BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN THỊ THÚY NGUåN LîI NÊM Ký SINH C¤N TRïNG C¸C GIèNG Cordyceps , Isaria , NH¢N SINH KHèI CHñNG Cordyceps sp1. VN1331 Vµ Isaria javanica VN1487 §Ó KIÓM SO¸T S¢U KHOANG CHUYÊN NGÀNH: TRỒNG TRỌT MÃ SỐ: 60.62.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. TRẦN NGỌC LÂN VINH - 2011 2 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực, các số liệu được thu thập qua các thí nghiệm do bản thân tiến hành và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam đoan các thí nghiệm để thu thập số liệu trong luận văn đã được chính bản thân tôi tiến hành tại phòng thí nghiệm Công nghệ Phòng thí nghiệm Công nghệ Nấm ký sinh côn trùng, Khoa Nông Lâm Ngư, Trường Đại học Vinh, với sự đồng ý và hướng dẫn của PGS.TS. Trần Ngọc Lân là giáo viên hướng dẫn, các đồng nghiệp và các kĩ thuật viên phụ trách phòng thí nghiệm. Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc. Vinh, tháng 12 năm 2011 Tác giả Nguyễn Thị Thuý i LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình công tác, học tập và nghiên cứu đề tài luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ Chuyên ngành Trồng trọt, tôi đã luôn nhận được rất nhiều sự giúp đỡ quý báu từ phía thầy cô, đồng nghiệp, người thân, bạn bè, các nhà khoa học. Với tấm lòng chân thành và sự biết ơn sâu sắc nhất, tôi xin được gửi lời cảm ơn tới PGS. TS. Trần Ngọc Lân, người đã dẫn dắt, định hướng cho tôi từ những bước đầu làm nghiên cứu khoa học, rất tận tâm và nhiệt tình hướng dẫn tôi suốt thời gian làm đề tài cũng như trong quá trình công tác. Thầy luôn động viên, khuyến khích và mang đến cho tôi niềm say mê nghiên cứu khoa học. Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới ThS. Nguyễn Tài Toàn, ThS. Nguyễn Thị Thanh, KS. Thái Thị Ngọc Lam, KS. Hồ Thị Nhung tổ bộ môn Bảo vệ thực vật, cùng các kĩ thuật viên phòng thí nghiệm đã hướng dẫn, giúp đỡ về chuyên môn và tạo điều kiện về cơ sở vật chất cho tôi trong quá trình làm việc và thực hiện đề tài; cùng các em sinh viên đã rất nhiệt tình hỗ trở tôi trong thu mẫu nghiên cứu. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm cùng tập thể cán bộ trong Khoa Nông Lâm Ngư, Ban lãnh đạo Trường Đại học Vinh đã tạo điều kiện cho tôi trong công tác, học tập và nghiên cứu đề tài. Xin chân thành cảm ơn các nhà khoa học, các đề tài KH & CN đã hỗ trở kinh phí và phương pháp nghiên cứu cho tôi để thực hiện đề tài: (1) Đề tài Nghị định thư giữa Trường Đại học Vinh (Việt Nam) và BIOTEC (Thái Lan): “Hợp tác nghiên cứu xác định một số loài nấm ký sinh trên côn trùng và tuyển chọn một số loài nấm đặc hữu có hoạt chất sinh học làm dược liệu”, Mã số: 04/2009/HĐ-NĐT; (2) Đề tài cấp Trường Đại học Vinh năm 2010, “Nguồn lợi nấm Cordyceps sp. (Đông trùng - Hạ thảo) ở Khu Bảo tồn thiên nhiên Pù Huống” Mã số: T2010 - 45. Và tôi xin được gửi lời cảm ơn đặc biệt tới người thân trong gia đình, bạn bè đã luôn bên cạnh động viên, khích lệ, hỗ trở tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Vinh, tháng 12 năm 2011 Tác giả Nguyễn Thị Thuý ii MỤC LỤC Nội dung Trang Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục các ký hiệu, chữ viết tắt vi Danh mục bảng vii Danh mục hình ảnh, đồ thị ix MỞ ĐẦU 1 1. Tính cấp thiết của việc nghiên cứu đề tài 1 2. Mục đích nghiên cứu 3 3. Nội dung nghiên cứu 3 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3 5. Yêu cầu và phạm vi nghiên cứu 4 Chương I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5 1.1. Cơ sở khoa học 5 1.1.1. Khái niệm nấm ký sinh côn trùng 5 1.1.2. Cơ chế tác động của nấm lên cơ thể côn trùng 6 1.2. Tình hình nghiên cứu nấm ký sinh côn trùng trên thế giới và Việt Nam 10 1.2.1. Tình hình nghiên cứu nấm ký sinh côn trùng trên thế giới 10 1.2.2. Tình hình nghiên cứu về nấm ký sinh côn trùng ở Việt Nam 19 1.3. Một số đặc điểm VQG Pù Mát và Khu BTTN Pù Huống 22 1.4. Những vấn đề còn tồn tại và những vấn đề mà đề tài tập trung nghiên cứu, giải quyết trong nghiên cứu EPF ở Việt Nam 25 Chương 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 2.1. Quy trình nghiên cứu 26 2.2 Đối tượng và vật liệu nghiên cứu 27 2.3. Thời gian và địa điểm nghiên cứu 27 2.4. Phương pháp nghiên cứu 27 2.4.1. Phương pháp điều tra thu thập và xử lý mẫu vật nấm giống Cordycep và Isaria 27 2.4.2. Phương pháp phân lập, nuôi cấy nấm giống Cordycep và Isaria 30 2.4.3. Phương pháp bảo quản nấm giống Cordycep và Isaria ở dạng slopes 31 2.4.4. Phương pháp định loại và mô tả hình thái nấm ký sinh côn trùng giống Cordycep và Isaria 32 2.4.5. Phương pháp xác định hàm lượng cơ chất gạo lứt và bột nhộng tằm trong nhân nuôi Cordyceps sp. VN1331 và I. javanica VN1487 trên môi trường lên men rắn 33 2.4.6. Phương pháp đánh giá hiệu lực của chế phẩm nấm Isaria javanica 36 iii VN1487 phòng trừ sâu khoang trong phòng thí nghiệm 2.4.7. Phương pháp xác định nồng độ bào tử 38 2.4.8. Phương pháp xử lý số liệu 39 Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 40 3.1. Đa dạng sinh học nấm ký sinh côn trùng giống Cordyceps, Isaria ở VQG Pù Mát và Khu BTTN Pù Huống 40 3.1.1. Đa dạng thành phần loài nấm ký sinh côn trùng giống Cordyceps và Isaria 40 3.1.2. Đa dạng vật chủ của nấm ký sinh côn trùng giống Cordyceps và Isaria 44 3.1.3. Đa dạng vi sinh cảnh nấm ký sinh côn trùng giống Cordyceps và Isaria 45 3.2. Nguồn lợi nấm ký sinh côn trùng giống Cordyceps, Isaria ở VQG Pù Mát và Khu BTTN Pù Huống 47 3.2.1. Nguồn lợi EPF giống Cordyceps, Isaria trong phòng trừ sinh học 47 3.2.2. Nguồn lợi nấm EPF giống Cordyceps, Isaria cho hoạt chất sinh học 48 3.3. Đặc điểm sinh học, sinh thái một số loài, chủng nấm ký sinh côn trùng giống Cordyceps và Isaria đặc hữu Việt Nam 53 3.3.1. Đặc điểm sinh học, sinh thái nấm Cordyceps sp1. VN1331 và dạng vô tính Isaria javanica VN1487 53 3.3.2. Đặc điểm sinh học, sinh thái Cordyceps takaomontana VN1468 và dạng vô tính Isaria tenuipes VN1348 58 3.3.3. Đặc điểm sinh học, sinh thái Cordyceps ninchukispora VN1053 64 3.4. Nghiên cứu xác định hàm lượng cơ chất gạo lứt và nguồn dinh dưỡng bổ sung nhộng tằm nhân sinh khối chủng Cordyceps sp1. VN1331 và Isaria javanica VN1487 trên môi trường lên men rắn 67 3.4.1. Nghiên cứu xác định hàm lượng cơ chất gạo lứt và nguồn dinh dưỡng bổ sung nhộng tằm nhân sinh khối chủng Cordyceps sp1. VN1331 trên môi trường lên men rắn 68 3.4.2. Nghiên cứu xác định hàm lượng cơ chất gạo lứt và nguồn dinh dưỡng bổ sung nhộng tằm nhân sinh khối chủng Isaria javanica VN1487 trên môi trường lên men rắn 76 3.5. Sự gây bệnh và hiệu lực phòng trừ của nấm Isaria javanica VN187 đối với sâu non sâu khoang (Spodoptera litura) 85 3.5.1. Hiệu lực phòng trừ sâu non sâu khoang của nấm Isaria javanica VN1487 85 iv 3.5.2. Sự gây bệnh của nấm Isaria javanica VN1487 trên sâu non sâu khoang 90 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 PHỤ LỤC v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nội dung BTTN Bảo tồn thiên nhiên Bt Bào tử CT Công thức C. Cordyceps CT Công thức CV% Độ biến thiên của mẫu ĐTHT Đông trùng - Hạ thảo EPF Entomopathogenic fungi EPF Entomology Pathogenic Fungi I. Isaria LSD Phương sai mẫu MT Môi trường PDA Potato Dextrose Agar SD Độ lệch chuẩn TB Trung bình TN Thí nghiệm VQG Vườn Quốc Gia DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Tên bảng Trang Bảng 3.1. Số loài và mẫu vật nấm ký sinh côn trùng giống Cordyceps và Isaria ở VQG Pù Mát và Khu BTTN Pù Huống 40 Bảng 3.2. Đa dạng về thành phần loài nấm ký sinh côn trùng giống 42 vi Cordyceps và Isaria ở VQG Pù Mát và Khu BTTN Pù Huống Bảng 3.3. Đa dạng về vật chủ của nấm ký sinh côn trùng giống Cordyceps, Isaria ở VQG Pù Mát và Khu BTTN Pù Huống 45 Bảng 3.4. Đa dạng theo nhóm vi sinh cảnh nấm ký sinh côn trùng giống Cordyceps và Isaria ở VQG Pù Mát và Khu BTTN Pù Huống 46 Bảng 3.5. Nguồn lợi của nấm giống Isaria trong phòng trừ sinh học 47 Bảng 3.6. Nguồn lợi nấm ký sinh côn trùng giống Cordyceps và Isaria có khả năng cho chất có hoạt tính sinh học 50 Bảng 3.7. Khả năng bao phủ bề mặt môi trường rắn của nấm Cordyceps sp1. VN1331 ở các mức hàm lượng cơ chất gạo lứt khác nhau 69 Bảng 3.8. Khả năng bao phủ khối môi trường rắn của nấm Cordyceps sp1. VN1331 ở các hàm lượng cơ chất gạo lứt khác nhau 70 Bảng 3.9. Khả năng phát sinh bào tử của Cordyceps sp1. VN1331 ở các mức hàm lượng cơ chất gạo lứt khác nhau 71 Bảng 3.10. Khả năng bao phủ bề mặt môi trường rắn của Cordyceps sp1. VN1331 ớ các hàm lượng bột nhộng tằm khác nhau 73 Bảng 3.11. Khả năng bao phủ khối môi trường rắn của Cordyceps sp1. VN1331 ớ các mức hàm lượng bột nhộng tằm khác nhau 74 Bảng 3.12. Khả năng phát sinh bào tử của Cordyceps sp1. VN1331 trên môi trường rắn với hàm lượng bột nhộng tằm khác nhau 75 Bảng 3.13. Khả năng bao phủ bề mặt môi trường rắn của Isaria javanica VN1487 với hàm lượng cơ chất gạo lứt khác nhau 77 Bảng 3.14. Khả năng bao phủ khối môi trường rắn của Isaria javanica VN1487 ở các mức hàm lượng cơ chất gạo lứt khác nhau 78 Bảng 3.15. Khả năng phát sinh bào tử của nấm Isaria javanica VN1487 trên môi trường rắn ở các mức hàm lượng cơ chất gạo lứt khác nhau 79 Bảng 3.16. Khả năng bao phủ bề mặt môi trường rắn của Isaria javanica VN1487 với hàm lượng bột nhộng tằm khác nhau 81 Bảng 3.17. Khả năng bao phủ khối môi trường rắn của Isaria javanica VN1487 ở các mức hàm lượng bột nhộng tằm khác nhau 82 vii Bảng 3.18. Khả năng phát sinh bào tử Isaria javanica VN1487 trên môi trường rắn với hàm lượng bột nhộng tằm khác nhau 83 Bảng 3.19. Hiệu lực phòng trừ sâu khoang của Isaria javanica VN1487 ở dạng lỏng với các nồng độ bào tử khác nhau 86 Bảng 3.20. Hiệu lực phòng trừ sâu khoang của Isaria javanica VN1487 ở dạng bột khô với các nồng độ bào tử khác nhau 87 Bảng 3.21. Hiệu lực phòng trừ của nấm Isaria javanica VN1487 ở các tuổi sâu non sâu khoang khác nhau 88 Bảng 3.22. Diễn biến số lượng sâu khoang mọc nấm I. javanica VN1487 theo thời gian sau xử lý nấm 90 Bảng 3.23. Mức độ biểu hiện bệnh của nấm Isaria javanica VN1487 trên sâu khoang 92 Bảng 3.24. Chu kỳ phát triển của Isaria javanica VN1487 trên sâu non sâu khoang 92 DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ Hình Nội dung Trang Hình 1.1. Chu trình xâm nhiễm chung của nấm ký sinh côn trùng (Cheah C. et al., 2004) 8 Hình 1.2. Cơ chế xâm nhiễm của nấm ký sinh côn trùng (Nguồn: Thomas M.B. & Read A.F., 2007) 9 Hình 3.1. Cấu trúc một số hợp chất trong Cordyceps spp. đặc hữu Việt Nam 51 Hình 3.2. Các loài Codyceps spp. đặc hữu Việt Nam 52 Hình 3.3. Hình thái nấm Cordyceps sp1. VN1331 54 Hình 3.4. Khuẩn lạc nấm Cordyceps sp1. VN1331 55 Hình 3.5. Hình thái nấm Isaria javanica VN1487 58 Hình 3.6. Hình thái nấm Cordyceps takaomontana VN1468 60 Hình 3.7. Hình thái nấm Isaria tenuipes VN 1348 63 Hình 3.8. Hình thái nấm Cordyceps ninchukispora VN1053 66 Hình 3.9. Tỷ lệ bao phủ bề mặt môi trường rắn của nấm Cordyceps sp1. VN1331 ở mức hàm lượng cơ chất gạo lứt khác nhau 69 Hình 3.10. Tỷ lệ bao phủ khối môi trường rắn của nấm Cordyceps sp1. 70 viii . cứu: Nguồn lợi nấm ký sinh côn trùng các giống Cordyceps, Isaria, nhân sinh khối chủng Cordyceps sp1. VN1331 và Isaria javanica VN1487 để kiểm soát sâu. vi sinh cảnh nấm ký sinh côn trùng giống Cordyceps và Isaria 45 3.2. Nguồn lợi nấm ký sinh côn trùng giống Cordyceps, Isaria ở VQG Pù Mát và Khu BTTN Pù