Côn trùng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

-------------   -------------

PHẠM THỊ DIỆU

“NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN NẤM KÝ SINH CÔN

TRÙNG CÓ TRONG ĐẤT MỘT SỐ LOẠI RỪNG TRỒNG

TẠI TỈNH THÁI NGUYÊN”

CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC

Mã số: 60.62.60

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

Thái Nguyên - 2010

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

-------------   -------------

PHẠM THỊ DIỆU

“NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN NẤM KÝ SINH CÔN

TRÙNG CÓ TRONG ĐẤT MỘT SỐ LOẠI RỪNG TRỒNG

TẠI TỈNH THÁI NGUYÊN”

CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC

Mã số: 60.62.60

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học:

PGS.TS. Phạm Quang Thu

Thái Nguyên - 2010

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

1

MỞ ĐẦU

Để có đƣợc nhiều lƣơng thực và các sản phẩm hàng hoá đáp ứng nhu cầu

tiêu dùng cho sự bùng nổ dân số, con ngƣời đã biến những sinh thái tự nhiên

thành những vùng đất phục vụ mục đích của mình. Kết quả là rừng, đất, cây cối

và những động vật bị phá huỷ nghiêm trọng. Ở nƣớc ta, việc khai thác và sử

dụng tài nguyên rừng bừa bãi đã làm cho diện tích rừng suy giảm nghiêm trọng,

đặc biệt là giai đoạn 1990 – 1995, diện tích rừng nƣớc ta chỉ còn khoảng hơn 9

triệu ha, nhiều diện tích đất trống đồi núi trọc xuất hiện kéo theo xói mòn và

thoái hoá đất. Trong những năm gần đây, Chính phủ đã đầu tƣ thực hiện nhiều

chƣơng trình, dự án nhằm khôi phục diện tích rừng và phát triển sản xuất lâm

nghiệp nhƣ chƣơng trình 327, dự án trồng mới 5 triệu hecta rừng… Diện tích

rừng trồng tăng cùng với nhu cầu sử dụng gỗ phục vụ cho công nghiệp nên việc

trồng rừng theo hƣớng quy mô lớn, thuần loài là nguyên nhân xuất hiện nhiều

loại sâu hại và bùng phát dịch. Sâu róm thông đuôi ngựa là loài sâu nguy hiểm

nhất đối với các loài thông ở nƣớc ta, hàng năm chúng đã gây ra các trận dịch ở

nhiều nơi, ăn trụi hàng nghìn hecta rừng thông nhƣ ở Thanh Hoá, Nghệ An, Hà

Tĩnh, gần đây là các tỉnh Lạng Sơn, Bắc Giang. Một số loài sâu hại Keo nhƣ Sâu

nâu, Sâu vạch xám thuộc họ Ngài đêm (Noctuidae) đã gây ra trận dịch từ tháng 4

đến tháng 10 các năm 1998, 1999, 2000 ở các lâm trƣờng thuộc hai tỉnh Tuyên

Quang, Phú Thọ ăn hại trên 5000 ha rừng keo tai tƣợng. Sâu kèn nhỏ và Sâu

chùa thuộc họ Ngài túi (Psychidae) phát dịch vào năm 1999 ở khu vực đảo Suối

Hai, Ba Vì, Hà Tây (Đặng Kim Tuyến, 2008). [13]

Trong cuộc chiến với dịch bệnh dấu mốc đầu tiên đánh dấu sự thắng lợi

của con ngƣời đó là việc sản xuất ra thuốc hóa học. Thuốc bảo vệ thực vật có

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

2

nhiều ƣu điểm nổi trội, tuy nhiên nó cũng có nhiều nhƣợc điểm mà đặc biệt là

vấn đề ô nhiễm môi trƣờng và gây ảnh hƣởng đến sức khỏe con ngƣời. Chính vì

thế các nhà khoa học đã nghiên cứu và áp dụng các biện pháp sinh học trong đó

có việc sử dụng các chế phẩm sản xuất từ vi nấm để phòng trừ sâu bệnh.

Nấm ký sinh côn trùng là một nhóm đặc biệt trong giới nấm, mặc dù cho

đến nay, một số loài nấm ký sinh côn trùng đƣợc biết đến nhƣ là tác nhân gây

bệnh và gây thiệt hại nghiêm trọng cho kỹ nghệ tằm tơ. Tuy nhiên có rất nhiều

loại nấm ký sinh côn trùng đã đƣợc ứng dụng trong y học, sản xuất các hoạt chất

sinh học và enzym, và đặc biệt là dùng làm tác nhân kiểm soát sinh học, sản xuất

thuốc trừ sâu sinh học diệt trừ các loài sâu bọ và Côn trùng gây hại trong Nông

Lâm nghiệp và trong đời sống mà không gây ô nhiễm môi trƣờng và giữ đƣợc

cân bằng sinh thái. Ở nƣớc ta, nhiều chế phẩm thuốc trừ sâu sinh học đã đƣợc sử

dụng với hai chủng nấm đƣợc biết đến phổ biến là Beauveria và Metarhizium.

Tuy nhiên còn rất nhiều chủng nấm ký sinh khác và những hiểu biết về việc xuất

hiện tự nhiên của chúng trong đất rừng, đặc điểm ký sinh và vật chủ của chúng

còn nhiều hạn chế.

Để nắm đƣợc thành phần, tỷ lệ xuất hiện, đặc điểm ký sinh và ứng dụng

của nấm ký sinh côn trùng trong sản xuất, tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu

thành phần nấm ký sinh côn trùng có trong đất một số loại rừng trồng tại tỉnh

Thái Nguyên”.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

3

Chƣơng 1

TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới

1.1.1. Nghiên cứu về thành phần, phân loại

Nấm học (Mycology) đƣợc khai sinh bởi nhà thực vật học ngƣời Ý tên là

Pier Antonio Micheli (1729) qua tài liệu công bố “giống cây lạ” (Nova

Plantarum Genera) nhƣng theo Giáo sƣ Ekriksson Gunnan (1978) thì ngƣời có

công nghiên cứu sâu về nấm mốc lại là Elias Fries (1794 - 1874). Theo Elizabeth

Tootyll (1984) nấm mốc có khoảng 5.100 giống và 50.000 loài đƣợc mô tả, tuy

nhiên, ƣớc tính có trên 100.000 đến 250.000 loài nấm hiện diện trên Trái đất.

Nhiều loài nấm mốc có khả năng ký sinh trên nhiều ký chủ nhƣ động vật, thực

vật, đặc biệt trên con ngƣời, cây trồng, vật nuôi, sản phẩm sau thu hoạch chƣa

hoặc đã qua chế biến, bảo quản.[1][4]

Theo Gwynne-Vaughan và Barnes (1937) chia nấm thành 3 lớp chính:

Phycomycetes, Ascomycetes và Basidiomycetes dựa trên khuẩn ty có vách ngăn

ngang hay không và đặc điểm của bào tử. Theo Stevenson (1970) đã phân loại

nấm trong ngành Mycota gồm 6 lớp: Chytridiomycetes, Oomycetes,

Zygomycetes, Ascomycetes, Basidiomycetes, và Deuteromycetes. [1]

Nấm ký sinh côn trùng là một nhóm đặc biệt trong giới nấm, đƣợc phát

hiện cách đây hơn 150 năm và hiện nay có khoảng hơn 700 loài đã đƣợc xác

định và mô tả (Kunimi, 2004).[19]

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

4

Nấm ký sinh côn trùng có mặt ở cả 4 lớp: Nấm bậc thấp Phycomycetes,

nấm túi Ascomycetes, nấm đảm Basidiomycetes và nấm bất toàn

Deuteromycetes.

Nấm ký sinh côn trùng thuộc lớp nấm bậc thấp Phycomycetes tập trung ở

3 bộ Chytridiales, Blastocladiales và Entomophthorales, bào tử của chúng phát

tán mạnh trong tự nhiên.

Lớp nấm túi Ascomycetes gồm bộ Laboulbeniales ngoại ký sinh côn trùng

và bộ Hypocreales gồm những giống quan trọng nhƣ Cordyceps, Aschersonia.

Lớp nấm đảm Basidiomycetes tập trung nhiều ở hai giống Septobasidium và

Uredinell. Các nấm ký sinh côn trùng thuộc lớp nấm bất toàn Deuteromycetes

phần lớn nằm trong bộ Moniliales gồm các giống: Beauveria, Metarhizium,

Paecilomycetes, Cephalosporium, Verticillium, Aspergillus, Penicillium,

Sorosporell. Những giống nấm này đã đƣợc nhiều nƣớc trên thế giới nghiên cứu

và ứng dụng, chúng thƣờng tạo thành hệ sợi dày trên bề mặt của ký chủ; bào tử

hình thành trên bề mặt hệ sợi và không phát tán mạnh.

Nấm gây bệnh cho côn trùng và nhện nhỏ hại cây đƣợc quan tâm nghiên

cứu nhiều gồm các chi nấm bạch cƣơng Beauveria, lục cƣơng Metarhizium, nấm

bột Nomuraea. Một số loài điển hình bao gồm Beauveria bassiana (Bals) Vuill;

B. brongniartii Sacc. (B. tenella); Metarhizium anisopliae (Metchnikoff)

Sorokin ; M. flavoviride Gams; Nomuraea rileyi; Cephalosporium sp; Hirsutella

sp.. Hai loài nấm đƣợc nghiên cứu và sản xuất chế phẩm sử dụng nhiều nhất

hiện nay là Beauveria bassiana (Bals) Vuill và Metarhizium anisopliae

(Metchnikoff) Sorokin.[2] [9]

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

5

Nấm Beauveria bassiana sinh ra những bào tử đơn bào, không màu, hình

cầu hoặc hình trứng, đƣờng kính từ 1 – 4 μm. Sợi nấm có đƣờng nằm ngang,

đƣờng kính 3 – 5 μm, phát triển mạnh trên môi trƣờng nhân tạo hoặc trên cơ thể

côn trùng. Chúng mang nhiều giá sinh bào tử, phồng to ở phía dƣới với kích

thƣớc 3 – 5 x 3 – 6 μm. Các giá của bào tử trần thƣờng tạo thành các nhánh ở

phần ngọn hoặc trực tiếp tạo thành nhánh của giá, phần ngọn của bào tử có dạng

cuống ziczac không đều. Theo R.L Hamill (1969) nấm này tiết độc tố diệt côn

trùng có công thức nguyên là C45H57O9N3 đƣợc đặt tên là beauvericin, đây là

một loại depxipeptit vòng có điểm sôi 93 – 940C. Trong tự nhiên khi bào tử nấm

Beauveria bassiana rơi vào cơ thể côn trùng gặp điều kiện thuận lợi chỉ sau 12 –

24 giờ thì bào tử nấm nảy mầm. Chúng hình thành sợi đâm xuyên qua lớp vỏ

kitin sau đó phát triển bên trong cơ thể côn trùng, tiết độc tố làm phá hủy ngay cả

tế bào bạch huyết, gây chết cho sâu; sợi nấm phát triển rất nhiều trong cơ thể côn

trùng sau đó chui ra ngoài tạo nên một lớp bào tử phủ trên thân sâu.[3][18][23]

Năm 1954, Macleod phân nấm Bạch cƣơng thành 2 loài chính là

Beauveria bassiana và B. tenella. Năm 1975, Hook lại công bố hai loài nấm

bạch cƣơng không có tác dụng phòng trừ sâu là B. alba và B. vermiconi. Sau đó

Carmichae (1980) và Samson (1982) lại công bố thêm ba loài mới là B. felina, B.

velata và B. amorpha.[9][25]

Năm 1878, Elie Metchnikoff nghiên cứu bọ hung hại lúa mì Anisoplia

austriaca đã quan sát đƣợc một bệnh nấm của loài sâu hại này. Ông đặt tên cho

loại nấm này là Entomophthora anisopliae (nay là Metarhizium anisopliae).

Sợi nấm và bào tử nấm Metarhizium anisopliae lúc đầu có màu trắng sau

chuyển sang xanh, cuống sinh bào tử ngắn, bào tử trần hình cổ chai hình trụ hoặc

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

6

hình hạt đậu. Kích thƣớc bào tử khoảng 3,5 – 6,4 μm, đứng riêng rẽ hoặc xếp

thành từng chuỗi. Y.Kodairo (1961 - 1962) đã tách đƣợc 2 chất độc của nấm này

là destruxin A có công thức nguyên C29H47O7N5, điểm sôi 1880C và destruxin

B công thức nguyên là C30H51O7N5 có điểm sôi 2340C. [20] [22] [27]

Nấm tựa mốc xanh Paecilomyces Bainier đƣợc phân lập trên thân côn

trùng ngủ nghỉ trong đất, khuẩn lạc dạng thảm nhung, dạng bó sợi, màu trắng,

hồng nhạt, nâu vàng, nâu xám và lục nhạt. Năm 1981, Liang đã phân lập đƣợc

các loài Paecilomyces cateniobliquus, Paecilomyces cateniannulatus,

Paecilomyces tenuipes, Paecilomyces farinosus.

Năm 1983, Riley phát hiện một loài nấm ký sinh côn trùng họ Ngài đêm ở

Bắc Mỹ đặt tên là Botrytis rileyi và Spicaria rileyi. Ở châu Á cũng tìm ra nấm ký

sinh trên sâu họ Ngài đêm là Botrytis prasina và Spicaria prasina. Năm 1903,

Maublane cho rằng chúng không giống hai chi trên và Nomura đặt tên mới là

Nomuraea. Ông chia hai loài trong chi này là N. rileyi có khuẩn lạc màu xanh,

cuống bào tử mộc đơn, bào tử hình bầu dục dài hoặc hình ống và loài N. alypicota

có cuống bào tử đa bào, có khuẩn lạc màu tím, bào tử hình ống hơi cong.

Mặc dù cho đến nay, một số loài nấm ký sinh côn trùng đƣợc biết đến nhƣ

là tác nhân gây bệnh và gây thiệt hại nghiêm trọng cho kỹ nghệ tằm tơ, nhƣng

cũng có rất nhiều loại nấm ký sinh côn trùng đã đƣợc ứng dụng trong Đông y,

sản xuất thuốc trị bệnh và các chất bổ dƣỡng cho cơ thể con ngƣời có giá trị rất

cao nhƣ nấm Đông trùng - Hạ thảo. Dựa trên đặc điểm hình thái cũng nhƣ đặc

điểm về cấu trúc phân tử, các loài nấm này bao gồm các chi chủ yếu là:

Cordyceps, Elaphocordyceps, Metacordyceps và Ophiocordyceps. Chi nấm

Cordyceps đã đƣợc thu mẫu và định loại trên 400 loài ở các vùng khác nhau trên