Báo cáo: Sử dụng các tác nhân sinh học, thuốc bảo vệ thực vật

Trường ĐH Nông Lâm TP.HCM Vi Sinh Học Đại Cương MỤC LỤC MỤCLỤC…………………………………………………………………….1 I. ĐẶT VẤN ĐỀ...............................................................................................2 II.NỘI DUNG...................................................................................................2 II.1 Trên thế giới 1.Bacillus thuringiensis: ứng dụng trong nông nghiệp và quản lý kháng sâu bệnh….……………...................... ………………………………...2 2. Bacillus thuringiensis: gen A và quan điểm proteomics.......................3 3. Bacillus thuringiensis và độc tố của nó.................................................3 4.A story of a successful bioinsecticide....................................................3 5.Ứng dụng Bacillus thuringiensis trong nông nghiệp và quản lý tính kháng của công trùng.............................................................................4 II.2 Trên Việt Nam 1.Nghiên cứu sản xuất, sử dụng thuốc trừ sâu sinh học NPV, V­Bt trừ sâu hại cây trồng...................................................................................4 2.Sử dụng gần 10 chủng vi khuẩn Bacillus thuringiensis (Bt) được phân lập ở VN, các chuyên gia thuộc Viện Công nghệ sinh học (Viện KH&CN Việt Nam) đã nghiên cứu và sản xuất thành công thuốc trừ sâu sinh học Bt hiệu quả cao.................................................................5 3.Chế phẩm Bt thế hệ mới........................................................................5 4.Thực trạng về sản xuất và ứng dụng các chế phẩm vi sinh vật để phòng trừ dịch hại cây trồng............................................................................6 5. Xác định một số tính chất hóa sinh và sinh học phân tử của chủng Bacillus thuringiensis var.aizawai h1 phân lập ở việt nam........................................................................................................6 III. KẾT LUẬN...............................................................................................6 IV.TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................7 1 Trường ĐH Nông Lâm TP.HCM Vi Sinh Học Đại Cương I. Đặt Vấn Đề Nhiều thập kỷ qua, thuốc bảo vệ thực vật ( BVTV) đã phát huy được tác dụng tích cực trong việc phòng trừ sâu bệnh, bảo vệ cây trồng. Tuy nhiên, nó cũng gây ra những tác dụng không mong muốn như ảnh hưởng xấu đến môi trường sống, ô nhiểm cây lương thực, thực phẩm, gây ngộ độc chết người,...Do vậy, việc sữ dụng các tác nhân sinh học như vi khuẩn, vi rút, vi nấm, hay các hợp chất tự nhiên có hoạt chất sinh học mạnh để phòng trừ sâu bệnh cho cây trồng là rất hữu ích và cần thiết, trong đó thuốc trừ sâu vi sinh đã và đang được lựa chọn. II. Nội Dung Chủng Bt ( Bacillus thuringiensis ) là yếu tố vô cùng quan trọng quyết định hoạt lực diệt sâu và Bt được coi là tác nhân sinh học đầu tiên đã được nghiên cứu trên thế giới ( Hạng Abbott, Mỹ ) từ những năm 1925, vì chúng có khả năng phòng trừ các loại các loại sâu có kết quả cao. II.1 Trên thế giới 1. Bacillus thuringiensis : ứng dụng trong nông nghiệp và quản lý kháng sâu bệnh: Sử dụng organophosphates, carbamate và pyrethroid ở Bangladesh là gây ảnh hưởng cấp tính và mãn tính như gan và thận biến chứng và gây ung thư rất âm thầm. Để khắc phục vấn đề như vậy, sinh học thâm canh bệnh tổng hợp quản lý (BIPM) và đề xuất thay thế biopesticide Bt là không thể thiếu thành phần của nó. Vì vậy, một cách tiếp cận toàn diện để cách ly và phát hiện các chủng Bt tiềm năng, sản xuất ở quy mô công nghiệp và quản lý trong lĩnh vực này là cần thiết. Về vấn đề này, vi khuẩn Bacillus thuringiensis (Bt) đã bị cô lập, đặc trưng với đặc tính di truyền và độc hại và trung bình đã được phát triển cho các chi phí có hiệu quả quy mô lớn sản xuất.Các xét nghiệm sinh học Bt phân lập gen cry1 2 Trường ĐH Nông Lâm TP.HCM Vi Sinh Học Đại Cương chứa chấp được thực hiện đối với các loại rau Sâu Spodoptera litura, Bactrocera cucurbitae và Callosobrochus chinensis vv mà chứng minh kết quả rất đáng khích lệ. 2. Bacillus thuringiensis: gen A và quan điểm proteomics Bt thường thiết lập một mối quan hệ gây bệnh với chủ của nó, nhưng cũng có thể tồn tại cộng sinh với một số loài động vật không xương sống, vi khuẩn cung cấp một mô hình đặc biệt để giải quyết các câu hỏi liên quan đến tương tác vi khuẩn chủ nhà và những yếu tố ảnh hưởng đến mối quan hệ gây bệnh và cộng sinh. Như đã thảo luận, gây bệnh của Bt liên quan đến mục tiêu thụ cadherin cụ thể trong các chủ thể, chỉ ra rằng tấn công các phân tử kết dính tế bào là tiến hóa đáng kể cho Bt và nhiều tác nhân gây bệnh khác mà phá vỡ các rào cản thâm nhập và biểu mô ở chủ thể. Một nền tảng tính toán đường ống dựa trên web được phát triển để khai thác gen quy mô lớn tự động và mục tiêu trừ sâu identification. Phương pháp như vậy sẽ tạo điều kiện thiết kế protein cho việc tạo ra các Cry protein và peptide bắt chước mà có thể có hiệu quả hơn so với các chất độc tự nhiên bản thân và ít có khả năng gây kháng chủ côn trùng. 3. Bacillus thuringiensis và độc tố của nó: Công nghệ sinh học gen tinh thể đã được đưa vào các vi khuẩn khác như Escherichia coli, Bacillus subtilis, Bacillus megatorium, và Pseudomonas fluorescens. Fermen­tations của Pseudomonashave tái tổ hợp được sử dụng để sản xuất tập trung công thức biopesticide dịch nước bao gồm các thể vùi Cry đóng gói trong tế bào chết. Hình thức thiết kế của protein Cry có thể hiển thị được cải tiến hiệu lực hoặc sản lượng và có thể làm cho họ một lựa chọn hấp dẫn và thiết thực hoặc bổ sung với thuốc trừ sâu truyền thống khác.Các sản phẩm thương mại đầu tiên xuất hiện vào năm 1938 để sử dụng chống lại ấu trùng lepi­dopterous là Sporeine, được sản xuất bởi một số công ty. Các độc tố được sản xuất bởi thiết kế Pseudomonas fluo­ rescenceand được lập như viên nang siêu nhỏ hoặc các công thức như dạng hạt, được sử dụng chống lại Lepidoptera, armyworms, bọ cánh cứng Colorado, và sâu đục thân ngô. 4. A story of a successful bioinsecticide: Bacillus thuringiensis (Bt) vi khuẩn gây bệnh côn trùng dựa trên lỗ chân lông tạo thành protein diệt côn trùng được gọi là Cry và cyt độc tố để giết chủ ấu trùng côn trùng của họ. Các biểu hiện của chất độc Cry nhất định trong cây trồng chuyển gen đã góp phần kiểm soát hiệu quả các côn trùng gây hại dẫn đến giảm đáng kể trong việc sử dụng thuốc trừ sâu hóa học. 3 Trường ĐH Nông Lâm TP.HCM Vi Sinh Học Đại Cương Phương thức hành động của ba miền gia đình Cry độc tố liên quan đến sự tương tác liên tục của các chất độc với một số protein ruột côn trùng tạo thuận lợi cho sự hình thành của một cấu trúc oligomer trước lỗ chân lông và chèn màng sau đó dẫn đến việc giết hại các tế bào ruột giữa côn trùng bằng cách sốc thẩm thấu. 5.Ứng dụng Bacillus thuringiensis trong nông nghiệp và quản lý tính kháng của công trùng: Một trong những ưu điểm chính của việc kiểm soát vi khuẩn là họ có thể thay thế, ít nhất là một phần, một số nhất thuốc trừ sâu hóa học nguy hiểm. Do đó thường sử dụng trong nông nghiệp hữu cơ, mà đang ngày càng phổ biến với người tiêu dùng. Nhiều nghiên cứu cũng đã nêu bật ben­efits khai thác để bảo vệ cây trồng và rừng. Tiến bộ trong di truyền học phân tử cũng đã làm cho nó có thể sử dụng Bt crygenes như một nguồn tài nguyên di truyền cho transgenesis và cho xây dựng các nhà máy chuyển gen kháng insects.Btmaize andBtcotton, mà constitutively produce­nội độc tố, là một phương tiện hiệu quả để kiểm soát sâu bệnh của họ ­ đặc biệt là các "Sâu đục thân" do thói quen "endophytic" của họ ­ rất increas­ing suất. II.2 Trên Việt Nam Ở Việt Nam, các chế phẩm được các viện nghiên cứu hiện sản xuất là bán thủ công ở dạng thô, ứng dụng diện hẹp, chưa có chỉ số quốc tế IU, nên chưa gọi là thuốc mà là chế phẩm vi sinh. Chế phẩm vi sinh trừ sâu có chế phẩm Bt. 1.Nghiên cứu sản xuất, sử dụng thuốc trừ sâu sinh học NPV, V­Bt trừ sâu hại cây trồng: Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ sản xuất chế phẩm trừ sâu sinh học có nguồn gốc virus và vi khuẩn, sản xuất chế phẩm NPV, V­Bt do trung tâm sinh học – Viện Bảo Vệ Thực Vật thực hiện. Đã sản xuất 4 loại phế phẩm NPV, V­Bt đủ sử dụng cho 10ha cây trồng và chuyển giao cho chương trình 4kg chế phẩm Viha, VihaBt,.. để sử dụng cho 4ha rau mầm tại các địa phương tham gia thử nghiệm.Nghiên cứu sản xuất chế phẩm Bt trừ sâu hại cây trồng do 2 đơn vị Viện Công Nghệ Sinh Học và Viện Công Nghệ Thực Phẩm thực hiện: sản xuất được 20kg Bt dạng bột thấm nước 1600IU/mg và 100l Bt dạng sửa 4000IU/ml. Những vấn đề còn tồn tại : Sản xuất chế phẩm còn chưa kịp thời để cung cấp cho các mô hình, giá thành còn cao.Các thí nghiện cần thực hiện nhiều lần để khẳng định quy trình công nghệ tối ưu. 4 Trường ĐH Nông Lâm TP.HCM Vi Sinh Học Đại Cương 2.Sử dụng gần 10 chủng vi khuẩn Bacillus thuringiensis (Bt) được phân lập ở VN, các chuyên gia thuộc Viện Công nghệ sinh học (Viện KH&CN Việt Nam) đã nghiên cứu và sản xuất thành công thuốc trừ sâu sinh học Bt hiệu quả cao: Ưu điểm nổi bật của các loại thuốc này so với thuốc trừ sâu hoá học là không gây ô nhiễm môi trường, không diệt các côn trùng hữu ích và đặc biệt không độc hại đối với người. Chúng diệt được sâu tơ, sâu xanh, sâu khoang, sâu keo da láng, sâu róm thông, sâu cuốn lá lúa, thậm chí là tuyến trùng gây hại cho cà phê, hồ tiêu...Để sản xuất thuốc trừ sâu sinh học Bt, nhóm nghiên cứu do PGS.TS Ngô Đình Bính đứng đầu đã chọn lựa các chủng Bt có hoạt tính diệt sâu cao. Đó là những chủng mang những gien tạo ra các protein độc tố. Khi được phun lên lá cây, protein độc tố dưới dạng tinh thể sẽ diệt những loại sâu hại nhất định.Kết quả thử nghiệm trên đồng ruộng trồng bắp cải cho thấy các chế phẩm Bt diệt được gần 90% sâu hại, so với gần 80% của thuốc hoá học. Hiện các chế phẩm đang được sử dụng tại các vùng trồng rau sạch ở Vĩnh Phúc, Thanh Trì, Hải Dương, Hà Tây, Đông Anh... Một đời rau cần phun 5 lần, mỗi lần phun phải dùng 1,5kg dạng bột/ha với giá thành 300.000­400.000 VNĐ. Mong muốn của nhóm nghiên cứu là quy trình sản xuất thuốc trừ sâu sinh học Bt hoàn thiện này được ứng dụng ở quy mô công nghiệp. 3.Chế phẩm Bt thế hệ mới: Một trong những hạn chế của thuốc trừ sâu sinh học là tính tác động chọn lọc của nó, nghĩa là mỗi một gen mã hoá một protein độc tố diệt sâu nhất định nào đó. Vì vậy muốn có một chế phẩm trừ được nhiều loại sâu thì chủng sản xuất phải chứa một tổ hợp gen mã hóa các protein diệt sâu. Đề tài khoa học cơ bản mã số 82 09 04 “Biểu hiện gen mã hóa protein tinh thể Cry1C diệt côn trùng trong chủng Bacillus thuringiensis 51 không sinh tinh thể” và đề tài nhánh của KC04­12 (2001 – 2004) đã tạo được chủng Bt mới (chủng Bt tái tổ hợp – Btk­28) có hoạt lực diệt sâu rộng hơn, nghĩa là chủng kurstaki trước đây chỉ diệt được sâu tơ, nay được kết hợp thêm một gen cry1C diệt sâu khoang (một loài sâu hại lớn trong nông nghiệp). Như vậy chế phẩm sản xuất bằng chủng Btk­28 này có hoạt phổ diệt sâu rộng hơn, mạnh hơn. 4.Thực trạng về sản xuất và ứng dụng các chế phẩm visinh vật để phòng trừ dịch hại cây trồng: Được Viện Bảo vệ thực vật phối hợp với Viện Công nghiệp thực phẩm sản xuất từ năm 1990­2004, theo dự án cấp Nhà nước KC­08­12, KHCN­02­07 và dự án NGO, chế phẩm Bt đạt các thông số sau: Số lượng bào tử đạt tiêu chuẩn Việt Nam từ 3 ­10 tỷ bào tử/1 gram chế phẩm, hàm lượng khô đảm bảo từ7­10%, độ pH trung tính, hiệu lực diệt sâu đạt từ70­ 90% và thời gian bảo quản 6 ­12 tháng. Chế phẩm Bacillus thuringiensis (Bt) có hiệu quả trừ các loài sâu tơ, sâu xanh bướm trắng, sâu khoang... hại rau, đã được triển khai ứng dụng khoảng vài vạn ha ở Hà Nội, Hải Phòng, Hà Tây, Vĩnh Phúc,...Tuy đạt 5 ... - tailieumienphi.vn