SẢN XUẤT THUỐC TRỪ SÂU SINH HỌC TỪ BACULOVIRUS

• Nhóm 6 - Lớp 10SHLT

• Dương Văn Bằng

• Nguyễn Thị Anh Quyên

• Dương Văn Tuân

Mở Đầu• Việt Nam là nước nông nghiệp với 70% dân số sống ở nông thôn, vì thế nông nghiệp đóng vai trò vô cùng quan trọng trong nền kinh tế quốc dân.• Điều kiện khí hậu nước ta nóng ẩm quanh năm vừa tác động tốt đến mùa màng vừa tạo điều kiện cho sâu bệnh phát triển, phá hại mùa màng. Hàng năm nông nghiệp nước ta thường xảy ra các dịch hại nông nghiệp lớn do nấm, vi khuẩn, virus, côn trùng,…• Việc sử dụng thuốc trừ sâu là rất cần thiết. Việc sử dụng thuốc trừ sâu hóa học tuy cho hiệu quả cao nhưng bên cạnh đó cũng gây ra nhiều tác hại.

Các vấn đề trình bày

MỞ ĐẦUI. Giới thiệu về thuốc trừ sâu sinh học 1. Tình hình sử dụng thuốc trừ sâu tại nước ta 2. Thuốc trừ sâu sinh học 3. Một số chế phẩm thuốc trừ sâu sinh họcII. Sản xuất thuốc trừ sâu sinh học từ Baculovirus 1. Giới thiệu về Baculovirus 2. Chu trình sống và cơ chế lây nhiễm của

Baculovirus 3. Vật chủ của Baculovirus 4. Quy trình sản xuất trừ sâu sinh học từ

BaculovirusKẾT LUẬN

Tình hình sử dụng thuốc trừ sâu tại nước ta

• Tình hình sâu bệnh của nước ta diễn ra khá phổ biến và đa dạng nên tình hình sử dụng thuốc trừ sâu khá phức tạp và thiếu an toàn do sự hiểu biết và ý thức của người nông dân chưa cao. Các thuốc thuộc danh mục cấm vẫn còn được sử dụng.

Thuốc trừ sâu sinh học•  Thuốc trừ sâu sinh học là những chế phẩm

sinh học được sản xuất ra từ các loại thảo dược hay các chủng vi sinh vật được nuôi cấy trên môi trường dinh dưỡng khác nhau theo phương pháp thủ công, bán thủ công hoặc phương pháp lên men công nghiệp để tạo ra những chế phẩm có chất lượng cao, có khả năng phòng trừ được các loại sâu, bọ gây hại cây trồng nông, lâm nghiệp.

• Thuốc trừ sâu sinh học (TTSSH) được nghiên cứu và đưa vào ứng dụng thực tiễn có thể khắc phục được những hạn chế của thuốc trừ sâu hóa học (TTSHH).

• TTSSH dựa trên nền tảng khoa học là sự đấu tranh sinh tồn tự nhiên giữa các loài trong thế giới sinh vật.

• TTSSH lấy từ các virus, vi khuẩn nấm côn trùng, tuyến trùng có ích, các loại kháng sinh và hóa sinh trong tự nhiên

Ưu điểm của TTSSH : Không gây ra ô nhiễm môi trường Không gây mất cân bằng sinh thái Không ảnh hưởng đến chất lượng sản

phẩm Hiệu quả kéo dài, liên tục Ít tạo ra tính kháng thuốc ở sâu bọ

1. NPV: Là chế phẩm trừ sâu hoạt lực

cao, sử dụng chủng Baculoviridae

Thuốc chuyên dùng để diệt trừ sâu xanh, sâu khoang, sâu xanh đốm trắng, sâu tơ trên các loại cây rau màu, cây công nghiệp, cây ăn quả với hiệu quả rất cao.

2. Chế phẩm Bt: Chuyên dùng trừ sâu tơ, sâu

xanh hại rau, sâu kéo ra lá, các loại sâu thuộc họ Leptidopera

Một số chế phẩm thuốc trừ sâu sinh học

3. Chế phẩm M&B Dạng nấm xanh được dùng để trừ rầy, bọ

xít , bọ rùa.4. Chế phẩm nấm đối kháng Trichoderma trừ

bệnh hại cây trồng như bệnh lở cổ rễ bắp cải, nấm đất đạt 41,5-60%.

5. Chế phẩm tuyến trùng EPN Biostar trừ sâu xám hại thuốc lá, đặc biệt là mía đạt hiệu quả khá cao.

6. Chế phẩm hóa sinh Momosertatin (MM) 2IU/lít trừ các loại sâu hại rau màu đạt 45- 50%.

7. Chế phẩm Ditacin 8% và Ketomium 1,5 x 106 Cfu/g, trừ bệnh hại trên cây ăn quả, cây lâu năm.

Baculovirus

• Ghi nhận đầu tiên về baculovirus có từ thế kỷ XVI với “bệnh héo”(wilting disease) trên tằm. Bắt đầu từ những năm 1940 chúng được sử dụng và nghiên cứu rộng rãi làm thuốc từ sâu sinh học cho cây trồng. • Virus thuộc họ Baculoviridae, có dạng hình que, hình gậy, kích thước 40-70 nm x 250-400 nm. (80-180 kbp).• Là những virus chứa DNA mạch kép, tỉ lệ G.C khoảng 35- 39%.• Virus có một Protein nằm trong lõi DNA được bao bọc bởi 1 lớp vỏ lipoprotein trong đó có các virion, nằm trong thể vùi polyhedrosis Inclustion Body (PIB)

• Nghiên cứu Baculovirus để làm thuốc trừ sâu bởi: Baculovirus chỉ tấn công động vật không xương sống, và có tính đặc hiệu cao.Chúng có cấu trúc với thể bọc bảo vệ.Thu được nồng độ cao trong mô ấu trùng (1010 virus/ấu trùng).Chế phẩm có thể giữ hoạt tính trong thời gian dài. Có nhiều trình tự ngắn lặp lại ngoài các trình tự mã hóa trên hệ gen.

Nhóm Baculovirus bao gồm:

• Virus đa diện nhân NPV (Nuclear Polyhedrosis virus): Đây là virus đa diện nhân có hình đa giác bên trong chứa nhiều hạt Virion hay gọi là các thể vùi PIB. Được phân thành: - SNPV (single nuclear polyhedrovirus): chỉ có 1 nucleocapsid trong mỗi hạt virus

- MNPV (multiple nuclear polyhedrovirus): có nhiều nucleocapsid trong mỗi hạt virus. MNPV

SNPV

Loại virus này có thể lây bệnh rất mạnh với nhiều loại côn trùng thuộc bộ cánh vảy Lepidoptera tập trung ở 2 họ chủ yếu ngài đêm Noctindae, ngài sáng Pyralidae.• Virus hạt: Granulosis Virus (GV). Đây là virus dạng hạt có hình ovan, hình elip, loại virus này chỉ xâm nhập chủ yếu vào tế bào hạ bì của mô mỡ và huyết tương, có khả năng diệt sâu cao.

GV

• MNPV: Vỏ bọc chứa nhiều virion nên nó được dùng làm đối tượng nghiên cứu chính trong công nghệ sản xuất thuốc trừ sâu.•Đặc trưng quan trọng của MNPV để sản xuất thuốc trừ sâu: Có gen p10 và gen polyhedrin (VL). Các gien này không ảnh hưởng đến sự sao chép của baculovirus trong tế bào nuôi cấy, nhưng có khả năng điều khiển tổng hợp một lượng lớn protein tạo thể vùi. Có thể loại bỏ gen p10 và gien polyhedrin để thay thế bởi các gien ngoại lai cho phép tổng hợp một lượng lớn protein ngoại lai.

Gen Ảnh hưởng cua các gen đưa vào lên côn trùng chủ

Hormon lợi niệu kích ấu trùng

Lượng Hemolymph giảm

Esteraza hormone Gây ngừng ăn

Độc tố B. Thuringiensis Gây ngừng ăn

Độc tố bò cạp Gây liệt

Độc tố rệp cây Gây liệt

Độc tố ong bắp cày Melanin hóa sớm, trọng lượng thấp

Một số gen đã được biểu hiện ở Baculovirus để tăng hoạt tính diệt côn trùng

Cấu tạo của Baculovirus

• Baculovirus gồm DNA sợi đôi dài 80.000 – 153.000 Nu được bao bọc bởi hỗn hợp protein gọi là vỏ capxit. Ngoài cùng còn được bao bọc lớp vỏ polyhedron.

• Khi đã hoàn chỉnh chu kỳ nhân lên, nhiều baculovirus chụm lại với nhau, bao bọc trong một thể ẩn nhập gọi là polydera

16

Cấu tạo của Baculovirus

Chu trình sống BaculovirusBaculovirus tồn tại hai dạng - Thể vùi (OV - occluded virus): có kích thước

(0,15-15 µm) và có hình dạng oval hoặc đa diện. Chứa một hay nhiều virion trong một lớp vỏ protein tinh thể. Vai trò của OV là giúp virus phát tán được trong môi trường, từ vật chủ này sang vật chủ khác. OV được tạo thành bên trong tế bào vật chủ và được giải phóng ra ngoài khi tế bào bị phá vỡ.

nucleocapsid

Virion

Thể vùi

- Thể chồi (BV - budded virus): BV chỉ chứa một nucleocapsid. Lớp màng vỏ thường là từ màng tế bào vật chủ. Dạng BV đảm trách lây nhiễm từ tế bào này sang tế bào khác bên trong cùng một vật chủ. BV không có khả năng tồn tại ngoài môi trường. 

Cơ chế lây nhiễmBaculovirus

Thời gian gây chết sâu

Trong 2-3 ngày đầu là thời kỳ ủ bệnh. Sâu non không có biểu hiện gì rõ rệt và không thay đổi về sức ăn.

Sau 5-7 ngày thấy các đốt thân sâu sưng phồng lên, căng phồng và mọng nước. Cơ thể sâu chuyển sang mầu trắng đục, da bở, dễ bị vỡ.Trước khi chết sâu thường leo lên ngọn cây, bám chân vào cành cây, chúc đầu xuống dưới.Dịch trắng chảy ra ngoài và sâu chết → hiện tượng sâu chết treo. Dịch trắng tiếp tục chảy ra không có mùi hôi.

Vật chủ của Baculovirus:

Cho đến nay người ta đã xác định nhóm virus này gây bệnh cho 6 bộ côn trùng sau:

Lepidoptera (bộ cánh vẩy)

Diptera (bộ hai cánh)

Coledoptera (bộ cánh cứng)

Hymenoptera (bộ cánh màng)

Orthoptera (bộ cánh thẳng)

Neuroptera (bộ cánh mạch)

Bộ Diptera Bao gồm các loài ruồi, muỗi…

Bộ hymenoptera (bộ cánh màng)Bao gồm các loài như ong, kiến.

Bộ lepidoptera (bộ cánh vấy)Heliothis armigera Sâu Xanh Đục Quả

Spodoptera litura (Sâu ăn tạp )

Quy trình sản xuất trừ sâu sinh học từ Baculovirus

• Baculovirus là kí sinh trùng bắt buộc, chỉ nhiễm vào tế bào sống vì thế việc nuôi cấy tế bào côn trùng là vô cùng quan trọng

Sâu giống

Buồng nuôi nhân tạo Thức ăn (lá cây,…)

virus

cấy

Thu ấu trùng chết7-9 ngàySinh sản

Sấy (33-35oC)

Thu xác sâu khô

Nghiền thành bột

Lọc

Ly tâm 5000 v/p (15-20p)

Nước cất

Cặn (chứa virus)

Dịch huyền phù

Nước cất

Phụ gia: cazein

Hoá chất

Đóng chaiThu dịch lọc

Một số vấn đề về TTSSH có nguồn gốc từ Baculovirus

Tác dụng chậm vì phải qua thời gian ủ bệnh của sâu. Hiệu quả của thuốc ban đầu chưa cao. Bị ảnh hưởng bởi điều kiện thời tiết. Phổ tác dụng hẹp. Giá thành cao.

Hướng phát triển của TTSSH

Mở rộng quy mô sản xuất, hạ giá thành sản phẩm.Tìm ra các gen quy định nên các protein gây độc cho côn trùng, thử nghiệm chuyển gen này vào thực vật tạo ra các giống cây kháng côn trùng gây bệnh. Chuyển gen kháng sâu có trong một số vi khuẩn khác vào baculovirus tạo ra một loại chế phẩm kháng được nhiều loại sâu bệnh cùng lúc.Nghiên cứu tạo ra giá thể phù hợp cho sự phát triển của baculovirus trong môi trường để tạo ra số lượng vi khuẩn lớn nhất phục vụ phân lập protein độc tố tạo chế phẩm sinh học.