Đang tải... (xem toàn văn)
Bài thuyết trình Ứng dụng công nghệ sinh học trong sản xuất thuốc bảo vệ thực vật trình bày về những kiến thức về thuốc trừ sâu sinh học Biopesticides, các virus côn trùng thuộc họ Baculoviridae, ứng dụng công nghệ sinh học trong sản xuất thuốc bảo vệ thực vật,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung bài thuyết trình để nắm bắt nội dung chi tiết.
Trường Đại Học Nơng Lâm TP.HCM Nhập Mơn Cơng Nghệ Sinh Học Thuyết Trình Ứng Dụng Cơng Nghệ Sinh Học Trong Sản Xuất Thuốc BVTV GVHD: Ts.Nguyễn Vũ Phong Đặt Vấn Đề Thuốc Trừ Sâu Sinh Học ( Biopesticides ) Vi Khuẩn (Bacillus thuringiensis, Bacillus sphaericus, Bacillus papillae ) Các virus cơn trùng thuộc họ Baculoviridae Có 2 hướng ứng dụng cơng nghệ sinh học phân tử trong vấn đề tạo giống và sản xuất thuốc trừ sâu sinh học: Cắt phân lập và tái tổ hợp các gien sản xuất protein kết tinh ( nội độc tố ) của B.thuringiensis và plasmid của E.coli và sản xuất theo phương pháp CNSH Sản xuất Baculovirus theo phương pháp ni cấy tế bào. Để tăng cường tính gây bệnh của baculovirus, giảm thời gian nung bệnh và gây chết nhanh cơng trùng, người ta tái tổ hợp gien sản xuất nọc độc của ong, nhện vào virus baculovirus và sản xuất theo lối CNSH Phương Pháp Thực Hiện 1.Vi khuẩn Bacillus thuringgiensis làm thuốc trừ sâu sinh học Các loại vi khuẩn Bacillus thường sinh trưởng, phân chia mạnh và khi mơi trường nghèo chất dinh dưỡng, chúng hình thành bào tử Bào tử là một dạng q độ của sự sinh sản, được hình thành trong điều kiện bất lợi của mơi trường và có tính kháng với ngoại cảnh khá cao Các loại Bacillus trong q trình hình thành có sản xuất một loại protein nào đó, rất độc đối với các lồi VSV khác Có 2 chủng Bacillus thunringiensis đáng quan tâm Bacillus thurigiensis var.israelensis: loại này gây bệnh cho hầu hết cơn trùng hút máu như muổi, ve, bét,…được coi là vector truyền bệnh ở người và động vật Bacillus thurigiensis var.tenebrionis phát hiện năm 1983, có tác dụng gây bệnh với các lồi bọ gây thiệt hại lớn với khoai tây Bacillus thurigiensis var.israelensis Bacillus thurigiensis var.tenebrionis Tinh thể protein nội bào ( nội độc tố $ ) và gien Cry Nha bào:một dạng tiềm sinh của các loại vi khuẩn trong họ Bacillus Tinh thể protein của Bacillus thuringiensis được hình thành trong khi nha bào hóa ( sporulation ) Tinh thể proteun có thể là dạng hình bình hành, nhiều góc cạnh hoặc hình khối đa chiều Tinh thể protein được mang trong nha bào là một tiền độc tố ( protoxin ) Tinh thể protein hình bình hành bao gồm 2 loại protein tiền độc tố : một loại có phân tử lượng 135 Kda, 2 loại có phân tử lượng 140 Kda. Tất cả đều đặc hiệu gây độc cho cơn trùng trong lớp Lepidoptera Tinh thể hình khối chỉ chứa duy nhất một protoxin có phân tử lượng 65 Kda và đặc hiệu gây độc cho cả Lepidoptera vả Diptera Ấu trùng nhiễm baculovirus theo đường thức ăn Khi đã vào hệ tiêu hóa, virus xâm nhập vào các tế bào biểu mơ và thực hiện chu kỳ nhân lên của mình Trong các tề bào bị nhiễm, trước hết AND của virus thực hiện sự nhân lên của mình theo cơ chế bổ xung, thường là 1224h sau khi bị nhiễm Trong vòng 2472 h tiếp theo các loại protein cần thiết đc tổng hợp sau cùng là protein vỏ bọc polyhedrin Hiện nay có một số loại baculovirus đang được ngiên cứu sử dụng làm thuốc trừ sâu sinh học AcMNPV ( Autographa californica Multiple Nuclear Polyhedrosis Virus ) HzSNPV ( Helicoverpa zea Single Multiple Nuclear Polyhedrosis Virus ) OpMNPV ( Orgyia pseudotsugata Multiple Nuclear Polyhedrosis Virus ) LdMNPV ( Lymantria dispar Multiple Nuclear Polyhedrosis Virus ) Polyhedrin có tác dụng bảo vệ virus với mơi trường ngoại cảnh, nhưng so với loại protein khác của virus, thì loại polyhedrin này khơng thực sự cần thiết cho lắm trong chu kỳ nhân lên của virus Protomer của polyhedrin là một protomer mạnh. Lợi dụng đặc tính này, người ta đã thiết kế baculovirus làm loại virus vector biểu thị gen ngoại lai ( expression vector ) Hiện nay loại AcMNPV đc thiết kế với mục đích đó. Người ta cắt bõ hồn tồn gen polyhedrin nhưng vẫn giữ protomer của nó. Thay vào đó, người ta đã nối một chuổn MCS ( multiple cuting site = vùng cắt của các enzym hạn chế ) để làm vùng tiếp nhận gen ngoại lai Phát triển baculovirus làm thuốc trừ sâu sinh học Dùng baculovirus tự nhiên Dùng baculovirus tái tổ hợp Đối với baculovirus tự nhiên Không gây độc đối với người và động vật Thay thế đc 1 số thuốc trừ sâu độc tồn dư Hiẩệm, gây h n nay có 2 lo ạố i đc s ửng tiêu dụnng trên sản ph ại cho đ i tượ thụ Mỹ HzSNPV, LdMNPV và OpMNPV Trong điều cho phép người ta khuyến khích dùng thuốc trừ Anh sâu sinh hNeodiprion sertifer MNPV và Panolis MNPV ọc đặc biệt là baculovirus vì chúng an tồn hơn, dễ sản xuất và giá thành chấp nhận được Phương thức sữ dụng Phun chế phẩm có chưa baculovirus đã sản xuất lên cây cần bảo vệ đối với loại cơn trùng thích ứng Thời gian giết chết cơn trùng kéo dài 34 ngày Baculovirus có thể ẩn nhập polyhedra rất đề kháng với điều kiện tự nhiên Đối với baculovirus tái tổ hợp Làm sao gi ảm đc th ời gian g ấy chết côn trùng c a Thời gian gâyủchết Tên gen đ ược tái t ổ Tác dụng giảm hợp baculovirus ? Giảm lưu thông Hocmon bài ti ế t 20% Phải chọn đúng virus thích h ợ p m i có tính gây b ệnh haemolymph côn Diuretin trùng cao Bại liệt, co giật, tê Nọc độc bò cạp 30%-40% Phải tăng c ườ ng tính gây b ệ nh c ủ a liệt thần kinh ( AaIT ) baculovirus Nọc độc nhện ( Txp – 1) Bại liệt 30%-40% Có hai hướng chọn lọc loại gen gây độc côn trùng tái tổ hợp vào baculovirus Tái tổ hợp gen sản xuất toxin đặc hiệu gây chết Chọn gen thuộctrùng nhóm sản xuất độc tố (toxin ) ệu lực thật sự, giảm thời gian Gen sản xuất endotoxin có tên Có hi Cry đc cắt ghép vào baculovirus Chọn gen chất sinh gây chết đối với cơn trùng nhưng thuộc nhóm hoạt thực tếsx xét v ề hiệu quả kinh tế chưa lớn l ắm học ( enzym, hormon ) Gen AaIT tái tổ hợp vào baculovirus Nâng cao hiệu lực gây chết của baculovirus tái tổ hợp. Thời gian gấy chết từ lúc nhiễm chỉ còn 2 ngày Gen Txp-1 Có hiệu lực tốt Tái tổ hợp gen sản xuất hợp chất sinh học Có thể nói gen điều hòa hormon bài tiết ( diuretin hormone ) khi đc tái tổ hợp vào baculovirus có tác dụng gấy chết cơn trùng nhanh, hiệu quả và phổ rộng Có nhiều loại cơn trùng bị nhiễm baculovirus tái tổ hợp này hơn là baculovirus tái tổ hợp gen toxin, bởi lẽ toxin thường có tác dụng đặc hiệu cho từng lớp cơn trùng nhất định Một hướng khác là tận dụng hormon sinh trưởng JHE ( Juvenile hormone esterase ). Cơn trùng thường qua nhiều giai đoạn phát triển và lột xác. Nếu ấu trùng bị nhiễm baculovirus tái tổ hợp chứ gen JHE, thì hormine này sẽ làm rối loạn q trình sinh trưởng, đình trệ tiêu hóa và gây chết Kết Quả Thực Hiện Ngày nay độc tố diệt cơn trùng của Bt sản bằng cơng nghệ sinh học và kỹ thuật tái tổ hợp gen đc sử dụng rộng rãi diệt các cơn trùng sau: Lồi bướm trắng, sâu bắp cải trơng lĩnh vực trồng rau Lồi sâu cuốn bắp cải, gây hại bắp cải, rau, đậu Lồi sâu bơng trơng cộng nghiệp trồng sâu bơng Lồi sâu thuốc lá trơng cơng nghiệp trồng thuốc lá Bọ khoai tây trơng cơng nghiệp trồng khoai tây Các lồi sâu phá hoại 1 số cây rừng Ấu trùng muỗi chống bệnh sốt rét, sốt xuất huyết - - Tái tổ hợp gen sản xuất độc tố của Bt để sản xuất bằng con đường CNSH, đã chủ động để có độc tố thành phẩm phòng chống cơn trùng Cũng bằng KT CNSH phân tử, người ta tiến hành chuyển nạp các loại plasmid có mang gen độc tố từ các nguồn khác nhau vào các loại Bt khác nhau trong tự nhiên , để chúng có khả năng sản xuất các loại độc tố diệt cơn trùng khác nhau Baculovirus Baculovirus tái tổ hợp gen ngoại lai gây độc cũng như baculovirus tự nhiên được sản xuất theo phương pháp kỹ thuật gen và CNSH đã góp phần to lớn phá hoại cơn trùng gây hại mùa màng trên thế giới Tuy nhiên, người ta lo ngại các gen độc ( đặc biệt là gen toxin ) sản xuất toxin như vậy, liện có gây độc cho các đối tượng khác Khía cạnh lo ngại như vậy là hồn tồn có căn cứ, nhưng chúng ta có thể n tâm, vì baculovirus là loại virus hồn tồn đặc hiệu gây bệnh hại cho cơn trùng, do vậy dù baculovirus đc tái tổ hợp gen sản xuất sản phẩm độc, chúng cũng khơng gây nhiễm đc cho động vật bậc cao Khi khơng gây nhiễm đc, thì khơng có q trình nhân lên, khơng sản xuất ra các sản phẩm protein ngoại lai, trong đó có chất độc sinh học do gen ngoại lai sản xuất Tài liệu tham khảo 1. Cơng Nghệ Sinh Học Đối Với Vật Ni Và Cây Trồng GS.Ts Đái Duy Ban_Ths. Lê Thanh Hòa 2. Cơng Nghệ Sinh Học Trong Bảo Vệ Thực Vật – PGS.Ts Phạm Thị Thùy 3. Tuyển Tập Cơng Trình Nghiên Cứu Bảo Vệ Thực Vật 19901995 – Viện Bảo Vệ Thực Vật 4. Giáo trình cơng nghệ vi sinh vật trong sản xuất nơng nghiệp và xử lý mơi trường PGS.TS. Nguyễn Xn Thành. 5. Thực Trạng Về Sản Xuất Và Ứng Dụng Các Chế Phẩm Vi Sinh Vật Để Phòng Trừ Dịch Hại Cây Trồng ở Việt Nam Trong 20 Năm Qua – PGS.Ts Phạm Thị Thùy 6. Nghiên cứu cơng nghệ sản xuất và sử dụng thuốc sâu sinh học (Bt, NPV, nấm Bb, Ma) thế hệ mới trừ sâu trong sản xuất rau an tồn PGS.Ts Phạm Thị Thùy Tuyển tập cơng trình Nghiên cứu chuyển giao khoa học và cơng nghệ, nhân 40 năm thành lập Viện BVTV –NXB Nơng Nghiệp Cám ơn thầy và các bạn đã chú ý lắng nghe Danh sách nhóm Trần Lê Tấn Lộc 14132179 Nguyễn Thị Hồng Thư 14132085 Lư Xn Dứt 14132013 Lê Minh Nhựt 14132197 Nguyễn Lê Hoài 11158069 ... Các virus cơn trùng thuộc họ Baculoviridae Có 2 hướng ứng dụng cơng nghệ sinh học phân tử trong vấn đề tạo giống và sản xuất thuốc trừ sâu sinh học: Cắt phân lập và tái tổ hợp các gien sản xuất protein kết tinh ( nội độc tố ) của B.thuringiensis và plasmid của E.coli và sản xuất ... gây chết nhanh cơng trùng, người ta tái tổ hợp gien sản xuất nọc độc của ong, nhện vào virus baculovirus và sản xuất theo lối CNSH Phương Pháp Thực Hiện 1.Vi khuẩn Bacillus thuringgiensis làm thuốc trừ sâu sinh học Các loại vi khuẩn Bacillus thường sinh trưởng, phân chia mạnh và ... tinh thể protein của protoxin được sản xuất và thu được gần như ngun chất Bacillus thuringiensis aizawai typ IPL 7 Cơng nghệ sinh học sản xuất nội độc tố delta của Bacillus thuringiensis sữ dụng kỹ thuật tái tổ hợp gien