Tiểu luận: Vai trò của Nấm trong đấu tranh sinh học ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HUẾ KHOA SINH HỌC µ TIỂU LUẬN ĐẤU TRANH SINH HỌC TÊN ĐỀ TÀI: VAI TRÒ CỦA NẤM TRONG ĐẤU TRANH SINH HỌC Giảng viên hướng dẫn: Học viên thực hiện: TS. Nguyễn Văn Thuận Nguyễn Thị Hải Lý Lớp LL&PPDHBM Sinh học K22 HUẾ, 04/ 2015 Học viên: Nguyễn Thị Hải Lý- Lớp LL&PPDHBM Sinh học. K22 Page 1 Tiểu luận: Vai trò của Nấm trong đấu tranh sinh học MỤC LỤC Nội dung Trang Mở đầu Nội dung 1. Khái quát chung về nấm 3 2. Một số nấm chính có vai trò trong đấu tranh sinh học 3 2.1. Nấm gây bệnh cho côn trùng 3 2.1.1. Sơ lược lịch sử nghiên cứu 3 2.1.2. Phương thức xâm nhập và sự phát triển của nấm trong cơ thể côn trùng: 4 2.1.3. Các nhóm nấm chủ yếu gây bệnh cho côn trùng: 5 2.1.4. Các nấm được nghiên cứu ứng dụng trừ sâu hại: 5 2.1.4.1. Nấm xanh Metarhizium anisopliae: 5 2.1.4.2. Nấm bạch cương Beauveria bassiana (Bb) 7 2.1.4.3. Nấm lục cương Metarhizium anisopliae (Ma) 9 2.1.4.4. Nấm châu chấu Entomophaga grylli: 10 2.1.4.5. Rickettsia gây bệnh cho côn trùng. 11 2.2. Nhóm nấm ký sinh trên nấm gây bệnh cây 12 2.3. Nhóm nấm đối kháng 13 3. Quy trình sản xuất chế phẩm diệt sâu hại từ nấm 16 4.Một số thành tựu của việc phòng trừ dịch hại bằng chế phẩm nấm 19 Kết luận 23 Học viên: Nguyễn Thị Hải Lý- Lớp LL&PPDHBM Sinh học. K22 Page 2 Tiểu luận: Vai trò của Nấm trong đấu tranh sinh học MỞ ĐẦU Quá trình sản xuất nông nghiệp ngày càng phát triển thì sự xuất hiện của dịch hại là nguyên nhân gây ra sự bất ổn đến năng suất và chất lượng nông sản cũng ngày một tăng. Hiện nay hướng nghiên cứu chính trong kiểm soát dịch hại là biện pháp quản lý tổng hợp dịch hại (IPM), trong đó biện pháp sinh học được xem là biện pháp quan trọng. Nhiều nhóm nấm với khả năng gây bệnh cho côn trùng, kí sinh trên nấm gây bệnh cây hay tiết ra các chất kháng sinh, men độc hại đối với vật gây bệnh cây… đã rất có ý nghĩa trong đấu tranh sinh học. NỘI DUNG 1. Khái quát chung về nấm Nấm có thể coi là sinh vật cộng sinh hoặc hoại sinh trên cơ thể côn trùng, nhiều loài kí sinh gây hiện tượng bệnh lý và làm cho côn trùng chết. Nấm dị dưỡng bằng cách hấp thụ hay thẩm thấu. Nấm hấp thụ các chất dinh dưỡng bằng cách tiết ra hệ men ra ngoài môi trường để phân giải các chất có cấu trúc phức tạp thành các chất có cấu trúc đơn giản, sau đó hấp thụ qua màng. Sinh sản: nấm sinh sản và phát tán bằng bào tử. Trong tự nhiên nấm gây bệnh có thể gây chết côn trùng thường xuyên với tỷ lệ cao. Vì vậy chúng có tác dụng điều hòa số lượng dịch hại rất có hiệu quả. Khi côn trùng chết sợi nấm choán hết khoang cơ thể hoặc bao bọc toàn bộ bề mặt cơ thể nêm rất dễ nhận thấy. 2. Một số nấm chính có vai trò trong đấu tranh sinh học 2.1. Nấm gây bệnh cho côn trùng 2.1.1. Sơ lược lịch sử nghiên cứu - 1709, ngành khoa học nghiên cứu về bệnh lý của côn trùng ra đời. Học viên: Nguyễn Thị Hải Lý- Lớp LL&PPDHBM Sinh học. K22 Page 3 Tiểu luận: Vai trò của Nấm trong đấu tranh sinh học - 1815, Agostino Bassi đã mô tả khá tỉ mỉ về bệnh nấm trắng Muscardin gây bệnh trên tằm và đã đưa ra biện pháp ngăn ngừa. - 1837, Oudouin có những công trình phát hiện về nấm xuất hiện trên côn trùng, ông cũng là người đề xuất dùng nấm bạch cương để trừ côn trùng. - 1874, Pasteur đề xuất dùng nấm để trừ rệp hại rễ nho Phylloxera. - 1878, Metschnhikov đã phát hiện và phân lập được nấm xanh Entomophthora anisopliae trên sâu non bộ cánh cứng hại lúa mỳ (Anisopliae austrinia), về sau này đổi tên là Metarhizium anisopliae. - 1885 – 1890, tại Trung tâm nuôi tằm ở Pháp, nhà bác học Louis Paster đã phát hiện ra loại nấm gây bệnh trên tằm vôi là nấm Beauveria bassiana. 2.1.2. Phương thức xâm nhập và sự phát triển của nấm trong cơ thể côn trùng: * Phương thức xâm nhập: - Qua con đường tiếp xúc: Bào tử nấm bám vào bề mặt cơ thể côn trùng. Khi gặp độ ẩm thích hợp thì nảy mầm. Các sợi nấm xâm nhập vào cơ thể côn trùng qua vỏ kitin, nấm tiết ra men làm mềm vỏ kitin tạo thành một lỗ thủng ở nơi bào tử nảy mầm. Qua đó nấm xâm nhập vào bên trong cơ thể côn trùng. Chính vì vậy nấm có thể kí sinh được ở tất cả các pha phát triển của côn trùng như trứng, nhộng. - Qua đường miệng: Từ miệng, bào tử nấm vào ruột và qua thành ruột để đến các tế bào nội quan. - Nấm có thể xâm nhập qua lỗ thở hoặc cơ quan sinh dục vào cơ thể côn trùng. * Sự phát triển của nấm trong cơ thể côn trùng: - Gồm 3 giai đoạn chính: + Giai đoạn xâm nhập: từ khi bào tử nấm mọc mầm đến lúc hoàn thành việc xâm nhập vào trong xoang cơ thể côn trùng. + Giai đoạn phát triển của nấm trong cơ thể côn trùng đến khi côn trùng chết: giai đoạn này nấm thường tạo ra rất nhiều sợi nấm ngắn, được phân tán khắp cơ thể Học viên: Nguyễn Thị Hải Lý- Lớp LL&PPDHBM Sinh học. K22 Page 4 Tiểu luận: Vai trò của Nấm trong đấu tranh sinh học theo dịch máu. Khi các sợi nấm xâm nhập vào tất cả các bộ phận thì chúng đồng thời gây chết vật chủ. + Giai đoạn sinh trưởng phát triển của nấm sau khi vật chủ chết: giai đoạn này nấm hình thành các bào tử hoặc conidi, hoặc nấm mọc thành sợi ra bên ngoài bề mặt cơ thể vật chủ. Sau đó các bào tử được tạo thành trên lớp sợi nấm ở bề mặt cơ thể vật chủ. Nấm côn trùng có tính chuyên hóa hẹp, thậm chí chỉ phát triển một cơ quan hoặc chỉ một giai đoạn trong vòng đời của côn trùng. Song cũng có loài có phổ kí sinh rộng, thậm chí ở các họ, bộ khác nhau. 2.1.3. Các nhóm nấm chủ yếu gây bệnh cho côn trùng: Nấm gây bệnh cho côn trùng: Chủ yếu thuộc 4 lớp nấm: - Nấm bậc thấp Phycomycetes: Các loài kí sinh trên côn trùng thuộc 3 bộ: Chytridiales, Blastocladiales, Entonophtoarles. Có một số họ tất cả các loài đều kí sinh như: Entonophtoraceae, Cotelomomycetaceae. - Nấm túi Ascomycetes. + Bộ Laboulbeniales: Ngoại kí sinh chuyên tính cao. Còn các loài nấm túi khác là nội kí sinh. +Giống quan trọng là: Cordyceps, Aschersonia - Nấm đảm Basidiomycetes. - Nấm bất toàn Deuteromycetes. 2.1.4. Các nấm được nghiên cứu ứng dụng trừ sâu hại: 2.1.4.1. Nấm xanh Metarhizium anisopliae: - Nấm này được Metschinikov phát hiện đầu tiên vào năm 1878 trên bọ hung hại lúa mì bị bệnh. - Nấm M. anisopliae có 2 dạng: dạng có bào tử dài và dạng có bào tử ngắn. Học viên: Nguyễn Thị Hải Lý- Lớp LL&PPDHBM Sinh học. K22 Page 5 Tiểu luận: Vai trò của Nấm trong đấu tranh sinh học - Nấm xanh sinh ra các độc tố destruxin A và B, thường gây bệnh cho côn trùng sống trong đất. Nấm xanh hại bọ rùa Nấm xanh ký sinh trên 200 loài côn trùng, nhiều loài trong chi Metarhizium có khả năng diệt côn trùng, ấu trùng muỗi, châu chấu, mối, Trong đó, M. anisopliae là chủng gây bệnh mạnh nhất cho côn trùng thuộc bộ Coleoptera. - Nấm này phân bố rất rộng trong tự nhiên. - Phương thức xâm nhập và sự phát triển của nấm xanh trong cơ thể côn trùng: + Conidi của nấm xanh sau 24 giờ tiếp xúc với bề mặt cơ thể côn trùng thì bắt đầu mọc mầm và xâm nhập vào bên trong. Trong cơ thể côn trùng sợi nấm phát triển xâm nhập vào các bộ phận nội quan. Sau khi vật chủ chết, sợi nấm mọc ra ngoài cơ thể côn trùng tạo thành lớp nấm màu trắng hơi hồng nhạt. + Quá trình phát triển của bệnh trong cơ thể côn trùng là 4-6 ngày, vào giai đoạn cuối cùng của quá trình phát triển bệnh lý thì côn trùng chết. Học viên: Nguyễn Thị Hải Lý- Lớp LL&PPDHBM Sinh học. K22 Page 6 Tiểu luận: Vai trò của Nấm trong đấu tranh sinh học Bọ cánh cứng khoai sọ trưởng thành bị nấm xanh gây bệnh - Chế phẩm sinh học Ometar khống chế được dịch rầy nâu hại lúa, giảm chi phí 10 lần so với việc phun thuốc hóa học. Trên các cánh đồng bị rầy nâu, phun chế phẩm Ometar một lần vào 40 ngày sau sạ, rầy nâu giảm dần và mật số rất thấp vào cuối vụ. Chế phẩm nấm xanh Ometar có hiệu lực rất cao đối với rầy nâu, sau khi phun từ 5 - 7 ngày, hiệu lực diệt trừ rầy nâu đạt 73,5 - 91,5% và hiệu lực trừ bọ xít hại lúa là 73 - 88%. 2.1.4.2. Nấm bạch cương Beauveria bassiana (Bb) Học viên: Nguyễn Thị Hải Lý- Lớp LL&PPDHBM Sinh học. K22 Page 7 Tiểu luận: Vai trò của Nấm trong đấu tranh sinh học - Bào tử trần, hình cầu hoặc hình trứng 1-1,5 x 3-3,5μm. - Tế bào sinh bào tử trần đơn phát sinh từ sợi dinh dưỡng có cuống phình to. Trong quá trình phát triển, nấm tiết ra độc tố gọi Beauvericin làm côn trùng chết. Độc tố này được tổng hợp năm 1969. Công thức hoá học C 45 H 37 O 9 N 3 (N-metyl L- phenylalanin-D-α hydroxy-izovaleryl), là loại depxipeptid vòng có điểm sôi 93- 94 0 C. Nấm B. bassiana gây bệnh cho rầy nâu, sâu cuốn lá, sâu đục thân, bọ xít hại lúa, bọ xít đen. - Bệnh do nấm này được nghiên cứu tương đối sớm. Cuối thế kỷ XIX ở Hoa Kỳ đã dùng nấm B. bassiana để trừ một loại bọ xít cánh trắng. Nấm bạch cương Beauveria bassiana Côn trùng bị nhiễm B. bassiana Sâu đục thân bị nhiễm B. bassiana Học viên: Nguyễn Thị Hải Lý- Lớp LL&PPDHBM Sinh học. K22 Page 8 Tiểu luận: Vai trò của Nấm trong đấu tranh sinh học - Quá trình xâm nhập và phát triển của nấm: + Sau khi tiếp xúc với bề mặt cơ thể vật chủ, conidi của nấm B. bassiana bắt đầu mọc mầm và xâm nhập vào bên trong cơ thể vật chủ. Quá trình này bắt đầu từ sau khi vật chủ bị nhiễm conidi khoảng 10 giờ và có thể kéo dài vài ngày. + Sau khi xâm nhập vào trong cơ thể vật chủ, nấm bắt đầu sinh trưởng và phát triển. Nấm tiêu diệt dần các tế bào bạch huyết khi bị tấn công trong giai đoạn đầu xâm nhiễm cơ thể ký chủ. Khi nấm tiêu diệt hết tế bào bạch huyết thì côn trùng vật chủ chết. + Nấm tiếp tục sinh trưởng phát triển, lượng sợi nấm bên trong cơ thể vật chủ ngày càng tăng và xác côn trùng càng trở nên rắn lại. Khi gặp độ ẩm thuận lợi, các sợi nấm mọc ra ngoài bề mặt cơ thể vật chủ và tạo thành conidi mới. + Côn trùng bị nhiễm B. bassiana ở điều kiện 25 o C sẽ chết sau 6 - 7 ngày. • Phương pháp nuôi cấy chìm được gọi 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 nấm trừ bệnh ảnh hưởng đến sự phát triển của nấm. • Ngoài côn trùng, Bb còn tấn công trên nhiều loài nhện nhỏ hại cây trồng thuộc giống Tetranychus, Tarsonemus - Chế phẩm Nấm trắng Biovip cũng có hiệu lực rất cao với rầy nâu, kết quả diệt rầy sau 5 - 7 ngày là 65 - 87%, hiệu lực trừ bọ xít 69 - 85%. 2.1.4.3. Nấm lục cương Metarhizium anisopliae (Ma) - Bào tử trần hình que 3,5 x 6,4 x 7,2 μm màu lục xám đến xanh lục. Khuẩn lạc có màu xanh, đôi chỗ có màu xanh hồng. - Có 2 dạng bào tử là bào tử lớn Metarhizium anisopliae var. major có kích thước 10-14μm và bào tử nhỏ Metarhizium anisopliae var. anisopliae kích thước 3,5-5,0 μm. Học viên: Nguyễn Thị Hải Lý- Lớp LL&PPDHBM Sinh học. K22 Page 9 Tiểu luận: Vai trò của Nấm trong đấu tranh sinh học - Có khoảng trên 200 loài côn trùng mẫn cảm với loài nấm này đặc biệt là bộ cánh cứng. - Độc tố của nấm là destuxin A, B, C, D. Độc tố destuxin A (C 29 H 47 O 7 N 5 ), B (C 30 H 51 O 7 N 5 ). Chúng có điểm sôi 188 0 C-234 0 C. - Sau khi rơi vào bề mặt côn trùng, sau 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 tiết ra độc tố A và B là chất độc làm côn trùng chết. Ma có mặt trong môi trường sống không khí, đất, các phụ phẩm - Môi trường phù hợp nhiệt độ 24-25 0 C, pH 6-7,4. - Có thể phân lập Ma từ côn trùng chết với triệu chứng điển hình là có lớp nấm màu xanh trên bề mặt cơ thể, trong đất 2.1.4.4. Nấm châu chấu Entomophaga grylli: Nấm E. grylli chuyên tính trên các loài châu chấu, có ý nghĩa thực tiễn rất lớn. Sau dịch do nấm này gây ra, quần thể châu chấu giảm đi 80 - 90%. Nó cũng có thể gây thành dịch lớn cho nhiều loài côn trùng cánh thẳng. Trong quá trình phát triển của bệnh, nấm E. grylli phân huỷ toàn bộ các mô của cơ thể vật chủ. Sợi nấm xâm nhập vào tất cả các bộ phận, kể cả chân côn trùng, chỉ trừ trứng và buồng trứng là không bị nấm xâm nhập. - Châu chấu bị bệnh thường bò lên phía ngọn cây cỏ bám chắc vỡ chết ở đó với tư thế đầu hướng lên phía trên. Xác chết này tồn tại trên ngọn cỏ khá lâu. Sau khi côn trùng chết, trên bề mặt xác chết tạo thành conidi. Châu chấu khoẻ tụ tập quanh xác chết sau một đêm là bị nhiễm conidi của nấm này. Học viên: Nguyễn Thị Hải Lý- Lớp LL&PPDHBM Sinh học. K22 Page 10 [...]... quanh sợi nấm gây Học viên: Nguyễn Thị Hải Lý- Lớp LL&PPDHBM Sinh học K22 Page 21 Tiểu luận: Vai trò của Nấm trong đấu tranh sinh học bệnh cây, sau đó các sợi nấmTrichoderma thắt chặt lấy các sợi nấm, xuyên thủng qua màng ngoài của nấm bệnh và phân hủy các chất nguyên sinh trong sợi nấm bệnh Cơ chế kháng sinh: Nấm Trichoderma sinh ra một số kháng sinh như Gliotoxin, Viridin tác động lên vi khuẩn, nấm (Ascochyta,... hành nhiễm giống nấm và cho lên men Khi sinh khối nấm đạt cực đại tiến hành thu hồi sinh khối, xử lý và tạo sản phẩm chứa cả bào tử và hệ sợi nấm Học viên: Nguyễn Thị Hải Lý- Lớp LL&PPDHBM Sinh học K22 Page 18 Tiểu luận: Vai trò của Nấm trong đấu tranh sinh học 4.Một số thành tựu của việc phòng trừ dịch hại bằng chế phẩm nấm 4.1 Những thành tựu đạt được của thuốc nấm Boverit và Mat trong phòng trừ sâu... Phạm Văn Toản, Giáo trình công nghệ vi sinh vật trong sản xuất nông nghiệp và xử lí ô nhiễm môi trường, NXB Nông nghiệp HN, 2003 Học viên: Nguyễn Thị Hải Lý- Lớp LL&PPDHBM Sinh học K22 Page 23 Tiểu luận: Vai trò của Nấm trong đấu tranh sinh học 2 Nguyễn Văn Thuận, Bài giảng đấu tranh sinh học ứng dụng, Đại học sư phạm Huế, 2003 3 Phạm Thị Thùy, Công nghệ sinh học trong bảo vệ thực vật, NXB ĐHQG HN, 2004... do nấm Fusarium solani gây ra và bệnh héo vàng trên khoai tây và thuốc lá do nấm Rhizoctonia solania, Alternaria alternaria gây ra Nấm đối kháng Aspergillus niger 2.3 Nhóm nấm đối kháng 2.3.1 Vai trò của nhóm nấm đối kháng (NĐK) Học viên: Nguyễn Thị Hải Lý- Lớp LL&PPDHBM Sinh học K22 Page 13 Tiểu luận: Vai trò của Nấm trong đấu tranh sinh học - Đều là những loài có nguồn gốc từ đất, đó là các loài nấm. .. hạt cỏ còn nằm trong đất hoặc ở các mầm cỏ mới nhú lên KẾT LUẬN - Nhiều loài nấm kí sinh trên nấm gây bệnh cây, có loài nấm có khả năng tiết ra các chất kháng sinh hoặc men độc hại với vật gây bệnh cây, chúng có thể Học viên: Nguyễn Thị Hải Lý- Lớp LL&PPDHBM Sinh học K22 Page 22 Tiểu luận: Vai trò của Nấm trong đấu tranh sinh học cạnh tranh sử dụng điều kiện sống làm kìm hãm sự phát triển của vật gây... Rickettsia chỉ sinh trưởng phát triển trong dịch tế bào, nhưng cũng có thể sống trong nhân tế bào nhện nhỏ Học viên: Nguyễn Thị Hải Lý- Lớp LL&PPDHBM Sinh học K22 Page 11 Tiểu luận: Vai trò của Nấm trong đấu tranh sinh học - Có hai giống Rickettsia có ý nghĩa trong đấu trnh sinh học phòng chống dịch hại nông nghiệp là Enterella và Rickettsiella + Các loài Enterella chỉ sống bên trong biểu mô của ruột vật... hại đó và tiêu thụ chúng Học viên: Nguyễn Thị Hải Lý- Lớp LL&PPDHBM Sinh học K22 Page 12 Tiểu luận: Vai trò của Nấm trong đấu tranh sinh học - Chúng là loại nấm được nuôi cấy thông dụng nhất nhờ đó mà người ta sản xuất ra chế phẩm sinh học Bima Nấm đối kháng Trichoderma - Nấm Aspergillus niger: đối kháng với các nấm Fusarium solani, Rhizoctonia solani, Alternaria alternata… Nấm Aspergillus niger dùng... và sản xuất chế phẩm nấm đối kháng • Nhân nuôi nấm đối kháng - Các loại nấm đối kháng cần được nuôi cấy trên môi trường nhân tạo, thường dùng là PGA và PDA Học viên: Nguyễn Thị Hải Lý- Lớp LL&PPDHBM Sinh học K22 Page 14 Tiểu luận: Vai trò của Nấm trong đấu tranh sinh học - Nấm phải thuần chủng, trong môi trường nhiệt độ thích hợp 28 - 30 0C và vô trùng Sau 5 - 7 ngày nuôi cấy, nấm có thể phát triển... quả,… Học viên: Nguyễn Thị Hải Lý- Lớp LL&PPDHBM Sinh học K22 Page 19 Tiểu luận: Vai trò của Nấm trong đấu tranh sinh học - Năm 2007 đã sản xuất thành công chế phẩm nấm bằng công nghệ vi sinh, sử dụng nấm lục cương Ma và các nguyên liệu đơn giản như bột đậu, bột ngô, cám, trấu để tạo ra chế phẩm có khả năng diệt trừ được nhiều loại côn trùng, không gây hại cho môi trường, con người và những sinh vật... sâu và côn trùng có hại từ một số chủng nấm Quy trình lên men bề mặt không vô trùng tạo chế phẩm nấm diệt sâu và côn trùng có hại: Học viên: Nguyễn Thị Hải Lý- Lớp LL&PPDHBM Sinh học K22 Page 17 Tiểu luận: Vai trò của Nấm trong đấu tranh sinh học * Lên men xốp: - Có thể sử dụng phương pháp lên men xốp tạo chế phẩm vi sinh vật diệt sâu, côn trùng có hại từ vi nấm - Sau khi bổ sung dịch dinh dưỡng vào . Tiểu luận: Vai trò của Nấm trong đấu tranh sinh học ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HUẾ KHOA SINH HỌC µ TIỂU LUẬN ĐẤU TRANH SINH HỌC TÊN ĐỀ TÀI: VAI TRÒ CỦA NẤM TRONG ĐẤU TRANH SINH. Page 1 Tiểu luận: Vai trò của Nấm trong đấu tranh sinh học MỤC LỤC Nội dung Trang Mở đầu Nội dung 1. Khái quát chung về nấm 3 2. Một số nấm chính có vai trò trong đấu tranh sinh học 3 2.1. Nấm gây. bị nhiễm conidi của nấm này. Học viên: Nguyễn Thị Hải Lý- Lớp LL&PPDHBM Sinh học. K22 Page 10 Tiểu luận: Vai trò của Nấm trong đấu tranh sinh học Vòng đời châu chấu bị nhiễm nấm En Châu chấu