Tài liệu Nghiên cứu phát triển các nguồn nấm côn trùng beauveria, metarhizium phát triển nguồn nầm cordyceps

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT NHIỆM VỤ HỢP TÁC KHCN THEO NGHỊ ĐỊNH THƯ GIỮA VIỆT NAM VÀ TRUNG QUỐC BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ TÊN NHIỆM VỤ: NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN CÁC NGUỒN NẤM CÔN TRÙNG BEAUVERIA, METARHIZIUM ĐỂ ỨNG DỤNG PHÒNG TRỪ SÂU HẠI CÂY TRỒNG, CÂY RỪNG VÀ PHÁT TRIỂN NGUỒN NẤM CORDYCEPS SP LÀM THỰC PHẨM CHỨC NĂNG CHO NGƯỜI CƠ QUAN CHỦ TRÌ : VIỆN BẢO VỆ THỰC VẬT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM CHỦ NHIỆM : PGS.TS. PHẠM THỊ THÙY 8133 HÀ NỘI, 2010 BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT NHIỆM VỤ HỢP TÁC KHCN THEO NGHỊ ĐỊNH THƯ GIỮA VIỆT NAM VÀ TRUNG QUỐC BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ TÊN NHIỆM VỤ: NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN CÁC NGUỒN NẤM CÔN TRÙNG BEAUVERIA, METARHIZIUM ĐỂ ỨNG DỤNG PHÒNG TRỪ SÂU HẠI CÂY TRỒNG, CÂY RỪNG VÀ PHÁT TRIỂN NGUỒN NẤM CORDYCEPS SP LÀM THỰC PHẨM CHỨC NĂNG CHO NGƯỜI CHỦ NHIỆM CƠ QUAN CHỦ TRÌ PGS. TS Phạm Thị Thùy HÀ NỘI, 2010 DANH SÁCH CÁN BỘ THAM GIA THỰC HIỆN CHÍNH TT 1 Họ và tên Phạm Thị Thùy Học vị Chức năng Cơ quan PGS.TS NCV cao cấp Viện BVTV Chủ nhiệm đề tài 2 Hoàng Thị Thùy Linh KS Cán bộ CNSH Viện BVTV Thực hiện ĐT 3 4 Nguyễn Thị Ngọc Trâm Hồ Thị Thu Giang TS PGS.TS Cán bộ hóa dược Công ty CP dược Thực hiện ĐT TW 2, Bộ Y tế Giảng viên chính ĐH Nông nghiệp 1 Thực hiện ĐT 5 Nguyễn Thị Kim Liên Th.s Giảng viên chính ĐH Tây Nguyên Thực hiện ĐT 6 Hồ Sỹ Quát KS Giám đốc BQL Rừng Phòng hộ Thực hiện ĐT Hồng Lĩnh, Hà Tĩnh MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN……………………………………………………… .. ….. i Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt………………………………………. ii Danh mục các bảng……………………………………………………………iii Danh mục các hình…………………………………………………………….iv MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề…………………………………………………………………….1 2. Mục tiêu của nhiệm vụ…………………………………………......................2 2.1. Mục tiêu dài hạn………………………………………………………….2 2.2. Mục tiêu chung trực tiếp………………………………………………….2 3. Các nội dung hợp tác thực hiện…………………………………….................3 4. Kết quả cần đạt………………………………………………………………..4 5. Tính mới, tính sáng tạo của đề tài…………………………………………….5 Chương 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ NẤM CÔN TRÙNG BEAUVERIA VÀ METARHIZIUM TRONG PHÒNG TRỪ DỊCH SÂU HẠI CÂY TRỒNG, CÂY RỪNG VÀ NẤM CORDYCEPS LÀM NGUYÊN LIỆU THỰC PHẨM CHỨC NĂNG CHO NGƯỜI 1.1. Trên thế giới………………………………………………………………7 1.1.1. Về nấm Beauveria và Metarhizium………………………………………..7 1.1.2. Về nấm Cordyceps sp.………………………………………………………16 1.2. Ở Việt Nam………………………………………………………………18 1.1.3. Về nấm Beauveria và Metarhizium…………………………………. .. 18 1.1.4. Về nấm Cordyceps sp. ……………………………………………………..25 Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG&PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng và nguyên vật liệu dùng trong nghiên cứu…..………………...31 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu………………………………………………….31 2.1.2. Nguyên vật liệu………………………………………………………..31 2.2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu..………………………………......31 2.2.1. Thu thập và tuyển chọn chủng nấm Bb, Ma có độc tố cao………......32 2.2.2. Nghiên cứu phát triển công nghệ sản xuất nấm Bb, Ma……………...34 2.2.3. Xây dựng mô hình ứng dụng chế phẩm nấm Beauveria trừ sâu róm thông và sâu khoang hại đậu tương……………………………….35 2.2.4. Điều tra thu thập nguồn nấm đông trùng hạ thảo Cordyceps sp. tại Các vườn quốc gia…………………………………………………..................37 Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐẠT ĐƯỢC 3.1. Điều tra thu thập và tuyển chọn chủng nấm Bb và Ma……………………40 3.2. Nghiên cưú phát triển hoàn thiện công nghệ sản xuất chế phẩm nấm Beauveria bassiana và Metarhizium anisopliae ………………….……… …43 3.3. Nghiên cứu mô hình ứng dụng chế phẩm nấm Beauveria để trừ sâu róm thông ở BQLRPH Hồng Lĩnh và chế phẩm nấm Beauveria, Metarhizium trừ sâu hại đậu tương ở Hà Tĩnh và Hà Nội…………………………………53 3.4. Điều tra thu thập nguồn nấm Cordyceps sp. tại các vườn quốc gia ………59 3.4.1. Thí nghiệm chuyên đề xác định thành phần môi trường nuôi nhân nấm đông trùng hạ thảo Cordyceps militaris .…………………………………62 3.4.2. Phân tích giá trị dược liệu và thành phần hóa học của nấm Cor. m……68 Chương 4. KẾT QUẢ CỦA ĐỐI TÁC- ĐẠI HỌC ANHUY, TRUNG QUỐC 4.1. Nội dung hợp tác……………………………………………………………69 4.2. Kết quả đạt được……………………………………………………………69 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận……………………………………………………………………....71 2. Kiến nghị……………………………………………………………………..73 TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH…………………………………………...74 PHỤ LỤC 1. Bảng kê danh mục báo cáo đã thực hiện theo HĐ ………………78 PHỤ LỤC 2. Hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất nấm Bb và Ma………..81 PHỤ LỤC 3. Các minh chứng về ứng dụng nấm Bb, Ma trừ sâu và phân tích giá trị của nấm Cordyceps militaris……………………………………………..83 PHỤ LỤC 4. Hình ảnh thực hiện đề tài ở Trung Quốc và Việt Nam ………….86 PHỤ LỤC 5. Danh sách các bài báo và sách đã công bố……………………....90 BÁO CÁO KHOA HỌC TỔNG KẾT KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHỊ ĐỊNH THƯ VIỆT NAM – TRUNG QUỐC (2008-2010) NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN CÁC NGUỒN NẤM BEAUVERIA VÀ METARHIZIUM ĐỂ ỨNG DỤNG PHÒNG TRỪ SÂU HẠI CÂY TRỒNG, CÂY RỪNG VÀ PHÁT TRIỂN NGUỒN NẤM CORDYCEPS SP. LÀM THỰC PHẨM CHỨC NĂNG CHO NGƯỜI NĂM 2008- 2010 MỞ ĐẦU 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Trong những năm qua, Viện Bảo vệ thực vật đã sản xuất và triển khai ứng dụng chế phẩm nấm Beauveria bassiana (Bb) phòng trừ sâu róm hại thông, nấm Metarhizium anisopliae (Ma) trừ châu chấu hại ngô, mía, bọ cánh cứng hại dừa, rầy nâu hại lúa, mối đất hại cây trồng và hai nấm Bb và Ma phòng trừ một số loại sâu hại rau, đậu tương… ở nhiều tỉnh thành trong cả nước đạt kết quả tốt. Mặc dù vậy, việc nghiên cứu 2 chế phẩm nấm trên vẫn chỉ dừng lại ở chất lượng của nấm Bb đạt 5 x109 bào tử trên 1 gram và nấm Ma đạt 5,5 x109 bào tử trên 1 gram. Để phát triển các nguồn nấm Bb, Ma ứng dụng vào phòng trừ một số sâu hại cây trồng, cây rừng đạt hiệu quả cao, từ năm 2008 đến 2010 trong nội dung đề tài nghị định thư Việt Nam- Trung Quốc, chúng tôi đã hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất các chế phẩm nấm Beauveria và Metarhizium đạt được năng suất và chất lượng cao, triển khai ứng dụng 2 loại nấm trên vào phòng trừ một số sâu hại cây trồng, cây rừng đạt hiệu quả kỹ thuật và kinh tế cao, vừa bảo vệ môi trường sinh thái đồng ruộng, vừa bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Đồng thời tiến hành điều tra thu thập nguồn nấm đông trùng hạ thảo Cordyceps sp. có ở Việt Nam, từ đó nghiên cứu môi trường nhân nuôi và bước đầu xác định giá trị dược liệu của 1 nguồn nấm Cordyceps sp. có triển vọng, làm cơ sở tạo nguồn nguyên liệu, thực phẩm chức năng cho người. 1 Nội dung báo cáo này, chúng tôi xin trình bày kết quả đạt được trong 3 năm 2008- 2010. 2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2.1. Mục tiêu dài hạn: Sự hợp tác sẽ giúp cho cán bộ khoa học Việt Nam tiếp cận và học tập chuyên gia TQ về kỹ năng nghiên cứu trong phân lập nấm và khả năng nhận biết về đặc tính sinh học, về xác định sự phát sinh độc tố của các loài nấm côn trùng khác nhau, đặc biệt là nấm đông trùng hạ thảo Cordyceps sp. và phát triển phương pháp hoàn thiện công nghệ sản xuất và ứng dụng nấm trừ sâu hại cây trồng, cây rừng đạt hiệu quả. 2.2. Mục tiêu trực tiếp: Nghiên cứu sản xuất và ứng dụng thuốc nấm côn trùng Beauveria và Metarhizium để phòng trừ sâu hại cây trồng, cây rừng thông qua điều tra tuyển chọn các chủng nấm ở trong nước có hoạt tính cao, đồng thời phát triển công nghệ, hoàn thiện môi trường, quy mô sản xuất để đạt năng suất 50- 100 kg/ngày, chất lựơng tốt 1010 bt/gr, có khả năng phòng trừ sâu hại cây trồng trên diện rộng đạt 70 % sau 2- 4 tuần thí nghiệm. Điều tra phát hiện và thu thập nguồn nấm đông trùng hạ thảo Cordyceps sp. ở Việt Nam, trên cơ sở xác định hoạt chất của nấm và thành phần môi trường nhân nuôi nấm Cordyceps militaris để làm nguyên liệu sản xuất thực phẩm chức năng phục vụ sức khoẻ cộng đồng. 3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU, TRIỂN KHAI 3.1- Phía Viện Bảo vệ thực vật Việt Nam: 3.1.1- Phát triển những chủng nấm côn trùng mới: Điều tra, thu thập các nguồn nấm Bb, nấm Ma ký sinh trên các sâu chính hại cây trồng và cây rừng. 2 Phân lập các nguồn nấm côn trùng thu được, lựa chọn 5-10 chủng nấm có độc tố cao để đưa vào sản xuất, đảm bảo chất lượng. 3.1.2- Có quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm nấm Beauveria bassiana (Bb) và Metarhizium anisopliae (Ma) trên cơ sở phát triển hoàn thiện công nghệ sản xuất, nâng cao hiệu lực để tăng chất lượng chế phẩm đạt 1 x 1010 bt/gr: - Phát triển chủng Bb hoặc Ma mới, nguồn địa phương. - Hoàn thiện công nghệ sản xuất bằng việc xác định tỷ lệ thành phần môi trường phù hợp cho nấm phát triển để tăng năng suất 50-100 kg/ngày. - Nghiên cứu các yếu tố môi trường (nhiệt và ẩm độ) ảnh hưởng đến hiệu quả diệt sâu của nấm côn trùng, nhằm xác định điều kiện thích hợp để phòng trừ. - Nghiên cứu khả năng ứng dụng nấm Bb, Ma trừ sâu hại ngoài đồng ruộng. 3.1.3- Xây dựng 2 mô hình (2 năm), mỗi mô hình 5 ha ứng dụng chế phẩm nấm Beauveria bassiana trừ sâu róm thông tại Hà Tĩnh, hiệu quả đạt 70 – 80 %. Hướng dẫn nông dân ứng dụng chế phẩm nấm Bb và Ma phòng trừ sâu hại đậu tương ở Hà Nội và Hà Tĩnh trên mô hình khảo nghiệm. 3.1.4- Điều tra thu thập nấm côn trùng đông trùng hạ thảo (ĐTHT) Cordyceps sp. có ở Việt Nam tại các vùng núi cao phía Bắc, Tây Nguyên và các rừng quốc gia trên cả nước làm cơ sở nguồn nguyên liệu để phát triển nguồn thực phẩm chức năng phục vụ sức khoẻ cộng đồng, xác định môi trường thích hợp nhân nuôi nấm phát triển, nghiên cứu tách chiết xác định hoạt chất của nấm. 3.1.5- Trao đổi hợp tác công nghệ giữa các nhà khoa học Trung Quốc và Việt Nam về các loại nấm côn trùng cũng như khả năng ứng dụng nấm vào phòng trừ sâu hại cây trồng và cây rừng đạt hiệu quả. 3.2- Phía đối tác Trường Đại học Anhuy, Trung Quốc: 3.2.1- Phân lập nấm Bb và Ma bằng phương pháp truyền thống từ một số nguồn nấm côn trùng thu thập được. 3 3.2.2- Cùng với cán bộ Việt Nam phát triển hoàn thiện công nghệ sản xuất thuốc nấm Bb và Ma. 3.2.3- Xác định việc thử nghiệm nấm Bb và Ma để phòng trừ các loại sâu hại cây trồng và cây rừng. 3.2.4 - Đào tạo và chuyển giao công nghệ phân lập, lựa chọn chủng nấm, sản xuất và ứng dụng chế phẩm nấm Bb để phòng trừ sâu róm thông cho cán bộ khoa học Việt Nam. 3.2.5- Cử cán bộ sang Việt Nam để tham gia điều tra, trao đổi nghiên cứu về công nghệ sản xuất, ứng dụng các chế phẩm nấm Bb và Ma để phòng trừ sâu hại cây trồng và trực tiếp phân loại các chủng nấm Cordyceps ở Việt Nam. 1.4. KẾT QUẢ CẦN ĐẠT TRONG QUÁ TRÌNH HỢP TÁC VỚI ĐẠI HỌC AN HUY TRUNG QUỐC 1.4.1. Thu thập được 10 nguồn nấm Bb và 10 nguồn nấm Ma ký sinh trên sâu róm thông, rầy nâu hại lúa, ve sầu hại cà phê, bọ xít xanh hại đậu, bọ hại dừa, bọ hung hại mía, mối đất hại cây ...tại Hà Tĩnh, Thanh Hoá, Ninh Bình, Hà Nội, Vĩnh Phúc, Đắc Lắk, Lâm Đồng, Bắc Giang, Sơn La và Kiên Giang. Phân lập, phân loại và tuyển chọn được 10 chủng nấm Bb và 10 chủng nấm Ma có độc tính cao để làm chủng giống thuần đưa vào sản xuất nấm Beauveria và Metarhizium, nhằm nâng cao chất lượng của chế phẩm. 1.4.2. Hoàn thiện công nghệ sản xuất chế phẩm nấm Bb và Ma trên cơ sở chủng giống mới bản địa, nghiên cứu tỷ lệ môi trường thích hợp và nghiền bi. 1.4.3. Đánh giá và thử nghiệm hiệu lực của chế phẩm nấm Bb và Ma để phòng trừ sâu róm thông tại Hà Tĩnh và sâu hại đậu tương ở Hà Tĩnh và Hà Nội. 1.4.4. Điều tra thu thập nguồn nấm Cordyceps ở rừng Cúc Phương, Bắc Giang, Vĩnh Phúc, Hà Tĩnh và Tây Nguyên để xác định sự phân bố của nấm này ở Việt Nam. Nghiên cứu xác định hoạt chất của 1 chủng nấm có triển vọng. 4 1.4.5. Cử cán bộ sang Đại học Anhuy, Trung Quốc để học tập về kỹ thuật và công nghệ sản xuất và sử dụng chế phẩm nấm sinh học phòng trừ sâu hại. Đồng thời học tập phương pháp điều tra phát hiện và thu thập nấm Cordyceps sp. để về Việt Nam thực hiện. 1.4.6. Công bố 1- 2 bài báo về các kết quả của đề tài (đăng ở các Tạp chí khoa học trong nước). 1.4.7. Có kết quả đào tạo sinh viên và tiến sỹ về nấm côn trùng. 1.5. TÍNH MỚI, TÍNH SÁNG TẠO 1.5.1. Đã hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm nấm côn trùng Beauveria bassiana và Metarhizium anisopliae trên cơ sở phân lập được chủng giống Bb và Ma mới bản địa, nghiên cứu tỷ lệ thành phần môi trường ổn định và nghiền bi, phát triển quy mô 50-100 kg/ ngày, chất lượng cao đạt 1,12 x1010 bt/gr (nấm Bb) và 1,35 x 1010 bt/gr (nấm Ma). Cao hơn hẳn những năm trước khoảng 2,2- 2,5 lần (chế phẩm nấm Bb chỉ đạt 5 x 109 bt/gr và chế phẩm nấm Ma đạt 5,5 x 109 bt/gr, vì dùng chủng nấm cũ, tỷ lệ môi trường 60% cám gạo, 30% bột ngô và 10% trấu với 30 ml nước trong 100 gram môi trường), đây là tính mới của đề tài. Nghiên cứu được ảnh hưởng của yếu tố nhiệt độ và ẩm độ đến hiệu quả của nấm Bb và Ma phòng trừ sâu róm thông và bọ xít hại nhãn vải. Xác định được nhiệt độ thích hợp từ 25-270C và ẩm độ là trên 80 % để thử nghiệm nấm Bb và Ma trừ sâu hại đạt hiệu quả cao trên 70 % sau 15 ngày phun. Đây là tính mới để giúp cho nông dân hướng phòng trừ sâu hại cây trồng đạt hiệu quả cao. 1.5.2. Xây dựng 2 mô hình ứng dụng chế phẩm nấm Bb trừ sâu róm hại thông trên diện tích 10 ha trong 2 năm, với hiệu quả đạt từ 70 – 90 % sau 2- 4 tuần phun, thu được 10% nấm Bb ký sinh sâu róm trên rừng thông. Xây dựng 2 mô hình ứng dụng chế phẩm nấm Bb và Ma trừ sâu hại đậu tương trên diện tích 1 ha, hiệu quả đạt 60- 68,7%. Năng suất đậu tăng 90 kg/ sào, chất lượng đậu an toàn. Nông dân 5 Hà Tĩnh phòng trừ sâu róm thông và sâu hại đậu tương vụ hè thu bằng nấm Bb, Ma ngay từ đầu vụ, điều này đã tránh được sự phát sinh dịch sâu hại. Đây là tính mới, tính sáng tạo của đề tài, cho đến nay hầu như dịch sâu róm thông không phát dịch ở Hà Tĩnh, bởi đề tài đã giúp nông dân biết phòng trước, chứ không để khi có dịch sâu hại mới trừ, như vậy sẽ khó đạt hiệu quả cao. 1.5.3. Điều tra thu thập được 5 nguồn nấm đông trùng hạ thảo Cordyceps sp. có ở Việt Nam trên núi cao và các rừng quốc gia trên cả nước, trong đó có 1 chủng nấm Cordyceps militaris có cơ sở làm nguyên liệu thực phẩm chức năng phục vụ sức khoẻ cộng đồng: Đã xác định được môi trường MYPS thích hợp để nhân nuôi nấm Cordyceps militaris và xác định được hoạt chất của nấm Cordyceps militaris ở Việt Nam gồm chất Cordycepin, HEEA, một số vitamin và muối khoáng. Kết quả điều tra thu thập được 5 nguồn nấm đông trùng hạ thảo Cordyceps sp. trên là mới, đã khảng định ở Việt Nam có nấm ĐTHT Cordyceps sp. và sáng tạo vì từ trước tới nay ở Việt Nam chưa có 1 tác giả nào nghiên cứu để xác định môi trường nhân nuôi cũng như xác định hoạt chất của nấm ĐTHT Cordyceps militaris. Tuy nhiên đây cũng chỉ là bước đầu, cần phải tiếp tục nghiên cứu để có kết luận toàn diện hơn. 6 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU NẤM CÔN TRÙNG TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 1.1. Trên thế giới 1.1.1. Về nấm Beauveria và Metarhizium Theo một số tài liệu [2, 3, 11] thì 2 loại nấm côn trùng Beauveria và Metarhizium đã được thế giới nghiên cứu từ lâu, kể từ năm 1709, Balisneri đã có những phát hiện đầu tiên về nấm Beauveria gây bệnh trên côn trùng hại cây trồng, đến thế kỷ thứ XVIII, tác giả Balisneri đã khẳng định nấm Beauveria và Metarhizium là vi sinh vật ký sinh gây bệnh có hiệu quả trên nhiều loại côn trùng hại cây trồng. Năm 1878, tác giả Metschnhikov đã phát hiện và phân lập được nấm xanh Entomophthora anisopliae trên sâu non bọ cánh cứng hại lúa mỳ (Anisopliae austrinia), về sau này ông đổi tên là Metarhizium anisopliae. Tác giả đã nghiên cứu môi trường nhân nuôi nấm trên, rồi thử lại bằng cách sử dụng bào tử nấm thuần khiết gây bệnh trên ấu trùng và dạng trưởng thành của sâu non bọ đầu dài hại củ cải đường (Bothinoderes punctiventris), nhận thấy có hiệu quả. Sau đó, Metschnhikov cùng với Isac Craxinstic tiến hành sản xuất bào tử nấm Metarhizium anisopliae dạng thuần khiết rồi trộn với chất bột nền và đưa ra đồng ruộng để diệt sâu non và trưởng thành bọ đầu dài hại củ cải đường (Bothinoderes punctiventris), các tác giả xác nhận hiệu quả của nấm đạt được 55- 80% sau 10-14 ngày thử nghiệm . Năm 1895, nhà bác học Snoi đã tiến hành một loạt thí nghiệm dùng nấm trắng Beauveria globuliera để gây bệnh trên bọ xít (Bliscus lencoptera Say) hại lúa mỳ và ông nhận thấy có hiệu quả. Năm 1885-1890, tại Trung tâm nuôi tằm ở Pháp, nhà bác học Louis Paster đã phát hiện ra các vi sinh vật gây bệnh trên con tằm vôi như 7 là nấm Beauveria bassiana và vi khuẩn Bacillus thuringiensis, sau gian đó ông đã tìm ra các biện pháp phòng trừ sâu hại cây trồng bằng nấm côn trùng [3, 11]. Cuối thế kỷ XIX, đầu thế kỷ XX các nhà bệnh lý côn trùng trên thế giới mới công bố nhiều công trình nghiên cứu về những chủng nấm có khả năng diệt côn trùng hại cây trồng thông qua giám định và miêu tả. Năm 1944, tại trường đại học tổng hợp California, nhà khoa học Edward Steinhaus, người đầu tiên thành lập ra phòng thí nghiệm chuyên nghiên cứu về bệnh lý học côn trùng bằng kính hiển vi điện tử, tác giả tập trung chủ yếu vào 2 chi nấm côn trùng có triển vọng: a- Chi Beauveria: vì nấm có màu trắng nên thường gọi tên là nấm bạch cương hoặc nấm trắng. Nhiều nước như Liên xô cũ, Anh và Mỹ ... đã sản xuất thành công chế phẩm nấm Beauveria với tên thương mại là Beauverin dựa vào độc tố. Trong chi này có 3 loài nấm chính có khả năng diệt côn trùng, đó là : - Beauveria bassiana - Beauveria tenella - Beauveria brongniartii. Trong 3 loài nấm trên thì loài Beauveria bassiana (Bb) chiếm 85-90 % tỷ lệ ký sinh trên côn trùng hại cây trồng, vì thế nhiều nơi chỉ nghiên cứu nấm Bb. * Đặc điểm hình thái của nấm Beauveria bassiana Nấm Bb sinh ra những bào tử trần đơn bào (1 tế bào), không màu, hình cầu hoặc hình trứng, đường kính từ 1- 4 µm sợi nấm có đường nằm ngang từ 3-5 µm phát triển mạnh trên môi trường nhân tạo hoặc trên cơ thể côn trùng, chúng mang nhiều giá sinh bào tử, phồng to ở phía dưới với kích thước 3-5 x 3-6 µm. Các giá bào tử trần thường tạo thành các nhánh ở phần ngọn hoặc trực tiếp tạo thành nhánh của giá, phần ngọn của bào tử có dạng cuống hẹp hình dích zắc không đều. * Độc tố của nấm Beauveria là Beauvericin 8 Beauvericin có công thức nguyên là C45H57O9N3 là vòng Depxipeptit có điểm sôi 93- 940 C. Nếu nuôi cấy trong 1 lít môi trường, người ta sẽ tách được 1,53,8 gram Beauvericin. * Cơ chế tác động của nấm Beauveria bassiana (Bb) lên cơ thể côn trùng: Trong tự nhiên khi bào tử nấm Bb rơi vào cơ thể côn trùng, thông qua tiếp xúc lây lan, gặp điều kiện thời tiết thích hợp chỉ sau 12- 24 giờ thì bào tử nấm nẩy mầm, chúng hình thành sợi đâm xuyên qua lớp vỏ kitin sau đó phát triển bên trong cơ thể của côn trùng, côn trùng phải huy động các tế bào bạch huyết để chống đễ những nấm Beauveria đã tiết ra độc tố Beauvericin có chứa Proteaza và một số chất khác phá huỷ ngay cả tế bào bạch huyết, làm cho sâu chết, sợi nấm mọc rất nhiều trong cơ thể sâu và sau đó chui ra ngoài, tạo ra một lớp bào tử phủ trên cơ thể sâu [11]. b- Chi Metarhizium: Nấm Metarhizium anisopliae cũng giống với nấm Beauveria bassiana, chúng nằm trong nhóm nấm bất toàn Deuteromycetes và loài nấm này có bào tử phát triển mạnh trên môi trường thạch, có màu xanh tối với kích thước từ 5 - 8 µm lúc đầu màu trắng - vàng, sau chuyển dần sang màu xanh lục, nên gọi là nấm lục cương hay nấm xanh. Trên thế giới đã sản xuất thành công chế phẩm với tên thương mại là METAQUINO. Các nhà khoa học trên thế giới nghiên cứu đã xác định chi nấm Metarhizium có 2 loài nấm chính gây bệnh trên côn trùng, đó là: - Metarizhium anisopliae ký sinh chủ yếu trên bộ cánh bằng Isoptera (mối), bộ cánh thẳng Orthoptera (cào cào, châu chấu), bộ cánh cứng (bọ hại dừa, bọ hung hại mía..., bộ cánh nửa Hemiptera (bọ xít), bộ cánh đều Homoptera (rày nâu hại lúa) và bộ cánh vẩy Lepidoptera (sâu non các loại thuộc họ ngài đêm) … - Metarhizium flavoviride ký sinh chủ yếu trên các pha côn trùng bộ cánh thẳng Orthoptera (cào cào, châu chấu), bọ cánh cứng, 1 số sâu non bộ cánh vẩy… * Đặc điểm hình thái cơ bản: 9 Chi nấm Metarhizium có sợi nấm và bào tử lúc đầu có màu trắng rồi chuyển sang màu xanh, cuống sinh bào tử ngắn: Nấm Metarhizium flavoviride: có bào tử trần hình oval hay hình trứng. Nấm Metarhizium anisopliae: bào tử hình cổ chai hay hình trụ, hình hạt đỗ. Kích thước bào tử khoảng 3,5- 6,4 µm, bào tử có màu lục xám đến màu xanh oliu, chúng thường đứng riêng rẽ hoặc có thể xếp thành chuỗi. * Độc tố của nấm Metarhizium: Bao gồm 1 số ngoại độc tố Dextruxin A, B, C, D. Dextruxin A có công thức nguyên là C29H47O7N5,, có điểm sôi là 1880 C. Dextruxin B có công thức nguyên là C30H51O7N5, có điểm sôi là 2340 C. * Cơ chế tác động của nấm Metarhizium anisopliae lên cơ thể côn trùng: Cũng giống như nấm Bb, khi bào tử nấm Ma rơi vào cơ thể côn trùng, thông qua tiếp xúc lây lan trên côn trùng hại cây trồng [11]. d- Khả năng lây bệnh và ứng dụng vi nấm Beauveria và Metarhizium : * Kết quả lây nhiễm nấm Beauveria bassiana trừ sâu hại Ở Bắc Mỹ, các nhà khoa học đã phát hiện ra 175 loài côn trùng bị nấm Beauveria bassiana ký sinh, các nhà khoa học ở Liên Xô cũ cũng đã tìm thấy khoảng 60 loài côn trùng hại cây trồng bị nấm Beauveria bassiana ký sinh. Nhiều nhà khoa học trên thế giới đã đưa ra danh sách các loại côn trùng dễ mẫn cảm với nấm bạch cương Beauveria bassiana, đó là: Aporia crataegi Aradua cinnamomeus Arancina sp. Balaninus glandium Bembidion sp. 10 Blissus leucopterus Bothynoderes punctiventris Byctiscus sp. Cacoccia crataegana Carpocapsa pomonella Chrysomela sp. Chysopa vulgaris Ciouss sp. Cleonus sp. Coccinella septempunetala Cossus cossus Crambus bonifatellus Cyplocephanus sp. Eurydema sp. Eurygaster intercriceps Galerucinae rufa Gnorimoschema ocellatellum Grapholita glytiniporella Hoplia sp. Ipidae sp. Ixades ricinus Lama sp. Laspeyresia sp. Leptinotasa decemlineata Lethrus aplerus 11 Melasoma tremulae Melolontha sp. Neodirpion serlifer Notodonta anceps Nygmia phaeorhoea Ophonus sp. Otiorrhynchus sp. Phyllobius sp. Phyllotrela sp. Pyrausta nubilalis Pyrhocoris apterus Rhizotrogus sp. Scolytus scolytus Staphulynus sp. Staruopus fogi Tachina sp. Tenthredinidae Tetranychus urticae Zeuzera pyrina... Tại nước Úc, các nhà khoa học đã thí nghiệm dùng nấm Beauveria bassiana để phòng trừ một số đối tượng sâu hại vây trồng và xác định nấm Bb có khả năng lây nhiễm trên nhiều loài côn trùng thuộc bộ cánh cứng Coleoptera, bộ cánh nửa Hemiptera, bộ cánh đều Homoptera, bộ cánh thẳng Orthoptera, bộ cánh bằng Isoptera. Đặc biệt là trên rất nhiều sâu non thuộc bộ cánh vẩy Lepidoptera, nhện Acarina và nhiều loài sâu hại khác… Ở các bộ khác nhau, hoạt tính lây nhiễm trên 12 côn trùng của nấm Beauveria cũng khác nhau, vì chúng đòi hỏi ẩm độ, nhiệt độ, tỷ lệ ánh sáng khác nhau và những điều kiện đó có ảnh hưởng đến sự phát triển và hình thành bào tử nấm. Nhiệt độ tối thiểu cho nấm Beauveria bassiana lây nhiễm trên côn trùng hại cây trồng từ 3- 8o C. Với cơ chế là bào tử nấm lây nhiễm trên bề mặt côn trùng, ban đầu bào tử nẩy mầm và phát triển đâm xuyên vào cơ thể côn trùng và phát sinh thành sợi, sau đó các sợi nấm Beauveria bassiana sinh ra độc tố Beauvericin để phá hủy các tế bào bạch huyết của côn trùng, cuối cùng làm cho côn trùng chết. Dựa vào cơ chế này đã giúp cho các nhà khoa học có thể nuôi cấy và sản xuất nấm Beauveria bassiana trên môi trường lỏng hay môi trường xốp để ứng dụng phòng trừ các loại sâu hại cây trồng [11]. Những năm 1985-1995, thế kỷ XX nhiều nhà khoa học ở Liên xô cũ, Bungari... đã nghiên cứu, ứng dụng thuốc nấm Beauverin trừ sâu hại rau và sâu róm hại thông đạt kết quả tốt, hiệu quả trừ sâu róm thông đạt trên 90%, năng suất ổn định và chất lượng an toàn (Videnova E. , K. Velichcova...) [8]. Tại Châu Á, năm 1990 ở Philippin, tác giả R. Aguda và CS đã nghiên cứu ứng dụng nấm Beauveria bassiana trừ rầy nâu Nilaparvata lugens hại lúa, kết quả phòng trừ đạt trên 70% [19]. Trung Quốc là nước đã nghiên cứu thành công nấm côn trùng Beauveria bassiana từ những năm 1970, thế kỷ XX, điển hình là GS Li Zengzhi, khoa Lâm nghiệp, trường Đại học Nông nghiệp Anhuy, năm 1990 tác giả đã tuyển chọn được các chủng nấm côn trùng Bb và đưa vào sản xuất thuốc nấm Beauveria bassiana, đồng thời đã triển khai ứng dụng phòng trừ sâu róm hại thông đạt hiệu quả cao. Cho đến nay phần lớn diện tích cây thông ở Trung Quốc đã phòng trừ sâu róm hại rừng thông bằng thuốc nấm Bb đạt kết quả tốt [11], vì vậy việc hợp tác với Trung Quốc để nghiên cứu và ứng dụng nấm Beauveria bassiana trừ sâu róm thông là thực sự cần thiết. 13 * Kết quả lây nhiễm và ứng dụng nấm Metarhizium anisopliae trừ sâu hại Nấm Metarhizium anisopliae có khả năng lây nhiễm trên nhiều bộ côn trùng, cũng như nấm Beauveria bassiana chúng phát triển ở phạm vi nhiệt độ từ 10o C trở lên, vì vậy nấm Metarhizium có khả năng diệt được rất nhiều loài côn trùng. Trên thực tế thì nấm Metarhizium anisopliae đã diệt nhiều loài côn trùng hơn là nấm Beauveria bassiana. Năm 1992 tại Australia, Richard Miller đã tách được vài trăm chủng nấm Ma từ một nhóm bọ hung hại mía. Trong số 95 chủng thử nghiệm, tác giả chỉ chọn được hai chủng Ma và Mf có khả năng diệt sâu Lepidota frenchi và L. consobrina hại rễ mía và một chủng diệt sâu Antitrogus parvulus với LD50 là 1- 5 x104 bào tử/gram. Năm 1995, tác giả Milner R. đã lựa chọn được chủng M. anisopliae từ loài Antitrogus sp. và Lepidiota sp. với liều lượng LC50 là 1 x106 - 5 x106 bào tử/gam để phòng trừ bọ hung hại mía, tác giả nhận thấy có hiệu quả 87,6% sau 10 ngày thí nghiệm, năng suất mía cao, chất lượng an toàn [25, 26]. Năm 1998, Hanel đã chọn 22 chủng nấm và tác giả cho biết chỉ có một chủng M. anisopliae là có khả năng phòng trừ sinh học đối với loài mối Masutitermes exitiosus (Hill). Hai loài nấm Ma và Mf trong chi Metarhizium có khả năng diệt côn trùng thuộc họ Elaleridae và Curculionidae thuộc bộ cánh cứng Coleoptera, ấu trùng muỗi Aedes aegypti, Anopheles stephensi, Culex pipiens thuộc bộ hai cánh Diptera, bọ xít đen hại lúa Scotinophora coarctata thuộc bộ cánh nửa Hemiptera, châu chấu sống lưng vàng Patanga sucincta, châu chấu mía Hieroglyphus tonkinensis thuộc bộ cánh thẳng Orthoptera, mối hại đất Nasutitermes exitiosus thuộc bộ cánh bằng Isoptera. Nấm M. anisopliae là chủng gây bệnh mạnh nhất trên côn trùng bộ cánh cứng Coleoptera, có hơn 240 loài côn trùng thuộc họ Elaridae và Curculionidae bị nhiễm nấm M. anisopliae. Loài nấm này phân bố rộng rãi trong tự nhiên và đã có rất nhiều công trình ở Nepal, Newzealand, Newcaledonia, Bahamat, Mỹ, Canada, Bắc 14 Ireland, Italia, Thổ Nhĩ Kỳ, Liên Xô cũ (IMI) nghiên cứu về sự phân bố của nấm M. anisopliae [11]. Năm 2000 ở nước Anh, Viện Sinh học nông nghiệp quốc tế CABI đã nghiên cứu sản xuất thành công thuốc nấm M. anisopliae với tên thương mại là Mosquita trừ châu chấu đạt hiệu quả 80%, sau 1 tháng thử nghiệm [21]. * Kết quả lây nhiễm, ứng dụng nấm B. bassiana và nấm M. anisopliae trừ sâu hại: Cho tới nay trên thế giới vẫn chưa xác định được một loài vi nấm nào khác có hiệu lực cao và phổ tác dụng rộng rãi như hai chủng nám M. anisopliae và B. bassiana. Vì vậy hai loài nấm trên đã được các nhà khoa học ở nhiều nước đi sâu nghiên cứu và đã sản xuất thành công ra các chế phẩm thương mại để ứng dụng rộng rãi trong phòng trừ các loài sâu hại cây trồng nông, lâm nghiệp. Ngoài phương pháp nuôi cấy trên môi trường nhân tạo với thành phần cacbon, nitơ khác nhau để tuyển chọn chủng giống, các nhà khoa học còn nâng cao hoạt tính của nấm bằng các phương pháp vật lý, hóa học, hóa sinh và di truyền học. Một số tác giả trên thế giới đã sử dụng tia cực tím có cường độ và thời gian khác nhau để tuyển chọn và làm gia tăng hoạt tính diệt côn trùng của nấm Metarhizium anisopliae và Beauveria bassiana [11]. Các nhà bệnh lý côn trùng ở nước Áo đã sử dụng phương pháp sinh học, dùng nấm Beauveria bassiana và Metarhizium anisopliae để phòng trừ bọ hung hại mía và bọ hung hại củ cải đường đạt hiệu quả tốt, theo các tác giả thì những loài bọ hung trên rất khó phòng trừ bằng thuốc hóa học. Họ còn áp dụng nấm Beauveria bassiana và Metarhizium anisopliae ở nồng độ 8 x107 bào tử/ml để phòng trừ ruồi hại rễ bắp cải. Thí nghiệm trên đồng ruộng được tiến hành với 15 ml dịch nấm trên 1 cây, kết qủa là nấm Beauveria bassiana và Metarhizium anisopliae đều có hiệu quả cao với ruồi hại bắp cải, cả hai loài đều làm giảm mật độ của ấu trùng và nhộng là 70% [11]. 15