ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HUẾ KHOA SINH HỌC ………. TIỂU LUẬN Chuyên đề: ĐẤU TRANH SINH HỌC VÀ ỨNG DỤNG Đề tài: VAI TRÒ CỦA NẤM TRONG ĐẤU TRANH SINH HỌC Giảng viên hướng dẫn: Học viên thực hiện: PGS.TS Nguyễn Văn Thuận Nguyễn Thị Thanh Vinh Huế, 4/2015 1 MỤC LỤC PHẦN I: MỞ ĐẦU Bước sang thế kỷ XXI loài người càng nhận thức rõ ràng hơn với những thách thức về an ninh lương thực, ô nhiễm và sự nóng lên của trái đất, sự giảm sút đa dạng sinh học và an toàn lương thực thực phẩm. Trong sản xuất nông nghiệp cần áp dụng tốt hơn những tiến bộ về công nghệ sinh học và sinh thái tổng hợp. Biện pháp sinh học, một biện pháp chủ lực trong quản lý dịch hại tổng hợp ngày càng được coi trọng hơn. Số liệu minh chứng rằng, hàng năm chi phí về về thuốc bảo vệ thực vật vào khoảng hơn 8,5 tỷ đô la Mỹ, là con số rất nhỏ so với t ổng giá trị 400 tỷ đô la Mỹ của biện pháp sinh học (Van Lenteren, 2005). Đ i ều này càng cho chúng ta thấy nguồn tài nguyên sinh vật là vô cùng phong phú thực sự chưa kha i thác hết, thậm chí do hiểu biết chưa đầy đủ về các mối quan hệ trong sinh giới, con người đã vô tính huỷ hoại nguồn tài nguyên này, làm cho chúng ngày một cạn k i ệ t , rất nhiều loài thiên địch bị biến mấ t . Biện pháp sinh học đã được con người sử dụng từ thế kỷ thứ 3, bắt đầu bằng việc dẫn dụ kiến để phòng trừ sâu hại cam quýt. Trong gần 2000 năm qua, biện pháp sinh học có rất 2 nhiều thành tựu. Chỉ tính riêng hơn 100 năm lại đây, nhờ những ti ến bộ trong nghiên cứu sinh học và sinh thái học, đã có 2000 loài chân khớp thiên đ ị ch được giới thiệu và hiện nay có trên 150 loài ký sinh, bắt mồi và vi sinh vật đang được nuôi nhân thương mại để sử dụng trong các chương trình trong trừ dịch hại trên t oàn thế giới. Với những ưu thế to lớn, trong tương lai chắc chắn biện pháp sinh học ngày càng được sử dụng rộng rã i . Thuật ngữ biện pháp sinh học là rất rộng. Trong bảo vệ thực vật các nhóm gây hại lại rất phong phú, chúng gồm côn trùng, cỏ dại, vi sinh vật… Phạm vi tiểu luận này đề cập đến nấm và vai trò của nó trong đấu tranh Sinh học. 3 PHẦN II: NỘI DUNG 1. Nấm kí sinh côn trùng Nấm ký sinh côn trùng đóng vai trò to lớn trong việc khống chế côn t rùng hại. Tuy vậy ví dụ đầu tiên phải kể đến không phải là đối với con trùng hại mà là côn trùng vật nuôi. Vào thế kỷ XVI, XVII, nghề tằm tơ rất phát triển ở Pháp và Ý. Nhưng cũng trong thời kỳ này, nghề tằm tơ bị thiệt hại nặng nề do bệnh tằm vô i (Muscardine) hay còn gọi là nấm bạch cương. Mãi tới năm 1835, công trình đầu ti ên về đặc điểm gây bệnh và biện pháp phòng trừ bệnh này của nhà khoa học, cha đẻ “bệnh lý học côn trùng” Agistino Bassi được công bố. Sau này, để ghi nhận công l ao của người đã phát hiện ra nó, loài nấm được mang tên Beauveria bass i ana. Nấm gây bệnh cho côn trùng và nhện nhỏ hại cây được quan tâm nghiên cứu nhiều gồm các chi nấm bạch cương Beauveria, lục cương Metarhizium, nấm bộ t Nomuraea. Một số loài điển hình bao gồm: - Beauveria bassiana (Bals) Vuill; B. brongniartii Sacc. (B. t ene ll a) - Metarhizium anisopliae Sorok ; M. flavoviride Gams - Nomuraea r il ey i - Cephalosporium sp. - Hirsutella sp. - Hai loài nấm được nghiên cứu và sản xuất chế phấm sử dụng nhiều nhất hiện nay là Beauveria bassiana (Bals) Vuill và Metarhizium anisopliae Sorok. 1.1. Đặc điểm hình thái và cơ chế tác động lên côn trùng 1.1.1. Bạch cương, Beauveria bassiana (Bb) Bào tử trần, hình cầu hoặc hình trứng (1-5,5 x 3-3,5 µm). Tế bào sinh bào t ử trần 4 đơn phát sinh từ sợi dinh dưỡng có cuống phình to (Hình 1.1). Hình 1. Bào tử phân sinh nấm bạch cương Beauveri bass i ana (Theo Mathias de Kouass i ) Trong quá trình phát triển, nấm tiết ra độc tố gọi Beauvericin. Chính độc t ốc này là cho côn trùng bị chế t . Đ ộc tố (Beauvericin) được tổng hợp vào năm 1969. Công thức C45H37O9N3 (N-metyl L-phenylalanin-D- α hydroxy-izovaleryl), là loại depxipeptid vòng có đ i ểm sôi 93-94 0 C. Cơ chế tác động : 5 Khi bào tử gặp phải cơ thể côn trùng chúng sẽ nảy mầm, mọc thành sợi nấm xuyên qua vỏ kitin và phát triển trong cơ thể làm tiêu hao các tế bào bạch huyết và cuối cùng côn trùng bị chết, trên cơ thể phủ kín lớp phấn trắng. Khi bị chết cơ t hể côn trùng cứng lại, các bào tử tiếp tục phát tán trong không kh í . Trên các nguồn thức ăn khác nhau nấm sinh ra các men thủy phân thành các chất đơn phân tử rồi đồng hóa. Việc phân giải vỏ kitin được tiến hành ngay khi nấm xâm nhập trên cơ thể côn trùng, sau đó là việc phân giải protein và lipit ở các mô bên trong. Trong nuôi cấy nấm thì tỷ lệ C:N cần được xác định. Ngoài ra một lượng k iti n nhất định là cần thiết cho quá trình phát triển bào từ đính (conidiospore) và bào t ử chồi (blastospore). Không chỉ có vậy, các nguyên tố vi lượng, vitatmin đều cần t h i ế t cho việc phát triển của nấm. Phương pháp lên nuôi cấy chìm được coi là phương pháp ưu việt hiện nay. Nhiệt độ thích hợp 25-30 0 C, ẩm độ tương đối là 80-90%, ánh sáng yếu, cần lượng oxy thích hợp, pH từ 5,5-6. Các loại thuốc trừ bệnh ảnh hưởng đến sự phá t triển của nấm. Ngoài côn trùng, Bb còn tấn công trên nhiều loài nhện nhỏ hại cây trồng thuộc các giống Tetranychus, Tarsonemus, Bryob i a. 1.1.2. Lục cương Metarhizium anisopliae (Ma) Loài nấm này do Metchnikov phát hiện năm 1878. Chính ông là người đã dùng môi trường bã bia để nuôi nhân Ma sử dụng trong phòng chống An i s l op i a austriaca hại lúa m ì . Bào tử trần hình que 3,5 x 6,4 x 7,2 µm (Hình 6.2) màu lục xám đến xanh l ục. Khuẩn lạc có màu xành đôi chỗ có màu hơi hồng. Có 2 dạng bào tử là bào tử l ớn Metarhizium anisopliae var. major có kích thước 10-14 µm và bảo tử nhỏ Metarhizium anisopliae var anisopliae kích thước 3,5-5,0 µm. Có khoảng trên 200 loài côn trùng, đặc biệt là bộ Coleoptera mẫn cảm với loài nấm này. 6 Đ ộc tố của nấm là Destuxin A, B, C và D. Đ ộc tố destruxin A (C29H4707N5), B (C30H51O7N5), được tách tương ứng từ năm 1961 và 1971. Chúng có điểm sối tương ứng là 188 0 C và 234 0 C. Hinh 2. Cành bào tử phân sinh và bào tử phân sinh nấm lục cương Me t arh i z i um anisopliae (Theo Svetlana Y Gou li ) Sau khi rơi trên bề mặt cơ thể côn trùng, trong 24 giờ nấm sẽ mọc sợi nấm xuyên qua vỏ côn trùng, phát triển thành các nhánh chằng chịt trong cơ thể. Trong quá trình phát triển chúng tiêt ra độc tố A và B là các chất độc làm cho côn t rùng chết. Ma có mặt trong môi trường sống: không khí, đất, trên các phụ phẩm Môi trường phù hợp: nhiệt độ 24-25 0 C, pH (6,-7,4). Có thể phân lập Ma t ừ côn trùng chết với triệu chứng điển hình là có lớp nấm màu xanh trên bề mặt cơ t hể, trong đấ t 7 1.2. Nghiên cứu ứng d ụ ng Việc nghiên cứu ứng dụng nấm côn trùng đã được tiến hành từ hơn 100 năm nay. Từ năm 1892 F.Tangl đã nhận nuôi Bb để trừ sâu róm Porthetria dispa. Ở Bắc Mỹ đã phát hiện có 175 loài côn trùng bị nấm Bb tấn công. Các bộ côn trùng có nhiều loài mẫn cảm gồm Coleoptera, Hemiptera, Homoptera, Orthoptera, Isop t era, Lepidoptera, Ve bét Acar i na… Tại các nước như Trung Quốc, Nhất Bản, Thái Lan, Úc…một hướng sử dụng nhiều nấm côn trùng là đối với sâu hại trong đất (ruồi hại rễ bắt cải, bọ hà khoai t ây, …). Hiệu quả phòng trừ thường đạt khoảng trên 70%. Ở Việt Nam, từ nhữung năm 1990, Viện BVTV, Đại học Lâm nghiệp ti ến hành nghiên cứu thu thập, tuyển chọn, nhân và bảo quản các chủng nấm côn trùng để sản xuất thuốc trừ sâu. Trong các loài côn trùng hại lúa, ngô, mía, thông … đã có 31 được ghi nhận bị nấm Bt tấn công và trên 40 loài bị M.a. tấn công như liệt kê dướ i đây (Phạm Thị Thùy, 2004). + Các loài bị nấm Bb tấn công : - Sâu khoang : Spodoptera lit ura - Sâu keo da láng : Spodoptera exgua - Sâu xanh bông : Helicoverpa arm i gera - Sâu xanh thuốc lá : Helicoverpa assu lt a - Sâu xanh bướm trắng : Pieris rapae - Sâu tơ : Plutella xy l os t e ll a - Sâu đục thân ngô : Ostrinia nub il a li s 8 - Sâu đục quả đậu : Etiella sp 9 - Sâu róm thông : Dendrolimus punc t a t us - Bọ xít hôi : Leptinotasa acu t a - Rầy nâu : Nilaparvata l ugens - Sâu cắn gié : Leucania separa t a - Bọ xít đen : Scotinophora l ur i da - Bọ xít xanh : Neraza v i r i du l a - Bọ hà khoai lang : Cylas f orm i car i us - Sâu đo xanh : Anomis fl ava - Câu cấu : Hypomesces squamosus - Châu chấu : Locusta sp. - Châu chấu mía : Hieroglyphus t onk i nens i s - Châu chấu sống lưng vàng : Pantaga suc i nc t a - Bọ hại dừa : Brontispa l ong i ss i ma - Sâu kèn hại keo tai tượng : Amasstisa sp - Sâu đo hại quế : Culculla pa t er i anr i a - Sâu xanh ăn lá bồ đề : Fentonia sp - Rệp : Aphis sp - Mối đất: Coptotermes sp. - Mọt bột đỏ: Tribolium sp. - Mọt gạo : Sitotroga sp - Rệp nâu mềm hại cà phê : Parasaisetia n i gra + Các loài côn trùng bị nấm Ma tấn công : - Châu chấu sống lưng vàng : Patanga suc i nc t a - Châu chấu mía : Hieroglyphus ban i an [...]... nấm có khả năng tiết ra các chất kháng sinh hoặc men độc hại với vật gây bệnh cây, chúng có thể cạnh tranh sử dụng điều kiện sống làm kìm hãm sự phát triển của vật gây bệnh cây Với các đặc điểm đó nấm là tác nhân sinh học có ý nghĩa trong đấu tranh sinh học bảo vệ cây trồng - Có rất nhiều những nghiên cứu và đưa vào sử dụng các loài nấm cũng như các chế phẩm của nấm trong việc hạn chế các tác hại của. .. chế phẩm sinh học nấm đối kháng để phòng trừ nhóm bệnh nấm hại vùng rễ, bệnh khô vằn hại lúa, ngô, Hiệu quả phòng trừ bệnh có khi đạt tới 80 – 90% trên diện tích hẹp Điều đó cho thấy khả năng và triển vọng của việc sử dụng chế phẩm sinh học nấm đối kháng trong phòng trừ nhóm bệnh nấm hại cây trồng có nguồn gốc trong đất trong một tương lai gần PHẦN III: KẾT LUẬN - Nhiều loài nấm kí sinh trên nấm gây... loài nấm đối kháng khác cũng được sử dụng trong phòng trừ bệnh hại cây trồng nông nghiệp 2.2 Vai trò của nấm đối kháng Các loài nấm đối kháng (NĐK) được sử dụng trong phòng trừ bệnh hại cây đều là những loài có nguồn gốc trong đất, đó là các loài vi sinh vật sống hoại sinh trong đất, sống ở vùng rễ cây trồng, trong quá trình sống nó sản sinh ra chất kháng sinh có tác dụng ức chế, kìm hãm cạnh tranh. .. nấm đối kháng với nấm gây bệnh xuất hiện sự quấn chặt của sợi nấm đối kháng quanh sợi nấm gây bệnh, sau đó xảy ra hiện tượng thủy phân thành vách sợi nấm bệnh, nhờ đó mà nấm đối kháng xâm nhập vào bên trong sợi nấm, phá vỡ tế bào sợi nấm và tiêu diệt nấm gây bệnh - Cơ chế tác động của các loài nấm đối kháng dựa trên cơ sở các loài nấm đối kháng có khả năng sản sinh ra một số chất kháng sinh (thực chất... do nấm đối kháng sản sinh ra nhưng không làm tổn hại đến sự sinh trưởng phát triển của cây trồng và không ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật đối kháng ở trong đất và ở vùng rễ cây trồng) : Gliotoxin, Trichodermaviridin, Dermadin, Cyclosporin, Alamethicin, v.v Chất kháng sinh do nấm đối kháng sản sinh ra có khả năng kìm hãm, ức chế quá trình sự sinh trưởng của sợi nấm, đến quá trình xâm nhiễm ký sinh của nấm. .. tiêu diệt nấm gây bệnh (Soilborne fungal diseases pathogens) Khi nấm đối kháng có mặt ở vùng rễ cây trồng (Rhizosphere) trước nấm gây bệnh, bản thân nó sinh trưởng phát triển, sinh sản để tăng lên về mặt số lượng Nó sẽ chiếm chỗ trước khi nấm gây bệnh xâm nhiễm vào mô cây trồng Cơ chế ký sinh, đối kháng của các loài nấm đối kháng thể hiện : - Hiện tượng “giao thoa sợi nấm ở vùng tiếp xúc giữa nấm đối... mốc trắng bằng nấm đối kháng Trichoderma viride tại Trường Đại học Nông nghiệp I - Hà Nội Hình 4 Triệu chứng bệnh lở cổ rễ do nấm Rhizoctonia solani trên cây dưa chuột Hình 5 Tác dụng của nấm đối kháng Trichoderma viride đối với nấm Rhizoctonia solani trên môi trường PGA (1 – Cấy nấm Trichoderma viride riêng rẽ, 2- Cấy nấm Rhizoctonia solani riêng rẽ, 3- Cấy nấm Trichoderma viride sau nấm Rhizoctonia... với nấm gây bệnh khi xâm nhiễm vào vùng rễ cây trồng Nấm đối kháng có thể sản sinh ra chất kháng sinh, chất này có khả năng kìm hãm sự phát triển của sợi nấm gây bệnh, sự nảy mầm của bào tử, hoặc kìm hãm ức chế việc hình thành hạch nấm Rhizoctonia solani, Sclerotium rolfsii, - Phun chế phẩm lên cây: phương pháp này ít được dùng trong việc sử dụng nấm đối kháng phòng trừ bệnh hại cây trồng Tuy nhiên... cà chua cùng với nấm Trichoderma viride và nấm Rhizoctonia solani, 4- Ngâm hạt cà chua với nấm Trichoderma viride trước, rồi đem gieo, cho đến khi cây có 2 lá mầm thì xử lý bằng nấm Rhizoctonia solani) Hình 7 Triệu chứng bệnh héo rũ gốc mốc trắng cà chua Hình 8 Hiệu lực của nấm Trichoderma viride đối với nấm Sclerotium rolfsi (1Cấy nấm đối kháng Trichoderma viride riêng rẽ, 2- Cấy nấm Sclerotium rolfsii... Rhizoctonia solani, 4- Cấy nấm Trichoderma viride cùng với nấm Rhizoctonia solani, 5- Cấy nấm Trichoderma viride trước nấm Rhizoctonia solani) Hình 6 Thí nghiệm phòng trừ bệnh lở cổ rễ bằng nấm đối kháng Trichoderma viride (1- Ngâm hạt cà chua bằng nấm Rhizoctonia solani sau đem gieo, 2Ngâm hạt cà chua bằng nấm Rhizoctonia solani sau đem gieo, đến khi cây có 2 lá mầm xử lý bằng nấm Trichoderma viride, . ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HUẾ KHOA SINH HỌC ………. TIỂU LUẬN Chuyên đề: ĐẤU TRANH SINH HỌC VÀ ỨNG DỤNG Đề tài: VAI TRÒ CỦA NẤM TRONG ĐẤU TRANH SINH HỌC Giảng viên hướng dẫn: Học viên thực hiện: PGS.TS. sinh vật… Phạm vi tiểu luận này đề cập đến nấm và vai trò của nó trong đấu tranh Sinh học. 3 PHẦN II: NỘI DUNG 1. Nấm kí sinh côn trùng Nấm ký sinh côn trùng đóng vai trò to lớn trong việc khống. Chất kháng sinh do nấm đối kháng sản sinh ra có khả năng kìm hãm, ức chế quá trình sự sinh trưởng của sợi nấm, đến quá trình xâm nhiễm ký sinh của nấm gây bệnh và có thể tiêu diệt nấm gây bệnh. 2.3.