Tải bản đầy đủ

Nghiên cứu đặc điểm gây bệnh của nấm isaria javanica (friederichs ball) samson hywel jones ký sinh sâu khoang ở nghệ an

MỤC LỤC

Lời cam đoan

i

Lời cảm ơn

ii

Mục lục

iii

Danh mục chữ viết tắt

vi

Danh mục bảng

vii


Danh mục hình

ix

Trích yếu luận án

xi

Thesis abstract

xiii

PHẦN 1 MỞ ĐẦU

1

1.1

Tính cấp thiết của đề tài

1

1.2

Mục tiêu của đề tài

3

1.3

Phạm vi nghiên cứu

3

1.4

Những đóng góp mới của đề tài

4


1.5

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

4

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

5

2.1

Cơ sở khoa học của đề tài

5

2.2

Tình hình nghiên cứu trên thế giới

6

2.2.1

Nghiên cứu đặc điểm nấm ký sinh côn trùng chi Isaria

6

2.2.2

Nghiên cứu đặc điểm vòng đời và chu kỳ phát triển của nấm ký sinh trên
côn trùng

13

2.2.3

Nghiên cứu tuyển chọn nấm ký sinh côn trùng để phòng trừ sâu hại

18

2.2.4

Nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng đến khả năng gây bệnh của nấm trên
côn trùng

20

2.2.5

Nghiên cứu ứng dụng nấm ký sinh côn trùng để phòng trừ sâu khoang

23

2.3

Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam

24

2.3.1

Nghiên cứu về nấm ký sinh côn trùng chi Isaria

24

2.3.2

Nghiên cứu tuyển chọn nấm ký sinh côn trùng để phòng trừ sâu hại

27

2.3.3

Nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng đến khả năng xâm nhiễm và gây bệnh
của nấm trên côn trùng

28

iii


2.3.4

Nghiên cứu ứng dụng nấm ký sinh côn trùng để phòng trừ sâu khoang

28

2.4

Những vấn đề còn tồn tại và những vấn đề đề tài tập trung nghiên cứu

29

2.4.1

Những vấn đề còn tồn tại

29

2.4.2

Những vấn đề đề tài tập trung nghiên cứu

29

PHẦN 3 VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

31

3.1

Địa điểm nghiên cứu

31

3.2

Thời gian nghiên cứu

31

3.3

Đối tƣợng và vật liệu nghiên cứu

31

3.3.1

Đối tƣợng nghiên cứu

31

3.3.2

Vật liệu nghiên cứu

31

3.3.3

Thiết bị và dụng cụ

31

3.4

Nội dung nghiên cứu

32

3.4.1

Thành phần loài nấm thuộc chi Isaria và vật chủ của chúng thu thập ở
Vƣờn quốc gia Pù Mát, Nghệ An

3.4.2

32

Đặc điểm sinh vật học của loài nấm I. javanica thu thập ở Vƣờn quốc gia
Pù Mát, Nghệ An

3.4.3

32

Tuyển chọn các mẫu phân lập của loài nấm I. javanica triển vọng để
phòng trừ sâu khoang

3.4.4

32

Đánh giá ảnh hƣởng một số yếu tố đến khả năng gây bệnh của nấm
I. javanica VN1487 trên sâu khoang trong phòng thí nghiệm

3.4.5

32

Đánh giá khả năng gây bệnh của nấm I. javanica VN1487 trên sâu
khoang ở ô lƣới ngoài đồng ruộng

33

3.5

Phƣơng pháp nghiên cứu

33

3.5.1

Nghiên cứu thành phần loài nấm thuộc chi Isaria và côn trùng vật chủ
của chúng ở Vƣờn quốc gia Pù Mát, Nghệ An

3.5.2

Nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái của loài nấm Isaria javanica thu
thập ở Vƣờn quốc gia Pù Mát, Nghệ An

3.5.3

35

Nghiên cứu tuyển chọn các mẫu phân lập của loài nấm Isaria javanica
triển vọng để phòng trừ sâu khoang

3.5.4

33

40

Nghiên cứu ảnh hƣởng một số yếu tố đến khả năng gây bệnh của nấm
Isaria javanica VN1487 trên sâu khoang trong phòng thí nghiệm

iv

42


3.5.5

3.5.6

Nghiên cứu khả năng gây bệnh của nấm Isaria javanica VN1487 trên sâu
khoang ở ô lƣới ngoài đồng ruộng

48

Phƣơng pháp tính toán và xử lý số liệu

51

PHẦN 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

53

4.1

Kết quả nghiên cứu

4.1.1

Thành phần loài nấm thuộc chi Isaria và vật chủ của chúng thu thập ở

53

Vƣờn quốc gia Pù Mát, Nghệ An
4.1.2

53

Đặc điểm sinh học, sinh thái của loài nấm Isaria javanica thu thập ở
Vƣờn quốc gia Pù Mát, Nghệ An

4.1.3

57

Tuyển chọn các mẫu phân lập của loài nấm Isaria javanica triển vọng để
phòng trừ sâu khoang

4.1.4

77

Ảnh hƣởng của một số yếu tố đến khả năng gây bệnh của nấm Isaria
javanica VN1487 trên sâu khoang trong phòng thí nghiệm

4.1.5

84

Khả năng gây bệnh của nấm Isaria javanica VN1487 trên sâu khoang
S. litura ở ô lƣới ngoài đồng ruộng

106

4.2

Thảo luận

113

4.2.1

Phân tích, đánh giá các kết quả đạt đƣợc của luận án

113

4.2.2

Một số điểm chƣa có điều kiện nghiên cứu của luận án

129

PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

130

5.1

Kết luận

130

5.2

Đề nghị

131

Danh mục các công trình công bố

132

Tài liệu tham khảo

133

Phụ lục

147

v


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Từ viết tắt

Nghĩa tiếng Việt

B.
BN
Bt
C
C.

Beauveria
Bột gạo nếp
Bào tử
Các bon
Cordyceps

cs.
CT
CV%
DNA
ĐTHT
EPF
I.
LC50
LSD0.05
LT50

Cộng sự
Công thức
Coefficient of variation - Hệ số biến thiên
Deoxyribonucleic acid
Đông trùng - Hạ thảo
Entomology Pathogenic Fungi - Nấm ký sinh côn trùng
Isaria
Median Lethat Concentrate - Nồng độ gây chết trung bình
Least Significant Difference - Phƣơng sai mẫu
Median Lethat Time - Thời gian gây chết trung bình

M.
MT
N
N.
NXB
O.
RH%
SD
P.
PDA

Metarhizium
Môi trƣờng
Ni tơ
Nomuraea
Nhà xuất bản
Ophiocordyceps
Độ ẩm tƣơng đối không khí (%)
Standard deviation - Độ lệch chuẩn
Paecilomyces
Potato Dextrose Agar

psi
TB
toC
VSV
VQG

Pounds per square inch là đơn vị đo áp suất trên một inch vuông
Trung bình
Nhiệt độ không khí (oC)
Vi sinh vật
Vƣờn quốc gia

vi


DANH MỤC BẢNG

Tên bảng

STT

Trang

2.1

Lịch sử các tên gọi của loài Isaria javanica

4.1

Thành phần loài nấm thuộc chi Isaria thu thập ở Vƣờn quốc gia Pù Mát
từ năm 2011 đến 2013

4.2

53

Thành phần vật chủ của các loài nấm thuộc chi Isaria thu thập ở Vƣờn
quốc gia Pù Mát từ năm 2011 đến 2013

4.3

57

Kết quả giám định tên 4 mẫu phân lập của loài nấm I. javanica bằng kỹ
thuật DNA (tại BIOTEC, Thái Lan, 2012)

4.5

56

Sự đa dạng về vị trí phân bố của các loài nấm thuộc chi Isaria thu thập ở
Vƣờn quốc gia Pù Mát từ năm 2011 đến 2013

4.4

8

58

Thành phần vật chủ và vị trí phân bố của các mẫu phân lập loài nấm
I. javanica thu thập ở Vƣờn quốc gia Pù Mát từ năm 2011 đến 2013

60

4.6

Sự sinh trƣởng và phát triển nấm I. javanica trên môi trƣờng PDA

64

4.7

Đặc điểm nhận dạng của 3 loài nấm gây bệnh cho côn trùng thu thập
trong điều kiện tự nhiên

65

4.8

Thời gian phát triển của nấm I. javanica VN1487 trên sâu khoang S. litura

67

4.9

Triệu chứng trên sâu khoang S. litura bị bệnh do nấm I. javanica

72

4.10

Các tiêu chí đánh giá về khả năng gây bệnh của loài nấm I. javanica trên
sâu khoang S. litura

4.11

78

Các tiêu chí đánh giá về khả năng phát triển của nấm I. javanica trên sâu
khoang S. litura

82

4.12

Thời gian các giai đoạn phát triển của nấm I. javanica trên sâu khoang S. litura

83

4.13

Thời gian từ lây nhiễm nấm đến khi xuất hiện mỗi giai đoạn phát triển
của nấm I. javanica trên sâu khoang S. litura

4.14

Tỷ lệ sâu khoang S. litura chết ở các nồng độ dung dịch bào tử nấm
I. javanica VN1487

4.15

85

Tỷ lệ sâu khoang S. litura mọc nấm ở các nồng độ dung dịch bào tử nấm
I. javanica VN1487

4.16

84

86

Thời gian phát triển của nấm trên sâu khoang S. litura ở các nồng độ
dung dịch bào tử nấm I. javanica VN1487

vii

87


4.17

Tỷ lệ sâu khoang S. litura chết ở các tƣơng quan mật độ giữa sâu nhiễm
nấm I. javanica VN1487 và sâu khỏe

4.18

Tỷ lệ sâu khoang S. litura mọc nấm ở các tƣơng quan mật độ giữa sâu
nhiễm nấm I. javanica VN1487 và sâu khỏe

4.19

88

89

Thời gian phát triển của nấm trên sâu khoang S. litura ở các tƣơng quan
mật độ giữa sâu nhiễm nấm I. javanica VN1487 và sâu khỏe

90

4.20

Khả năng gây bệnh của nấm I. javanica VN1487 cho một số loài vật chủ

91

4.21

Tỷ lệ sâu chết ở các mức mật độ sâu khoang S. litura

93

4.22

Tỷ lệ sâu mọc nấm I. javanica VN1487 ở các mật độ sâu khoang S. litura

94

4.23

Thời gian phát triển của nấm I. javanica VN1487 ở các mật độ sâu
khoang S. litura

95

4.24

Tỷ lệ sâu chết ở các tuổi sâu khoang S. litura

95

4.25

Tỷ lệ sâu mọc nấm I. javanica VN1487 ở các tuổi sâu khoang S. litura

96

4.26

Thời gian phát triển của nấm I. javanica VN1487 ở các tuổi sâu khoang
S. litura

98

4.27

Tỷ lệ sâu khoang S. litura chết ở các nhiệt độ khác nhau

4.28

Tỷ lệ sâu khoang S. litura mọc nấm I. javanica VN1487 ở các nhiệt độ
khác nhau

4.29

100

101

Thời gian phát triển của nấm I. javanica VN1487 trên sâu khoang S. litura
ở các nhiệt độ khác nhau

102

4.30

Tỷ lệ sâu khoang S. litura chết ở các độ ẩm khác nhau

103

4.31

Tỷ lệ sâu khoang S. litura mọc nấm ở các độ ẩm khác nhau

104

4.32

Thời gian phát triển của nấm I. javanica VN1487 trên sâu khoang
S. litura ở các độ ẩm khác nhau

4.33

105

Hiệu lực gây bệnh trên sâu khoang S. litura sau khi phun nấm I. javanica
VN1487 ở ô lƣới ngoài đồng ruộng

4.34

Hiệu lực gây bệnh khi thả sâu khoang S. litura nhiễm nấm I. javanica
VN1487 trên ô lƣới ngoài đồng ruộng

4.35

109

Tỷ lệ sâu khoang S. litura mọc nấm I. javanica VN1487 trên ô lƣới ngoài
đồng ruộng ở các mùa vụ năm 2014

4.36

106

110

Mật độ bào tử nấm I. javanica VN1487 lƣu tồn trong đất qua các mùa vụ
năm 2014

111

viii


DANH MỤC HÌNH
STT

Tên hình

Trang

1.1

Chu kỳ xâm nhiễm của nấm ký sinh côn trùng

14

1.2

Cơ chế xâm nhiễm của nấm ký sinh côn trùng

14

4.1

Mẫu vật các loài nấm thuộc chi Isaria thu thập ở Vƣờn quốc gia Pù Mát
từ năm 2011 đến 2013

4.2

54

Tỷ lệ thành phần vật chủ và vị trí phân bố của loài nấm I. javanica thu
thập ở Vƣờn quốc gia Pù Mát từ năm 2011 đến 2013

4.3

59

Mẫu vật loài nấm I. javanica thu thập ở Vƣờn quốc gia Pù Mát từ năm
2011 đến 2013

61

4.4

Hình thái của loài nấm I. javanica

62

4.5

Mẫu vật và tản nấm của 3 loài nấm sau 10 ngày nuôi cấy trên môi trƣờng PDA

66

4.6

Thời gian phát triển của nấm I. javanica VN1487 trên 3 loài vật chủ

68

4.7

Vòng đời và chu kỳ phát triển của nấm I. javanica VN1487 trên sâu
khoang S. litura

69

4.8

Vòng đời và chu kỳ phát của nấm I. javanica VN1487 trên rệp B. brassicae

69

4.9

Vòng đời và chu kỳ phát triển của nấm I. javanica VN1487 trên mọt ngô
S. zeamais

4.10

70

Các giai đoạn phát triển xen gối của nấm I. javanica VN1487 trên sâu
khoang S. litura

71

4.11

Các vị trí nấm I. javanica phát triển trên cơ thể sâu khoang S. litura

75

4.12

Tỷ lệ sâu khoang S. litura chết và mọc nấm ở các nồng độ dung dịch bào
tử nấm I. javanica VN1487

4.13

86

Tỷ lệ sâu khoang S. litura chết và mọc nấm ở các tƣơng quan mật độ
giữa sâu nhiễm nấm I. javanica VN1487 và sâu khỏe

89

4.14

Nấm I. javanica VN1487 ký sinh trên một số loài vật chủ

92

4.15

Tỷ lệ sâu chết và mọc nấm I. javanica VN1487 ở các mật độ sâu khoang
S. litura

4.16

4.17

94

Tỷ lệ sâu chết và mọc nấm I. javanica VN1487 theo các tuổi sâu khoang
S. litura

97

Nấm I. javanica VN1487 ký sinh ở các tuổi sâu khoang S. litura

99

ix


4.18

Tỷ lệ sâu khoang S. litura chết và mọc nấm I. javanica VN1487 ở các
nhiệt độ khác nhau

4.19

102

Tỷ lệ sâu khoang S. litura chết và mọc nấm I. javanica VN1487 ở các độ
ẩm khác nhau

4.20

104

Diễn biến tỷ lệ sâu khoang S. litura chết và mọc nấm hàng ngày sau khi
phun nấm I. javanica VN1487 ở ô lƣới ngoài đồng ruộng

4.21

Diễn biến tỷ lệ sâu khoang S. litura chết và mọc nấm hàng ngày sau khi
phun nấm I. javanica VN1487 ở trong phòng thí nghiệm

4.22

107

Diễn biến tỷ lệ sâu khoang S. litura chết và mọc nấm hàng ngày sau khi
thả sâu nhiễm nấm I. javanica VN1487 ở ô lƣới ngoài đồng ruộng

4.23

107

109

Sâu khoang S. litura bị nấm I. javanica VN1487 ký sinh ở ô lƣới ngoài
đồng ruộng

112

x


TRÍCH YẾU LUẬN ÁN
Tên tác giả: Nguyễn Thị Thúy
Tên luận án: Nghiên cứu đặc điểm gây bệnh của nấm Isaria javanica (Friederichs &
Bally) Samson & Hywel-Jones ký sinh sâu khoang ở Nghệ An
Chuyên ngành: Bảo vệ thực vật

Mã số: 62.62.01.12

Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Mục đích nghiên cứu
Trên cơ sở nghiên cứu về khả năng gây bệnh của nấm Isaria javanica trên vật chủ
sâu khoang trong mối quan hệ với các yếu tố liên quan, từ đó đánh giá, lựa chọn các mẫu
phân lập triển vọng cũng nhƣ đề xuất các biện pháp tác động nhằm nâng cao hiệu quả ứng
dụng chế phẩm sinh học từ nấm ký sinh côn trùng trong bảo vệ thực vật.
Phƣơng pháp nghiên cứu
* Nội dung nghiên cứu:
- Nghiên cứu thành phần loài nấm thuộc chi Isaria và vật chủ của chúng thu thập ở
Vƣờn quốc gia Pù Mát, Nghệ An;
- Nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái của loài nấm Isaria javanica thu thập ở
Vƣờn quốc gia Pù Mát, Nghệ An;
- Tuyển chọn các mẫu phân lập của loài nấm Isaria javanica triển vọng để phòng
trừ sâu khoang;
- Đánh giá ảnh hƣởng của một số yếu tố đến khả năng gây bệnh của nấm Isaria
javanica VN1487 trên sâu khoang ở phòng thí nghiệm;
- Đánh giá khả năng gây bệnh của nấm Isaria javanica VN1487 trên sâu khoang ở
ô lƣới ngoài đồng ruộng.
* Vật liệu nghiên cứu:
- Chi Isaria, loài Isaria javanica (Friederichs & Bally) Samson & Hywel-Jones.
(Hypocreales: Cordycipitaceae) thu thập tại Vƣờn quốc gia Pù Mát, Nghệ An.
- Vật chủ sâu non sâu khoang Spodoptera litura Fabricius (Lepidoptera: Noctuidae)
thu bắt trên các ruộng lạc tại huyện Nghi Lộc, Nghệ An.
* Phương pháp nghiên cứu:
- Thu thập, phân lập, định loại, nhân nuôi nấm thuộc chi Isaria.
- Nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái của loài nấm Isaria javanica thu thập ở
Vƣờn quốc gia Pù Mát, Nghệ An;
- Tuyển chọn các mẫu phân lập triển vọng của loài nấm Isaria javanica để phòng

xi


trừ sâu khoang.
- Nghiên cứu ảnh hƣởng nấm, vật chủ, nhiệt độ, độ ẩm đến khả năng gây bệnh nấm
Isaria javanica VN1487 trên sâu khoang ở phòng thí nghiệm;
- Nghiên cứu khả năng gây bệnh của nấm Isaria javanica VN1487 trên sâu
khoang ở ô lƣới ngoài đồng ruộng.
Kết quả chính và kết luận
- Kết quả điều tra từ năm 2011 đến 2013 tại Vƣờn Quốc gia Pù Mát, Nghệ An đã
thu thập đƣợc 146 mẫu vật của 10 loài nấm thuộc chi Isaria, phổ biến là Isaria tenuipes
(89 mẫu) và Isaria javanica (18 mẫu).
- Chu kỳ phát triển của nấm Isaria javanica VN1487 trên sâu khoang gồm pha
gây bệnh và pha hoại sinh với 5 giai đoạn. Thời gian mỗi giai đoạn (1) Lây nhiễm nấm
đến sâu khoang chết 2,08±0,09 ngày, (2) Sâu khoang chết đến sợi nấm mọc ra ngoài cơ
thể 2,92±0,19 ngày, (3) Sợi nấm mọc ra ngoài đến hình thành bào tử 2,82±0,15 ngày,
(4) Bào tử hình thành đến nấm bao phủ cơ thể sâu khoang 2,63±0,14 ngày, (5) Nấm bao
phủ cơ thể sâu khoang đến bào tử phát tán từ xác chết sâu khoang; Vòng đời phát triển
của nấm trên sâu khoang 7,82±0,23 ngày; Chu kỳ phát triển của nấm trên sâu khoang
12,79±0,36 ngày.
- Đã tuyển chọn đƣợc 4 trong 18 mẫu phân lập của loài nấm Isaria javanica có
triển vọng để phòng trừ sâu khoang gồm VN1472, VN1487, VN1801 và VN1802
- Trong phòng thí nghiệm, điều kiện thích hợp cho nấm Isaria javanica VN1487
gây bệnh trên sâu khoang gồm nồng độ dung dịch bào tử phun 2,6x107 - 2,6x108 bào
tử/ml hoặc thả 4 - 5 sâu nhiễm nấm cùng với 10 sâu khỏe; mật độ sâu khoang 20
sâu/hộp nhựa (25x15x12 cm), sâu khoang tuổi tuổi 1 - 3, nhiệt độ 25oC và độ ẩm 70 80% RH.
- Ngoài đồng ruộng, điều kiện thích hợp cho nấm .Isaria javanica VN1487 gây
bệnh trên sâu khoang là phun dung dịch bào tử nấm nồng độ 2,6x107 bào tử/ml hoặc thả
15 sâu nhiễm nấm cùng 30 sâu khỏe trên ô lƣới 1,5m2. Bào tử nấm có thể lƣu tồn 3 - 4
tháng trong đất ở Nghi Lộc, Nghệ An, tuy tỷ lệ sâu nhiễm nấm còn thấp 8,05%.

xii


THESIS ABSTRACT

PhD candidate: Nguyen Thi Thuy
Thesis title: Research of pathogenic characteristics of Isaria javanica (Friederichs &
Bally) Samson & Hywel-Jones against Spodoptera litura (Fabr.) in Nghe An province
Major: Plant protection
Code: 62.62.01.12
Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA)
Research Objectives:
Based on these studies of inoculation and pathogenesis ability of Isaria javanica
on Spodoptera litura in the relevant factors related, which evaluate, choose the potential
specimen as well as proposals the impact of measures to improve the efficiency of
application of biological products from fungal entomopathogens in plant protection.
Materials and Methods
* Research contents
- Research of species composition of Isaria genus and hosts collected at Pu Mat
National Park, Nghe An province;
- Research of biological and ecological characteristics of Isaria javanica collected
in Pu Mat National Park, Nghe An province;
- Selection of potential isolates of Isaria javanica to biocontrol agents Spodoptera
litura;
- Evaluation of several factors affect on the inoculation and pathogenesis ability of
Isaria javanica on Spodoptera litura in laboratory
- Evaluation of inoculation and pathogenesis ability Isaria javanica VN1487 on
Spodoptera litura in the field.
* Materials:
- Isaria genus, Isaria javanica (Friederichs & Bally) Samson & Hywel-Jones.
(Hypocreales: Cordycipitaceae) species collected in Pu Mat National Park, Nghe An
province.
- Spodoptera litura Fabricius larvae (Lepidoptera: Noctuidae) collecting in the
field in Nghi Loc district, Nghe An province.
* Methods:
- Collection, isolation, identification and cultivation Isaria genus;
- Research of biological and ecological characteristics of Isaria javanica collected
in Pu Mat National Park, Nghe An province;
- Evaluation and selection of potential specimen of Isaria javanica to biocontrol

xiii


agents Spodoptera litura;
- Research of several factors affect on the inoculation and pathogenesis ability of
Isaria javanica on Spodoptera litura in laboratory;
- Research of inoculation and pathogenesis ability Isaria javanica VN1487 on
Spodoptera litura in the field.
Main findings and conclusions
- Field surveys of entomopathogenic fungi were carried out in Pu Mat National
Park from 2011 to 2013. A total of 146 specimens of 10 species of Isaria genus were
collected, isolated and identified, popular Isaria tenuipes (89 specimens) and Isaria
javanica (18 specimens).
- Development cycle of Isaria javanica VN1487 isolates on Spodoptera litura
larvae includes pathogenesis phase and saprogenesis phase with 5 stages. Duration of
each stage was (1) Inoculation to the host died 2.08±0.09 days; (2) Host died to start
mycelium 2.92±0.19 days; (3) Start mycelium to spore formation 2.82±0.15 days; (4)
Spore formation to totally covered with mycelium 2.63±0.14 days; (5) Mycelium
covering to spore discharge 2.34±0.15 days. Life cycle of the fungus was 7.82±0.23
days, development cycle was 12.79±0.36 days.
- Based on these parameters only 4/18 isolates of Isaria javanica merited further
study, includes VN1472, VN1487, VN1801 and VN1802.
- In the laboratory, the suitable conditions for inoculation and pathogenesis of
Isaria javanica VN1487 on Spodoptera litura including spraying concentration of
2,6x107 - 2,6x108 conidia/ml, 4 - 5 infections insects/10 health insects; 20 insect/plastic
box (25x15x12 cm), 1 - 3rd instar Spodoptera litura larvae, 25°C and 70 - 80% RH.
- In the field, the suitable conditions for discharge, inoculation and pathogenesis
of Isaria javanica VN1487 on Spodoptera litura was spraying concentration of 2,6x107
conidia/ml or 15 infections insects/30 health insects/1.5m2. Conidia deposited on the
surface of soil 3 - 4 months in Nghi Loc, Nghe An in 2014, but mortality rate low
8.05%.

xiv


PHẦN 1. MỞ ĐẦU

1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Bệnh nấm gây chết côn trùng là một hiện tƣợng phổ biến trong tự nhiên.
Cùng với các nhóm thiên địch khác, nấm ký sinh gây bệnh cho côn trùng có vai
trò quan trọng trong việc điều hoà số lƣợng côn trùng trong tự nhiên ở khắp mọi
nơi. Do đó, việc khai thác sử dụng nấm ký sinh gây bệnh cho côn trùng đƣợc
xem là hƣớng đi triển vọng, thu hút sự chú ý của các nhà khoa học côn trùng học
và bảo vệ thực vật. Chế phẩm sinh học trừ sâu hại từ nấm ký sinh côn trùng là
một giải pháp quan trọng trong biện pháp sinh học. Tuy nhiên, hạn chế hiện nay
đối với việc ứng dụng thuốc trừ sâu sinh học từ nấm ký sinh côn trùng là hiệu
quả gây bệnh cũng nhƣ khả năng duy trì hiệu lực với sâu hại còn kém ổn định.
Để khai thác tốt tiềm năng của giải pháp hữu ích này, cần có những kiến thức cơ
bản và toàn diện về nấm gây bệnh trên côn trùng. Trong đó, những hiểu biết về
đặc điểm gây bệnh của nấm trên côn trùng vật chủ liên quan đến cơ chế gây bệnh
và mối liên quan với các yếu tố sinh thái là chìa khoá để nâng cao hiệu quả của
thuốc trừ sâu sinh học từ nấm ký sinh côn trùng trong bảo vệ thực vật.
Hiệu lực nấm gây bệnh cho côn trùng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó
quan trọng nhất là khả năng gây bệnh của mầm bệnh, đặc điểm của côn trùng vật
chủ và điều kiện ngoại cảnh. Trong đó, cơ chế gây bệnh là yếu tố quyết định đến
hiệu quả gây bệnh của nấm đối với côn trùng. Vận dụng các hiểu biết về cơ chế
gây bệnh là để giải đáp các vấn đề liên quan đến sinh thái của quá trình gây bệnh
làm cơ sở để lựa chọn các mẫu phân lập triển vọng và phƣơng pháp sử dụng hợp
lý. Quá trình gây bệnh của nấm ký sinh côn trùng bao gồm con đƣờng lây nhiễm,
quá trình tiếp xúc, xâm nhiễm, làm chết vật chủ đến khi nấm phát tán bào tử ra bên
ngoài hoàn thành chu kỳ phát triển; cùng với đó là sự biến đổi về hình thái, sinh lý,
sinh hóa của vật chủ trong quá trình nhiễm bệnh nấm (Alcides et al., 2002; Posada
and Vega, 2005; Tian Zhi-lai, 2008; Vega et al., 2008).
Trên thế giới, nghiên cứu về nấm gây bệnh côn trùng đã đạt đƣợc những
thành tựu đáng kể. Các loài nấm ký sinh côn trùng đã đƣợc ứng dụng phòng trừ
sâu hại nhƣ Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae, Hirsutela lecaniicola,
Isaria fumosoroseus, Isaria javanica, Nomuraea rileyi (Lin et al., 2007; Thomas
and Read, 2007; Toledo et al., 2010). Một số tác giả đã nghiên cứu về sự gây

1


bệnh, cơ chế tác động của các loài nấm ký sinh trên côn trùng (Posada and Veg,
2005; Tian Zhi-lai, 2008; Vega et al., 2008). Ở Việt Nam cho đến nay chủ yếu là
các nghiên cứu ứng dụng phòng trừ sâu hại của 2 loài nấm truyền thống là B.
bassiana, M. anisopliae (Đàm Ngọc Hân và Phạm Thị Thuỳ, 2007; Phạm Thị
Thuỳ và cs., 2004, 2005); các nghiên cứu cơ bản về sự gây bệnh của nấm trên
côn trùng còn ít đƣợc quan tâm.
Nghiên cứu ứng dụng nấm gây bệnh cho côn trùng chƣa đạt đƣợc kết quả
nhƣ mong muốn, hiệu quả gây bệnh còn thấp và kém ổn định. Có nhiều nguyên
nhân dẫn đến thực trạng này, trong đó vấn đề dễ nhận thấy là việc nghiên cứu
nấm gây bệnh cho côn trùng thƣờng mới chỉ chú ý nhiều đến khâu sản xuất ứng
dụng chế phẩm mà chƣa quan tâm thích đáng đến các nghiên cứu cơ bản, nhƣ cơ
chế gây bệnh của các loài nấm ký sinh trên côn trùng, mối quan hệ giữa nấm ký
sinh và côn trùng vật chủ trong mối quan hệ với các yếu tố liên quan. Đây là
những hiểu biết không thể thiếu, làm cơ sở khoa học cho việc đánh giá, lựa chọn
các mầm bệnh tiềm năng cũng nhƣ đề xuất các biện pháp tác động nhằm nâng
cao hiệu quả sử dụng nấm gây bệnh cho côn trùng.
Trên đồng ruộng, sâu khoang (Spodoptera litura Fabr.) là loài đa thực gây
hại nghiêm trọng trên rất nhiều cây trồng với 290 loài thuộc 99 họ thực vật, nhất
là các cây rau, lạc, đậu, cây công nghiệp, cây lƣơng thực. Ở Việt Nam, đây là đối
tƣợng gây hại mạnh nhất trên cây lạc, có thể gây hại 70 - 81% diện tích lá, làm
giảm tới 18% năng suất lạc và đã phát triển thành dịch ở nhiều nơi (Đặng Trần
Phú và cs., 1997; Lê Văn Thuyết và cs., 1993; Phạm Thị Vƣợng, 1996). Đã có
nhiều biện pháp phòng trừ sâu khoang đƣợc đƣa ra nhƣ biện pháp hóa học, sinh
học (chi nấm Beauveria, Nomuraea, Isaria; vi khuẩn NPV), canh tác,… Hiện
nay, phòng trừ sâu khoang chủ yếu bằng thuốc hoá học đã không đem lại hiệu
quả và hƣớng sử dụng thuốc trừ sâu sinh học từ nấm ký sinh côn trùng là giải
pháp hữu ích ngày càng đƣợc quan tâm (Lin et al., 2007; Vijayavani et al., 2009;
Vimala et al., 2003).
Loài Isaria javanica có tiềm năng trong phòng trừ sâu hại, trƣớc đây gọi là
Paecilomyces javanicus (1957) và ban đầu đƣợc mô tả bởi Friederichs and Bally
(1923) gọi là Spicaria javanica, đến năm 2005 sử dụng tên gọi chính thức là Isaria
javanica. Trong những năm gần đây, một số tác giả đã phát hiện một hiện tƣợng
khá thú vị và hữu ích là ở một số chi nấm, bên cạnh khai thác làm dƣợc liệu, chúng
còn đƣợc sử dụng nhƣ một tác nhân phòng trừ sinh học, nhƣ chi nấm Isaria mà

2


điển hình là loài I. javanica. Loài nấm này chỉ mới đƣợc quan tâm nghiên cứu
trong những năm gần đây và các dẫn liệu nghiên cứu còn hạn chế, nhƣng đánh
giá bƣớc đầu đều cho thấy nhiều mẫu phân lập có triển vọng trong phòng trừ sinh
học (Scorsetti et al., 2008; Shimazu and Takatsuka, 2010).
Ở Việt Nam, Vƣờn quốc gia Pù Mát đƣợc đánh giá là một trong những trung
tâm có tính đa dạng sinh học cao, chứa đựng nguồn lợi lớn về nấm ký sinh côn
trùng. Các nghiên cứu bƣớc đầu phát hiện một số loài nấm hữu ích trong phòng trừ
sinh học và dƣợc liệu, trong đó có loài I. javanica (Trần Ngọc Lân, 2008; Trần
Ngọc Lân và cs., 2008a, 2011a; Nguyễn Thị Thanh và cs., 2011a, 2011b; Phạm
Quang Thu và cs., 2011).
Các vấn đề đặt ra khi nghiên cứu ứng dụng loài nấm I. javanica trong phòng
trừ sâu khoang nhƣ: Đặc điểm sinh vật học? Phƣơng pháp đánh giá tuyển chọn
những mẫu phân lập có tiềm năng trong phòng trừ sinh học sâu khoang? Khả
năng gây bệnh của nấm trên sâu khoang nhƣ thế nào? Mối liên quan giữa nấm và
sâu khoang trong với các yếu tố sinh thái ra sao? Các mẫu phân lập I. javanica
nghiên cứu đƣợc thu thập ở hệ sinh thái rừng của VQG Pù Mát liệu có thích ứng
với điều kiện hệ sinh thái nông nghiệp? Đây là những nghiên cứu cơ bản cần
thiết để làm cơ sở khoa học cho việc ứng dụng có hiệu quả nấm gây bệnh côn
trùng. Ở Việt Nam, các nghiên cứu về đặc điểm gây bệnh của nấm ký sinh trên
côn trùng vật chủ còn ít đƣợc quan tâm, nên hy vọng kết quả nghiên cứu của đề
tài sẽ có những đóng góp cho vấn đề này ở Việt Nam.
1.2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
Trên cơ sở nghiên cứu về khả năng gây bệnh của nấm Isaria javanica trên
vật chủ sâu khoang trong mối quan hệ với các yếu tố liên quan, từ đó đánh giá,
lựa chọn các mẫu phân lập triển vọng cũng nhƣ đề xuất các biện pháp tác động
nhằm nâng cao hiệu quả ứng dụng chế phẩm sinh học từ nấm ký sinh côn trùng
trong bảo vệ thực vật.
1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Điều tra xác định về thành phần loài nấm thuộc chi Isaria và vật chủ của
chúng đƣợc thu thập tại VQG Pù Mát, Nghệ An.
- Đi sâu nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái của loài nấm Isaria
javanica đƣợc thu thập tại VQG Pù Mát, Nghệ An.
- Nghiên cứu khả năng gây bệnh của nấm I. javanica VN1487 trên sâu khoang.

3


1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI
- Bổ sung dẫn liệu về thành phần loài nấm thuộc chi Isaria gồm 10 loài và
vật chủ của chúng; các đặc điểm sinh học, sinh thái của loài I. javanica thu thập tại
VQG Pù Mát, Nghệ An.
- Đã mô tả đƣợc đặc điểm về chu kỳ xâm nhiễm, gây bệnh và phát triển bên
ngoài của nấm I. javanica trên sâu khoang, gồm 5 giai đoạn chính và mỗi giai
đoạn thể hiện những triệu chứng đặc trƣng cho loài.
- Đã tuyển chọn đƣợc 4 trong 18 mẫu phân lập của loài nấm I. javanica có
triển vọng trong phòng trừ sâu khoang gồm VN1472, VN1487, VN1801 và
VN1802. Nấm I. javanica VN1487 có khả năng tồn tại và thích ứng đƣợc trong hệ
sinh thái tại khu vực thử nghiệm.
1.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.5.1. Ý nghĩa khoa học
- Bổ sung các dẫn liệu về thành phần loài, đặc điểm sinh học, sinh thái của
các loài nấm thuộc chi Isaria làm cơ sở cho việc đánh giá tiềm năng và ứng dụng
trong phòng trừ sinh học sâu hại cây trồng.
- Cung cấp một số dẫn liệu khoa học cho nghiên cứu cơ bản về khả năng
gây bệnh của nấm I. javanica trên sâu khoang ở Việt Nam (giai đoạn, thời gian,
triệu chứng bệnh,...).
1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Đề xuất các tiêu chí để áp dụng trong quá trình đánh giá, tuyển chọn các
mẫu phân lập mục tiêu. Kết quả của đề tài cũng đã xác định đƣợc 4 mẫu phân lập
của loài I. javanica có triển vọng trong phòng trừ sâu khoang.
- Đề xuất một số biện pháp tác động nhằm nâng cao hiệu quả ứng dụng
nấm I. javanica trong phòng trừ sâu khoang.

4


PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
Khái niệm “Nấm ký sinh côn trùng - Entomopathogenic fungi (EPF)” hay
“nấm côn trùng - Insect fungi” đƣợc các nhà khoa học sử dụng nhƣ là thuật ngữ
đồng nghĩa, đề cập về nhóm nấm ký sinh gây bệnh cho côn trùng. Nấm ký sinh
côn trùng dùng để mô tả hiện tƣợng nấm ký sinh trên hoặc trong cơ thể côn trùng.
Nấm ký sinh nguyên phát thƣờng nhiễm vào ký chủ côn trùng khỏe mạnh gây
bệnh và sau đó giết chết côn trùng. Trong khi đó, nấm ký sinh thứ phát chỉ có thể
ký sinh trên côn trùng đã bị suy yếu bởi một loại bệnh nào đó hoặc côn trùng bị
thƣơng (Samson et al., 1988; Tzean et al., 1997).
Các loài nấm ký sinh côn trùng thƣờng phân bố trong các khu rừng nhiệt
đới, một số loài có ở cả hệ sinh thái nông nghiệp. Đây là nguồn tài nguyên phong
phú và có giá trị trong phòng trừ sinh học sâu hại và làm dƣợc liệu. Nấm là nhóm
vi sinh vật đầu tiên đƣợc chứng minh về khả năng lây nhiễm từ vật chủ này sang
vật chủ khác. Những phát hiện về nấm gây bệnh trên côn trùng ra đời cùng với sự
xuất hiện ngành khoa học nghiên cứu về bệnh côn trùng. Từ đây đã hình thành 2
hƣớng nghiên cứu chính về nấm ký sinh côn trùng là làm dƣợc liệu và ứng dụng
phòng trừ sinh học. Trong những năm gần đây, một số chi nấm đƣợc đánh giá có
thể làm dƣợc liệu đồng thời cũng là một tác nhân phòng trừ sinh học, điển hình là
chi Isaria (Marcos and Stephen, 2007; Scorsetti et al., 2008).
Khoa học nghiên cứu bệnh côn trùng gọi là bệnh lý học côn trùng. Bệnh lý
học côn trùng không chỉ đơn thuần mô tả những biến đổi bệnh lý trong cơ thể
côn trùng và nghiên cứu các tác nhân gây bệnh, dịch bệnh, cũng nhƣ nghiên cứu
các đặc điểm cơ bản và những diễn biến của nấm ở bên trong và bên ngoài cơ thể
vật chủ (dẫn theo Tạ Kim Chỉnh, 2009). Trong các tác nhân gây bệnh, nấm ký
sinh côn trùng thƣờng có vai trò quan trọng nhất.
Nấm ký sinh côn trùng có thể xâm nhiễm vào cơ thể côn trùng qua con
đƣờng tiêu hóa (miệng côn trùng), hô hấp (lỗ thở), qua cơ quan sinh dục, nhƣng
phần lớn là qua lớp vỏ, tức là phải có khả năng tiếp xúc, bám dính của bào tử
nấm trên bề mặt vỏ cơ thể côn trùng; sự xâm nhập qua lớp vỏ cơ thể của côn
trùng gồm giai đoạn bám dính, hình thành cấu trúc xâm nhập và sản sinh các

5


enzyme. Bào tử nấm xâm nhập qua lớp vỏ cơ thể là sự tổ hợp của sức ép cơ học và
sự tác động của enzyme phân giải tầng cuticun. Sau đó là quá trình sinh trƣởng bên
trong xoang cơ thể vật chủ và sự sinh sản của bào tử đính làm vật chủ bị chết.
Các loài côn trùng có thể phản ứng lại sự xâm nhiễm này của nấm bằng cả
hai phƣơng thức là tế bào và thể dịch. Các loài nấm nói chung đều có hai phƣơng
thức để chiến thắng các phản ứng tự vệ của vật chủ: Sự phát triển của các dạng
sinh trƣởng giai đoạn tiềm ẩn là sự ngụy trang hữu hiệu từ các phản ứng tự vệ của
côn trùng và sự sản xuất ra các chất miễn dịch phân hóa thuận nghịch của bộ phận
ức chế hệ thống bảo vệ.
Trên bề mặt vỏ cơ thể sâu hại bị nhiễm nấm thƣờng xuất hiện các vệt chấm
đen. Đây có thể là vị trí mà bào tử nấm tiếp xúc, mọc mầm và xâm nhiễm vào
bên trong cơ thể vật chủ. Cơ thể sâu bị bệnh ngày càng trở nên hóa cứng. Cơ thể
côn trùng bị chết do nấm côn trùng không bị nát mà thƣờng giữ nguyên hình
dạng nhƣ khi còn sống. Toàn bộ bên trong cơ thể côn trùng chứa đầy sợi nấm.
Sau đó, các sợi nấm này mọc ra ngoài qua vỏ cơ thể và bao phủ toàn bộ bề mặt
ngoài của cơ thể. Đây là đặc điểm rất đặc trƣng để phân biệt sâu chết bệnh do
nấm côn trùng với các bệnh khác (Phạm Văn Lầm, 2000).
Chi nấm Isaria mặc dù phát hiện khá lâu nhƣng chủ yếu khai thác làm dƣợc
liệu mà chƣa chú ý nhiều đến hƣớng phòng trừ sinh học. Loài nấm I. javanica
mới đƣợc quan tâm nghiên cứu trong những năm gần đây và các dẫn liệu còn hạn
chế. Do đó, trong đề tài này sẽ dựa trên cơ sở khoa học các nghiên cứu về đặc
điểm gây bệnh của chi nấm Isaria và các loài nấm truyền thống nhƣ B. bassiana,
M. anisopliae, N. rileyi.
2.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI
2.2.1. Nghiên cứu đặc điểm nấm ký sinh côn trùng chi Isaria
2.2.1.1. Nghiên cứu thành phần loài nấm chi Isaria và vật chủ của chúng
Cho đến nay, trên thế giới đã phát hiện có khoảng 1,5 triệu loài nấm, với
khoảng 2000 loài nấm ký sinh côn trùng. Trong đó, đa dạng nhất là chi
Cordyceps với 500 loài, tiếp theo là chi Verticilium với 261 loài, chi
Entomophthora với 152 loài, chi Hypocrella 112 loài, chi Torrubiella 83 loài, chi
Aschersonia 79 loài, chi Isaria 42 loài,… (Aung et al., 2008; Luangsa-ard et al.,
2006; Sung et al., 2007a).
Ở Thái Lan, nấm ký sinh côn trùng mới đƣợc nghiên cứu trong những năm

6


gần đây. Sau 15 năm nghiên cứu, các nhà khoa học BIOTEC đã phát hiện hơn
400 loài nấm ký sinh côn trùng thuộc 15 giống đƣợc phát hiện ở Thái Lan, trong
đó có hơn 120 loài chi Cordyceps, 24 loài chi Isaria,... (Morakot, 2003). Các
nghiên cứu vẫn tiếp tục từ 2005 - 2006 tại Chiang Mai, Thái Lan đã thu thập đƣợc
301 mẫu vật gồm 34 loài thuộc 15 chi nấm ký sinh côn trùng, ký sinh trên 10 bộ côn
trùng và nhện. Các loài phổ biến là Ophiocordyceps myrmecophila chiếm 2,61%, O.
unilateralis chiếm 13,78%, I. fumosoroseus chiếm 13,07%, Paecilomyces
marquandii chiếm 7,42% và I. tenuipes chiếm 5,3%. Côn trùng bị nấm ký sinh
nhiều nhất thuộc là bộ Cánh màng, bộ Cánh nửa và bộ Cánh vảy (Aung et al.,
2008). Trung tâm BIOTEC đã có nhiều thành công trong nghiên cứu ứng dụng
nấm ký sinh côn trùng tạo chế phẩm sinh học trừ sâu hại cây trồng và làm dƣợc
liệu từ các chi nấm Beauveria, Metarhizium, Cordyceps, Ophiocordyceps, Isaria
(Luangsa-ard et al., 2006); các kết quả phân loại nấm ký sinh côn trùng về hình
thái, sinh học phân tử DNA (Luangsa-ard et al., 2006, 2007; Sung et al., 2007b).
Ở Nam Mỹ phát hiện đầu tiên về 2 loài nấm I. fumosorosea và I. javanica
gây bệnh trên trƣởng thành bọ phấn Bemisia tabaci (Gennadius) và Trialeurodes
vaporariorum (Westwood) (Hemiptera: Aleyrodidae) trên sâu hại cây trồng nông
nghiệp (Scorsetti et al., 2008). Loài nấm I. javanica cũng là ghi nhận đầu tiên ký
sinh trên sâu non sâu róm Lonomia obliqua Walker ở Brazil. Sau khi phân lập,
nuôi cấy và lây nhiễm lại trên loài L. obliqua và phân tích về hình thái và phân tử
không có khác biệt so với mẫu gốc ban đầu (Alexandre et al., 2009).
Shimazu and Takatsuka (2010) lần đầu tiên phát hiện và phân lập đƣợc loài
I. javanica ký sinh trên sâu non sâu róm Lymantria dispar ở miền Bắc, Nhật Bản
vào mùa hè năm 2008. Nấm phát triển trên môi trƣờng SDAY với nhiệt độ 10 30oC, tốt nhất ở 25oC. Loài I. javanica đang nghiên cứu ứng dụng đƣợc xem là
giải pháp triển vọng để phòng trừ loài sâu nguy hiểm này ở Nhật Bản.
Wazeer et al. (2012) đã tiến hành khảo sát các loài nấm trong đất nông
nghiệp và rừng tự nhiên, ở những nơi có côn trùng qua đông tại Kurdistan, Iraq,
trong tháng 10 - 12 năm 2009. Kết quả đã phân lập và xác định đƣợc 2 loài nấm
ký sinh côn trùng là I. javanica và B. bassiana chiếm 38,46%. Tỷ lệ chết của
loài. I. javanica trên hai loài rệp Hyalopterus pruni Geoff. và Aphis pomi De
Geer đạt khá cao 66,67% và 75,59% sau 6 ngày lây nhiễm nấm. Đây là ghi nhận
đầu tiên về loài I. javanica tại Iraq. Nghiên cứu cũng cho thấy một số loài nấm
ký sinh côn trùng có thể lƣu tồn một thời gian nhất định trong đất.

7


Trƣớc đây chi Isaria và chi Peacilomyces không có sự tách biệt, loài I.
javanica đƣợc xem là loài Peacilomyces javanicus. Vấn đề này đã gây ra nhiều
tranh luận cho các nhà khoa học và đến nay đã tách biệt thành 2 chi thuộc 3 họ
riêng biệt, trong đó chi Isaria thuộc họ Cordycipitaceae, chi Peacilomyces thuộc 2
họ là Clavicipitaceae và Ophiocordycipitaceae, bộ Hypocreales. Kết quả phân tích
phát sinh loài dựa trên trình tự RNAs riboxom, β-tubulin cho thấy chi Isaria cùng
nhóm với chi Cordyceps. Các loài nấm thuộc chi Isaria có sinh sản dạng vô tính
(Anamorph), còn sinh sản dạng hữu tính (Telemorph) không có hoặc chƣa đƣợc
biết (Luangsa-ard et al., 2009; Sung et al., 2007a; Petch, 2009).
Bảng 2.1. Lịch sử các tên gọi của loài Isaria javanica
Tên gọi
Spicaria javanica Bally

Chi, Họ, Bộ
Spicaria,
Trichocomaceae,
Eurotiales

Tài liệu tham khảo
Friedrichs
(1923)

and

Bally

Paecilomyces javanicus (Friedrichs Peacilomyces,
& Bally) A.H.S. Br. & G. Sm.
Trichocomaceae,
Eurotiales

Brown and Smith (1957)

Paecilomyces javanicus (Friederichs Peacilomyces,
& Bally) Brown & Smith
Trichocomaceae,

Samson (1974)

Eurotiales
Isaria javanica (Friederichs & Bally) Isaria,
Samson & Hywel-Jones
Cordycipitaceae,
Hypocreales

Luangsa-ard et al. (2005)

Nhìn chung các nghiên cứu về đa dạng sinh học hay nguồn lợi tự nhiên
của chi nấm Isaria còn ít. Một số kết quả bƣớc đầu cho thấy, các loài nấm Isaria
phân bố khá rộng ở nhiều nƣớc trên thế giới nhƣng không phổ biến. Chi nấm này
chủ yếu thu thập đƣợc ở hệ sinh thái rừng nhiệt đới, với phổ vật chủ ký sinh khá
đa dạng thuộc bộ Cánh màng, bộ Cánh vảy, bộ Cánh nửa, bộ Nhện lớn, ở pha sâu
non, nhộng và trƣởng thành. Ngoài ra, một số loài nhƣ I. fumosorosea và
I. javanica cũng mới phát hiện có phân bố ở cả rừng trồng và hệ sinh thái nông
nghiệp nhƣng không phổ biến.
2.2.1.2. Nghiên cứu nhân nuôi các loài nấm thuộc chi Isaria
Theo Chun-Ping et al. (2003) khi nhân sinh khối nấm Isaria tenuipes ở các
điều kiện nuôi thay đổi về nguồn dinh dƣỡng cacbon, khoáng, ni tơ và độ pH đã

8


ảnh hƣởng lớn đến sinh trƣởng phát triển của nấm. Nguồn dinh dƣỡng tối ƣu cho
nhân sinh khối là đƣờng glucose, meat peptone hoặc tryptone và K2HPO4 hoặc
MgSO4, pH = 6.
Nghiên cứu của Ali et al. (2009) đã cải tiến thành phần môi trƣờng lỏng
nuôi cấy nấm I. fumosorosea để tạo ra sinh khối chủ yếu là các bào tử đính dạng
chìm. Với các môi trƣờng nuôi cấy bình thƣờng sinh khối thu đƣợc có màu trắng
và chủ yếu là sợi nấm (80 - 97%). Với môi trƣờng có chứa 20 - 30 mg/lít
FeSO4·7H2O và 6 - 1 2 mg/lít CuSO4·5H2O tạo ra sắc tố nâu lớn nhất. Khi bổ
sung 25ml/lít Polyethylene glycol (200MW) làm giảm sự hình thành sợi nấm
sinh dƣỡng thì nồng độ bào tử đính đạt tối đa là 1,0x1012 bào tử/lít sau 120 giờ
nuôi cấy. Sinh khối thu đƣợc chủ yếu là bào tử đính chiếm hơn 60% .
Đánh giá ảnh hƣởng của nhiệt độ và độ ẩm đến khả năng nảy mầm của bào
tử nấm I. fumosorosea cho thấy, sự nảy mầm yếu trong điều kiện có ánh sáng
(43% RH, 28oC) và ổn định trong điều kiện không có ánh sáng hoặc luân phiên
(98% RH, 15oC) với mô phỏng khí hậu ôn đới. Sự nảy mầm giảm khi nhiệt độ
tăng cao và khả năng tồn tại của bào tử khá cao ở nhiệt độ 45oC và 50oC, 33%
RH trong 160 giờ (Bouamama et al., 2010) .
Kết quả nghiên cứu của Gabriel et al. (2010) đã lựa chọn đƣợc môi trƣờng
nhân sinh khối nấm I. fumosorosea và I. farinosa: Giai đoạn 1, môi trƣờng lỏng
là mật mía (30g/l) + nƣớc gạo ninh nhừ (200g/l); nƣớc gạo ninh nhừ (200g/l) +
nấm men (5g/l) và mật mía (30g/l) + nƣớc gạo ninh nhừ (200g/l) + nấm men
(5g/l); Giai đoạn 2: nhân nuôi trên môi trƣờng rắn, nấm I. farinosa phát triển tốt
nhất với bột đậu nành + ngô vỡ (ngâm nƣớc 60 phút) và gạo nguyên kích thƣớc
dài 7 mmxdày 2 mm (ninh 8 - 10 phút với nƣớc). Đối với nấm I. fumosorosea
môi trƣờng gạo vỡ 3 mm dàix2 mm dày (ngâm nƣớc 40 phút) và gạo nguyên
(ninh 8 - 10 phút với nƣớc) đều cho kết quả tốt về khả năng phát sinh bào tử.
Nghiên cứu của Jae et al. (2014) cho thấy bảo quản bào tử bột của nấm
I. fumosorosea trên môi trƣờng rắn từ gạo để duy trì các bào tử chịu nhiệt tốt với
điều kiện làm khô ở nhiệt độ thấp (10oC và 20oC) trong 48 giờ (độ ẩm < 5%).
2.2.1.3. Nghiên cứu hoạt chất sinh học của các loài nấm thuộc chi Isaria
Các nghiên cứu gần đây cho thấy có nhiều loài nấm thuộc chi Isaria, bên
cạnh khai thác làm dƣợc liệu, còn đƣợc sử dụng nhƣ một tác nhân phòng trừ sinh
học. Trong những nấm gần đây, các hoạt chất sinh học có trong một số loài nấm

9


chi Isaria đã đƣợc nghiên cứu chiết xuất ứng dụng làm dƣợc liệu.
Yan Shen et al. (2007) xác định hợp chất FTY720 trong nấm Isaria
sinclairii có khả năng ức chế các tế bào ung thƣ tuyến tụy.
Theo Ichiro et al. (2001) khi tách chiết từ hệ sợi nấm I. japonica trên môi
trƣờng lỏng đã tìm thấy 2 enzym Chitinaese bằng phƣơng pháp sắc ký DEAE
Bio-Gel. Pae et al. (2003) tách chiết từ quả thể nấm chất Trichothecene
mycotoxin 4-acetyl-12,13-epoxyl-9-trichothecene-3,15-diol (AETD) có tác dụng
chữa trị bệnh bạch cầu. Theo Kikuchi et al. (2004) phân tích trong sinh khối nấm
I. tenuipes chứa chất Paecilomycine A, B và C có hoạt tính sinh học cao. Nghiên
cứu tiếp sau đó của Akira et al. (2005, 2009) đã phát hiện hợp chất mới chống
oxy hóa và tiền chất của nó đƣợc chiết xuất từ nấm I. japonica.
Từ nấm I. farinosa B05 chiết xuất đƣợc loại Polysaccharides có khả năng
chống kháng u và chống oxy hóa, có chứa 90,3% carbohydrate, 8% axit uronic,
7,15% protein và 3 loại monosacarit bao gồm mannose, galactose và glucose với
tỷ lệ 8.0:4.8:1.0. Chất ngoại polysaccharides hòa tan chứa 93,4% carbohydrate,
8,06% axit uronic, 4,40% protein và ba loại monosaccharides gồm mannose,
galactose and glucose với tỷ lệ 21.6:4.7:1.0 (Yan et al., 2008).
Beauvericin là cyclohexadepsipeptide tự nhiên có trong nấm B. bassiana,
một số loài nấm chi Fusarium và chi Isaria. Theo Luangsa-ard et al. (2009)
nhiều loài nấm chi Isaria có chứa chất Beauvericin (một cyclohexadepsipeptide
tự nhiên) nhƣ Isaria cicadae, I. fumosorosea, I. japonica, I. tenuipes, Cordyceps
cf. takaomontana và Cordyceps dạng hữa tính của I. cicadae. Chất này không
phát hiện đƣợc ở một số loài nhƣ I. amoenerosea, I. cateniannulata và
I. cateniobliqua, N. atypicola, P. sensulato.
2.2.1.4. Nghiên cứu ứng dụng chi Isaria trong phòng trừ sinh học
Cho đến nay, đi tiên phong trong phòng trừ sinh học của nấm ký sinh côn
trùng chủ yếu 2 loài B. bassiana và M. anisopliae. Tuy nhiên, các nghiên cứu gân
đây cho thấy các loài nấm chi Isaria cũng có nhiều triển vọng để để phòng trừ
sâu hại nông nghiệp. Hiện nay, một số loài nấm chi Isaria đƣợc sử dụng phòng
trừ sâu hại cây trồng nhƣ I. javanica, I. fariosa, I. fumosorosea. Các loài nấm này
đã đƣợc nghiên cứu và ứng dụng vào phòng trừ một số đối tƣợng sâu hại thuộc
bộ Lepidoptera, Hemiptera, Diptera, Coleoptera, Hymenoptera,… ở một số nƣớc
trên thế giới nhƣ Trung Quốc, Hoa Kỳ, Brazil, Thái Lan và cho kết quả tốt.

10


Các nghiên cứu của Nigel and Hywel-Jones (2005) cho thấy, chi Isaria có
triển vọng trong phòng trừ sâu hại cây trồng điển hình nhƣ loài I. fumosorosea,
I. javanica, I. tenuipes. Năm 2008 ở Argentina đã sử dụng nấm Isaria phòng trừ
sâu hại cây trồng ở nồng độ 107 bào tử/ml đạt hiệu quả 26,6 - 76,6% sau 7 ngày
sau lây nhiễm. Mặt khác, các loài nấm chi Isaria thƣờng dễ phân lập, phát triển
nhanh, có số lƣợng bào tử nhiều nên có lợi thế nhân nuôi và ứng dụng phòng trừ .
Loài I. fumosorosea và P. fumosoroseus là tác nhân quan trọng phòng trừ
rầy chổng cánh Diaphorina citri. Cho trƣởng thành rầy chổng cánh tiếp xúc với
nấm sau 72 giờ, ở nhiệt độ 24 - 25oC làm 100% số rầy chết và không có cá thể
chết ở công thức đối chứng. Rầy bị bệnh nấm co giật chân và râu, sau 2 - 3 ngày
xuất hiện sợi nấm mọc ở chân, sau một tuần sợi nấm phủ đầy bên trong cơ thể,
sau đó xuất hiện bào tử dạng bột khô màu xám (Jason et al., 2009). Trong phòng
thí nghiệm dùng lá sạch hoặc tấm dính vàng chứa môi trƣờng nhân tạo phun nấm
I. fumosorosea (1,2 - 1,7x103 bào tử/mm2) thì rầy trƣởng thành chết sau khi tiếp
xúc từ 4,9±0,21 đến 6,1±0,37 ngày (Pasco et al., 2009). Cho trƣởng thành rầy
chổng cánh tiếp xúc với tấm dính vàng đã phun bào tử chồi nấm I. fumosorosea,
trong phòng thí nghiệm ở 27°C tỷ lệ chết đạt 70%; trong nhà kính ở 25 - 37°C tỷ lệ
chết thấp < 40% sau 1 tuần (Patrick et al., 2011). Phun dịch nấm I. fumosorosea
lên trƣởng thành rầy chổng cánh ở phòng thí nghiệm, tỷ lệ chết đạt 100% ở nồng
độ 106 và 107 bào tử/ml sau 12 ngày lây nhiễm, nồng độ gây chết trung bình LC 50
là 1,4x105 và 2,0x106 sau 7 ngày lây nhiễm (Karen et al., 2012).
Một số kết quả ghi nhận bƣớc đầu về việc sử dụng nhiều loài nấm Isaria để
phòng trừ bọ phấn trắng Bemisia tabaci. Theo Scorsetti et al. (2008) khi thử
nghiệm 2 loài nấm I. fumosorosea và I. javanica trên 2 loài là bọ phấn trắng và
Trialeurodes vaporariorum ở nồng độ 108 bào tử/ml cho tỷ lệ chết từ 26,6 76,6% sau 7 ngày lây nhiễm. Enrique and Walker (2009) đánh giá khả năng gây
bệnh của loài Isaria sp. trên bọ phấn (biotype B) hại khoai lang, trong điều kiện
phòng thí nghiệm (27oC, 70 %RH, thời gian chiếu sáng 14L : 10D) ở các nồng
độ 20, 200, 1000 bào tử/mm2 đối với bọ phấn tuổi 2, 3 và 4 đã thu đƣợc kết quả
nhƣ sau: nồng độ gây chết trung bình rệp non tuổi 2 là 72 - 118 bào tử/mm2, tuổi
3 là 101 - 170 bào tử/mm2, tuổi 4 là 166 - 295 bào tử/mm2. Hiệu lực của Isaria
sp. trên bọ phấn trƣởng thành chậm hơn và tỷ lệ chết thấp hơn so với sâu non.
Theo Rahim et al. (2013) ở trong phòng thí nghiệm, hiệu lực của nấm
I. fumosorosea ở nồng độ 106 bào tử/ml đạt cao đối với cả trứng và thiếu trùng bọ

11


phấn tuổi 2, 3 và tuổi 4, tƣơng ứng là 91, 90, 86 và 89%. Nghiên cứu của Hong Z.
et al. (2013), nấm I. javanica có khả năng gây bệnh cho loài bọ phấn hại khoai
lang trong phạm vi nhiệt độ khá rộng 15 - 35oC. Tỷ lệ chết của bọ phấn đạt thấp
ở độ ẩm tƣơng đối thấp và không đổi, nhƣng khi giữ độ ẩm cao trong 24 giờ đầu
rồi chuyển sang độ ẩm thấp các mẫu phân lập có thể xâm nhiễm gây bệnh ở tất cả
các giai đoạn phát triển từ trứng đến nhộng. Những kết quả này cho thấy loài
I. javanica có tác dụng phòng trừ tốt loài bọ phấn ở các điều kiện môi trƣờng
khác nhau, có triển vọng để phát triển thành một loại thuốc trừ sâu vi sinh vật để
kiểm bọ phấn trắng hại khoai lang.
Nghiên cứu ứng dụng phòng trừ một số loài sâu róm cho thấy, nấm
I. fumosorosea đạt hiệu lực không cao đối với 2 loài Lymantria monacha (109
bào tử/ml) đạt 30% và Lymantria dispar (4x108 bào tử/ml) đạt 28,8% trong
phòng thí nghiệm tại Thổ Nhĩ Kỳ (Manana et al., 2013). Tuy nhiên, loài nấm
I. javanica lại có hiệu lực khá cao đối với ấu trùng sâu róm L. dispar ở nồng độ
108 bào tử/ml đạt tỷ lệ chết từ 58 - 100% (Shimazu and Takatsuka, 2010). Ngoài
ra, nấm I. javanica còn có tiềm năng ứng dụng để kiếm soát sâu tơ Plutella
xylostella hại rau họ thập tự (Yin et al., 2010).
Theo Murat et al. (2011) nấm I. farinosa là tác nhân gây chết đối với bọ xít
trƣởng thành Aelia rostrata với tỷ lệ chết đạt 70% sau 12 ngày lây nhiễm ở điều
kiện nhiệt độ 27±1°C; 16L: 8D, 70% RH và nồng độ bào tử 108 bào tử/ml.
Bên cạch đó, đã có một số dẫn liệu đánh giá về khả năng kết hợp của nấm
I. fumosoroseus và ong ký sinh trong phòng trừ sâu hại. Theo Pasco et al. (2008),
kết hợp nấm với loài ong ký sinh Encarsia formosa phòng trừ bọ phấn
Trialeurodes vaporariorum trên cây đậu cô ve Phaseolus vulgaris và cây
Pelargonium domesticum. Kết quả là trên cả hai cây khi cho bọ phấn tiếp xúc với
ong ký sinh trong 2 ngày và 4 ngày, sau đó phun nấm thì tỷ lệ chết lần lƣợt đạt
99,5% và 75,5%; 94,6% và 59,4%. Nhƣ vậy, trên cây đậu cô ve sự kết hợp giữa
nấm và ong ký sinh mang lại hiệu quả rõ rệt, nhƣng trên cây P. domesticum việc
kết hợp không mang lại hiệu quả so với tác động riêng biệt. Còn theo nghiên cứu
của David et al. (2012), đã đánh giá khả năng kết hợp của nấm với ong ký sinh
Lysiphlebus testaceipes phòng trừ rệp Toxoptera citricidus Kirkaldy hại cam quýt
tại Florida, Mỹ. Trong 2 tuần đầu tỷ lệ rệp chết không sai khác so với đối chứng,
nhƣng sau đó rệp có hiện tƣợng nhiễm bệnh nhiều. Vì vậy, có thể kết hợp hai tác
nhân này trong phòng trừ rệp hại cam quýt.

12


Hiện nay nhiều nƣớc trên thế giới đã và đang nghiên cứu, ứng dụng nấm ký
sinh côn trùng trong phòng trừ sinh học sâu hại. Bên cạnh các loài nấm truyền
thống thuộc chi Beauveria và Metarhizium, thì chi nấm Isaria cũng đã bắt đầu
đƣợc nghiên cứu và hứa hẹn có thể tạo ra chế phẩm hiệu quả. Kết quả bƣớc đầu
cho thấy các loài nấm chi Isaria điển hình nhƣ I. fumosorosea, I. javanica,
I. fariosa có nhiều triển vọng trong phòng trừ nhiều loài sâu hại cây trồng.
2.2.2. Nghiên cứu đặc điểm vòng đời và chu kỳ phát triển của nấm ký sinh
trên côn trùng
Trong công trình nghiên cứu về sự gây bệnh của nấm ký sinh côn trùng,
Charnley (1989) cho rằng, chu kỳ phát triển của nấm gây bệnh trên cơ thể côn
trùng gồm 8 giai đoạn sau: (1) Bào tử phát tán và bám dính trên lớp vỏ cơ thể, (2)
Bào tử nảy mầm và hình thành giác bám, (3) Xâm nhập qua lớp vỏ cơ thể và tăng
sinh, (4) Xâm nhập biểu bì và nội bì, (5) Sợi nấm xâm nhập mô hoặc hình thành
bào tử chồi trong xoang máu, (6) Côn trùng bị chết, (7) Sinh trƣởng hoại sinh, (8)
Bào tử nấm phát tán.
Tuy nhiên, theo Clarkson and Charnley (1996), chu kỳ nấm gây bệnh côn
trùng có thể chia thành 5 giai đoạn nhƣ sau: (1) Bào tử bám dính trên lớp vỏ cơ
thể, (2) Bào tử nảy mầm và hình thành giác bám, (3) Hình thành ống mầm và sợi
nấm xâm nhập qua lớp vỏ cơ thể, (4) Hình thành bào tử chồi tạo tản nấm trong
xoang máu (haemolymph) của côn trùng vật chủ, (5) Sợi nấm mọc ra bên ngoài.
Cheah et al. (2004), nghiên cứu phòng trừ sinh học sâu Adelges tsugae
Annand (Homoptera: Adelgidae) gây hại cây Tsuga (thuộc nhóm cây thông).
Nấm có thể xâm nhập qua lớp vỏ cơ thể để gây bệnh làm chết côn trùng. Sau khi
côn trùng bị chết, một số lƣợng lớn bào tử nấm đƣợc phát tán từ xác chết để tiếp
tục chu trình lây nhiễm mới trong quần thể côn trùng. Chu kỳ xâm nhiễm tổng
quát của nấm ký sinh côn trùng gồm 6 giai đoạn: (1) Bào tử bám dính lên vỏ cơ
thể vật chủ, (2) Bào tử nảy mầm, (3) Xâm nhập qua lớp vỏ cơ thể vật chủ, (4) Sợi
nấm tăng sinh bên trong cơ thể vật chủ, (5) Hình thành bào tử bên ngoài xác chết
vật chủ, (6) Bào tử phát tán và tiếp tục chu kỳ xâm nhiễm mới (hình 1.1).
Thomas and Read (2007) đƣa ra chu kỳ phát triển in vivo của nấm gây bệnh
côn trùng diễn ra 5 bƣớc: (1) Bào tử bám dính trên lớp biểu bì, (2) Bào tử nảy
mầm hình thành ống mầm và giác bám, (3) Xâm nhập vào lớp biểu bì bằng kết
hợp của áp lực cơ học và hoạt tính của các enzyme làm mất lớp biểu bì, (4) Nấm
tăng trƣởng trong thể xoang vật chủ, (5) Hình thành bào tử bên ngoài và phát tán
khi vật chủ bị chết (hình 1.2).

13


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×