mầm, rễ đốt và rễ chân kiềng. Rễ mầm (rễ tạm thời, rễ hạt) mọc từ trụ
lá mầm, chức năng chính của rễ này là hút nước, thức ăn khi cây còn non. Rễ đốt (rễ
phụ cố định) phát triển từ các đốt thấp của thân, mọc vòng quanh các đốt dưới mặt
đất bắt đầu lúc ngô được 3 - 4 lá. Đây là loại rễ quyết định quá trình sinh trưởng
phát triển của cây ngơ, nó giúp cây hút nước và các chất dinh dưỡng suốt đời sống
của cây. Rễ chân kiềng (rễ neo, rễ chống) mọc quanh các đốt thấp sát mặt đất. Rễ
này giúp cây chống đỡ và bám chặt vào đất, ngồi ra cịn tham gia hút nước và dinh
dưỡng [9].
Thân ngô đặc và khá chắc, có đường kính từ 2 - 4 cm tùy thuộc vào giống,
điều kiện sinh thái và chăm sóc. Chiều cao của thân ngơ khoảng 1,5 - 4 m. Thân
chính của ngơ có nguồn gốc từ chồi mầm. Từ các đốt dưới đất của thân chính có thể
phát sinh ra từ 1 - 10 nhánh (thân phụ) với hình dáng tương tự như thân chính. Thân
ngơ trưởng thành bao gồm nhiều lóng (dóng) nằm giữa các đốt và kết thúc bằng

bơng cờ. Số lóng và chiều dài lóng là chỉ tiêu quan trọng trong việc phân loại các
giống ngô. Thân ngơ ngồi nhiệm vụ giúp cây đứng vững, là bộ phận dự trữ và vận
chuyển chất hữu cơ, ngoài ra cịn có khả năng quang hợp để tổng hợp chất hữu cơ
[9].
Lá ngô mọc từ mắt trên đốt và mọc đối xứng xen kẽ nhau. Căn cứ vào vị trí
và hình thái lá trên cây, lá ngơ được chia thành các nhóm: lá mầm, lá thân, lá ngọn,
lá bi. Lá ngơ điển hình được cấu tạo bao gồm các bộ phận: bẹ lá, phiến lá (bản lá),
thìa lá (lưỡi lá, tai lá). Lá ngô là cơ quan làm nhiệm vụ quang hợp, đồng thời làm
nhiệm vụ trao đổi khí, hơ hấp, dự trữ dinh dưỡng… Số lượng lá, chiều dài, chiều


rộng, độ dày, lơng tơ, màu lá, góc lá và gân lá thay đổi tùy theo từng giống khác
nhau. Số lá là đặc điểm khá ổn định ở ngơ, có quan hệ chặt với số đốt và thời gian
sinh trưởng. Những giống ngơ ngắn ngày thường có 15 - 16 lá, giống ngơ trung bình
có 18 - 20 lá, giống ngơ dài ngày thường có trên 20 lá [9].
Ngơ là loại cây có hoa khác tính cùng gốc. Cơ quan sinh sản đực và cái tuy
cùng nằm trên một cây song ở những vị trí khác nhau. Bơng cờ (hoa đực): nằm ở
đỉnh cây, xếp theo chùm gồm một trục chính và nhiều nhánh. Hoa đực mọc thành
bơng nhỏ gọi là bông chét, bông con hoặc gié. Các gié mọc đối diện nhau trên trục
chính hay trên các nhánh. Mỗi bơng nhỏ có cuống ngắn và hai vỏ nâu hình bầu dục
trên vỏ trấu (mày ngồi và mày trong) có gân và lơng tơ. Trong mỗi bơng nhỏ có
hai hoa: một hoa cuống dài và một hoa cuống ngắn. Một bơng nhỏ có thể có một
hoặc ba hoa. Ở mỗi hoa có thể thấy dấu vết thối hố và vết tích của nhụy hoa cái,
quanh đó có ba chỉ đực mang ba nhị đực và hai mày cực nhỏ gọi là vẩy tương ứng
với tràng hoa. Bao quanh các bộ phận của một hoa có hai mày nhỏ - mày ngoài
tương ứng với lá bắc hoa và mày trong tương ứng với lá đài hoa. Bắp ngô (hoa cái):
phát sinh từ chồi nách các lá, song chỉ 1 - 3 chồi khoảng giữa thân mới tạo thành
bắp. Hoa có cuống gồm nhiều đốt ngắn, mỗi đốt trên cuống có một lá bi bao bọc.
Trên trục đính hoa cái (cùi, lõi ngơ), hoa mọc từng đơi bơng nhỏ. Mỗi bơng có hai
hoa, nhưng chỉ có một hoa tạo thành hạt, cịn một hoa thối hóa. Phía ngồi hoa có

hai mày (mày ngoài và mày trong). Ngay sau mày ngoài là dấu vết của nhị đực và
hoa cái thứ hai thoái hoá; chính giữa là bầu hoa, trên bầu hoa có núm và vịi nhụy
vươn dài thành râu [9].
Hạt ngơ thuộc loại quả dính gồm 5 phần chính: vỏ hạt, lớp alơron, phôi, nội
nhũ và chân hạt. Vỏ hạt là một màng nhẵn bao xung quanh hạt. Lớp alơron nằm
dưới vỏ hạt và bao lấy nội nhũ và phôi. Nội nhũ là phần chính của hạt chứa các tế
bào dự trữ chất dinh dưỡng. Nội nhũ có 2 phần: nội nhũ bột và nội nhũ sừng. Tỷ lệ
giữa nội nhũ bột và nội nhũ sừng tùy vào chủng ngô, giống ngô [14].
Phôi ngơ chiếm 1/3 thể tích của hạt và gồm có các phần: ngù (phần ngăn
cách giữa nội nhũ và phôi), lá mầm, trụ dưới lá mầm, rễ mầm và chồi mầm. Các hạt
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>

ngơ có kích thước cỡ hạt đậu Hà Lan, và bám chặt thành các hàng tương đối đều
xung quanh một lõi trắng để tạo ra bắp ngô. Mỗi bắp ngô dài khoảng 10 - 25 cm,
chứa khoảng 200 - 400 hạt. Màu sắc hạt phụ thuộc đặc tính di truyền của giống và
chủng loại, vì vậy hạt ngơ có nhiều màu sắc khác nhau như: trắng, vàng, tím, da
cam, đỏ… Số lượng hạt trên mỗi bắp ngô phụ thuộc vào giống, điều kiện ngoại
cảnh, sinh thái [14].
Quá trình sinh trưởng, phát triển của cây ngô được chia thành hai giai đoạn:
giai đoạn sinh dưỡng và giai đoạn sinh thực. Giai đoạn sinh dưỡng được tính từ khi
gieo đến trổ cờ. Giai đoạn sinh thực được tính từ trổ cờ đến chín hồn tồn. Căn cứ
vào đặc điểm q trình sinh trưởng, phát triển có thể chia ra các giai đoạn sinh
trưởng phát triển quan trọng sau đây: giai đoạn hạt nảy mầm và mọc; giai đoạn từ
mọc đến 3 lá; giai đoạn từ 3 lá đến 7 lá; giai đoạn từ 7 lá đến xoắn ngọn; giai đoạn
xoắn ngọn đến trổ cờ; giai đoạn từ trổ cờ đến tung phấn, phun râu, thụ tinh; giai
đoạn từ thụ phấn đến chín. Trong từng giai đoạn cây ngô yêu cầu các điều kiện khác
nhau và mỗi giai đoạn đều có ảnh hưởng khác nhau đến các yếu tố tạo thành năng
suất và chất lượng hạt ngô [9].

1.1.3. Giá trị dinh dưỡng của ngơ
Hạt ngơ có giá trị dinh dưỡng cao, trong hạt ngơ có chứa tương đối đầy đủ
các chất dinh dưỡng cần thiết cho người và gia súc. Hạt ngơ có hàm lượng protein
và lipid nhiều hơn trong hạt gạo [2]. Thành phần sinh hóa của hạt ngơ chịu ảnh
hưởng nhiều của đặc điểm giống, điều kiện khí hậu, đất đai và kỹ thuật canh tác.
Bột ngô chiếm 65 - 83%, phơi ngơ chiếm khoảng 10% khối lượng hạt. Trong
phơi có các chất khoáng, vitamin và khoảng 30 - 45% dầu.
Bảng 1.1. Tỉ lệ các bộ phận hạt ngô và thành phần hóa học của chúng [10]
Các bộ phận
của hạt ngơ

Tỉ lệ (%)

Thành phần hóa học (tính theo % chất khơ)
Tinh bột

Protein

Lipid

Toàn hạt

100

71,5

0,3

4,8

Nội nhũ

82,3

86,4

9,4

0,8


Phơi

11,5

8,2

18,8

34,5

Vỏ

5,3

7,3

3,7

1,0

Mày

0,8

5,3

9,1

3,8

Thành phần chính trong hạt ngơ là tinh bột (60 - 70%), chúng tập trung chủ
yếu ở nội nhũ. Hàm lượng tinh bột ở ngô tẻ nhiều hơn ngô nếp (68% so với 65%) và
được chia thành tinh bột mềm (tinh bột bột) và tinh bột cứng (tinh bột sừng). Ngơ
nếp được cấu tạo hồn tồn từ amylopectin nên có độ dẻo hơn ngô tẻ [10].
Tỷ lệ lipid trong hạt ngô 3,5 - 7%, phần lớn tập trung ở mầm. Trong chất béo
của ngơ có chứa đến 50% acid linoleic liên kết với các glyceride, acid oleic, acid
panmitic, rixinic. Hàm lượng lipid là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng
hạt.
Protein của ngô được chia thành ba loại chính: protein hoạt tính (chủ yếu là
enzyme), protein cấu tạo và protein dự trữ, trong đó protein dự trữ chiếm tỷ lệ cao
nhất. Hàm lượng protein dao động từ 8 - 12% ở mỗi giống. Tuy nhiên trong hạt ngô
thiếu hai loại amino acid quan trọng là lysin và tryptophan.
Vitamin của ngơ tập trung ở lớp ngồi hạt ngơ và ở mầm. Ngơ cũng có nhiều
vitamin C, vitamin B (B1, B2, B6...). Vitamin PP hơi thấp cộng với thiếu
tryptophan một amino acid có thể tạo vitamin PP. Riêng ngơ vàng chứa nhiều
carotene (tiền vitamin A) [9].
1.1.4. Giá trị kinh tế của cây ngô
Ngô là cây lương thực quan trọng trong nền kinh tế toàn cầu, bên cạnh lúa
gạo và lúa mì. Ngơ là cây trồng có tốc độ tăng trưởng về năng suất cao nhất trong

các cây lương thực chủ yếu. Nó là cây trồng điển hình được ứng dụng nhiều thành
tựu khoa học về các lĩnh vực di truyền học, chọn giống, cơng nghệ sinh học, cơ giới
hóa, điện khí hóa và tin học... vào cơng tác nghiên cứu và sản xuất [14].
Ngô được sử dụng rộng rãi làm lương thực cho người. Toàn thế giới sử dụng
khoảng 21% sản lượng ngơ làm lương thực. Các nước có trồng ngô đều sử dụng


ngô với mức độ khác nhau. Các nước ở Đông Nam Phi sử dụng tới 85% sản lượng
ngô làm lương thực cho người, các nước Tây Á khoảng 27%, các nước Đông Nam
Á dùng 30%, các nước Trung Mỹ và Caribe dùng 61%, các nước châu Âu sử dụng
14% [2], [14].
Phương thức sử dụng ngô làm lương thực, thực phẩm cho người rất đa dạng,
phụ thuộc vào vùng địa lý và tập quán. Phần đông người dân các nước Mỹ Latinh
ăn ngô dưới dạng bánh bột ngô. Ở châu Phi người ta ăn ngơ dưới dạng bánh khơ
(như bánh mì ngô của Ai Cập) hoặc ở dạng ướt (như ogi của Nigeria), một số quốc
gia châu Á ăn ngô dưới dạng bánh hoặc bánh đúc như mèn mén của dân tộc vùng
cao Việt Nam. Ngồi ra cịn có một số cách dùng phổ biến trên thế giới như ngô
luộc, ngô rang, bỏng ngơ [14]...
Ngơ cịn là cây làm thức ăn quan trọng cho gia cầm, gia súc trong phát triển
chăn nuôi. Trên 70% chất tinh trong thức ăn tổng hợp của gia súc là ngô. Thân, lá
cây ngô được dùng làm thức ăn xanh hoặc thức ăn ủ chua giàu dinh dưỡng cho gia
súc, đặc biệt là bò sữa. Từ ngơ hạt có thể xay vỡ ni gia cầm, nghiền thành bột và
chế biến thức ăn cho trâu bị, tơm cá... Theo thống kê của Trung tâm Cải tạo ngô và
lúa mỳ quốc tế (CIMMYT), giai đoạn 1997 - 1999, thế giới dùng khoảng 66% ngô
làm thức ăn chăn nuôi, tương đương 400 triệu tấn/năm [32].
Ngô được sử dụng nhiều trong công nghiệp như chế biến thực phẩm, công
nghiệp nhẹ... Các loại ngơ nếp, ngơ đường được đóng hộp làm thực phẩm xuất
khẩu. Bột ngô được dùng để nấu cồn sản xuất đường glucose, làm môi trường nuôi
cấy nấm penicillin, sản xuất acid acetic. Lõi ngô được chế biến làm chất cách điện,
nhựa hóa học. Phơi ngơ dùng để ép dầu, phục vụ trong cơng nghiệp thực phẩm,

dược phẩm. Ví dụ, nước Mỹ hàng năm sử dụng 18% tổng sản lượng ngô để sản xuất
tinh bột, 37% sản xuất cồn và 5,8% sản xuất bánh kẹo [14].
1.1.5. Tình hình sản xuất ngơ trên thế giới và Việt Nam
1.1.5.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới


Ngơ là cây trồng có địa bàn phân bố rộng, được gieo trồng rộng khắp trên thế
giới với sản lượng hàng năm cao hơn bất kỳ cây lương thực nào. Năm 2004, lượng
ngô được gieo trồng trên khắp thế giới mang giá trị khoảng 23 tỷ USD [60]. Do
điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng, tập quán canh tác dẫn đến diện tích, sản lượng và
năng suất ngơ ở các khu vực có sự chênh lệch nhau.

Bảng 1.2. Sản xuất ngơ trên thế giới giai đoạn 1961 - 2012
Diện tích

Sản lượng

Năng suất

(triệu ha)

(triệu tấn)

(tạ/ha)

1961

105,56

205,03

19,42

1962

103,50

204,88

19,80

2005

148,16

713,68

48,17

2006

146,96

706,84

48,10

2007

158,53

789,88

49,82

2008

162,87

830,34

50,98

2009

158,85

820,00

51,62

2010

164,31

851,17

51,80

2011

172,05

888,01

51,61

2012

177,38

872,07

49,16
Nguồn: FAOSTAT 2013 [59].

Năm

Theo số liệu trong bảng 1.2, sản lượng toàn thế giới năm 2012 là trên 872
triệu tấn - hơn cả lúa gạo (719,74 triệu tấn) và lúa mì (670,88 triệu tấn). Năm 1961,
năng suất ngơ trung bình của thế giới chỉ đạt gần 20 tạ/ha, nhưng đến năm 2005
năng suất đã đạt đến 48,17 tạ/ha. Năm 2011, diện tích ngơ được gieo trồng là
172,05 triệu ha, năng suất đạt 51,61 tạ/ha. Năm 2012 diện tích ngô là 177,38 triệu
ha, tuy tăng so với năm 2011 nhưng năng suất trung bình lại giảm cịn 49,16 tạ/ha
[59].
Diện tích trồng ngơ giữa các châu lục có sự chênh lệch nhau, trong đó châu
Mỹ là khu vực có diện tích trồng ngơ lớn nhất (67,66 triệu ha – 2012), chiếm gần


38,14% diện tích ngơ trên tồn thế giới và 47,96% về sản lượng. Châu Âu có diện

tích trồng ngơ thấp, khoảng 10,33% tổng diện tích gieo trồng (18,3 triệu ha) nhưng
luôn đứng thứ hai về năng suất (51,7 tạ/ha). Châu Á đứng thứ hai về diện tích
(32,47%) và sản lượng (288,8 triệu tấn) nhưng năng suất thấp hơn một chút (50,2
tạ/ha).
Do có nhiều giá trị sử dụng và giá trị kinh tế nên ngô trở thành cây trồng phổ
biến ở nhiều quốc gia trên thế giới. Các nước có diện tích ngơ lớn có thể kể đến như
Mỹ (35,36 triệu ha), Trung Quốc (34,97 triệu ha), Braxin (14,32 triệu ha), Mexico
(6,92 triệu ha) [59]...
Bảng 1.3. Tình hình sản xuất ngơ của một số nước trên thế giới năm 2012
Diện tích

Sản lượng

Năng suất

(triệu ha)

(triệu tấn)

(tạ/ha)

Mỹ

35,36

273,83

77,44

Trung Quốc

34,97

208,23

59,55

Braxin

14,20

71,07

50,06

Ấn Độ

8,40

21,06

25,07

Ý

0,98

8,19

83,58

Hy Lạp

0,18

2,01

109,23
Nguồn: FAOSTAT 2013 [59].

Nước

Trên thế giới, Mỹ là nước có diện tích, sản lượng, giá trị xuất khẩu ngơ lớn
nhất. Kết quả trên có được, trước hết là nhờ sự đầu tư cho ngành nông nghiệp,
không ngừng cải thiện các kỹ thuật canh tác, đồng thời ứng dụng công nghệ sinh
học trong sản xuất. Các giống cây trồng chuyển gen được tạo ra nhờ công nghệ sinh
học đã được trồng phổ biến, đem lại lợi nhuận nơng nghiệp cao. Ở Mỹ chỉ cịn sử
dụng 48% giống ngô được chọn tạo theo công nghệ truyền thống và có tới 52%
bằng cơng nghệ sinh học [21].
Trung Quốc được xem là cường quốc về ngô đứng thứ hai trên thế giới và
đứng thứ nhất trong khu vực châu Á. Nền sản xuất ngơ ở nước này có sự phát triển
rất nhanh, đặc biệt là đối với ngô lai. Các quốc gia xuất khẩu ngơ lớn có thể kể đến
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>

như Mỹ, Trung Quốc, Ấn Độ..., các nước nhập khẩu ngơ chính là Nhật Bản, Hàn
Quốc, Malaysia [9]... Một nước khác như Hy Lạp, Ý, Đức, Israel,... là những nước
có năng suất ngô cao nhất thế giới nhờ ứng dụng công nghệ cao trong nông nghiệp.
Sản lượng ngô trên thế giới tăng nhanh trong những năm gần đây, chủ yếu là

tăng năng suất nhờ giống mới và kỹ thuật canh tác tưới tiêu. Trong giai đoạn hiện
nay, ngô cùng với lúa nước, lúa mỳ vẫn là những cây lương thực chiếm vị trí quan
trọng nhất, ni sống tồn nhân loại. Vì vậy, việc lựa chọn các giống ngơ có đặc
tính tốt, năng suất cao và biện pháp kỹ thuật canh tác tiên tiến là một trong những
giải pháp quan trọng để chống lại khủng hoảng lương thực tồn cầu.
1.1.5.2. Tình hình sản xuất ngơ ở Việt Nam
Ngơ được đưa vào nước ta cách đây khoảng 300 năm và trở thành cây lương
thực quan trọng thứ hai sau cây lúa. Trong những năm gần đây, nhờ chính sách
khuyến khích của Nhà nước và có nhiều tiến bộ kỹ thuật, đặc biệt là về giống, cây
ngơ đã có những bước tăng trưởng đáng kể về diện tích, sản lượng và năng suất.
Bảng 1.4. Tình hình sản xuất ngơ ở Việt Nam từ 1975 - 2012
Diện tích

Sản lượng

Năng suất

(triệu ha)

(triệu tấn)

(tạ/ha)

1975

0,267

0,28

10,51

1990

0,432

0,67

15,54

2000

0,730

2,01

27,47

2006

1,033

3,85

37,31

2007

1,096

4,30

39,26

2008

1,440

4,57

31,75

2009

1,089

4,37

40,14

2010

1,126

4,61

40,90

2011

1,121

4,84

43,13

2012

1,118

4,80

42,95
Nguồn: FAOSTAT 2013 [59].

Năm


Giai đoạn trước đây, sản xuất ngô ở Việt Nam còn nhỏ lẻ và phân tán, chủ
yếu là tự cung tự cấp theo nhu cầu của hộ nông dân. Hầu hết diện tích ngơ đều được
gieo trồng các giống ngơ địa phương, cho nên năng suất thấp. Vào năm 1975, diện
tích ngơ ở Việt Nam chưa đến 300 nghìn ha, năng suất chỉ khoảng 10 tạ/ha. Từ
những giữa năm 1980, nhờ hợp tác với Trung tâm Cải tạo ngô và lúa mỳ quốc tế
(CIMMYT), nhiều giống ngô cải tiến đã được đưa vào trồng góp phần nâng cao
năng suất.
Nếu như năm 1990, năng suất ngô nước ta mới chỉ bằng 34% so với trung
bình thế giới, năm 2000 bằng 59,8% thì đến năm 2012 đã đạt 86,9%. Từ 2006,
ngành sản xuất ngơ của Việt Nam đã có những bước phát triển đáng kể, diện tích
trồng ngơ cả nước đạt 1,033 triệu ha, sản lượng 3,85 triệu tấn. Năm 2011 là năm tạo
dấu ấn ấn tượng của ngô Việt Nam, đạt mức sản lượng cao nhất từ trước đến nay
với 4,84 triệu tấn và năng suất 43,13 tạ/ha.

Thành tựu nhảy vọt này có được là do việc tạo được các giống ngơ lai và mở
rộng diện tích trồng ngơ lai trong sản xuất, kết hợp áp dụng các biện pháp kỹ thuật
canh tác hiện đại. Năm 1991, diện tích trồng ngơ lai chưa đến 1%. Đến năm 2000,
tỷ lệ này đã là 63% với diện tích 450 nghìn ha. Năm 2006, giống lai đã chiếm
khoảng 90% diện tích ngơ cả nước. Việt Nam đã đuổi kịp các nước trong khu vực
về trình độ nghiên cứu tạo giống ngơ lai và đang ở giai đoạn đầu đi vào công nghệ
cao (công nghệ gen, ni cấy bao phấn và nỗn) [2], [14].
Những vùng trồng ngô lớn ở Việt Nam là khu vực Đông Nam bộ, Tây
Nguyên, trung du miền núi phía Bắc, đồng bằng sơng Hồng và dun hải miền
Trung [5]. Trong đó, khu vực miền núi phía Bắc trồng chủ yếu là các giống ngô địa
phương. Năng suất của các giống ngô địa phương thường thấp, tuy nhiên các giống
ngô địa phương vẫn tiếp tục được quan tâm nghiên cứu vì các ưu điểm như khả
năng chịu hạn, kháng sâu bệnh tốt và có thể gieo trồng trên nhiều loại đất khác
nhau.
Bên cạnh những thuận lợi và thành tựu đã đạt được, ngành ngơ Việt Nam
cịn cịn gặp nhiều thách thức. Dù diện tích, năng suất hay sản lượng đều tăng nhanh
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>

so với mức bình quân chung của thế giới nhưng năng suất ngơ vẫn cịn thấp. Trong
khi đó nhu cầu sử dụng ngô của Việt Nam ngày càng lớn. Sản lượng ngô trong nước
không đủ phục vụ cho con người và phát triển ngành chăn nuôi. Hàng năm, Việt
Nam vẫn phải nhập khẩu lượng lớn ngô để chế biến thức ăn gia súc. Vì vậy, việc
nghiên cứu để tạo các giống ngơ có năng suất cao, khả năng chống chịu tốt, đồng
thời đáp ứng yêu cầu chất lượng là nhiệm vụ rất quan trọng và cấp thiết đối với các
cơ quan nghiên cứu, chọn tạo giống.
1.2.

MỌT NGÔ VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NĨ ĐẾN Q TRÌNH BẢO

QUẢN NƠNG SẢN
1.2.1. Cơn trùng hại ngơ trong q trình bảo quản nơng sản
Sau khi thu hoạch, ngô cần được bảo quản để sử dụng làm lương thực, thực
phẩm, thức ăn chăn nuôi và nhiều mục đích khác nhau. Do vậy, bảo quản đúng kỹ
thuật sẽ góp phần giảm tỷ lệ hao hụt, thối hỏng ở mức thấp nhất. Đặc biệt, với đặc
điểm khí hậu nước ta nóng ẩm quanh năm, nấm mốc, mối mọt, cơn trùng động vật
hại phát triển mạnh. Có nhiều loại cơn trùng hại ngơ, chúng có khả năng thích ứng
rộng với điều kiện ngoại cảnh và có sức sinh sản nhanh.
Ngô là loại cây trồng bị nhiều loại sâu bệnh gây hại. Những người làm công
tác bảo vệ thực vật đã thống kê được hơn 100 loài sâu hại và gần 100 loại bệnh hại
ngô [3]. Theo kết quả điều tra của Nguyễn Thị Giáng Vân và cs đã ghi nhận được
thành phần côn trùng trong kho của Việt Nam gồm 46 loài sâu mọt hại lương thực
cất trữ trong 28 tỉnh thuộc 3 miền Bắc, Trung và Nam [15]. Trong số này có 38 lồi
mọt thuộc bộ Cánh cứng với 19 họ khác nhau, 8 loài mọt thuộc bộ Cánh vảy với 5
họ khác nhau. Trên ngô, sâu mọt chính gồm: mọt ngơ (Sitophilus zeamais), mọt gạo
(Sitophilus oryzae), mọt đục hạt (Rhyzopertha dominica), mọt cà phê (Aracerus
fasciculatus), mọt thò đuôi (Carpophilus pilosellus). Theo kết quả điều tra giai đoạn
1996 - 2000 của Cục Bảo vệ thực vật trên phạm vi toàn quốc và trên các loại lương
thực khác nhau đã thu thập được 115 loài sâu mọt hại thuộc 44 họ trong 8 bộ và 1
lớp nhện [12].


Sự phá hại của côn trùng rất đa dạng. Trước hết phải kể đến làm giảm phẩm
chất hoặc làm cho vật dữ trự bị giảm hay mất hoàn toàn giá trị sử dụng. Thiệt hại do
sâu bệnh hại gây ra cho các loại cây lương thực (trong đó có ngơ) ước tính hàng
năm từ 10 - 30% [42]. Ở nước ta, theo kết quả điều tra của Trần Văn Chương và cs
về tổn thất ngơ sau thu hoạch trung bình lên tới 15%, cá biệt ở miền núi lên tới 2025% sau 6 tháng bảo quản [1]. Số liệu điều tra của Nguyễn Văn Liêm và cs (Viện
Bảo vệ thực vật, 2005) thì thiệt hại do các loại mọt gây ra trên ngô ở vùng Bắc Hà Lào Cai sau 12 tháng bảo quản lên tới 38,95%. Đối với ngô lai, tổn thất sau thu
hoạch cịn có thể cao hơn do loại ngơ này thường có hàm lượng protein cao, vỏ

mỏng nên rất dễ bị mốc. Thông thường giá ngô giảm 10 - 20% sau khoảng 3 - 6
tháng tồn trữ nếu bị nhiễm mọt và nấm mốc. Ở Việt Nam, mọt ngô Sitophilus
zeamais được coi là đối tượng nguy hiểm hàng đầu trên ngô giai đoạn sau thu hoạch
[16].
1.2.2. Mọt ngơ
1.2.2.1. Vị trí phân loại, phân bố
- Vị trí phân loại:
+ Giới (Kingdom): Animalia
+ Ngành (Phylum): Arthropoda
+ Lớp (Class): Insecta
+ Bộ (Order): Coleoptera
+ Họ (Family): Curculionidae
+ Tên khoa học: Sitophilus zeamais Motschulsky
- Phân bố: Mọt ngô phổ biến ở nhiều nước trên thế giới, gây hại đáng kể ở
những vùng ấm áp trên thế giới, nhất là ở châu Á, vùng Địa Trung Hải và Bắc Mỹ.
Ở nước ta có thể gặp ở tất cả các địa phương. Chúng có thể đẻ trứng ở ngồi đồng
và cả trong kho.


15

- Phạm vi ký chủ: loài mọt Sitophilus zeamais Motsch. là loài gây hại phổ
biến và là dịch hại nguyên phát. Tính ăn hại của lồi mọt này khá phức tạp vì mọt
ngơ thuộc loại đa thực, nó có thể ăn hầu hết các loại ngũ cốc thô hoặc chế biến như
bánh mì, yến mạch, lúa mạch, các loại đậu, hạt có dầu, hạt bơng và nhiều sản phẩm
thực phẩm khác. Nhưng thức ăn thích hợp nhất với nó là ngô hạt.
Mọt ngô Sitophilus zeamais hoạt động nhanh nhẹn, hay bị và có tính giả
chết, xuất hiện ngồi đồng trước thu hoạch và trong kho bảo quản, thiệt hại kinh tế
do chúng gây ra rất nghiêm trọng. Chúng là đối tượng gây hại nghiêm trọng nhất
tấn công hạt ngô trong q trình bảo quản ở nhiều nước Đơng Nam Á [6]. Đối với

Việt Nam, mọt ngô Sitophilus zeamais là một đối tượng nguy hiểm, có khả năng
sinh sản mạnh, 1 mọt cái đẻ trung bình 376,82 trứng [7].
1.2.2.2. Đặc điểm hình thái, sinh học, sinh thái học
Giai đoạn trưởng thành: Về hình dạng ngồi, mọt ngơ rất giống mọt gạo
nhưng kích thước cơ thể lớn hơn (3,5 - 5 mm). Cánh trước trơn bóng và các điểm
màu đỏ trên cánh khá rõ. Các lỗ chấm trên tấm lưng ngực trước thơ và dày ở phía
trước. Do đó việc phân biệt chủ yếu dựa vào hình dạng cơ quan sinh dục đực (penis)
ở mọt gạo có hình bán nguyệt, cịn ở mọt ngơ là hình 3 góc. Đầu máng đẻ trứng của
con cái mọt gạo tạo hình chữ Y, cịn của mọt ngơ hình móc nhọn.
Mọt ngơ trưởng thành thân dài tới 5mm, hình bầu dục dài có màu nâu đỏ đến
nâu đen khơng bóng. Các chấm lõm trên đầu khá rõ ràng. Các điểm vá vàng đỏ hình
bán nguyệt khá rõ. Đoạn trước trán khá bằng dẹt, phần gốc vòi có sống và 3 chiếc
máng, dọc theo viền mép ngực trước cịn có một dải chấm lõm. Chấm lõm trên
mảnh lưng ngực trước tròn, ở khu giữa chấm lõm rất dày, chấm lõm ở 2 cạnh gần
như hỗn hợp lại. Cánh cứng có 2 vệt chấm màu trắng đỏ, một ở bên vai, một ở gần

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>

16


đoạn cuối. Chấm lõm ở mặt bụng thân mình dày hơn. Cánh sau phát triển nên mọt
có thể bay được.

Hình 1.1. Mọt ngô Sitophilus zeamais trưởng thành và tác hại của chúng
(Nguồn: FDACS-DPI, Mỹ [61])
Giai đoạn trứng có đặc điểm: dài 0,5 - 0,7 mm, rộng 0,25 - 0,3 mm, hình bầu
dục hơi dài màu trắng sữa. Giai đoạn này kéo dài 3 - 6 ngày.

Giai đoạn sâu non (18 - 32 ngày): Khi đã lớn dài 3 - 3,2 mm, rất mập, lưng
cong lại hình bán nguyệt, bụng tương đối bằng. Tồn thân màu sữa, đầu có màu nâu
nhạt.
Giai đoạn nhộng (12 - 16 ngày): dài 3 - 4 mm, hình bầu dục, cân đối 2 đầu,
lúc đầu màu vàng sữa sau chuyển sang màu vàng nâu.
1.2.2.3. Đặc điểm sinh vật học, sinh thái học
Khi đẻ trứng, mọt dùng vòi khoét một lỗ sâu vào hạt, rồi đẻ trứng vào những
lỗ này, sau đó tiết ra một thứ dịch nhày để bịt kín lỗ đó lại. Sâu non nở ra ăn hại
ngay trong hạt và lớn lên, làm hạt chỉ cịn lại một lớp mỏng, nhưng nhìn bề ngồi
tưởng như vẫn nguyên vẹn. Khi gây hại nó thường tấn cơng vào phơi trước vì ở đây
tập trung các chất dinh dưỡng của khối hạt. Mỗi con cái trường thành có khả năng
o

đẻ 300 - 400 trứng và sống 5 - 8 tháng. Chu kỳ sống khoảng 5 tuần ở 30 C và độ ẩm
o

o

70%, điều điện tối ưu cho sự phát triển là 27 - 31 C và độ ẩm hơn 60%, dưới 17 C
chúng ngừng phát triển [3]. Khi gặp điều kiện nhiệt độ cao, mọt thường tập trung
vào kẽ kho, mép bao… để ẩn nấp.
Mọt xâm nhập vào hạt ngơ bắt đầu từ ngồi đồng rồi theo hạt vào gây hại
trong kho. Mọt trưởng thành có khả năng bay rất khỏe, thậm chí có thể bay từ các
kho ngơ ra ngồi đồng gây hại ở giai đoạn ngô sắp thu hoạch, để bắt đầu phá hoại
tiếp tục hạt ngô ở giai đoạn sau thu hoạch. Khả năng sinh trưởng và phát triển của
mọt ngô đối với ngô hạt là lớn nhất, sau đó mới đến thóc gạo và các loại ngũ cốc
khác.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

/>

1.3.

DEFENSIN VÀ TÍNH KHÁNG MỌT

1.3.1. Defensin thực vật
1.3.1.1. Giới thiệu chung
Defensin là những protein nhỏ giàu cystein được tìm thấy ở cả động vật có
xương sống, động vật khơng xương sống và thực vật. Về mặt chức năng, chúng có
vai trò như những peptide bảo vệ vật chủ (host defense peptides). Defensin có hoạt
tính chống khuẩn, chống nấm và chống nhiều loại virus.
Defensin thực vật là những peptide nhỏ (~5kDa, 45 đến 54 amino acid), độ
ổn định cao, có dạng cấu trúc gấp khúc ba chiều trong không gian, gồm khoảng 8
gốc cysteine liên kết với nhau bởi cầu nối disunfide. Defensin thực vật đầu tiên
được phân lập từ lúa mỳ (Triticum aestivum) [23] và lúa mạch (Hordeum vulgare)
[35]. Chúng được gọi với tên “defensin thực vật” bởi chúng có cấu trúc mang nhiều
nét tương đồng với defensin ở nhiều lồi sinh vật khác, trong đó có con người. Cho
tới nay, đã xác định được trình tự của hơn 80 loại gen defensin thực vật khác nhau.
Nhóm các defensin thực vật khá đa dạng tương ứng với vị trí khác nhau của
các amino acid cũng như nhóm 8 gốc cystein trong tất cả các loại defensin thực vật
[48]. Sự khác biệt trong cấu trúc bậc nhất dẫn tới các hoạt tính sinh học khác nhau
đối với các loại defensin này. Cấu trúc không gian của defensin thực vật gồm ba
phiến gấp β và một chuỗi xoắn α ở vị trí song song với nhau, được giữ vững bởi 4
cầu nối disunfide [18]. Cấu trúc này có nhiều điểm tương đồng với defensin của cơn
trùng và động vật có vú (CSαβ), ngoại trừ điểm khác đó là defensin cơn trùng
khơng có vùng tương đương với sợi β đầu amino (amino-terminal β strand) như ở
thực vật.
Defensin1 được phân lập từ giống ngô NongDa108 gồm có vùng tín hiệu dẫn
gồm 31 amino acid, vùng chức năng gồm 49 amino acid. Trong vùng chức năng có
chứa 8 phân tử cystein tạo nên 4 cầu disulfide giúp ổn định cấu trúc [51].

1.3.1.2. Phân loại