1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH -------------- TRẦN ĐÌNH ĐƯỜNG KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG CỦA Cordycep sp1. VÀ Isaria javanica TRÊN MÔI TRƯỜNG RẮN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ NGÀNH: NÔNG HỌC Vinh – 2011 2 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH -------------- KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG CỦA Cordycep sp1. VÀ Isaria javanica TRÊN MÔI TRƯỜNG RẮN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ NGÀNH: NÔNG HỌC Người thực hiện : Trần Đình Đường Lớp : 48K2 – Nông học Người hướng dẫn : PGS.TS. Trần Ngọc Lân Vinh – 2011 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 từng 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 Sinh học Nông nghiệp, khoa Nông Lâm Ngư, trường Đại Học Vinh với sự đồng ý và hướng dẫn của PGS. TS Trần Ngọc Lân, giáo viên hướng dẫn 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, ngày 20 .tháng 07 năm 2011 Tác giả Trần Đình Đường 3 LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu đề tài luận văn tốt nghiệp ngành kĩ sư Nông học, tôi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ quý báu từ phía thầy cô, bạn bè, người thân. Với tấm lòng chân thành và sự biết ơn sâu sắc nhất, tôi xin được gửi lời cảm ơn đặc biệt tới PGS. TS. Trần Ngọc Lân, Th.S Nguyễn Thị Thúy, KS Trần Văn Cảnh, những người hướng dẫn tôi từ những bước đầu làm nghiên cứu khoa học, đã rất tận tâm và nhiệt tình hướng dẫn tôi suốt thời gian làm đề tài luận văn tốt nghiệp. Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo trong tổ bộ môn Bảo vệ thực vật, các giáo viên phụ trách, các kĩ thuật viên phòng thí nghiệm đã tạo mọi điều kiện về cơ sở vật chất cũng như sự hướng dẫn, giúp đỡ và góp ý kiến cho tôi trong suốt quá trình làm đề tài. Và tôi xin được chân thành cảm ơn những người thân trong gia đình, bạn bè đã động viên khích lệ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Vinh, ngày 20 tháng 07 năm 2011 Tác giả Trần Đình Đường 4 MỤC LỤC Trang Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Danh mục các bảng số liệu Vi Danh mục các hình vẽ Vii Danh mục chữ cái viết tắt ix MỞ ĐẦU 1 1. Lý do chọn đề tài 1 2. Mục đích nghiên cứu 4 3. Đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu 4 3.1. Đối tượng nghiên cứu 4 3.2. Phạm vi nghiên cứu 4 3.3. Nội dung nghiên cứu 4 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 5 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 6 1.1 Cơ sở khoa học 6 1.1.1. Nấm ký sinh côn trùng 6 1.1.2. Cơ chế tác động của nấm lên cơ thể côn trùng 7 1.1.3. Giả thuyết khoa học 10 1.1.3.1. Câu hỏi nghiên cứu 10 1.1.3.2. Giả thuyết khoa học 10 1.2. Tình hình nghiên cứu ứng dụng nấm Cordyceps và Isaria trên thế giới 10 1.2.1. Nghiên cứu về đa dạng nấm ký sinh côn trùng loài Cordyceps 10 1.2.2. Các hoạt chất sinh học có trong nấm Cordyceps và nấm Isaria 11 1.2.2.1. Các hoạt chất sinh học có trong nấm Cordyceps 11 1.2.2.2. Các hoạt chất sinh học có trong nấm thuộc nhóm Isaria 13 1.2.3. Tình hình nghiên cứu về công nghệ lên men 14 1.2.4. Nghiên cứu công nghệ sản xuất chế phẩm từ nấm Cordyceps 17 1.3. Tình hình nghiên cứu ứng dụng nấm ký sinh côn trùng ở Việt Nam 19 CHƯƠNG II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.1. Quy trình nghiên cứu 21 2.2. Địa điểm, thời gian nghiên cứu 22 2.3. Vật liệu nghiên cứu 22 2.4. Phương pháp nghiên cứu 22 2.4.1. Phương pháp thu thập nấm ký sinh côn trùng 22 2.4.1.1. Đặc điểm của nơi thu thập 22 2.4.1.2. Phương pháp thu thập 23 5 2.4.1.3. Thời gian thu thập 23 2.4.2. Phương pháp phân lập và bảo quản giống 24 2.4.2.1. Môi trường nuôi cấy 24 2.4.2.2. Phương pháp phân lập 25 2.4.2.3. Phương pháp cấy truyền 25 2.4.2.4. Phương pháp bảo quản giống 27 2.4.3. Phương pháp xác định số lượng bào tử 28 2.4.4. Phương pháp bố trí thí nghiệm 30 2.4.4.1. Thí nghiệm nhân nuôi nấm Isaria javanica trên môi trường rắn 2.4.4.2. Thí nghiệm nhân nuôi nấm Cordyceps sp1. trên môi trường rắn 30 2.5. Phương pháp xử lý số liệu 30 CHƯƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 32 3.1. Đặc điểm hình thái của nấm ký sinh côn trùng Cordyceps sp1. và Isaria javanica 31 3.1.1. Đặc điểm hình thái nấm ký sinh côn trùng Cordyceps sp1. 31 3.1.2. Đặc điểm hình thái của Isaria javanica 33 3.2. Ảnh hưởng của hàm lượng gạo lứt đến sự sinh trưởng và phát triển của Cordyceps sp1. và Isaria javanica 36 3.2.1. Ảnh hưởng của hàm lượng gạo tới khả năng sinh trưởng và phát triển của sợi nấm Cordyceps sp1. trên môi trường rắn 36 3.2.2. Ảnh hưởng của hàm lượng gạo lứt tới khả năng sinh trưởng, phát triển của sợi nấm Isaria javanica trên môi trường rắn 40 3.2.3. Khả năng phát sinh bào tử trên môi trường rắn của Cordyceps sp1. 41 3.2.4. Khả năng phát sinh bào tử của nấm Isaria javanica 42 3.3. Ảnh hưởng của hàm lượng bột nhộng tằm đến khả năng sinh trưởng và phát triển của nấm C. sp1. và Isaria javanica 42 3.3.1. Sinh trưởng của Cordyceps sp1. trên môi trường rắn 42 3.3.2. Sinh trưởng của Isaria javanica trên môi trường rắn 45 3.3.3. Khả năng phát sinh bào tử của nấm Cordyceps sp1. khi thay đổi lượng bột nhộng tằm 47 3.3.4. Khả năng phát sinh bào tử của nấm Isaria javanica trên môi trường rắn 50 3.4. Xây dựng quy trình nhân sinh khối nấm Cordyceps sp1. và nấm Isaria javanica 51 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54 Kết luận 54 Kiến nghị 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 6 PHỤ LỤC DANH MỤC CẤC BẢNG SỐ LIỆU Bảng Tên bảng Trang Bảng 3.1. Khả năng bao phủ bề mặt môi trường rắn của nấm Cordyceps sp1. 35 Bảng 3.2. Khả năng bao phủ toàn bộ khối môi trường rắn của nấm Cordyceps sp1. ở các công thức. 36 Bảng 3.3. Ảnh hưởng của hàm lượng gạo lứt tới khả năng bao phủ bề mặt môi trường của nấm Isaria javanica. 37 Bảng 3.4. Khả năng bao phủ toàn bộ khối môi trường rắn của nấm Isaria javanica. 38 Bảng 3.5. Khả năng phát sinh bào tử của Cordyceps sp1. trên cơ chất gạo lứt ở môi trường rắn. 40 Bảng 3.6. Khả năng sinh bào tử của nấm Isaria javanica trên môi trường rắn. 41 Bảng 3.7. Khả năng sinh trưởng của nấm Cordyceps sp1. trên bề mặt môi trường rắn. 43 Bảng 3.8. Khả năng bao phủ toàn bộ khối môi trường của nấm Cordyceps sp1. trên môi trường rắn theo lượng bột nhộng tằm 43 Bảng 3.9. Khả năng sinh trưởng của nấm trên môi trường rắn cơ chất thay đổi. 45 Bảng 3.10. Khả năng bao phủ toàn bộ khối cơ chất của nấm Isaria javanica. 46 Bảng 3.11. Ảnh hưởng của hàm lượng bột nhộng tằm đến khả năng sinh bào tử của nấm C. sp1. 48 7 Bảng 3.12. Khả năng sinh bào tử của trên môi trường rắn của Isaria javanica. 49 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình Nội dung Trang Hình 1.1. Chu trình xâm nhiễm của nấm ký sinh côn trùng 07 Hình 1.2. Cơ chế xâm nhiễm của nấm ký sinh côn trùng 09 Hình 2.1. Mô tả phương pháp chuẩn bi môi trường rắn 26 Hình 3.1. Mẫu nấm Cordyceps sp1. 32 Hình 3.2. Mẫu Isaria javanica. trên môi trường PDA và bào tử quan sát dưới kính hiển vi. 34 Hình 3.3. Sự phát triển của sợi nấm Cordyceps sp1. trên bề mặt môi trường 35 Hình 3.4. Sự phát triển ăn sâu vào môi trường của nấm Cordyceps sp1 36 Hình 3.5. Khả năng bao phủ bề mặt môi trường của Isaria javanica 37 Hình 3.6. Sự phát triển ăn sâu vào môi trường của Isaria javanica 38 Hình 3.7. Nhân nuôi Isaria javanica 39 Hình 3.8. Sự phát sinh bào tử trên cơ chất gạo lứt của nấm Cordyceps sp1. 40 Hình 3.9. Nấm Cordyceps sp1 trên môi trường rắn với cơ chất gạo lứt 41 Hình 3.10. Khả năng sinh bào tử của nấm Isaria javanica trên môi trường rắn với cơ chất gạo lứt 41 Hình 3.11. Khả năng sinh trưởng bề mặt 43 Hình 3.12. Sự tăng trưởng về khối lượng và độ dày của Cordyceps sp1 44 Hình 3.13. Cordyceps sp1. trên bề mặt môi trường. 44 Hình 3.14 . Cordyceps sp1 sau 8 ngày nhân nuôi 44 Hình 3.15 . Ảnh hưởng hàm lượng bột nhộng tằm đến khả năng bao phủ bề mặt môi trường của nấm Isaria javanica 45 Hình 3.16. Isaria javanica trên môi trường rắn thay đổi hàm lượng nhộng tằm 45 8 Hình 3.17. Khả năng ăn sâu và phủ kín khối môi trường của nấm I. javanica 46 Hình 3.18. Ảnh hưởng hàm lượng bột nhộng tằm đến khả năng phát sinh bào tử của nấm Cordyceps sp1. trên môi trường rắn 49 Hình 3.19. Sự phát sinh bào tử nấm 49 Hình 3.20. I. javanica sau 9 ngày. 49 Hình 3.21. Sơ đồ quy trình nhân sinh khối nấm Cordyceps sp1. và I. javanica 52 DANH MỤC CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nội dung BN Bột gạo nếp Bt Bào tử C Các bon 9 C. Cordyceps CT Công thức ĐTHT Dông trùng - Hạ thảo CV% Độ biến thiên của mẫu EPF Entomology Pathogenic Fungi – Nấm ký sinh côn trùng Lsd 0.05 phương sai mẫu MT Môi trường N Ni tơ PDA Potato Dextrose Agar SD Độ lệch chuẩn TB Trung bình VQG Vườn Quốc Gia 10