Tải bản đầy đủ

MÔ TẢ HÌNH THÁI VÀ ĐỊNH DANH TUYẾN TRÙNG KÝ SINH GÂY BỆNH CÔN TRÙNG TRÊN VÙNG TRỒNG RAU TẠI CỦ CHI TP. HỒ CHÍ MINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

MÔ TẢ HÌNH THÁI VÀ ĐỊNH DANH TUYẾN TRÙNG
KÝ SINH GÂY BỆNH CÔN TRÙNG TRÊN VÙNG
TRỒNG RAU TẠI CỦ CHI - TP. HỒ CHÍ MINH

Họ và tên sinh viên: NGÔ THỊ THU HẰNG
Ngành: BẢO VỆ THỰC VẬT
Niên khóa: 2005 - 2009

Tháng 08 năm 2009


MÔ TẢ HÌNH THÁI VÀ ĐỊNH DANH TUYẾN TRÙNG
KÝ SINH GÂY BỆNH CÔN TRÙNG TRÊN VÙNG
TRỒNG RAU TẠI CỦ CHI - TP. HỒ CHÍ MINH

Tác giả


NGÔ THỊ THU HẰNG

Luận văn được đệ trình để hoàn tất yêu cầucấp bằng
Kỹ sư nông nghiệp ngành
Bảo vệ thực vật

Giảng viên hướng dẫn
TS. LÊ ĐÌNH ĐÔN
KS. NGUYỄN HỮU TRÚC

TP. Hồ Chí Minh
Tháng 08/2009
i


LỜI CẢM ƠN
Thành kính khắc ghi công ơn cha mẹ và anh chị đã nuôi dưỡng, dạy dỗ con đến
ngày hôm nay. Xin trân trọng biết ơn Thầy Lê Đình Đôn, Thầy Nguyễn Hữu Trúc và
Thầy Trần Ngọc Hùng đã tận tình hướng dẫn, chỉ dạy và giúp đỡ em trong suốt thời
gian thực tập hoàn thành khóa luận.
Chân thành cảm ơn:
-

Ban giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm TP. HCM.

-

Ban chủ nhiệm Khoa Nông học.

-

Ban quản lý Chi Cục Kiểm Dịch Vùng II. TP. HCM.

-

Cùng toàn thể qúy thầy cô Trường Đại học Nông Lâm TP. HCM đã tận tình
dạy dỗ, giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập ở trường.

-



Cô Kiều, chị Vân đã giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đề tài.

-

Chị Thanh, anh Đông, chị Hiền và các anh chị làm việc ở phòng kỹ thuật
Chi Cục Kiểm Dịch Vùng II TP. HCM.

-

Các cô chú nông dân đã tạo điều kiện để cháu làm đề tài được thuận lợi.

-

Các anh chị, các bạn trong và ngoài lớp đã tận tình giúp đỡ, động viên tôi
trong quá trình học tập và thực hiện đề tài.

Tp. Hồ Chí Minh, 08/2009

Ngô Thị Thu Hằng

ii


TÓM TẮT
Tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng: Entomopathogenic nematodes
(EPNs) thuộc ba giống Steinernema, Heterorhabditis và Neosteinernema hiện đang
được sử dụng như một nhóm tác nhân phòng trừ sinh học sâu hại rất có hiệu quả
trên thế giới. Hiện tại trên toàn thế giới đã định danh được 54 loài thuộc giống
Steinernema, 14 loài thuộc giống Heterorhabditis và chỉ có 1 loài thuộc giống
Neosteinernema.
Đề tài nghiên cứu “Mô tả hình thái và định danh tuyến trùng ký sinh gây bệnh
côn trùng trên vùng trồng rau tại Củ Chi - TP. Hồ Chí Minh” được tiến hành tại phòng
thí nghiệm Bộ môn Bảo Vệ Thực Vật, Trường Đại học Nông Lâm TP. HCM và Chi
Cục Kiểm Dịch Vùng II TP. HCM, thời gian thực hiện đề tài từ ngày 15/02/2009 đến
ngày 15/06/2009 nhằm phân lập và làm tiêu bản tuyến trùng để mô tả hình thái và định
danh tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng trên vùng trồng rau tại Củ Chi TP. HCM.
Để thu thập nguồn tuyến trùng ban đầu sử dụng nhộng sâu xanh (Heliothis
armigera) làm mồi bẫy. Sau 4 ngày đặt bẫy thu mẫu nhộng bị ký sinh, mang nhân nuôi
bằng nhộng sâu xanh và nhân nuôi trên môi trường nhân tạo.
Dùng nhộng sâu xanh để phân lập tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng bằng
cách gắp một nhộng bị chết do tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng đặt vào đĩa
petri nhỏ có lớp giấy lọc ẩm ủ trong bóng tối ở nhiệt độ phòng, sau 4 - 5 ngày ủ mổ
nhộng chết thu được tuyến trùng đực cái trưởng thành. Ấu trùng cảm nhiễm thu được
khoảng một tuần sau khi chúng phát tán từ xác nhộng chết.
Phân lập tuyến trùng trên môi trường nhân tạo : Mỗi môi trường nhân nuôi lấy
khoảng 10 ml dịch có tuyến trùng ở giai đoạn tuyến trùng phát triển mạnh nhất. Pha
lỏng dịch có tuyến trùng bằng nước cất, sau đó lọc qua rây có đường kính 45
micrometers nhiều lần để thu tuyến trùng. Dùng nước nóng ở 60 oC để giết chết tuyến
trùng, đưa tuyến trùng chết vào lọ nhỏ có dung dịch formol 4% để bảo quản mẫu. Sau
đó tiến hành làm tiêu bản tuyến trùng.
Quan sát tuyến trùng dưới kính hiển vi quang học ở các vật kính 10X, 40X và
100X để mô tả hình thái tuyến trùng đực, cái và ấu trùng xâm nhiễm. Vẽ tuyến trùng

iii


trên trang giấy A4 bằng kính Olympus Drawing Attachment Model U - DA ở các vật
kính 10X, 40X và đo kích thước tuyến trùng bằng thước giấy.
Kết quả đã phân lập được hai loài tuyến trùng là Heterorhabditis sp.1 và
Heterorhabditis sp.2 bằng nhộng sâu xanh, thuộc giống Heterorhabditis. Trong mỗi
con nhộng chỉ phân lập được một loài tuyến trùng. Cả hai loài tuyến trùng phân lập
được bằng nhộng sâu xanh đều sống được trên môi trường nhân tạo, mỗi môi trường
chỉ phân lập được một loài tuyến trùng. Tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng là loại
tuyến trùng có kích thước khá lớn. Trong đó, loài Heterorhabditis sp.1: Con cái và con
đực nhìn thấy được bằng mắt thường cơ thể con cái rất to, khỏe, cong ở mặt bụng,
chiều dài cơ thể là 1954,8 - 2323,6 µm. Con đực nhỏ hơn con cái, chiều dài cơ thể là
1458,0 - 1709,7 µm, cong hình chữ C khi xử lý nhiệt. Ấu trùng cảm nhiễm có kích
thước nhỏ hơn nhiều so với con cái và con đực, khó nhìn thấy được bằng mắt thường,
chiều dài cơ thể là 458,1 - 574,2 µm. Loài Heterorhabditis sp.2: Kích thước con cái,
con đực và ấu trùng xâm nhiễm đều nhỏ hơn nhiều so với loài Heterorhabditis sp.1.
Con cái và con đực nhìn thấy được bằng mắt thường cơ thể con cái nhỏ và mảnh, cong
ở mặt bụng và dài 1245,2 - 1483,9 µm, con đực nhỏ hơn con cái và dài 967,7 - 1290,3
µm, cong hình chữ J khi xử lý nhiệt, ấu trùng xâm nhiễm có kích thước nhỏ hơn nhiều
so với con cái, con đực và khó nhìn thấy được bằng mắt thường, chiều dài cơ thể là
421,9 - 496,8 µm.

iv


MỤC LỤC
Nội dung

Trang

Trang tựa .................................................................................................................. i
Lời cảm tạ................................................................................................................ ii
Tóm tắt ................................................................................................................... iii
Mục lục ....................................................................................................................v
Danh sách các chữ viết tắt..................................................................................... viii
Danh sách các bảng ................................................................................................ ix
Danh sách các hình .................................................................................................. x
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ....................................................................................... 1
1.1 Đặt vấn đề.......................................................................................................... 1
1.2 Mục tiêu đề tài ................................................................................................... 2
1.3 Yêu cầu.............................................................................................................. 2
1.4 Nội dung............................................................................................................ 2
1.5 Giới hạn của đề tài ............................................................................................. 2
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU.................................................................... 3
2.1 Hệ thống phân loại tuyến trùng EPNs ................................................................ 3
2.2 Đặc điểm hình thái phân loại EPNs.................................................................... 4
2.2.1 Nguồn gốc ...................................................................................................... 4
2.2.2 Đặc điểm hình thái của các giống tuyến trùng EPNs ....................................... 4
2.2.2.1 Đặc điểm hình thái của giống Steinernema................................................... 5
2.2.2.2 Đặc điểm hình thái của giống Neosteinernema............................................. 6
2.2.2.3 Đặc điểm hình thái của giống Heterorhabditis ............................................. 7
2.3 EPNs - một tác nhân được sử dụng trong phòng trừ sinh học ............................. 8
2.4 Ưu và nhược điểm của EPNs ............................................................................. 9
2.5 Đặc điểm sinh học của EPNs và vi khuẩn cộng sinh..........................................11
2.5.1 Đặc điểm sinh học của EPNs..........................................................................11
2.5.2 Đặc điểm của vi khuẩn cộng sinh với EPNs ...................................................13
2.6 Sự phân bố, phổ ký chủ, sự phát tán và tồn tại của EPNs ..................................14
2.6.1 Sự phân bố .....................................................................................................14
v


2.6.2 Phổ ký chủ .....................................................................................................15
2.6.3 Sự phát tán .....................................................................................................17
2.6.4 Sự tồn tại........................................................................................................17
2.7 Sự tác động qua lại giữa EPNs - vi khuẩn cộng sinh với ký chủ ........................18
2.8 Tình hình nghiên cứu EPNs trên thế giới...........................................................19
2.9 Tình hình nghiên cứu EPNs trong nước ............................................................21
CHƯƠNG 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............................23
3.1.1 Thời gian nghiên cứu .....................................................................................23
3.1.2 Địa điểm nghiên cứu ......................................................................................23
3.2 Vật liệu và dụng cụ nghiên cứu .........................................................................23
3.2.1 Vật liệu nghiên cứu ........................................................................................23
3.2.2 Dụng cụ nghiên cứu .......................................................................................23
3.3 Phương pháp nghiên cứu...................................................................................24
3.3.1 Phương pháp thu thập mẫu tuyến trùng sử dụng nhộng sâu xanh làm mồi......24
3.3.2 Phương pháp nhân nuôi EPNs trên đĩa petri bằng nhộng sâu xanh .................24
3.3.3 Phương pháp nhân nuôi EPNs bằng môi trường nhân tạo...............................25
3.3.4 Phương pháp phân lập EPNs để làm tiêu bản .................................................25
3.3.4.1 Phân lập EPNs bằng nhộng sâu xanh...........................................................25
3.3.4.2 Phân lập EPNs trên các môi trường nhân tạo...............................................26
3.3.5 Các dung dịch dùng làm tiêu bản ...................................................................26
3.3.6 Các bước chuẩn bị EPNs để làm tiêu bản .......................................................26
3.3.7 Phương pháp làm tiêu bản..............................................................................27
3.3.7.1 Kỹ thuật gắp tuyến trùng .............................................................................27
3.3.7.2 Các bước làm tiêu bản tuyến trùng ..............................................................27
3.3.8 Mô tả hình thái EPNs qua kính hiển vi quang học ..........................................28
3.3.9 Công thức số đo, phương pháp vẽ, đo và quy đổi kích thước của EPNs..........28
3.3.9.1 Phương pháp vẽ tuyến trùng........................................................................28
3.3.9.2 Công thức số đo tuyến trùng........................................................................28
3.3.9.3 Phương pháp đo kích thước tuyến trùng ......................................................29
3.3.9.4 Phương pháp quy đổi kích thước tuyến trùng về kích thước thật .................29
3.3.10 Phương pháp xử lý số liệu............................................................................30
vi


CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................33
4.1 Phân lập và làm tiêu bản ...................................................................................33
4.2 Mô tả hình thái tuyến trùng qua kính hiển vi quang học ....................................33
4.2.1 Vị trí phân loại của tuyến trùng Heterorhabditis sp. .......................................33
4.2.2 Mô tả hình thái giống Heterorhabditis qua kính hiển vi quang học ................35
4.2.3 Mô tả hình thái loài Heterorhabditis sp.1 qua kính hiển vi quang học ............39
4.2.4 Mô tả hình thái loài Heterorhabditis sp.2 qua kính hiển vi quang học ............45
4.3 Mô tả hình thái tuyến trùng EPNs qua kính Olympus Drawing Attachment
Model U-DA...........................................................................................................54
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................61
5.1 Kết luận ............................................................................................................61
5.2 Đề nghị .............................................................................................................61
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................62

vii


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
EPNs:

Entomopathogenic nematodes (tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng)

IJs:

Infective juveniles (ấu trùng xâm nhiễm)

VKCS:

Vi khuẩn cộng sinh

viii


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng

Trang

Bảng 4.1: Bảng kích thước và tỷ lệ các bộ phận của Heterorhabditis sp.1 (µm)

56

Bảng 4.2: Bảng kích thước và tỷ lệ các bộ phận của Heterorhabditis sp.2 (µm)

57

ix


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình

Trang

Hình 3.1 Các dụng cụ thí nghiệm ...........................................................................23
Hình 3.2 Cách vẽ tuyến trùng dùng kính Olympus Drawing Attachment
Model U-DA...........................................................................................................30
Hình 3.3 Các hình ảnh mô tả ..................................................................................31
Hình 3.4 Lame có vòng sáp ong. ............................................................................32
Hình 3.5 Tiêu bản tuyến trùng đã hoàn thành .........................................................32
Hình 4.1 Toàn bộ cơ thể tuyến trùng cái và đực giống Heterorhabditis ..................34
Hình 4.2 Các bộ phận của tuyến trùng cái giống Heterorhabditis...........................36
Hình 4.3 Các bộ phận của tuyến trùng đực giống Heterorhabditis..........................37
Hình 4.4 Ấu trùng xâm nhiễm giống Heterorhabditis.............................................38
Hình 4.5 Ấu trùng xâm nhiễm loài Heterorhabditis sp.1 ........................................40
Hình 4.6 Các bộ phận tuyến trùng cái loài Heterorhabditis sp.1.............................41
Hình 4.7 Cấu trúc bộ phận sinh dục và hậu môn con cái Heterorhabditis sp.1........42
Hình 4.8 Các bộ phận của tuyến trùng đực loài Heterorhabditis sp.1 .....................43
Hình 4.9 Các dạng đuôi tuyến trùng loài Heterorhabditis sp.1 ...............................44
Hình 4.10 Ấu trùng xâm nhiễm loài Heterorhabditis sp.2 ......................................46
Hình 4.11 Các bộ phận của tuyến trùng đực loài Heterorhabditis sp.2 ...................47
Hình 4.12 Các dạng đuôi tuyến trùng đực loài Heterorhabditis sp.2.......................48
Hình 4.13 Các bộ phận tuyến trùng cái loài Heterorhabditis sp.2...........................49
Hình 4.14 Cấu trúc bộ phận sinh dục và hậu môn con cái Heterorhabditis sp.2......50
Hình 4.15 Cấu trúc buồng trứng và ấu trùng tuổi 2 (J2) trong bụng con cái
loài Heterorhabditis sp.2 ........................................................................................51
Hình 4.16 Toàn bộ cơ thể tuyến trùng cái Heterorhabditis .....................................52
Hình 4.17 Toàn bộ cơ thể tuyến trùng đực Heterorhabditis....................................53
Hình 4.18 Hình vẽ mô tả hình thái và cách đo các bộ phận của tuyến trùng
cái Heterorhabditis .................................................................................................54
Hình 4.19 Hình vẽ mô tả hình thái và cách đo các bộ phận của tuyến trùng
đực Heterorhabditis................................................................................................55
x


Chương 1
GIỚI THIỆU
1.1 Đặt vấn đề
Việc sản xuất và tiêu thụ rau trên thế giới cũng như ở nước ta ngày càng gia
tăng, do cải thiện được khâu bảo quản, chế biến rau, đồng thời khi đời sống người dân
được nâng cao, đã dư thừa lương thực thực phẩm thì người ta có xu hướng sử dụng rau
nhiều hơn để đảm bảo sức khỏe, sắc đẹp và tuổi thọ. Nhưng số lượng rau an toàn cung
cấp cho nhu cầu của thị trường thế giới cũng như thị trường trong nước chưa đủ. Vì
việc áp dụng ồ ạt, thiếu chọn lọc các tiến bộ kỹ thuật về hóa học, nông hóa thổ nhưỡng
và công nghệ sinh học đã làm phát sinh nhiều loại dịch hại như sâu, bệnh, động vật hại
nông nghiệp và cỏ dại. Trong các đối tượng dịch hại trên rau thì sâu hại là một trong
những đối tượng quan trọng.
Để giảm thiệt hại của các dịch hại trên con người đã sử dụng nhiều thuốc bảo vệ
thực vật đặc biệt là thuốc trừ sâu đã để lại những hậu quả xấu như: Gây ô nhiễm môi
trường, ảnh hưởng tới vi sinh vật có ích, ảnh hưởng tới sức khỏe của con người. Để
hạn chế tác hại của thuốc hóa học cần phải tăng cường các biện pháp phi hóa học. Các
tác nhân sinh học là những công cụ bảo vệ thực vật quan trọng ngày càng được đề cao
trong sản xuất nông nghiệp hữu cơ. Hiện nay tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng
đang là đối tượng nghiên cứu của nhiều nước để hạn chế các loại sâu tồn tại trong môi
trường đất hay có một giai đoạn tồn tại trong môi trường đất.
Tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng: Entomopathogenic nematodes (EPNs)
thuộc ba giống Steinernema, Heterorhabditis và Neosteinernema hiện được sử dụng
như là một nhóm tác nhân phòng trừ sâu hại rất có hiệu quả trên thế giới. Cơ chế gây
bệnh của EPNs là nhờ vào vi khuẩn cộng sinh (vi khuẩn Xenorhabdus cộng sinh với
Steinernema và vi khuẩn Photorhabdus cộng sinh với Heterorhabditis) mà ấu trùng
xâm nhiễm mang trong ruột tạo thành tổ hợp tuyến trùng – vi khuẩn vừa ký sinh vừa
gây bệnh. Khi xâm nhiễm vào vật chủ qua miệng, hậu môn, tuyến tơ hoặc nơi có lớp
1


cutin mỏng, ấu trùng xâm nhiễm giải phóng vi khuẩn cộng sinh vào xoang máu của vật
chủ và tại đây vi khuẩn cộng sinh nhân lên nhanh chóng và tạo ra độc tố giết chết vật
chủ trong vòng 24 - 48 giờ.
Ngoài lợi ích trong phòng trừ sâu hại, hiện nay các nhà khoa học trên thế giới
đang quan tâm đến ứng dụng của các vi khuẩn cộng sinh với EPNs trong y dược. Các
nhà khoa học trên thế giới đã phát hiện ra tính kháng khuẩn của Xenorhadus
nematophilus cộng sinh với Steinernema feltidae. Đến nay, người ta đã biết không chỉ
vi khuẩn cộng sinh với EPNs có tính kháng khuẩn mà những độc tố do chúng sinh ra
trong quá trình trao đổi chất cũng có khả năng diệt khuẩn, chống loét, và diệt sâu. Như
vậy nghiên cứu tuyến trùng EPNs có nhiều lợi ích trong nông nghiệp và y học. Định
danh tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng là cơ sở cho việc nghiên cứu môi trường
nhân sinh khối tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng. Vì vậy để góp phần thực tiễn
cho việc nghiên cứu, giảng dạy và nhân sinh khối tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn
trùng làm thuốc trừ sâu sinh học, đề tài: “Mô tả hình thái và định danh tuyến trùng ký
sinh gây bệnh côn trùng trên vùng trồng rau tại Củ Chi - TP. HCM” đã được thực hiện.
1.2 Mục tiêu đề tài
Mô tả hình thái và định danh tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng trên vùng
trồng rau tại Củ Chi - TP. Hồ Chí Minh đã phân lập được.
1.3 Yêu cầu
- Phân lập được tuyến trùng đã thu thập.
- Làm tiêu bản tuyến trùng để:
+ Mô tả hình thái tuyến trùng.
+ Vẽ tuyến trùng.
+ Đo kích thước tuyến trùng.
1.4 Nội dung
- Mô tả hình thái để định danh tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng trên
vùng trồng rau tại Củ Chi - TP. Hồ Chí Minh.
1.5 Giới hạn của đề tài
- Thời gian từ 02/2009 - 06/2009.
- Thực hiện trên vùng trồng rau tại Củ Chi - TP. Hồ Chí Minh.

2


Chương 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Hệ thống phân loại tuyến trùng EPNs
Dựa trên cơ sở phân tích mối quan hệ họ hàng và tiến hóa của nhiều đại diện
tuyến trùng. De Lay và Blaxter (2002) đã xây dựng hệ thống phân loại tuyến trùng mới
trong đó EPNs được sắp xếp như sau:
Ngành: Nematode
Lớp: Chromadorea Inglis, 1983
Phân lớp: Chromadoria Pearse, 1942
Bộ: Rhabditida Chitwood, 1949
Phân bộ: Panagrolaimomorpha De Ley và Blaxter, 2002
Liên họ: Strongyloidoidae Chitwood và Meinto
Họ: Steinernematidea Chitwood và Chitwood
Giống:

Steinernema

Travassos,

1927

syn.

Steineria

Travassos, 1927 nec Steineria Micoletzky, 1922
Neoaplectana steiner, 1929
Neosteinernema Nguyen và Smart, 1994
Phân bộ: Rhabditina Chitwood,1933
Dưới phân bộ: Rhabditomorpha De ley và Blexter, 2002
Liên họ: Strongyloidea Orley, 1880
Họ: Heterorhabditidae Poinar, 1975
Giống: Heterorhabditis Poinar, 1976 syn. Chromonema Khan,
Brooks và Hirschmann, 1976
Hiện nay trên thế giới đã định danh được 69 loài EPNs trong đó có 54 loài
thuộc Steinernema, chỉ có 1 loài thuộc giống Neosteinernema và 14 loài thuộc giống
Heterorhabditis. Ở Việt Nam đã xác định được 26 loài, trong đó có 24 loài thuộc
giống Steinernema và 2 loài thuộc giống Heterorhabditis (Nguyễn Ngọc Châu, 2008).
3


2.2 Đặc điểm hình thái phân loại EPNs
2.2.1 Nguồn gốc
Theo Poiner (1994), cho rằng Steinernema và Heterorhabditis có từ 375 triệu
năm về trước, ông cho rằng quá trình tiến hóa tạo ra đặc điểm sinh học và hình thái của
chúng đó là những đặc điểm cơ bản của phần đầu và đặc điểm hình thái của đuôi con
đực, Poinar cho rằng Heterorhabditis tiến hóa từ tổ tiên “Pellioditis - like” trong cát ở
môi trường biển, trong khi Steinernema tìm thấy ở đất liền và tiến hóa từ tổ
tiên “Proto - Rhabditonema”.
Mở đầu nhánh phát sinh của tuyến trùng là 18S ribosomal DNA những ý tưởng
của Poiner thì tập trung vào nguồn gốc của Steinernema và Heterorhabditis. Khi mô tả
nhánh phát sinh cho thấy Heterorhabditis có họ hàng gần nhất với bộ ký sinh động vật
có xương sống là Strongylida. Heterorhabditis và Strongylida có cùng tổ tiên là
Pelliditis (có họ Rhabditoidae, là một siêu họ của bộ Rabditida). Steinernema có họ
hàng gần nhất với họ Panagrolaimoiidea và Strongyloidae (cả hai đều là siêu họ của
bộ Rabditida) là thành viên của tổ tiên lớn hơn bao gồm tuyến trùng ký sinh thực vật,
ăn nấm và ăn vi khuẩn đó là những loài của các bộ Aphelenchida, Tylenchida (Byron
J. Adams và Khuong B. Nguyen, 2002).
2.2.2 Đặc điểm hình thái của các giống EPNs
Định danh tuyến trùng bằng phương pháp truyền thống là dựa chủ yếu vào các
đặc điểm hình thái tiêu biểu như: Chiều dài cơ thể, khoảng cách từ đỉnh đầu đến lỗ bài
tiết, đặc điểm gai giao cấu, gai đệm của con đực và một số đặc điểm điển hình khác.
Phương pháp định danh tuyến trùng EPNs bằng phân tử đã được phát triển nhanh
trong những năm gần đây và trở thành một trong các chỉ tiêu để định loại và xác định
quan hệ họ hàng của EPNs (Smart, 1995).
Theo Hao De - jun và ctv (2001), trong nhiều năm qua nhiều nghiên cứu về hệ
thống EPNs bị hạn chế, bao gồm những tiêu chuẩn về mô tả loài, đề nghị sửa đổi tên,
làm sáng tỏ mối phát sinh loài trong ngành tuyến trùng dựa vào đặc điểm phân tử và
đưa ra khóa phân loại tuyến trùng mới, đó là những thay đổi mang lại sự ổn định và
phát triển của hệ thống EPNs. Số lượng tuyến trùng tìm ra được gần đây đã làm tăng
thêm nhiều ý nghĩa về lĩnh vực nghiên cứu tuyến trùng EPNs của thập niên qua.

4


2.2.2.1 Đặc điểm hình thái của giống Steinernema
Loài tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng được mô tả đầu tiên là loài
Aplectana kraussei. Theo Travassos (1927), đặt tên giống mới cho loài Aplectana
kraussei thành Steinernama. Sau đó Filipjev (1934) đã đề nghị thành lập phân họ mới
là Steinernematidae. Phân họ này sau đó được Chitwood và Chitwood (1937) nâng lên
thành họ Steinernematidae. Nguyen và Smart (1994) đã mô tả một giống mới là
Neosteinernema, như vậy họ Steinernematidae có hai giống là Steinernema và
Neosteinernema.
 Con đực: Toàn bộ cơ thể cong về bụng tạo thành dạng chữ J hoặc chữ C khi
xử lý nhiệt. Đầu có dạng hình bẹt hoặc hơi tròn, không tách biệt với phần thân. Vỏ
cutin có cấu trúc phân đốt mịn và khó phân biệt khi quan sát dưới kính hiển vi quang
học. Con đực nhỏ hơn con cái, đỉnh đầu có 6 nhú môi và 4 nhú đầu nhô lên, xoang
miệng hình phễu, thực quản có cấu tạo cơ, dạng hình trụ, đôi khi có diều giữa
(metacorpus), eo thực quản hẹp và được bao quanh bởi vòng thần kinh (nerve ring).
Vòng thần kinh thường khó quan sát. Phần gốc thực quản hay diều thực quản rộng với
van tiêu giảm chỉ còn là vết nhăn. Cấu trúc van thực quản - ruột lồi lên và kéo dài về
ống ruột. Có một tinh hoàn, gấp khúc ở phần đầu. Có một cặp gai giao cấu, gai đệm
sinh dục dài, thỉnh thoảng dài bằng một nửa gai giao cấu. Không có cánh đuôi (Bursa),
đuôi hình chóp, cong lồi về phía lưng, tận cùng đuôi tù hoặc tròn, tận cùng mút đuôi có
hoặc không có mucro. Phasmids thường không rõ. Vùng đuôi có hệ thống nhú sinh
dục bao gồm một nhú đơn và 10 - 14 đôi nhú sinh dục (gental papillae) thường có từ 7
- 10 đôi ở phía trước lỗ huyệt. Các nhú này nằm ở mặt bụng và bên bụng với chức
năng giúp con đực bám chặt con cái khi giao phối (Byron J. Adams và Khuong B.
Nguyen, 2002).
 Con cái: Kích thước lớn và có thể thay đổi. Lớp cutin trơn hay tạo thành
vòng. Phần bên không có. Lỗ bài tiết rõ ràng, phần lớn ở phía trên của vòng thần kinh,
đầu tròn, hiếm khi lệch sang một bên, đỉnh đầu có 6 nhú môi riêng biệt hoặc dính liền
nhau, mỗi môi có một nhú lồi, có 4 nhú đầu thường nhô cao hơn và ở ngay sau nhú
môi. Amphids hiện diện nhưng nhỏ, khoang miệng (stoma) bị xẹp lại. Thực quản có
dạng hình trụ, thực quản giữa hơi phồng lên, eo thực quản hẹp và được bao quanh bởi
vòng thần kinh, diều thực quản lớn giống hình củ hành và có van tiêu giảm ở bên
5


trong. Van thực quản ruột thường rõ ràng, lồi và nhô về phía ruột. Hệ sinh dục có hai
nhánh sinh dục nằm đối xứng nhau qua lỗ đẻ và đều gấp khúc về phần cuối. Lỗ đẻ ở
giữa cơ thể, có dạng khe ngang, có hai môi giống nhau, các bờ môi của lỗ đẻ thường
nhô lên khỏi bề mặt cơ thể ở mức độ khác nhạu. Phía trên lỗ đẻ của một số loài có cấu
trúc giống như nắp (epiptygma). Con cái đẻ trứng hay đẻ trứng thai, ấu trùng tuyến
trùng phát triển thành ấu trùng xâm nhiễm (IJs) trước khi chúng chui ra khỏi cơ thể
con cái. Đuôi dài hơn hay ngắn hơn chiều rộng cơ thể tại hậu môn, có hoặc không có
mấu lồi lên (swelling) ở sau hậu môn (Byron J. Adams và Khuong B. Nguyen, 2002).
 Ấu trùng xâm nhiễm: Cơ thể mảnh và yếu thuôn đều về phía đầu và đuôi,
cong về phía bụng khi xử lý nhiệt. Đầu tròn, bẹt. Miệng và hậu môn khép kín. Thực
quản hẹp với eo thực quản thuôn dài, diều sau có dạng gần như qua lê, thường cong lồi
về phía lưng do tuyến bài tiết phát triển và chèn ép diều về mặt bụng. Bọc vi khuẩn
nằm ở phía trước ruột tiếp giáp với thực quản. Có khoang miệng bị xẹp lại, có hay
không có lớp cutin của ấu trùng tuyến trùng tuổi 2, lớp cutin tạo thành vòng. Phamids
nhỏ, lớn hay không có nằm ở phần giữa của đuôi. Đuôi hình chóp đều hoặc không đều,
thường cong lồi hoặc lõm về phía lưng bụng. Tận cùng đuôi tù hoặc nhọn (Byron J.
Adams và Khuong B. Nguyen, 2002).
2.2.2.2 Đặc điểm hình thái của giống Neosteinernema
Con đực nhỏ hơn con cái, mặt bụng ở phía đuôi có 13 - 14 đôi nhú sinh dục
(genital papillae), có 8 đôi ở phía trước lỗ huyệt, phamids lồi lên, đỉnh đuôi hình ngón
tay, gai giao cấu hình dạng giống cái chân người với một cái bứu ở mặt lưng. Phần lớn
gai đệm sinh dục dài bằng gai giao cấu. Con cái của giống Neosteinernema giống như
con cái của giống Steinernema, phamids lồi lên dễ thấy, được tìm thấy ở phía dưới hậu
môn khoảng giữa đuôi. Đuôi dài hơn chiều rộng cơ thể tại lỗ hậu môn (chiều dài
đuôi/rộng hậu môn = 1,1 - 1,68), đẻ thai trứng, ấu trùng tuyến trùng phát triển thành
IJs trước khi chui ra khỏi cơ thể con cái. IJs đầu hơi phồng lên, phasmids lớn, đuôi
thon dài hay dạng sợi chỉ, chiều dài đuôi bằng chiều dài thực quản, thường cong ở
phần cuối, tỉ lệ c (chiều dài cơ thể/chiều dài đuôi) khoảng 5,5 (Byron J. Adams và
Khuong B. Nguyen, 2002).

6


2.2.2.3 Đặc điểm hình thái của giống Heterorhabditis
Poiner (1976) đã thiết lập họ Heterorhabditidae khi ông mô tả giống và loài
Heterorhabditis bacteriophora. Họ này chỉ có một giống là Heterorhabditis và giống
Heterorhabditis có 14 loài. Là tuyến trùng ký sinh côn trùng bắt buộc, ấu trùng xâm
nhiễm mang vi khuẩn cộng sinh, con cái lưỡng tính và con đơn tính cùng hiện diện.
 Con cái lưỡng tính: Kích thước cơ thể lớn và cong phía bụng tạo thành dạng
chữ C khi xử lý nhiệt. Vỏ cutin nhẵn khi quan sát dưới kính hiển vi quang học. Đầu
hình chóp cụt, hơi tròn, có 6 nhú môi hình nón phát triển đều nhau, riêng lẻ, đôi khi
hợp với nhau ở phần gốc của chúng, khoang miệng rộng và nông. Phần cuối của
khoang miệng được bao quanh bởi thực quản, phần trước và phần giữa thực quản hình
trụ có metacorpus hơi phồng lên, eo thực quản nhỏ, bầu diều phồng lên với van rõ ràng
ở bên trong. Vòng thần kinh ở giữa eo thực quản. Lỗ bài tiết thường ở đáy thực quản.
Van thực quản ruột lồi rõ ràng và nhô về phía ruột. Lỗ đẻ có dạng khe ngang, lỗ đẻ ở
giữa cơ thể, có hai môi giống nhau. Hệ sinh dục có hai nhánh sinh dục nằm đối xứng
nhau qua lỗ đẻ và đều gấp khúc về phần cuối, phần gấp khúc kéo dài. Ở giai đoạn đầu
con cái đẻ trứng nhưng ở giai đoạn sau, khi con cái về già chúng đẻ trứng thai
(oviviparous). Đuôi nhọn, đuôi dài hơn chiều rộng cơ thể tại hậu môn, thường có mấu
lồi (swelling) sau hậu môn (Byron J. Adams và Khuong B. Nguyen, 2002).
 Con cái đơn tính: Tương tự như con cái lưỡng tính nhưng nhỏ hơn, nhú môi
nhọn, nhỏ và nhô lên. Hệ sinh dục có hai nhánh sinh dục nằm đối xứng nhau qua lỗ đẻ
và đều gấp khúc về phần cuối. Lỗ đẻ không có chức năng đẻ trứng nhưng có chức
năng giao phối, trứng nở trong cơ thể con cái (Nguyen, 2002).
 Con đực: Cơ thể thon, cong về mặt bụng tạo thành hình chữ C khi xử lý
nhiệt. Vỏ cutin nhẵn khi quan sát dưới kính hiển vi quang học. Đầu bằng hoặc tròn, lỗ
miệng có dạng phễu hoặc hình trụ, xoang miệng nông. Phần trước và phần giữa thực
quản hình trụ ống, eo thực quản nhỏ, phần sau thực quản có cấu tạo dạng diều. Cấu
trúc van thực quản - ruột nhô về phía ống ruột. Có một tinh hoàn, gấp khúc ở đầu. Có
một cặp gai giao cấu tách rời nhau và hơi cong ở mặt bụng, đầu gai cụt, gai đệm sinh
dục thường dài bằng một nửa chiều dài của gai giao cấu. Cánh đuôi rất phát triển, cánh
đuôi bao quanh đuôi và kéo dài đến tận nút đuôi (bursa peloderan) với 9 đôi nhú sinh
dục xếp giống dạng nan quạt. Đuôi dạng hình chóp, tận cùng đuôi không có mucro.
7


 Ấu trùng xâm nhiễm: Thường có lớp vỏ bọc bên ngoài đó là lớp vỏ cutin
của ấu trùng tuổi 2 (J2), miệng và lỗ hậu môn đóng. Thực quản và ruột nhỏ dần, lỗ bài
tiết ở phía dưới vòng thần kinh. Tế bào vi khuẩn cộng sinh được tìm thấy trong ruột
của tuyến trùng, đuôi nhọn. Đây là đặc điểm điển hình và chỉ có ở giống
Heterorhabditis (Byron J. Adams và Khuong B. Nguyen, 2002).
2.3 EPNs - một tác nhân được sử dụng trong phòng trừ sinh học
Phòng trừ sinh học được xác định như một hoạt động của thiên địch tự nhiên
(động vật ăn thịt, ký sinh côn trùng và vi sinh vật gây bệnh) và duy trì mật độ quần thể
ký chủ ở mức độ thấp hơn là khi không có mặt của thiên địch. Như vậy, ngoài các
nhóm thiên địch như côn trùng ăn thịt, ký sinh côn trùng và các vi sinh vật gây bệnh
còn có nhóm EPNs, một nhóm khá đặc biệt vì với các phạm trù trên thì chúng vừa là
ký sinh, vừa gây bệnh và cũng là ăn thịt (Nguyễn ngọc Châu, 2008).
Biện pháp sinh học áp dụng khoa học và kĩ thuật cao bắt đầu từ 1889 với sự
giới thiệu về áp dụng tuyến trùng ký sinh gián Rodilia cardinadis và ký sinh ruồi
Cryptochaetum iceryae ở Australia để kiểm soát sâu hại cam quýt ở California có tên
Icerya purchasi in california citrus groves. Gần đây nhất là động vật chân khớp và
những ký sinh là những thiên địch nguyên thủy được sử dụng để kiểm soát sâu hại.
Ngoài ra còn có những biện pháp kiểm soát khác sử dụng vi sinh vật như vi rút, vi
khuẩn, nấm, sinh vật đơn bào và tuyến trùng. EPNs thuộc họ Steinernematidae và
Heterorhabditidae liên kết với vi khuẩn cộng sinh thuộc giống Xenorhabdus và giống
Photorhabdus. Vì vậy, hệ tuyến trùng - vi khuẩn phức tạp này cùng làm việc liên kết
với nhau tác động qua lại như một biện pháp sinh học để giết chết ký chủ. Hai họ
tuyến trùng này thuộc bộ Rhabditida và không có liên quan gần gũi lẫn nhau (Selcul
Hazir và ctv, 2004).
Tuyến trùng ký sinh gây bệnh côn trùng được biết đến từ thế kỷ XVII. Năm
1929 Glaser và Fox là người đầu tiên đã phát hiện ra tuyến trùng ký sinh ở bọ cánh
cứng Nhật Bản (Popillia japonica) ở New jersey - Hoa Kỳ. Năm 1929, EPNs mới được
sử dụng để kiểm soát côn trùng. Glaser cũng là người đầu tiên nhân nuôi thành công
tuyến trùng S. glaseri để phòng trừ loài sâu hại này. Sterner mô tả tuyến trùng S.
glaseri trong nhiều năm qua, ông biết đó là những tuyến trùng mang vi khuẩn cộng
sinh mà chúng góp phần chuyển hóa thức ăn chủ yếu của tuyến trùng trong khi tuyến
8


trùng xâm nhiễm vào ký chủ hay nhân nuôi trong môi trường nhân tạo. Glaser đã
không nhận thấy vai trò thực sự của vi khuẩn cộng sinh tuy nhiên những thành tựu
quan trọng của ông chưa được đánh giá và ít được chú ý. Glaser và đồng nghiệp đưa
thử lượng tuyến trùng ra ngoài đồng. Năm 1930 ông đã đưa tuyến trùng vào 73 lô đất
nhỏ ở New Jersey để kiểm soát ấu trùng bọ xén tóc (Paithyteria equestris). Tuyến
trùng đã ký sinh ấu trùng bọ xén tóc ở 72 lô trong 73 lô thí nghiệm sau hai tuần phun,
tuyến trùng ký sinh ấu trùng ở mỗi lô thí nghiệm là khác nhau chiếm từ 0,3 - 81%. Họ
đã xác định rõ tuyến trùng được phun lên 4 lô có đặt ấu trùng xén tóc còn khỏe và sau
đó nghiên cứu sự xâm nhiễm của tuyến trùng, tuyến trùng tiếp tục tồn tại ở những lô
thí nghiệm sau 8,5 năm tính từ khi phun tuyến trùng ra những lô thí nghiệm. Nghiên
cứu đáng chú ý nhất của Glaser là phát hiện ra việc sử dụng EPNs như biện pháp kiểm
soát sinh học. Vì mục tiêu nâng cao năng suất, giá thuốc trừ sâu hóa học rẻ cho nên
trong suốt những năm 1940 - 1960 những nghiên cứu của Glaser không được quan
tâm, mãi đến những năm 1960 - 1970 khi sử dụng thuốc hóa học bảo vệ thực vật bắt
đầu gây ra những hậu quả sinh học (sâu kháng thuốc), sinh thái (tiêu diệt thiên địch có
lợi và phá vỡ cân bằng sinh thái tự nhiên), ảnh hưởng xấu đến môi trường ở Hoa Kỳ.
Để bảo vệ môi trường và nguồn năng lượng họ đã thay đổi nhận thức và sử dụng EPNs
như biện pháp kiểm soát sinh học (Selcul Hazir và ctv, 2004).
2.4 Ưu và nhược điểm của EPNs
Theo Kaya và ctv (1993); Cong (1999), đất là môi trường khó khăn nhất để
kiểm soát sâu hại trong đất bằng biện pháp sinh học, EPNs thích nghi được trong đất
đó là biện pháp sinh học có hiệu quả đặc biệt trong việc chống lại số lượng lớn sâu hại
sống trong đất hay sâu hại có một giai đoạn sống trong môi trường đất.
Xét về tiêu chí của một tác nhân sinh học thì các tổ hợp tuyến trùng có được
nhiều ưu thế như: Có khả năng ký sinh và gây bệnh cho nhiều sâu hại khác nhau. An
toàn cho người, động vật, thực vật, các sinh vật có ích và môi trường. Sâu hại không
có khả năng kháng thuốc với tổ hợp tuyến trùng, có khả năng sản xuất sinh khối lớn
bằng công nghệ nhân nuôi in vivo và in vitro. Dễ dàng áp dụng trong phòng trừ sâu hại
bằng các thiết bị phun thuốc chuẩn đang được sử dụng cho thuốc hóa học. Có thể dùng
chung với nhiều loại thuốc hóa học và phân bón hoặc hệ thống tưới nước tự nhiên. Có
khả năng chủ động tìm diệt sâu hại và giết chết sâu hại trong vòng 24 - 48 giờ. Tồn tại
9


lâu trong đất và nhân nhanh số lượng khi có sâu hại nên chỉ cần phun thuốc một lần
cho cả một quá trình dài. Dễ dàng được tuyển chọn di truyền để tạo ra các tổ hợp tuyến
trùng tốt theo tiêu chuẩn mong muốn. Với hàng loạt đặc tính ưu việt như trên, nhiều
chuyên gia cho rằng thuốc sinh học tuyến trùng có thể đáp ứng được các tiêu chuẩn
của một thuốc sinh học lý tưởng dùng trong phòng trừ sâu hại (Trần văn Mão, 2002;
Nguyễn Ngọc Châu, 2003;Võ Thị Thu Oanh, 2008).
Thực tế cho thấy tiềm năng ký sinh và gây bệnh của EPNs còn rất lớn, các thử
nghiệm trong phòng thí nghiệm và ngoài đồng đã xác định được hơn 200 loài côn
trùng hại khác nhau, trong đó hầu hết các loài sâu hại có một phần đời sống phát triển
qua môi trường đất đều là mục tiêu ký sinh gây bệnh của các loài EPNs. Ngoài ra các
chế phẩm EPNs được phối chế với chất bám dính và giữ ẩm để phun trực tiếp lên lá,
hoa và có thể phòng trừ sâu hại các phần cây trên mặt đất. Ngoài côn trùng hại cây
trồng nông nghiệp, EPNs cũng có tiềm năng phòng trừ mối hại đê điều và kho tàng.
EPNs cũng có khả năng phòng trừ một số đối tượng côn trùng y học như muỗi sốt rét,
muỗi sốt xuất huyết, gián, ruồi và chấy rận là những đối tượng gây hại cho sức khỏe
cộng đồng. Nhiều nghiên cứu gần đây cũng cho thấy tiềm năng sử dụng EPNs để
phòng trừ các nhóm chân khớp ngoại ký sinh như ve bét và bọ chét là những đối tượng
gây hại cho chăn nuôi gia súc và gia cầm (Nguyễn Ngọc Châu, 2008).
Trong vòng hai thập kỉ qua tại hầu hết các nước nông nghiệp phát triển, Trung
Quốc và Thái Lan thuốc sinh học tuyến trùng được đặc biệt quan tâm nghiên cứu trong
phòng trừ sinh học và đã có hàng chục loại thuốc sinh học tuyến trùng đã được thương
mại hóa. Tuy có nhiều ưu điểm như trên, việc nghiên cứu và thương mại hóa thuốc
sinh học tuyến trùng cũng còn một số hạn chế là: Các chế phẩm sinh học EPNs hiện
nay chủ yếu thích hợp để phòng trừ các đối tượng sâu hại sống ẩn trong đất và trong
thân cây, còn các đối tượng hại các phần trên cây như hoa, quả thì vẫn còn nhiều hạn
chế. Do phổ tác dụng rộng, một số côn trùng có lợi cũng trở thành đối tượng ký sinh
của EPNs. Khả năng thích ứng hạn chế với điều kiện môi trường không thuận lợi,
trong đó tia UV, độ ẩm đất thấp, cấu trúc và thành phần cơ giới của đất là những yếu
tố giới hạn nhiều nhất của EPNs. Các yếu tố sinh học khác như thiên địch tự nhiên của
tuyến trùng là kiến, nhện, động vật ăn thịt tuyến trùng, tuyến trùng ăn thịt, nấm và vi
khuẩn cũng có khả năng hạn chế sự tồn tại của EPNs. Giá thành còn cao so với thuốc
10


hóa học và thuốc sinh học khác, chưa có được giải pháp tối ưu cho việc đóng gói và
bảo quản lâu dài. Vì vậy thực tế thuốc sinh học tuyến trùng chỉ mới được sử dụng cho
một số đối tượng sâu hại và cây trồng quan trọng (Nguyễn Ngọc Châu, 2003; Võ Thị
Thu Oanh, 2008).
2.5 Đặc điểm sinh học của EPNs và vi khuẩn cộng sinh
2.5.1 Đặc điểm sinh học của EPNs
Ấu trùng xâm nhiễm xâm nhiễm vào ký chủ thông qua lỗ mở của miệng, lỗ thở
và hậu môn hay xâm nhiễm qua nơi có lớp cutin mỏng, xâm nhiễm kiểu này chỉ phổ
biến ở giống Heterorhabditis, sau đó xâm nhiễm vào khoang ruột của ký chủ. IJs giải
phóng vi khuẩn thông qua lỗ hậu môn ở Steinernema hay thông qua miệng ở
Heterorhabditis (Hao De - jun và ctv, 2001; Parwinder S. Grewal và ctv, 2001).
Vi khuẩn cộng sinh sản sinh ra độc tố giết chết ký chủ nhanh chóng và bảo vệ
xác chết ký chủ khỏi sự xâm nhiễm của các vi sinh vật khác. Tuyến trùng bắt đầu phát
triển và giải phóng tế bào vi sinh vật, mô tế bào của ký chủ bị chuyển hóa bởi vi
khuẩn. IJs của Steinernema mang vi khuẩn cộng sinh vào ruột của ký chủ, khi IJs xâm
nhễm vào khoang máu của ký chủ chúng tạo ra mối tương quan với VKCS, vi khuẩn
nhân lên rất nhanh trong khoang máu của côn trùng và làm côn trùng chết sau 24 - 48
giờ. Sau khi tuyến trùng chuyển sang giai đoạn tìm kiếm ký chủ, chúng lột xác thành
ấu trùng tuổi 4 sau đó phát triển thành con đực và con cái trưởng thành thế hệ đầu tiên.
Sau khi giao phối, con cái đẻ trứng, trứng nở thành ấu trùng tuổi 2 (cũng như ở hầu hết
tuyến trùng, ấu trùng tuổi 1 phát triển trong trứng và khi trứng nở ra là ấu trùng tuổi 2),
lột xác trở thành ấu trùng tuổi 3 và tuổi 4, ấu trùng tuổi 4 phát triển thành con đực và
con cái trưởng thành thế hệ thứ 2, con trưởng thành thế hệ thứ 2 giao phối sau đó con
cái thế hệ thứ 2 đẻ trứng, trứng nở thành ấu trùng tuổi 2, lột xác trở thành ấu trùng tuổi
3, tuổi 4 và con trưởng thành. Tuyến trùng tiếp tục sinh sản cho đến khi nguồn thức ăn
trong xác chết ký chủ bị cạn kiệt, thường trải qua 2 - 3 thế hệ đó là chu kỳ dài. Nếu
nguồn thức ăn vừa đủ thì từ trứng phát triển thành thế hệ thứ nhất, con cái thế hệ thứ
nhất đẻ trứng, trứng nở thành ấu trùng tuổi 2 và phát triển thành IJs (chu kỳ ngắn). Vì
nguồn thức ăn trong xác chết ký chủ bị cạn kiệt nên cuối ấu trùng tuổi 2 tuyến trùng
ngừng ăn và đưa tế bào vi khuẩn vào buồng chứa vi khuẩn, sau đó ấu trùng tuổi 2 lột
xác tạo thành giai đoạn IJs, giữ lại lớp vỏ cutin của ấu trùng tuổi 2. IJs có đặc tính là
11


rời khỏi xác chết ký chủ và tìm ký chủ mới. IJs không ăn và có thể tồn tại trong đất
trong vài tháng. Chu kỳ của giống Neosteinernema tương tự như Steinernema, ngoại
trừ giống Neosteinernema chỉ có một thế hệ, con cái di chuyển vào môi trường và con
của thế hệ sau trở thành IJs trong cơ thể con cái trước khi chui ra ngoài. Chu kì của
giống Heterorhabditis cũng tương tự như giống Steinernema nhưng con cái lưỡng tính
của giống Heterorhabditis giống như thế hệ thứ nhất của giống Steinernema (Byron J.
Adams và Khuong B. Nguyen, 2002; Parwinder S. Grewal và ctv, 2001).
Sự khác nhau chủ yếu giữa giống Steinernema và giống Heterorhabditis là ở
giống Steinernema toàn bộ là đơn tính trong khi giống Heterorhabditis con cái có cả
con cái đơn tính và con cái lưỡng tính vì vậy Steinernema đòi hỏi phải có tuyến trùng
đực, tuyến trùng cái và ấu trùng xâm nhiễm bên trong ký chủ để sản sinh ra thế hệ sau,
trong khi Heterorhabditis chỉ cần IJs xâm nhiễm vào ký chủ phát triển thành con cái
lưỡng tính và con cái lưỡng tính này tự thụ tinh (Khuong B. Nguyen, 2002; Selcul
Hazir và ctv, 2004).
Steinernema và Heterorhabditis là nguồn bệnh bắt buộc trong tự nhiên, có giai
đoạn không cần dinh dưỡng (IJs) với những tên gọi khác như: Thời kì sống tự do, ấu
trùng tuổi 3, ấu trùng xâm nhiễm hay giai đoạn tuyến trùng xâm nhiễm vào ký chủ.
Giai đoạn IJs là giai đoạn duy nhất tuyến trùng sống bên ngoài ký chủ, lớp cutin bọc ở
giai đoạn ấu trùng tuổi 2 (J2) rất khó thấy ở Steinernema nhưng nó được giữ lại ở
Heterorhabditis cho đến trước hay không lâu sau khi xâm nhiễm vào ký chủ, thêm vào
đó sự cộng sinh giữa tuyến trùng và vi khuẩn có đặc trưng lớn là ở IJs của các loài
thuộc giống Steinernema thì vi khuẩn cộng sinh (VKCS) nằm trong một cái bọc ở
phần trước của ruột, phía sau thực quản. Còn ở IJs của các loài thuộc giống
Heterorhabditis thì VKCS không tập chung trong cái bọc ở phần trước ruột mà chúng
nằm rải rác theo chiều dài của ruột, nhưng chủ yếu vẫn là ở nửa trước của ống ruột.
Bình thường cả lỗ miệng và hậu môn của IJs ở dạng đóng kín còn VKCS trong ống
tiêu hóa của tuyến trùng cũng nằm trong cái bọc và ở dạng bất hoạt. Sự cộng sinh giữa
tuyến trùng và vi khuẩn tạo nên các tổ hợp ký sinh và gây bệnh cho côn trùng. Đây là
một hiện tượng cộng sinh bắt buộc, cả tuyến trùng và VKCS không thể sống độc lập
với nhau trong tự nhiên (Byron J. Adams và ctv, 2006).

12


2.5.2 Đặc điểm của vi khuẩn cộng sinh với EPNs
Các loài tuyến trùng thuộc hai giống Steinernema và Heterorhabditis có liên
quan đặc biệt với loài VKCS, nhưng một loài vi khuẩn có thể cộng sinh với một loài
tuyến trùng nhất định hay trong một vài trường hợp một tuyến trùng có thể phát triển
cùng với nhiều loài vi khuẩn cộng sinh khác. Mối liên quan giữa tuyến trùng và vi
khuẩn là do những nguyên nhân sau: Tuyến trùng nhờ vào vi khuẩn để giết chết ký chủ
nhanh chóng (độc tố do VKCS tiết ra là một số protein độc có khả năng nhiễm vào
xoang máu côn trùng vật chủ và làm cho côn trùng vật chủ chết nhanh chóng trong
vòng 24 - 48 giờ). Cung cấp nguồn thức ăn cho tuyến trùng (khi mới bắt đầu xâm
nhiễm vào cơ thể côn trùng, tuyến trùng đã sử dụng VKCS vừa giải phóng khỏi cơ thể,
VKCS phát triển trong xoang máu côn trùng là nguồn dinh dưỡng của chúng). Hoạt
hóa xác chết côn trùng (nhờ các enzyme do vi khuẩn sinh ra mà các mô cơ thể côn
trùng được hoạt hóa thành nguồn thức ăn thích hợp đối với tuyến trùng). Tạo ra môi
trường thuận lợi cho sự phát triển của tuyến trùng vì vi khuẩn sinh ra hoạt chất kháng
sinh ngăn cản sự canh tranh của các vi sinh vật khác như nấm, vi khuẩn khác xâm
nhập và phát triển trên xác chết côn trùng. Vì thế VKCS có khả năng bảo vệ nguồn
thức ăn nguyên vẹn cho tuyến trùng cộng sinh với chúng (Selcul Hazir và ctv, 2004).
Vi khuẩn cần tuyến trùng làm vector vận chuyển, khi xâm nhập vào vật chủ côn
trùng các IJs đóng vai trò như vector vận chuyển VKCS vào bên trong vật chủ côn
trùng. Khi xâm nhiễm vào trong cơ thể côn trùng, tuyến trùng di chuyển thẳng vào
xoang máu côn trùng, tại đó VKCS trong cơ thể IJs được giải phóng qua miệng và hậu
môn của tuyến trùng ra xoang máu côn trùng đồng thời tiết ra độc tố gây nhiễm xoang
máu của côn trùng. Không những thế tuyến trùng còn bảo vệ VKCS khỏi môi trường
bên ngoài côn trùng vật chủ và bảo vệ VKCS bên trong cơ thể côn trùng, khi vi khuẩn
được giải phóng từ cơ thể IJs vào xoang máu côn trùng, theo phản ứng tự vệ của côn
trùng thường tiết ra một số kháng thể dạng protein để hạn chế hoặc loại bỏ VKCS,
tuyến trùng cũng có khả năng tiết ra một số chất làm chung hòa và làm mất tác dụng
kháng thể của các chất này (Milstead và ctv, 1979). Xenorhabdus và Photorhabdus là
vi khuẩn gram âm, kị khí không bắt buộc, không tạo bào tử và có dạng hình que.
Thuộc họ Enterobacteriaceae, trong giống Xenorhabdus có 5 loài cộng sinh với
Steinernema, trong khi giống Photorhabdus có 3 loài cộng sinh với giống
13


Heterorhabditis. Loài Photorhabdus luminescens có 5 loài phụ, loài Photorhabdus
asymbiotica không cộng sinh với tuyến trùng.
Sự khác nhau cơ bản giữa hai giống vi khuẩn Xenorhabdus và Photorhabdus
là phần lớn Photorhabdus thì có khả năng tạo sáng huỳnh quang và có phản ứng
Catalase dương tính, trong khi Xenorhabdus thì không có khả năng tạo sáng huỳnh
quang và có phản ứng Catalase âm tính. Cả hai giống vi khuẩn đều tạo ra những dạng
biến thể tế bào gọi là pha sơ cấp (phase I) và pha thứ cấp (phase II). Pha sơ cấp là dạng
tế bào tự nhiên có quan hệ với tuyến trùng trong khi pha thứ cấp có thể tự động phát
sinh khi các đĩa nhân vi khuẩn trong giai đoạn định vị không phát triển. Pha thứ cấp
của Xenorhabdus có thể trở lại thành pha sơ cấp nhưng hiện tượng này không xảy ở
Photorhabdus. Sự khác nhau giữa pha sơ cấp và thứ cấp là: Pha sơ cấp sản sinh ra chất
kháng sinh, giữ màu nhuộm chắc chắn, thể vùi của tinh thể protein phát triển nhanh
trong tế bào, trong khi pha thứ cấp không hoặc sản sinh ra rất ít chất kháng sinh, không
giữ màu nhuộm và ít sản sinh ra thể vùi trong tế bào. Pha sơ cấp tốt hơn pha thứ cấp về
khả năng chống chịu của vi khuẩn trong khi nhân nuôi tuyến trùng bằng công nghệ in
vitro, nhưng không phải tất cả mọi trường hợp đều như thế, nguyên nhân để tạo ra hai
dạng đó thì không được biết. Sự cộng sinh giữa vi khuẩn và tuyến trùng thì chưa rõ về
bản chất nhưng những loài vi khuẩn được phân lập từ IJs từ những loài của giống
Steinernema và giống Heterorhabditis và những nghiên cứu gần đây của Vivas và
Goodrich - Blair về X. nematophila đã tìm thấy là gen vi khuẩn có lợi cho việc duy trì
quan hệ cộng sinh giữa vi khuẩn cộng sinh và tuyến trùng, hơn nữa một số tế bào của
vi khuẩn Xenorhabdus nematophila chiếm một phần trong cơ thể IJs và vi khuẩn này
phát triển bên trong khoang ruột để tái sản sinh nhiều thế hệ trong suốt giai đoạn xâm
nhiễm (Selcul Hazir và ctv, 2004).
2.6 Sự phân bố, phổ ký chủ, sự phát tán và tồn tại của EPNs
2.6.1 Sự phân bố
EPNs đã được tìm thấy trong đất từ nhiều vùng đất khác nhau trên thế giới.
Theo Hominick (2002), EPNs phân bố rộng khắp trong tự nhiên, được tìm thấy ở tất cả
các lục địa ngoại trừ Nam cực. Theo Nguyễn Ngọc Châu (2008), do hầu hết các loài
EPNs đều tồn tại trong mối liên hệ với côn trùng vật chủ và chúng thích nghi cao với
các điều kiện môi trường nơi côn trùng vật chủ sinh sống. Vì vậy đa số các loài EPNs
14


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×