Sơ l-ợc về tình hình nghiên cứu nấm mốc ký sinh trên côn trùng
ở trên thế giới
Nghiên cứu nấm mốc ký sinh trên côn trùng và ứng dụng chế phẩm sinh học từ nấm mốc này để tiêu diệt côn trùng bắt đầu từ năm 1879 do I.I Metchnikoff thực hiện Ông là người tiên phong trong việc nghiên cứu vi sinh vật để chống lại côn trùng có hại trên toàn cầu, với loại nấm được ông nghiên cứu đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực này.
Entomophthora anisopliae Nấm này sáu lần đ-ợc đổi tên sau đó N.Sorokin
(1883) đã đặt tên nấm là Metarhium anisopliae
B-ớc sang thế kỷ XX, nấm mốc ký sinh trên côn trùng đ-ợc nghiên cứu rộng rãi hơn, nhiều hơn Số l-ợng các loài nấm diệt sâu đã đ-ợc mô tả theo tài liệu của Carle M.I, Ignoffe(1967) đã đạt tới 530 loài
Nấm mốc ký sinh có khả năng tấn công nhiều loại côn trùng, trong đó nấm ký sinh trên muỗi đã được nghiên cứu bởi nhiều tác giả như Walker A.J (1938), Miisprat.J (1946) và Laird M (1960) Các nghiên cứu này chỉ ra rằng nấm có thể được sử dụng để kiểm soát quần thể muỗi.
Coelomomyces để đấu tranh sinh học với muỗi Về lĩnh vực nghiên cứu nấm diệt muỗi này ở Mỹ đã đ-ợc thực hiện khá tốt
Năm 1916 Lebedeva L.A đã mô tả nấm Cordiceps Clavulata Ell et ev kí sinh trên Eulecamium corni Bouch ở vùng Curska
Watsos W.Y et al (1960) đã thông báo về mối liên quan giữa
S.pinicola Smell với Matsecoeu macrocicatrices Rich gây bệnh cho thông ở Canada
N.P Cherapanova (1964) đã nêu 36 loài nấm từ 14 giống Deuteromycetes: Aspergillus, Penicillium, Chaetomium, Cephalosporium, Torula, Boteyotrichum, Stysanus là dạng ký sinh trên 9 loài ve tích
Từ việc tìm ra các loài nấm ký sinh trên côn trùng các tác giả cũng đã nghiên cứu tới hoạt tính sinh học của nấm diệt sâu
Công trình đầu tiên là của Carte A và Levrat D (1909) Đã thông báo nÊm Beauveria bassiana tiÕt enzim diastaza
Huber (1958) đã tìm thấy lipaza, amilaza trong dịch nuôi cấy nấm
Cordyceps militaris, Metarhizium anisopliae, Beauveria bassiana và Aspergillus flavus
Theo Benz G (1965), tất cả các loại nấm ký sinh trên côn trùng đều có khả năng tiết ra một lượng lớn enzyme cần thiết để hòa tan cutin của côn trùng Roberts D.W (1966) đã mô tả phương pháp thu nhận và thử nghiệm độc tố của nấm Metarrhizium anisopliae Đến năm 1969, R L Hamill và các cộng sự đã thành công trong việc kết tinh độc tố diệt côn trùng từ nấm B bassiana.
Nghiên cứu toàn cầu đã chỉ ra rằng nấm mốc ảnh hưởng đến mô, cơ quan và chức năng sinh lý của côn trùng, dẫn đến nhiều sự phá hủy khác nhau Các tác giả đã mô tả sự biến đổi trong thành phần và hình dạng của enzyme cũng như phản ứng huyết tương, như được nêu bởi Sussman A.S.
Nghiên cứu từ năm 1957 cho thấy rằng một số yếu tố có thể làm giảm khả năng sinh sản của côn trùng (Rubuov N.A 1959; Zigaev G.N 1963; Vinokurov G.M 1949), đồng thời cũng gây giảm trọng lượng và ảnh hưởng đến quá trình hô hấp (Sussman A.S 1952; Samsina kova A 1960) Hơn nữa, các yếu tố này còn có khả năng phá hủy chức năng của hệ thống nội tiết ở côn trùng (Enven A.B 1966).
Kondria V S.1966 đã kết luận rằng độ mắn đẻ của b-ớm Tortricidae hại táo bị giảm rất lớn sau khi xử lý nhộng bởi nấm Beauveria bassiana
Nghiên cứu của Gamper N M và cộng sự (1968) cho thấy trứng của loài Bọ rùa Chelonia bị nhiễm nấm Beauveria bassiana và Aspergillus flavus có tỷ lệ nhiễm 21-33%, trong khi tỷ lệ nhiễm ở nhóm đối chứng chỉ là 8% Tuy nhiên, tỷ lệ chết ở ấu trùng một tuổi lại cao khi tiếp xúc với các loại nấm này.
B.bassiana đạt 100%, với nấm Aspergillus đạt 54% ( đối chứng 20%) [4].
ở Việt Nam
Việt Nam đã phát triển mạnh mẽ nghiên cứu về nấm mốc ký sinh trên côn trùng từ những năm cuối thế kỷ XX, tương tự như xu hướng toàn cầu trong việc ứng dụng nấm mốc này làm chế phẩm sinh học diệt côn trùng Nhiều tác giả đã đóng góp vào lĩnh vực này, dẫn đến nhiều ứng dụng thực tiễn trong cuộc sống.
Tạ Kim Chỉnh là một tác giả nổi bật với nhiều nghiên cứu ứng dụng trong lĩnh vực vi sinh vật Năm 1992, ông đã công bố báo cáo về hai chủng vi nấm Bb.75 và Ma.82 được phân lập từ côn trùng, cùng với những ứng dụng thực tiễn của chúng Đến năm 1994, ông đã phát triển phương pháp nuôi cấy nấm Metarhizium anisopliae (Metsch) Sorokin trên môi trường xốp với nguồn cacbon từ tinh bột để tiêu diệt côn trùng.
Tạ Kim Chỉnh cùng các đồng nghiệp đã bắt đầu nghiên cứu độc tính của một số chủng vi nấm nhằm chống lại mối hại cho kiến trúc và cây vải thiều vào năm 1995.
Năm 1998, Tạ Kim Chỉnh và các đồng nghiệp đã nghiên cứu và phân lập vi nấm thuộc chi Paecilomyces có khả năng gây bệnh cho mối (Termitidae) hại cây trồng Họ phát hiện ngoài Metarhizium và Beauveria, vi nấm Paecilomyces cũng có khả năng gây bệnh cho các loài mối Từ 5 mẫu đất khác nhau, nhóm nghiên cứu đã phân lập được 10 chủng vi nấm Paecilomyces, tất cả đều có khả năng gây bệnh cho mối, trong đó chủng M15 tách từ mẫu đất tổ mối được xác định là có khả năng gây bệnh mạnh nhất.
Tại hội nghị công nghệ sinh học toàn quốc diễn ra ở Hà Nội năm 2003, Tạ Kim Chỉnh cùng các đồng nghiệp đã trình bày nghiên cứu về khả năng sinh bào tử của một số chủng vi nấm diệt côn trùng Nghiên cứu này tập trung vào các chủng vi nấm có tiềm năng ứng dụng trong kiểm soát côn trùng.
Metarhizium anisopliae và Beauveria bassiana đã được phân lập từ các phòng thí nghiệm nuôi cấy trong những môi trường và khoảng thời gian khác nhau Nghiên cứu đã chỉ ra khả năng sinh bào tử của các chủng vi nấm này Đặc biệt, thử nghiệm khả năng diệt mối của Metarhizium anisopliae cho thấy sau 9 ngày, tỷ lệ diệt mối đạt 100%.
Vũ Quang Cồn (1986) đã xuất bản cuốn “Đặc điểm tạo thành hệ thống
Vào năm 1998, ông đã báo cáo tổng kết đề án điều tra thực trạng côn trùng và vi sinh vật có ích trong hệ sinh thái cây đậu tương, đồng thời đưa ra định hướng sử dụng chúng Nghiên cứu này liên quan đến mối quan hệ "vật chủ - ký sinh" ở các loài sâu hại.
Cùng với Tống Kim Thuần, Vũ Quang Cồn đã điều tra nấm Nomurea rileyi gây bệnh cho côn trùng hại đậu t-ơng vùng Bắc Ninh, Hà Tây, Hà
Nghiên cứu và phát triển chế phẩm sinh học diệt sâu đã chỉ ra rằng nấm N rileyi là một tác nhân sinh học hiệu quả, thường gặp ở các loại sâu như sâu xanh, sâu đục quả và sâu khoang Các tác giả đã điều tra và phát huy tiềm năng của chế phẩm này nhằm nâng cao hiệu quả diệt sâu.
Nấm N rileyi đã được thử nghiệm và cho thấy tất cả các chủng đều có khả năng diệt sâu xanh và sâu cuốn lá Đặc biệt, chủng HN4 nổi bật với hiệu quả diệt sâu cao nhất, đồng thời có tiềm năng sản xuất thành chế phẩm để phòng trừ một số loại sâu hại trên đậu tương.
Từ năm 2001 đến 2003, Phạm Thị Thùy đã trình bày nhiều nghiên cứu tại các hội nghị khoa học, trong đó có báo cáo về việc cải tiến sản xuất chế phẩm Metarhizium nhằm phòng trừ bọ hại dừa ở đồng bằng sông Cửu Long Năm 2003, cô cùng Nguyễn Văn Tuất đã phân lập và chọn lọc chủng nấm Metarhizium anisopliae có độc tính cao đối với bọ hại dừa tại các tỉnh phía Nam Qua việc thu thập mẫu nấm từ bọ hại dừa ở các vùng trồng dừa khác nhau, nhóm nghiên cứu đã phân lập được 8 chủng nấm, trong đó chủng nấm Ma ký sinh trên bọ hại dừa phát triển tốt nhất trên môi trường Sabouraud khoáng chất giảm, với thành phần 10g pepton và 20g glucoza, và chủng nấm Ma từ Bến Tre được xác định là hiệu quả nhất để sản xuất chế phẩm.
Nhiều tác giả đã tiến hành nghiên cứu về nấm mốc ký sinh trên côn trùng, và việc ứng dụng các loài nấm mốc để bảo vệ cây xanh khỏi côn trùng đã được thực hiện tại nhiều địa phương như Hà Tây, Bắc Ninh, Kiên Giang và Bến Tre.
Tại tỉnh Hà Tĩnh, nghiên cứu về việc sử dụng nấm mốc ký sinh trên côn trùng còn hạn chế, mặc dù côn trùng gây hại cho cây xanh ở đây cũng nghiêm trọng như ở các tỉnh khác Đặc biệt, tình trạng sâu róm phá hoại thông diễn ra tại các huyện như Hương Sơn, Hương Khê, Can Lộc, Hồng Lĩnh và Nghi Xuân đang gây ra nhiều thiệt hại.
Các nhóm nấm mốc ký sinh trên côn trùng
Nấm mốc ký sinh trên côn trùng có tất cả ở 4 lớp: Phycomycetes, Ascomycetes, Basidiomycetes và Deuteromycetes
Số l-ợng nấm diệt sâu đã đ-ợc mô tả theo tài liệu của Carle M.I, Ignoffe(1967) đạt tới 530 loài
Lớp Phycomycetes chứa nhiều nhóm nấm ký sinh trên côn trùng, bao gồm ba bộ chính: Chytriodiales, Blastocladiales và Entomophthorales Trong đó, hai họ nổi bật là Coelomomy cetaceae và Entomophthoraceae.
Lớp Ascomycetes bao gồm 4 họ nấm quan trọng, không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn Trong số đó, bộ Laboulbeniales chứa các nấm chuyên hóa cao, sống ngoại ký sinh trên côn trùng.
* Lớp Basidiomycetes có 2 giống: Septobasidium patonillard và Uredinella couch là những nấm diệt côn trùng
Lớp Deutromycetes bao gồm các nấm thuộc bộ Moniliales, nổi bật với các giống như Beauveria, Metarhizium, Spicaria và Sorospolla Những loại nấm này có khả năng gây nhiễm và tiêu diệt côn trùng nhờ vào độc tố mà chúng sản sinh.
Đặc điểm sinh học của nấm mốc ký sinh trên côn trùng
Sự phân bố trong thiên nhiên của nấm ký sinh trên côn trùng
Nấm kí sinh trên côn trùng có khả năng trở thành một phần của hệ sinh thái nơi chúng rơi xuống, từ đó tự sinh sôi nảy nở và phát triển mạnh mẽ.
Các nấm ký sinh chuyên hóa đã chiếm lĩnh một phạm vi lớn trong các loài côn trùng vật chủ, cho phép chúng tồn tại ngay cả khi thiếu vật chủ chính Những nấm này có khả năng tiêu diệt côn trùng thông qua nhiều phương thức khác nhau.
Nấm ký sinh trên côn trùng có khả năng tồn tại trong môi trường khắc nghiệt dưới dạng túi bào tử, bào tử nghỉ, hạch nấm và thể quả, hoặc dưới dạng sợi nấm dinh dưỡng kết lại Những loại nấm này có thể được nuôi cấy trên môi trường dinh dưỡng và chế tạo thành các chế phẩm sinh học.
Nấm ký sinh trên côn trùng có khả năng bắn bào tử xa gấp hàng ngàn lần kích thước của chúng Chúng có thể được lan truyền qua không khí, nước mưa và côn trùng.
Hoạt tính sinh học của nấm mốc ký sinh trên côn trùng
Các nấm ký sinh trên côn trùng đ-ợc chú ý nhiều nh- một sinh vật sinh sản các enzim, độc tố và các chất hoạt tính sinh học khác.[4]
Các loài nấm ký sinh trên côn trùng có khả năng tiết ra nhiều loại enzym gây bệnh cho chúng, bao gồm lipaza, glucogenaza, tripxin, ureaza, proteinaza, aspatainaza và amilaza, cùng với kitinaza.
Tác dụng chuyên hóa của nấm đối với côn trùng cho thấy chúng có khả năng sản sinh độc tố ít độc hại cho động vật máu nóng, từ đó cho phép sử dụng các độc tố này làm chất diệt sâu Bên cạnh việc tiết ra các enzyme trong quá trình ký sinh, nấm mốc cũng phát tán độc tố có khả năng tiêu diệt côn trùng hiệu quả.
Ngay từ năm 1949, Dresnen E đã thông báo chất diệt côn trùng đầu tiên của nấm Beauveria bassiana là chất Beauverin
Codaira.Y (1961) đã tách đ-ợc 2 độc tố ở nấm Metarhizium anisopliae gọi là Destruxin A và DesstruxinB
Trong tương lai, việc ứng dụng độc tố nấm như một phương pháp diệt sâu bọ và thu nhận các sản phẩm độc tố tinh khiết từ nấm sẽ mang lại ý nghĩa quan trọng Bên cạnh đó, nhiều loài nấm mốc cũng có khả năng sản xuất kháng sinh trong quá trình sống trên cơ thể côn trùng.
Cunningham K.G.at et (1951) thấy các mô côn trùng bị nhiễm nấm
Cordyceps militaris bền vững với tác dụng của vi sinh vật gây thối rữa và thấy nấm này tạo thành kháng sinh tên gọi là Cordisepine
4.Tầm quan trọng của nấm mốc ký sinh trên côn trùng:
Thực trạng côn trùng phá hại ở cây xanh
Hằng năm, sâu bệnh gây thiệt hại cho mùa màng khoảng 20% ở châu Âu và 34% ở châu Á, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản lượng và năng suất cây trồng Tất cả các quốc gia trên thế giới đều phải đối mặt với tổn thất do côn trùng phá hoại cây xanh.
Tình trạng châu chấu đang gây ra thiệt hại nghiêm trọng cho hoa màu ở nhiều quốc gia như Canada và Ấn Độ Ngoài ra, sâu đục thân cũng tấn công các loại cây trồng như bắp cải, lúa và cây ăn quả, trong khi các loại sâu rầy tiếp tục phá hoại mùa màng lúa.
Nhiều loài côn trùng gây hại cho cây xanh như sâu cắn gié, sâu 5 vạch, và rầy nâu, đặc biệt phổ biến ở các nước nhiệt đới Sự phát triển của dịch côn trùng thường diễn ra mạnh mẽ vào mùa xuân, khi khí hậu ấm áp và độ ẩm cao tạo điều kiện thuận lợi cho sinh sản Điều này gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến mùa màng và cây trồng.
Bệnh dịch côn trùng gây hại cho cây xanh đang trở thành một vấn đề nghiêm trọng trên toàn cầu Nhiều quốc gia đang tích cực nghiên cứu các biện pháp hiệu quả để đối phó với tình trạng này.
Cây thông có giá trị kinh tế cao và được sử dụng chủ yếu để sản xuất nhựa thông, gỗ và củi Nhiều quốc gia trên thế giới đã phát triển các rừng thông để đáp ứng nhu cầu xã hội ngày càng tăng.
Cây thông đang phải đối mặt với sự tấn công của côn trùng, đặc biệt là sâu đục thân và mối, trong đó sâu róm là mối đe dọa nghiêm trọng nhất Sự phát triển mạnh mẽ của sâu róm đã dẫn đến dịch bệnh, làm hại lá thông và gây chết hàng loạt cây, ảnh hưởng tiêu cực đến sinh trưởng và năng suất Tại Việt Nam, sâu róm gây thiệt hại lớn, đặc biệt tại các lâm trường trồng thông ở Quảng Bình, Nghệ An và Hà Tĩnh.
4.2 Những bệnh lý ở côn trùng bị nấm mốc ký sinh tiêu diệt:
Trước tình trạng côn trùng gây hại cho cây xanh, nhiều nhà khoa học trên thế giới đã nghiên cứu các biện pháp diệt côn trùng Qua các nghiên cứu, người ta phát hiện côn trùng có thể bị tiêu diệt bởi nấm mốc ký sinh, ảnh hưởng đến mô, cơ quan và chức năng sinh lý của chúng.
Nấm có khả năng phá huỷ chức năng sinh lý của côn trùng thông qua độc tố, làm đình chỉ sự dinh dưỡng, gây tê liệt, giảm độ mắn đẻ, và phá huỷ quá trình hô hấp Độc tố nấm cũng ảnh hưởng đến tuần hoàn máu và tạo điều kiện cho sự phát triển của các thể sợi nấm trong cơ thể côn trùng.
ảnh h-ởng của nấm lên sự mắn đẻ của côn trùng:
Các nhà khoa học đã cho nhộng hay con cái ở bộ cánh cứng nhiễm nấm thì thấy độ mắn đẻ của côn trùng giảm đáng kể
Theo nghiên cứu của Sekhurina T.A (1960), việc xử lý Boverin đã dẫn đến sự giảm số lượng trứng ở các con cái thuộc bộ Chelonia, cụ thể là giảm 41,3% trong điều kiện phòng thí nghiệm và 3,3% khi ở ngoài đồng.
Tác dụng đặc biệt lên trứng của nấm gây bệnh côn trùng:
Nghiên cứu cho thấy trứng ở giai đoạn non của bào thai có độ nhạy cao với nấm Gamper N.M và các cộng sự (1968) đã phát hiện rằng trứng của Bọ Rùa Chelonia bị nhiễm nấm Beauveria bassiana đạt tỷ lệ 100%, trong khi tỷ lệ nhiễm nấm Aspergillus chỉ đạt 54% so với mức 20% ở nhóm đối chứng.
ảnh h-ởng của nấm lên giai đoạn ấu trùng của côn trùng:
Prasertphon S (1967) đã phát hiện ra rằng độc tố từ một số nấm Entomophthora như E.apculata và E.cornata có khả năng ức chế quá trình biến thái của nhộng Galleria mellonella khi được tiêm vào xoang cơ thể Nghiên cứu cho thấy, khi nhiễm ấu trùng tuổi IV-V của loài Bọ Rùa với nấm B.bassiana, tỷ lệ phát triển của ấu trùng bị phá huỷ lên tới 38% và 26% (tương ứng với tuổi), trong khi ở nhóm đối chứng, tỷ lệ này chỉ từ 3-7%.
ảnh h-ởng của nấm đến trọng l-ợng côn trùng:
Nghiên cứu của Samsinakova A và Cermakova A (1960) cho thấy sự biến đổi trọng lượng sống của ấu trùng bộ cánh cứng khi nhiễm nấm B basiana Kết quả thí nghiệm chỉ ra rằng trọng lượng sống của ấu trùng bị nhiễm tăng chậm trong 6 ngày đầu, sau đó bắt đầu giảm và cuối cùng trở về trọng lượng ban đầu Trong khi đó, trọng lượng ấu trùng ở nhóm đối chứng tăng 582,7% so với ban đầu, với ấu trùng tuổi 4 đối chứng tăng gấp 6 lần trọng lượng của ấu trùng bị nhiễm cùng tuổi sau 10 ngày.
ảnh h-ởng của nấm đến sự hấp thụ ôxy của côn trùng:
Bệnh lý ở côn trùng nhiễm bệnh tương tự như ở động vật có xương sống, với một trong những dấu hiệu chính là sự biến đổi trong hô hấp Nghiên cứu của Sussman A (1952) cho thấy rằng nhộng bị nhiễm nấm có sự hấp thụ oxy tăng lên gấp 7 lần chỉ sau một thời gian ngắn Phần lớn oxy này được hấp thụ bởi mô của vật chủ bị bệnh Có giả thuyết cho rằng côn trùng chết do khí quản và lỗ thở bị phá hủy trực tiếp hoặc thông qua việc tác động lên hệ thần kinh.
Nấm gây bệnh xâm nhập vào vật chủ qua nhiều cách, bao gồm việc thâm nhập trực tiếp qua vỏ, thành ống tiêu hóa, lỗ thở, hoặc các vị trí bị tổn thương trên vỏ cutincun Đối với nấm diệt sâu, quá trình xâm nhập diễn ra qua lớp cutincun bên ngoài, bắt đầu bằng lực cơ học và tiếp tục nhờ vào hoạt động enzym mà nấm tiết ra khi tiến vào lớp cutincun trong Ngoài việc tiết enzym, nấm còn sản sinh độc tố trực tiếp vào huyết tương trong quá trình sinh sản.
4.3 ý nghĩa thực tiễn của các loài nấm ký sinh trên côn trùng:
4.3.1 Vai trò của nấm mốc ký sinh trên côn trùng trong tự nhiên:
Nghiên cứu về nấm mốc ký sinh trên côn trùng đã chỉ ra rằng nấm diệt côn trùng đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát dịch sinh sản của côn trùng gây hại Nhiều tác giả, như V.P Paspelov (1932-1940), Dusky S.R (1959), Hall I.M (1964) và Tanada I (1959-1964), đã khẳng định điều này E.A Steinhaus (1949) cũng cho biết rằng nấm diệt sâu trong tự nhiên không cần sự can thiệp của con người vẫn có thể điều hòa và tiêu diệt một lượng lớn côn trùng gây hại, chứng minh hiệu quả và vai trò của chúng như là nhân tố kiểm soát tự nhiên độc đáo.
ý nghĩa thực tiễn của các loài nấm ký sinh trên côn trùng
4.3.1 Vai trò của nấm mốc ký sinh trên côn trùng trong tự nhiên:
Trong nghiên cứu về nấm mốc ký sinh trên côn trùng, vai trò của các nấm diệt côn trùng trong việc kiểm soát dịch hại đã được nhiều tác giả trên thế giới khẳng định (V.P Paspelov 1932-1940, Dusky S.R 1959, Hall I.M 1964, Tanada I 1959-1964) E.A Steinhaus (1949) chỉ ra rằng các nấm diệt sâu trong tự nhiên đã thực hiện nhiệm vụ điều hòa và tiêu diệt số lượng lớn côn trùng gây hại mà không cần sự can thiệp của con người Những nấm này không chỉ hiệu quả trong việc diệt sâu hại mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát tự nhiên.
Theo nghiên cứu của Piekfora R và Reigrt P.W (1964), dịch bệnh nấm E.glylli đã làm giảm 99% quần thể châu chấu ở Tây Canada vào năm 1963 Smirnoff W.A (1956) cũng ghi nhận sự nhiễm nấm Fusarium sp đối với côn trùng thuộc họ Diaspididea ở Maroc, dẫn đến 90-95% cá thể trong quần thể Leppidosaphes beckii Newn và L.gloveri pack Sự phát triển của bệnh dịch nấm không chỉ phụ thuộc vào điều kiện thời tiết thuận lợi mà còn cần có mật độ côn trùng cao và tình trạng sinh lý yếu.
Số liệu về dịch côn trùng do nấm gây ra có thể được sử dụng để dự đoán sự sinh sản lớn của côn trùng V.P.Poslennov (1932) là người đầu tiên thí nghiệm với số liệu côn trùng nhiễm nấm để dự đoán số lượng của chúng E.G.Voronin (1966) nghiên cứu nấm Entomophthoraceae trên cây họ đậu ở Lenigrad và phát hiện rằng vào mùa thu, ổ trứng của Rệp cây đậu bị bệnh do nấm này sẽ dẫn đến giảm số lượng quần thể Rệp ngay trong tháng đầu tiên của vụ mùa tiếp theo Do đó, việc thống kê số liệu Rệp cây bị bệnh vào mùa thu là rất quan trọng cho dự báo sâu bệnh trong mùa vụ sau.
4.3.2 Chế phẩm sinh học từ nấm mốc kí sinh trên côn trùng:
Trước thực trạng côn trùng gây hại cho cây xanh, nông dân đã sử dụng nhiều loại thuốc hóa học để diệt trừ Tuy nhiên, việc sử dụng thuốc trừ sâu hóa học ngày càng bộc lộ nhiều nhược điểm đáng lo ngại, gây ra những tác hại trước mắt và lâu dài cho con người, gia súc và môi trường sống.
Kháng thuốc ở sâu bệnh và giá thành cao đã hạn chế quy mô sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, đặc biệt trong lâm nghiệp, đồng thời hiệu lực của thuốc còn thấp đối với một số loài sâu bệnh Tại Việt Nam, nhiều nghiên cứu cho thấy nồng độ hóa chất bảo vệ thực vật trong nước, đất, nông sản và sữa của các bà mẹ thường xuyên tiếp xúc với thuốc đã vượt quá tiêu chuẩn cho phép của WHO Qua nghiên cứu nấm mốc ký sinh trên côn trùng, các nhà khoa học đã phát hiện khả năng tiết enzyme và độc tố của nấm mốc nhằm tiêu diệt côn trùng Độc tố từ nấm có tác dụng chuyên hóa đối với côn trùng mà không gây độc hoặc chỉ gây độc ít cho động vật máu nóng, cho phép sử dụng làm chất diệt côn trùng Chế phẩm nấm diệt sâu, bắt đầu từ nấm Metarhizium anisopliae vào năm 1884, đã mở ra một hướng đi mới trong bảo vệ cây trồng.
Chế phẩm sinh học là giải pháp an toàn cho động vật máu nóng và con người, không gây hại cho môi trường và có khả năng sản xuất quy mô lớn Nhờ những ưu điểm này, nhiều quốc gia trên thế giới đã chuyển sang sản xuất chế phẩm sinh học để kiểm soát côn trùng gây hại cho cây xanh Đặc biệt, chế phẩm từ nấm mốc ký sinh trên côn trùng đang được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi.
Chủng nấm B basiana được nhiều quốc gia trên thế giới sản xuất thành chế phẩm sinh học, ứng dụng hiệu quả trong việc tiêu diệt côn trùng Tại Mỹ, chế phẩm này được gọi là Biotro FBB (Nutrilite products Ine), trong khi ở Liên Xô, nó mang tên Bôverin Ngoài ra, Ấn Độ, Trung Quốc, và Brazil cũng đã phát triển các chế phẩm sinh học từ nấm này.
Ngoài ra, ng-ời ta đã sản xuất ra các chế phẩm sinh học từ nấm
Metarhizium anisopliae, nấm Nomureariley… và ngày càng thấy rõ đ-ợc hiệu quả cao của chế phẩm sinh học
Ch-ơng II: Đối t-ợng và ph-ơng pháp nghiên cứu
Đối t-ợng nghiên cứu
Thời gian nghiên cứu
* Thu thập số liệu từ tháng 9/2005 đến tháng 3/2006
* Xử lý số liệu và hoàn thành luận văn từ tháng 4-5/2006.
Địa điểm nghiên cứu
Mẫu côn trùng đ-ợc thu ở rừng thông tại xã Xuân Lĩnh, huyện Nghi Xuân, thuộc Ban quản lý rừng phòng hộ Hồng Lĩnh, tỉnh Hà Tĩnh.
Ph-ơng pháp nghiên cứu
Ph-ơng pháp điều tra thực địa và thu mẫu côn trùng
Thông qua việc trao đổi với Ban quản lý rừng phòng hộ Hồng Lĩnh, chúng tôi đã tìm hiểu về tình hình chung của rừng phòng hộ này và tiến hành lựa chọn địa điểm thu mẫu.
Cánh rừng thông ở xã Xuân Lĩnh, huyện Nghi Xuân, là địa điểm thu mẫu được lựa chọn, nơi đang phải đối mặt với sự tàn phá của sâu róm thông.
Tiến trình thu mẫu được thực hiện bằng cách thu thập mẫu dọc theo chân đồi với chiều dài khoảng 1km, cùng với hai đường chéo từ chân đồi lên đỉnh đồi Các đường thu mẫu này tạo thành hình tam giác như mô tả.
Ghi nhận các loài côn trùng có thể gặp và thu các mẫu côn trùng có thể bắt đ-ợc
Để bảo quản mẫu côn trùng, mỗi mẫu cần được đặt vào túi nilon nhỏ và đánh dấu số hiệu riêng biệt Sau đó, các mẫu này nên được lưu trữ trong tủ lạnh và tiến hành phân tích ngay sau khi thu thập.
Ph-ơng pháp phân lập nấm mốc
3.2.1 Ph-ơng pháp phân lập nấm mốc từ sâu róm hại thông:
Chúng tôi đã chọn ngẫu nhiên 30 cá thể từ tổng số 200 cá thể thu thập được, tất cả đều có kích thước đồng nhất từ 4 đến 5 cm và tình trạng sức khỏe bình thường.
- Mẫu đ-ợc rửa bằng cồn 70 0 (loại bỏ bớt những loài vi sinh vật nhiễm phía ngoài), trong khoảng thời gian 30 giây
Mỗi mẫu được đặt riêng trong ống nghiệm đã khử trùng, sử dụng đũa thủy tinh đã khử trùng cho từng mẫu Sau khi nghiền nát, bổ sung một ít nước cất vô trùng và trộn đều để thu được dịch huyền phù.
Hút 0,5ml dịch huyền phù bằng pipép vô trùng và cho vào đĩa petri chứa môi trường Cazapek-dox, đã được bổ sung 0,5g tetraxilin cho mỗi 1 lít môi trường Sử dụng que trang để trải đều dịch huyền phù trong đĩa.
- Sau đó đặt các đĩa petri trong tủ ấm ở nhiệt độ 28 0 C, trong thời gian
7 ngày Đến ngày thứ 7 thì mô tả khuẩn lạc, phân biệt và đặt tên cho các chủng nấm có trên đĩa thạch
- Lựa chọn khuẩn lạc điển hình để tiếp tục cấy ria và làm sạch chủng
Cấy chuyền sang ống thạch nghiêng với môi trường Cazapek-dox, bổ sung 0,5g tetraxilin cho mỗi lít môi trường Sau khi ghi nhãn, bảo quản ống trong tủ lạnh ở nhiệt độ từ 4-6 độ C.
3.2.2 Ph-ơng pháp phân lập nấm mốc từ một số xác b-ớm
Từ xác b-ớm, nấm có thể dễ dàng quan sát trên bề mặt Để thu thập mẫu, sử dụng panh để giữ lấy mẫu nấm, sau đó dùng que cấy để gạt một ít nấm bám trên xác b-ớm vào đĩa petri chứa môi trường Cazapek-dox, đã bổ sung 0,5g tetraxilin cho mỗi lít môi trường.
Và gạt đều trên bề mặt đĩa bằng que trang (Tất cả các thao tác trên đều đ-ợc thực hiện trong tủ cấy vô trùng)
- các đĩa petri trong tủ ấm ở nhiệt độ 28 0 C, nuôi cấy phân lập và bảo quản t-ơng tự đối với mẫu sâu róm hại thông.
Ph-ơng pháp thu dịch chiết enzim và sinh khối nấm mốc
- Từ các chủng nẫm mốc đã phân lập, lựa chọn một số chủng để nghiên cứu
- Các chủng đ-ợc nuôi lấy sinh khối trên môi tr-ờng Sabouraud- Dextro (bổ sung 0,5g tetraxilin/1 lít môi tr-ờng), nuôi ở nhiệt độ 28 0 C trong 7 ngày
Chủng nấm mốc Nh©n gièng
Nuôi cấy 7 ngày trên môi tr-ờng thạch (môi tr-ờng cazapek-dox cú bổ sung 0,5g tetraxilin/1l môi tr-ờng) Cân 0,1g sinh khối t-ơi
Bình tam giác 500ml chứa 100ml môi tr-ờng lỏng
Sabouraud-Dextro (bổ sung 0,5g tetraxilin/1l môi tr-ờng)
Nuôi cấy bề mặt trong 14 ngày ở nhiệt độ th-ờng
Xác định sinh khối t-ơi:
- Lọc toàn bộ dịch nuôi cấy bằng giấy lọc Whatmann đã đ-ợc xác định khối l-ợng
Xác định sinh khối t-ơi nấm mốc
Giữ lại phần sinh khối trên giấy lọc và đặt vào tủ ấm ở nhiệt độ 30°C trong 3 ngày để nước bay hơi hoàn toàn, đảm bảo sợi nấm không bị khô và chết Sau đó, tiến hành cân để xác định khối lượng sinh khối tươi.
Ph-ơng pháp đo độ pH của dịch nuôi cấy các chủng nấm
pH của dịch nuôi cấy được xác định trước khi nuôi cấy và sau 7, 14 ngày bằng máy đo pH AR50 tại phòng thí nghiệm Di truyền-vi sinh.
Khoa Sinh học, Tr-ờng Đại học Vinh.
Ph-ơng pháp xác định hoạt độ enzim proteinaza
Để thu dịch chiết enzim ngoại bào, phần dịch được lọc sẽ được ly tâm ở tốc độ 6000 vòng/phút trong 15 phút Sau quá trình ly tâm, phần dịch thu được sẽ được sử dụng để xác định hoạt độ enzim.
- Hoạt độ enzim proteinaza đ-ợc tiến hành theo ph-ơng pháp Gross và
Fuid Sau đó tính đơn vị hoạt độ của enzim các chủng [3].
Ph-ơng pháp thử nghiệm ảnh h-ởng của một số chủng nấm lên sâu
lên sâu xanh hại rau cải:
Thu thập các cá thể sâu xanh hại rau cải:
- Sâu xanh hại rau cải đ-ợc bắt ở trên cây rau cải của một số hộ gia đình tại thị xã Hà Tĩnh
- Những cá thể đ-ợc chọn lựa cho thử nghiệm có chiều dài từ 1,5 cm đến 2,0 cm, không bị tổn th-ơng, tình trạng sức khỏe bình th-ờng
- Các chủng nấm mốc đ-ợc nuôi trên môi tr-ờng thạch Cazapek- dox (bổ sung 0,5g tetraxilin/1l môi tr-ờng) trong 7 ngày ở nhiệt độ phòng thí nghiệm
Cân 1g nấm mốc bao gồm sợi nấm và bào tử, sau đó hòa tan vào 100ml nước cất vô trùng Tiến hành lọc đều để đảm bảo bào tử phân tán đồng đều trong nước, tạo ra dịch huyền phù bào tử chuẩn bị cho thử nghiệm.
- Các chủng nấm mốc đ-ợc lựa chọn thử nghiệm là: NH1, NT3, NT6
+ Lô đối chứng ( không nhiễm nấm)
Mỗi lô thí nghiệm bao gồm 30 con sâu xanh được nuôi trong chậu nhựa đường kính 30 cm, bọc bằng vải lưới Thức ăn cho sâu là lá rau cải xanh tươi, đã được rửa sạch và được bổ sung hai ngày một lần, đồng thời thu dọn các lá rau cải xanh cũ.
Phương pháp nhiễm nấm hiệu quả bao gồm việc sử dụng bốn loại dịch huyền phù bào tử từ các chủng nấm khác nhau Các dịch này được rót vào bốn bình nhựa nhỏ và phun trực tiếp lên chậu cây có chứa sâu Cần phun đủ lượng để ướt bề mặt chậu và ướt sâu, giúp tăng cường khả năng nhiễm nấm.
Trong quá trình thu thập số liệu, cần kiểm tra tình trạng sức khỏe và sự nhiễm nấm của sâu vào các thời điểm: sau 1 đến 5 ngày, sau 6 đến 10 ngày và sau 11 đến 15 ngày Việc này giúp xác định các biểu hiện khác của sâu để có biện pháp xử lý kịp thời.
Ch-ơng III: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Một số đặc điểm về điều kiện tự nhiên và dịch sâu róm phá hoại thông ở Rừng phòng hộ Hồng Lĩnh, tỉnh Hà Tĩnh
Trong những năm gần đây, sâu róm thông đã gây ra thiệt hại nghiêm trọng cho cây thông tại nhiều khu vực của tỉnh Hà Tĩnh và Nghệ An, trong đó có rừng phòng hộ Hồng Lĩnh.
Rừng phòng hộ Hồng Lĩnh, trải dài qua ba huyện Nghi Xuân, Hồng Lĩnh và Can Lộc, có diện tích khoảng 4000 hecta và chủ yếu là rừng thông được trồng từ năm 1973 Từ năm 1997-1998, rừng bắt đầu khai thác nhựa thông, với sản lượng trung bình hàng năm mỗi cây cho khoảng 1kg nhựa Rừng thông không chỉ tạo công ăn việc làm cho người dân địa phương mà còn góp phần vào phát triển kinh tế khu vực Tuy nhiên, trong những năm gần đây, dịch sâu róm thông đã ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng suất, chất lượng nhựa cũng như sức khỏe của cây thông.
Theo Ban quản lý Rừng phòng hộ Hồng Lĩnh, sâu róm thường bùng phát mạnh vào tháng 9 - 10 và tháng 2 - 3 hàng năm, gây thiệt hại nghiêm trọng cho cây thông Hằng năm, Ban quản lý rừng phải đầu tư nhiều công sức, nhân lực và tài chính để xử lý vấn nạn này, với chi phí lên tới 250 triệu VNĐ vào năm 2005 cho việc bắt và phun thuốc diệt sâu Mặc dù đã sử dụng hóa chất và chế phẩm sinh học, hiệu quả mang lại vẫn rất thấp, trong khi mật độ sâu róm có thể đạt tới 100 con trên một cây thông trong thời điểm bùng phát dịch Điều này cho thấy sự phá hoại của sâu róm là rất nghiêm trọng.
Tại Trạm quản lý Rừng phòng hộ Cộng Khánh thuộc xã Xuân Lĩnh (Nghi Xuân, Hà Tĩnh), trong năm 2005 đã thu gom tới 1,5 tấn sâu róm hại thông
Vào tháng 10 năm 2005, qua điều tra thực địa và thông tin từ Ban quản lý rừng phòng hộ, chúng tôi nhận thấy rằng các rừng thông bị sâu róm tấn công với mức độ khác nhau Đặc biệt, huyện Can Lộc chịu ảnh hưởng nặng nề, với nhiều cây thông bị "chết cháy" Trong khi đó, tại xã Xuân Lĩnh, mức độ phá hoại của sâu róm ở rừng thông thấp hơn, với mật độ khoảng 10-15 con trên mỗi cây.
Trong quá trình thu mẫu tại khu vực, chúng tôi đã phát hiện nhiều loài côn trùng như cào cào, bọ xít, dế, sâu róm và các loài bướm Tuy nhiên, loài côn trùng gây ảnh hưởng trực tiếp và nghiêm trọng nhất đến cây thông là sâu róm hại thông.
Trong quá trình thu mẫu, chúng tôi đã thu thập được 200 cá thể sâu róm thông, tất cả đều có sức khỏe bình thường và không bị tổn thương về hình dáng Ngoài ra, chúng tôi cũng ghi nhận những xác bướm bị nhiễm nấm.
Kết quả điều tra về nấm mốc ký sinh trên sâu róm hại thông
Để loại trừ những loại nấm mốc sống bám ngoài da côn trùng, các mẫu nghiên cứu đã đ-ợc rửa bằng cồn 70 o trong khoảng thời gian 30 giây Trong
Trong nghiên cứu của chúng tôi về 200 mẫu sâu róm, đã chọn ngẫu nhiên 30 cá thể để phân tích Kết quả cho thấy chỉ có 8 mẫu (chiếm 26,6%) bị nấm mốc ký sinh, cho thấy tỷ lệ sâu róm bị nấm mốc trong tự nhiên là khá thấp Biểu đồ 1 minh họa rõ hơn sự phân bố của các mẫu có và không có nấm mốc ký sinh.
Biểu đồ 1: Tỉ lệ số mẫu nghiên cứu có nấm mốc ký sinh trên sâu róm hại thông (xử lý cồn 70 o )
Các chủng nấm được phát hiện trên các mẫu sâu róm thông bao gồm NT1, NT2, NT3, NT5, NT6, NT7, NT8 và NT9, với mỗi chủng chỉ xuất hiện trong 1/30 mẫu phân tích Kết quả cho thấy tần số xuất hiện của từng chủng nấm trên sâu róm thông trong tự nhiên là rất thấp, chỉ chiếm tỷ lệ 3,3%.
Bảng 1: Tần số gặp của các chủng nấm mốc trên sâu róm hại thông ở các mẫu nghiên cứu
Sè mÉu phân tích Tần số gặp
Kết quả điều tra về nấm mốc trên một số xác b-ớm chết
Trong quá trình thu mẫu, chúng tôi đã thu đ-ợc 5 xác b-ớm chết, các xác b-ớm chết này nằm ở d-ới gốc cây thông
Đặc điểm của các xác b-ớm đã thu đ-ợc:
- Mẫu số 1: Xác b-ớm chết khô đ-ợc phủ kín bên ngoài bởi một lớp nấm màu trắng vôi bột
- Mẫu số 2: Xác b-ớm chết khô, xuất hiện nấm trắng vôi bột ở một số bộ phận cơ thể
- Mẫu số 3: Xác b-ớm chế khô, có nấm màu đen xuất hện ở một số bộ phận cơ thể
- Mẫu số 4: Xác b-ớm chết khô, có xuất hiện nấm màu lục vàng ở một số bộ phận cơ thể
Mẫu số 5 cho thấy xác b-ớm chết khô, với sự xuất hiện của nấm màu xanh lục ở một số bộ phận cơ thể Hình ảnh 1 minh họa xác b-ớm chết do bị nhiễm nấm từ mẫu số 1 và mẫu số 2.
Các chủng nấm đ-ợc phân lập từ 5 xác b-ớm:
Từ 5 mẫu (5 xác b-ớm chết) chúng tôi đã phân lập đ-ợc 5 chủng nấm mốc, đó là: NH1, NH3, NH5, NH6 và NH8 (Bảng 2)
Bảng 2: Tần số gặp của các chủng nấm mốc trên các xác b-ớm chết
Sè mÉu phân tích Tần số gặp
Trong nghiên cứu về 5 chủng nấm mốc, chủng NH3 có tần số gặp cao nhất với tỷ lệ 80% Tiếp theo là chủng NH1, chiếm 40%, trong khi các chủng nấm khác như NH5, NH6 và NH8 chỉ chiếm 20%.
Đặc điểm mô tả của các chủng nấm mốc đã đ-ợc phân lập
Bảng 3 trình bày đặc điểm mô tả của 13 chủng nấm mốc, bao gồm 8 chủng được phân lập từ mẫu sâu róm thông và 5 chủng từ xác bọ Hiện tại, các chủng nấm này đang được bảo quản tại Phòng thí nghiệm Vi sinh thuộc Khoa Sinh học, Trường Đại học Vinh.
Bảng 3: Đặc điểm mô tả các chủng nấm mốc đ-ợc phân lập
Nguồn gèc Đặc điểm mô tả
Khuẩn lạc có hình dạng tròn, dạng bông với nhân chính giữa lồi lên, có màu trắng xám và tiết dịch đen vào môi trường Đường kính khuẩn lạc sau 7 ngày đạt từ 5-6 cm, bào tử có hình trứng với kích thước từ 2,0-3,5 x 1,7 μm.
Khuẩn lạc gần tròn, đ-ờng kính khuẩn lạc sau 7 ngày là 3-
4 cm, bề mặt dạng hạt, màu xanh lục Có giọt tiết trắng trong sau chuyển sang màu tím, cứng Bào tử hình cầu, đ-ờng kính 1,7- 2 m (ảnh 3)
Khuẩn lạc có màu trắng, trong quá trình phát triển xuất hiện các giọt tiết nhỏ trong suốt Hệ sợi khí sinh chặt ở giữa và có dạng bông ở mép khuẩn lạc Giá bào tử ngắn, đính đơn độc dọc theo sợi nấm, với đường kính khuẩn lạc sau 7 ngày đạt từ 1,5-2 cm Bào tử có hình elip, trơn, kích thước khoảng (2-3)x 1,7μm.
Khuẩn lạc tròn có đường kính từ 1-2 cm sau 7 ngày, với màu trắng và bề mặt dạng bông, tiết ra sắc tố hồng vào môi trường Bào tử của khuẩn lạc này có nhiều hình dạng khác nhau, bao gồm hình cầu, hình bầu dục và hình thuyền.
Khuẩn lạc ban đầu có màu trắng, sau đó chuyển sang màu lục xám vàng ở giữa và lan ra mép ngoài Đường kính khuẩn lạc sau 7 ngày đạt từ 2-3 cm Giá bào tử trần mọc sát nhau trên sợi nấm, với bào tử hình trụ có hai đáy hơi hẹp lại, đường kính khoảng 1,7 µm.
Khuẩn lạc tròn có màu trắng, sau đó xuất hiện màu xanh lục ở mép ngoài, với nhân khuẩn lạc tạo thành khối bột màu trắng Đường kính khuẩn lạc sau 7 ngày đạt 3-4 cm Giá bào tử trần mọc sát nhau trên sợi nấm, với bào tử hình trứng có kích thước (2-2,5)x 1,7 µm.
Khuẩn lạc có hình dạng tròn, màu nâu thẩm với bề mặt mịn, dày khoảng 1-2 mm và mặt dưới nhăn nheo Sau 7 ngày, đường kính khuẩn lạc đạt từ 1-1,5 cm Bào tử có hình cầu và đường kính khoảng 1,7 mm.
Khuẩn lạc có hình dạng gần tròn, dạng hạt với mép ngoài màu trắng và bào tử màu đen Bề mặt khuẩn lạc nhăn nheo, đường kính đạt từ 1,5-2cm sau 7 ngày Bào tử có kích thước hình cầu từ 1,7-2,5 m.
Khuẩn lạc có màu trắng và phát triển với dịch tiết màu đỏ nho Hệ sợi khí sinh chặt chẽ, và sau 7 ngày, đường kính khuẩn lạc đạt từ 0,8-1,0 cm Bào tử trần ngắn, hình cầu, có đường kính từ 1,7-2,6 cm.
m, đính ở giá tạo thành từng cụm nhỏ ((ảnh 7)
Khuẩn lạc có hình tròn và màu lục, phát triển với đường kính từ 1,5-2cm sau 7 ngày, dày khoảng 2mm Bào tử trần có hình cầu, trơn và đường kính khoảng 3μm.
Khuẩn lạc có hình dạng gần tròn với đường kính từ 1 đến 1,5 cm sau 7 ngày, dày khoảng 2mm Bề mặt khuẩn lạc có dạng hạt màu nâu, với mép ngoài màu trắng và xuất hiện các giọt tiết nhỏ nhớt màu vàng nhạt Mặt dưới của khuẩn lạc nhăn nheo, bào tử hình cầu có gai, đường kính từ 2 đến 3 µm.
Khuẩn lạc dạng bông, màu trắng xám nhạt, phát triển mạnh tiết sắc tố đen vào môi tr-ờng Bào tử hình trứng, đ-ờng kÝnh (1-2.5)x 1,7 m
Khuẩn lạc có hình dạng tròn, mỏng với mép ngoài màu trắng đến xanh nhạt và xanh lục, bề mặt nhung mờ Đường kính khuẩn lạc sau 7 ngày đạt từ 6-8mm Bào tử có hình cầu với đường kính 1,7 µm Các hình ảnh dưới kính hiển vi quang học cho thấy sự khác biệt giữa các chủng: Chủng NT1 và NT3 được quan sát ở độ phóng đại 1000 lần, trong khi NT2 ở 400 lần; các chủng NT5, NT6, NH1, NH3, và NH5 cũng được ghi nhận ở các độ phóng đại khác nhau từ 100 đến 1000 lần.
Kết quả nghiên cứu một số đặc điểm sinh học của các chủng nấm mốc
Sự thay đổi pH môi tr-ờng và sự gia tăng sinh khối
Bảng 4: Sự thay đổi pH môi tr-ờng và gia tăng sinh khối của các chủng nấm sau 14 ngày nuôi cấy
KÝ hiệu chủng pH môi tr-ờng dịch thể Sinh khối t-ơi trong
Sau 14 ngày Ban đầu Sau 14 ngày
Sau 14 ngày nuôi cấy trong môi trường lỏng Sabouraud-Dextro với 0,5 g Tetraxilin/1 l môi trường, chủng NH1 đạt sinh khối cao nhất là 6,0 g/100 ml, tiếp theo là chủng NT3 với 4,0 g/100 ml, trong khi hai chủng NT6 và NT7 đạt sinh khối thấp nhất, lần lượt là 2,5 g và 2,0 g/100 ml.
Trong nghiên cứu này, chỉ có hai chủng vi khuẩn NH1 và NT3 có khả năng làm giảm pH môi trường nuôi cấy, với pH giảm từ 5,3 xuống 3,3 cho chủng NH1 và xuống 3,4 cho chủng NT3.
Chủng nấm p H , S in h k h èi ( g) pH ban ®Çu pH sau 14 ngày Sinh khèi ban ®Çu Sinh khối sau 14 ngày
Biểu đồ 2: Mối quan hệ giữa sự gia tăng sinh khối và sự thay đổi pH môi tr-ờng
Nghiên cứu mối quan hệ giữa sự gia tăng sinh khối và sự thay đổi pH môi trường cho thấy chủng NH1 và NT3 phát triển mạnh, dẫn đến sự giảm pH môi trường, trong khi hai chủng NT6 và NT7 có mức tăng trưởng kém hơn và không ảnh hưởng đến pH môi trường.
Trong trường hợp nhân sinh khối các chủng nấm, chủng NH1 và NT3 có năng suất cao gấp 2 đến 3 lần so với NT6 và NT7 Tuy nhiên, việc sử dụng chủng NH1 và NT3 có thể làm giảm pH môi trường nuôi cấy, và nếu pH giảm đến mức quá thấp, sẽ kiềm chế sự sinh trưởng của chúng Do đó, trong quá trình nuôi cấy liên tục, cần phải điều chỉnh pH môi trường định kỳ để đảm bảo sự phát triển bình thường của các chủng nấm này.
Kết quả xác định hoạt độ enzim proteinaza
Sau 14 ngày nuôi các chủng nấm trong môi tr-ờng dịch thể tiến hành lọc thu dịch chiết sau đó ly tâm ở 6000vòng/1phút trong 15 phút thu đ-ợc dịch chiết enzim ngoại bào
Thí nghiệm kiểm tra khả năng hoạt động của dung dịch enzim từ các chủng nấm cho thấy cả bốn chủng nấm đều có hoạt tính enzim proteinaza Trong đó, chủng NT3 có hoạt tính cao nhất với 64 đơn vị, tiếp theo là chủng NH1 và NT7 với 32 đơn vị, và chủng NT6 có hoạt tính thấp nhất với 8 đơn vị (Bảng 5, Biểu đồ 3).
Bảng 5: Kết quả xác định hoạt độ enzim proteinaza của các chủng nấm
TT Tên chủng Hoạt độ enzim proteinaza
Biểu đồ 3 thể hiện hoạt động của enzyme proteinaza ở các chủng nấm mốc ký sinh trên côn trùng, cho thấy rằng nguồn thức ăn chính của chúng là protein từ vật chủ Enzyme proteinaza đóng vai trò quan trọng trong việc phân hủy protein này Kết quả cho thấy chủng NT3 có khả năng phân hủy protein mạnh nhất, tiếp theo là chủng NH1 và NT7 Do đó, nếu cần chọn chủng nấm mốc để tiêu diệt côn trùng, NT3, NH1 và NT7 sẽ hiệu quả hơn so với chủng NT6.
6 Kết quả thử nghiệm ảnh h-ởng của một số chủng nấm mốc đến đời sống của loài sâu xanh hại rau cảI:
Sau khi nghiên cứu các đặc điểm sinh học của các chủng nấm trong môi trường dịch thể, chúng tôi đã tiến hành thử nghiệm ảnh hưởng của các chủng nấm đến đời sống của loài sâu xanh hại rau cải Kết quả thí nghiệm được trình bày chi tiết trong Bảng 6.
Bảng 6 : Kết quả thử nghiệm ảnh h-ởng của một số chủng nấm mốc đến đời sống của loài sâu xanh hại rau cải
Chỉ tiêu Thời gian theo dâi
Lô nghiên cứu (lô có nhiễm nấm mốc) Chủng
Số l-ợng sâu thử nghiệm 30 30 30 30 30
Số l-ợng sâu chết không phải do nấm
Số l-ợng sâu chÕt do nhiÔm nÊm
Số l-ợng sâu hãa b-ím
Hiệu suất tiêu diệt sâu xanh (%) 96,55 100 80,76 100
Trong 1 đến 5 ngày đầu thí nghiệm, có hiện tượng một số cá thể sâu chết ở tất cả các lô nghiên cứu, bao gồm cả lô đối chứng Kết luận cho thấy, nguyên nhân gây chết không phải do nấm mốc mà là do tác động từ việc chuẩn bị thí nghiệm Kết quả cuối cùng sẽ được tính dựa trên tổng số cá thể còn lại ở mỗi lô nghiên cứu.
Sau 15 ngày thử nghiệm, kết quả cho thấy 100% cá thể sâu trong lô đối chứng đều hoá b-ớm Điều này chứng tỏ rằng sự chết của các cá thể sâu ở các lô nghiên cứu là do tác động của các chủng nấm mốc nhiễm vào.
Trong các lô nghiên cứu, cả 4 chủng nấm đều bắt đầu gây chết cho sâu xanh hại cải từ ngày thứ 6 Số lượng sâu chết tăng mạnh và tập trung chủ yếu vào ngày thứ 8 và thứ 9.
Cả bốn chủng nấm mốc thử nghiệm đều cho thấy hiệu suất cao trong việc tiêu diệt sâu xanh hại cải Trong số đó, chủng NT3 và NT7 đạt hiệu suất diệt 100%, tiếp theo là chủng NH1 với 96,55%, trong khi chủng NT6 có hiệu suất thấp nhất là 80,76%.
Nhận xét chung về các chủng nấm mốc đ-ợc nghiên cứu
Dựa trên kết quả nghiên cứu về đặc điểm sinh học của các chủng nấm mốc NH1, NT3, NT6, NT7 và tác động của chúng đến sự sống của sâu xanh hại rau cải, chúng tôi đã đưa ra một số nhận xét quan trọng (Bảng 7).
Bảng 7: Tổng hợp một số kết quả nghiên cứu của 4 chủng nấm mốc
Sinh khối t-ơi sau 14 ngày
Hiệu suất tiêu diệt sâu xanh
- Chủng NT6 có hoạt độ enzim proteinaza thấp nhất (8 đơn vị) thì cũng là chủng có hiệu suất diệt sâu xanh thấp nhất(80,76%)
- Chủng NH1, NT3 và NT7 có hoạt độ enzim proteinaza cao hơn (từ
32 đến 64 đơn vị) thì hiệu suất diệt sâu xanh cũng cao (96,55% đến 100%)
Chủng nấm mốc NT3 là lựa chọn tối ưu nhất để chế tạo chế phẩm sinh học diệt sâu xanh hại cải, nhờ vào hiệu suất tiêu diệt sâu đạt 100%, hoạt độ enzyme proteinaza cao nhất với 64 đơn vị, cùng khả năng nhân sinh khối tương đối cao đạt 4g/100 ml sau 14 ngày.
Kết luận và đề nghị
Đã phân lập thành công 8 chủng nấm mốc ký sinh trên sâu róm thông (NT1, NT2, NT3, NT5, NT6, NT7, NT8, NT9) và 5 chủng nấm mốc từ xác bọ chết do nấm (NH1, NH3, NH5, NH6, NH8) Các chủng nấm này đã được mô tả đặc điểm hình thái và hiện đang được bảo quản tại Phòng thí nghiệm Vi sinh thuộc Khoa Sinh học, Trường Đại học Vinh.
2 Các chủng nấm mốc: NH1, NT3, NT6, NT7 đã đ-ợc nghiên cứu một số đặc điểm:
Trong môi trường lỏng Sabouraud-Dextrose ở nhiệt độ thường, các chủng NH1 và NT3 cho thấy khả năng phát triển vượt trội, với sinh khối đạt 6,0g và 4,0g trên 100ml môi trường sau 14 ngày nuôi cấy Ngược lại, các chủng NT6 và NT7 chỉ tạo ra 2,5g và 2,0g sinh khối tương ứng trong cùng điều kiện nuôi cấy.
Chủng NH1 và NT3 có khả năng tiết axit, làm giảm pH môi trường nuôi cấy từ 5,3 xuống 3,3 và 3,4 sau 14 ngày nuôi.
Cả bốn chủng vi khuẩn đều có khả năng sản xuất enzyme proteinaza, với chủng NT3 có hoạt độ enzyme cao nhất đạt 64 đơn vị Tiếp theo là chủng NH1 và NT7 với 32 đơn vị, trong khi chủng NT6 có hoạt độ thấp nhất chỉ đạt 8 đơn vị.
Các chủng nấm NH1, NT3, NT6, NT7 đều có khả năng tiêu diệt sâu xanh gây hại cho rau cải Trong số đó, chủng NT3 và NT7 có hiệu suất tiêu diệt cao nhất, đạt 100%, tiếp theo là chủng NH1 với 96,55%, và cuối cùng là chủng NT6 với 80,77%.
Nghiên cứu chỉ ra rằng có mối liên hệ giữa hiệu suất diệt sâu xanh hại cải và hoạt độ enzyme proteinaza của các chủng nấm mốc Cụ thể, chủng NT6 có hiệu suất diệt thấp nhất (80,77%) và cũng có hoạt độ enzyme proteinaza thấp nhất (8 đơn vị) Ngược lại, các chủng NH1, NT3 và NT7 đạt hiệu suất diệt cao (từ 96,55% đến 100%) với hoạt độ enzyme proteinaza cao (từ 32 đến 64 đơn vị).
Do những hạn chế trong quá trình thực hiện đề tài, chúng tôi chưa thể thử nghiệm tất cả các chủng nấm mốc, đặc biệt là trên đối tượng sâu róm thông Vì vậy, các chủng đã phân lập cần tiếp tục được phân loại và thử nghiệm trên sâu róm thông để phát triển chế phẩm diệt sâu róm, đồng thời thử nghiệm trên một số đối tượng khác để đánh giá ảnh hưởng của chúng đến môi trường sinh thái.