Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Tỉnh Tiền Giang là một trong những vùng sản xuất cây ăn quả trọng điểm của vùng Đồng bằng sông Cửu Long, với diện tích cây ăn quả năm 2020 đạt trên 80.000 ha và sản lượng ước tính khoảng 1,5 triệu tấn. Trong các loại cây trồng đặc sản, vú sữa Lò Rèn là loại cây mang lại giá trị kinh tế và dinh dưỡng cao, với diện tích canh tác trên địa bàn tỉnh đạt hơn 330 ha (tập trung chủ yếu tại huyện Châu Thành khoảng 210 ha, bên cạnh huyện Cái Bè, Cai Lậy và thị xã Cai Lậy). Quả vú sữa Lò Rèn đã được tổ chức SGS New Zealand Limited chứng nhận đạt tiêu chuẩn GlobalGAP và được Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA) cấp mã vùng đóng gói để xuất khẩu sang thị trường Mỹ từ năm 2017.

Tuy nhiên, vùng chuyên canh vú sữa phải đối mặt với áp lực lớn từ dịch hại ruồi đục trái Bactrocera sp. (thuộc họ Tephritidae, bộ Diptera). Ruồi cái trưởng thành chọc thủng vỏ quả khi quả bắt đầu vào giai đoạn chín (đường kính quả từ 6,5 - 7,0 cm) để đẻ trứng. Ấu trùng (sâu non) nở ra đục ăn thịt quả, làm quả bị chảy nước, xì mủ, thối rữa và rụng hàng loạt, gây thất thu nghiêm trọng và cản trở tiêu chuẩn kiểm dịch thực vật trong xuất khẩu. Thực tế canh tác cho thấy người trồng thường lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật hóa học (như các hoạt chất Spinosad trong Success 0.24CB, Deltamethrin trong Meta 2.5EC, Dr.Jean 800EC), dẫn đến nguy cơ tồn dư hóa chất trên nông sản, làm suy thoái môi trường đất, ô nhiễm nguồn nước và đe dọa sức khỏe cộng đồng.

Xuất phát từ yêu cầu canh tác bền vững và an toàn sinh học, khóa luận hướng tới việc khai thác tiềm năng của nấm ký sinh côn trùng Beauveria sp. nhằm xây dựng cơ sở khoa học cho việc phòng trừ sinh học đối tượng dịch hại này.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

Mục đích của đề tài: Phân lập, xác định đặc điểm sinh học của loài nấm trắng Beauveria sp. và đánh giá hiệu lực phòng trừ ruồi đục trái Bactrocera sp. gây hại trên quả vú sữa.

Yêu cầu và nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:

  1. Phân lập nấm trắng Beauveria sp. trên các mẫu côn trùng thu thập tại tỉnh Tiền Giang.
  2. Xác định một số đặc điểm sinh học của mẫu nấm trắng Beauveria sp. đã tuyển chọn trong điều kiện in vitro.
  3. Đánh giá hiệu lực phòng trừ ruồi đục trái Bactrocera sp. (pha sâu non, pha nhộng và pha trưởng thành) của mẫu nấm trắng Beauveria sp. đã tuyển chọn trong điều kiện in vitro.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Các mẫu nấm ký sinh côn trùng phân lập từ tự nhiên thuộc chi Beauveria và các pha phát dục (sâu non, nhộng, trưởng thành) của ruồi đục trái Bactrocera sp. gây hại trên quả vú sữa (Chrysophyllum cainito).
  • Phạm vi không gian: Mẫu côn trùng nhiễm nấm được thu thập tại tỉnh Tiền Giang; các thí nghiệm sinh học, phân tích sinh lý, sinh hóa và thử nghiệm hiệu lực được tiến hành tại Bộ môn Công nghệ Vi sinh - Viện Di truyền Nông nghiệp.
  • Phạm vi thời gian: Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 03/2021 đến tháng 08/2021.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và phân loại sinh học

Nấm bạch cương Beauveria spp. (thuộc ngành Ascomycota, lớp Sordariomycetes, bộ Hypocreales, họ Cordycipitaceae, chi Beauveria) là loài nấm ký sinh nội sinh trên nhiều bộ côn trùng gây hại. Cơ chế ký sinh và gây bệnh của nấm bao gồm:

  1. Bào tử nấm bám dính vào bề mặt lớp vỏ cutin/chitin của cơ thể côn trùng, nảy mầm và hình thành ống mầm đâm xuyên qua biểu bì nhờ tiết các enzyme ngoại bào (chitinase, protease, lipase).
  2. Hệ sợi nấm phát triển trong xoang máu (hemolymph), phá hủy tế bào bạch huyết (lymphocyte) thông qua việc tổng hợp phức hợp độc tố diệt côn trùng (beauvericin, bassianolide, oosporein).
  3. Côn trùng bị tê liệt, chết cứng cơ thể; khi điều kiện độ ẩm thuận lợi, sợi nấm phát triển ra ngoài bề mặt xác côn trùng và giải phóng lớp bào tử phấn trắng để tiếp tục lây lan.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

  • Phương pháp phân lập và thuần khiết nấm: Tiến hành theo phương pháp của Chase (1986) và Lê Tấn Hưng ctv. (2012). Mẫu côn trùng thu thập ngoài tự nhiên được cấy trực tiếp lên môi trường thạch nước (Water Agar - WA) có bổ sung kháng sinh để ức chế vi khuẩn. Sau khi sợi nấm nảy mầm, tiến hành cấy truyền đơn bào tử hoặc đỉnh sợi nấm sang môi trường Potato Dextrose Agar (PDA) để làm thuần và bảo quản trong ống thạch nghiêng.
  • Phương pháp định danh hình thái: Dựa trên khóa phân loại nấm của Barnett & Barry (1972), De Hoog (1972), Lawrence (1994), Luangsa-Ard et al. (2006). Khảo sát đặc điểm khuẩn lạc trên đĩa petri PDA sau 14 ngày (nhiệt độ 27 ± 2°C, chu kỳ 12 giờ sáng/tối). Quan sát cấu trúc cành bào đài, cuống sinh bào tử và tế bào sinh bào tử dưới kính hiển vi quang học Olympus BX51N-33-PH. Đo kích thước trung bình của 400 bào tử theo phương pháp nuôi cấy trên lame thạch của Reza et al. (2010) ở độ phóng đại 1000X.
  • Phương pháp đánh giá sinh lý sinh trưởng: Đo đường kính tản nấm trung bình $d = (d_1 + d_2)/2$ qua các mốc thời gian (3, 5, 7, 9, 14 ngày) với các yếu tố thí nghiệm (bố trí 3 lần lặp lại, 3 đĩa petri/lần nhắc):
    • Môi trường dinh dưỡng: PDA, Czapek Agar (CZA), Corn Meal Agar (CMA).
    • Nhiệt độ nuôi cấy: 20°C, 25°C, 30°C.
    • Ngưỡng pH môi trường: 4,0; 6,0; 8,0.
    • Khả năng đồng hóa nguồn cacbon: Glucose, Saccharose, Mật rỉ đường, PA (đối chứng không bổ sung cacbon).
    • Khả năng đồng hóa nguồn nitơ: Cao thịt bò, $\text{KNO}_3$, $(\text{NH}_4)_2\text{SO}_4$.
    • Khả năng chịu mặn: Bổ sung muối NaCl ở nồng độ 1%, 3%, 5%.
  • Phương pháp đánh giá hoạt tính enzyme ngoại bào:
    • Hoạt tính phân giải chitin: Nuôi cấy trên môi trường cảm ứng CYEA chứa 10 g/L bột chitin trong 7 ngày; thử bằng dung dịch thuốc nhuộm Lugol 1% trong 15 phút.
    • Hoạt tính phân giải protein: Nuôi cấy trên môi trường PGA chứa 0,05% gelatin trong 5 ngày; thử bằng dung dịch Lugol 1%.
    • Hoạt tính phân giải cellulose: Nuôi cấy trên môi trường CMCA chứa 1% CMC ở 30°C trong 5 ngày; thử bằng dung dịch Lugol 1%.
    • Chỉ tiêu đánh giá: Tính hệ số phân giải $k = D - d$ (với $D$ là đường kính vòng phân giải, $d = 6,0\text{ mm}$ là đường kính lỗ đục thạch). Phân cấp hoạt tính: Yếu ($k < 1,5\text{ cm}$), Trung bình ($1,5\text{ cm} \le k \le 2,0\text{ cm}$), Mạnh ($k > 2,0\text{ cm}$).
  • Phương pháp đánh giá hiệu lực phòng trừ ruồi đục trái in vitro: Bố trí thí nghiệm theo phương pháp của Adalberto et al. (2009) trong các hộp nhựa kín có lỗ thông khí (kích thước $17,5 \times 10,0 \times 12,5\text{ cm}$), mật độ 10 cá thể/hộp đối với từng pha phát dục (sâu non, nhộng, trưởng thành) cùng nguồn thức ăn bổ sung là táo tươi. Phun xử lý dịch bào tử nấm (dung dịch huyền phù bào tử bổ sung 0,1% Tween 80) với liều lượng 5 ml/hộp. Hiệu lực phòng trừ ($H%$) được xác định theo công thức Abbott (1925): $$H (%) = \frac{C_a - T_a}{C_a} \times 100$$ (Trong đó $C_a$ là số cá thể sống ở công thức đối chứng, $T_a$ là số cá thể sống ở công thức xử lý sau thời gian thí nghiệm).
  • Phương pháp xử lý số liệu: Dữ liệu được tính toán và xử lý thống kê ANOVA qua phần mềm Microsoft Excel và IRRISTAT 4.0; so sánh sai khác giá trị trung bình bằng phép thử LSD ở mức ý nghĩa $p < 0,05$.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Đặt vấn đề, mục đích và yêu cầu của đề tài

Chương này làm rõ vai trò kinh tế của vùng chuyên canh vú sữa Lò Rèn tỉnh Tiền Giang, đồng thời chỉ ra mức độ thiệt hại nặng nề do ruồi đục trái Bactrocera sp. gây ra trên quả chín. Tác giả phân tích những hạn chế của biện pháp hóa học và đặt ra tính cấp thiết của việc phân lập các chủng nấm ký sinh bản địa thuộc chi Beauveria nhằm phục vụ mục tiêu quản lý dịch hại tổng hợp (IPM). Chương 1 cũng xác định rõ 1 mục đích tổng quát và 3 nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể về phân lập, khảo sát đặc điểm sinh học và kiểm tra hiệu lực phòng trừ in vitro.

Chương 2: Tổng quan tài liệu

Tác giả hệ thống hóa các tư liệu khoa học về 4 nhóm nội dung chính:

  • Cây vú sữa (Chrysophyllum cainito): Nguồn gốc, đặc điểm thực vật học, thành phần hóa sinh quả (nước chiếm 78,4 - 85,7%, carbohydrate 14,65 g/100g, protein 0,72 - 2,33 g/100g), tình hình phân bố và thực trạng sản xuất tại Tiền Giang và Sóc Trăng.
  • Ruồi đục trái Bactrocera sp.: Phân bố địa lý, vòng đời (trứng, sâu non dài 6 - 8 mm, nhộng trong đất sâu 3 - 7 cm, ruồi trưởng thành dài đến 9 mm với mảnh lưng có vân vàng chữ U), tập tính đẻ trứng và triệu chứng hại quả (vết chọc xì mủ hoặc không xì mủ). Các biện pháp quản lý hiện hành gồm canh tác, cơ giới, bẫy bả pheromone, chế phẩm Sofri Protein và thuốc hóa học.
  • Nấm trắng Beauveria: Vị trí phân loại, đặc điểm hình thái sợi nấm, cuống sinh bào tử ziczac, bào tử đính đơn bào hình cầu (1 - 4 µm). Ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh (nhiệt độ tối thích 25 - 30°C, ẩm độ 80 - 90%, pH thích nghi rộng). Cơ chế ký sinh thông qua tổ hợp độc tố beauvericin làm tăng tính thấm màng tế bào kết hợp các enzyme thủy phân mô.
  • Tình hình ứng dụng thực tế: Tổng quan các chế phẩm nấm trắng thương mại trên thế giới (Boverit, Muskardin, Mat, BotaniGard, Ostrinil) và tại Việt Nam (Biovip, BIOFUN 2), từ đó chỉ ra khoảng trống nghiên cứu trên đối tượng ruồi đục trái Bactrocera sp. hại vú sữa.

Chương 3: Nội dung và phương pháp nghiên cứu

Trình bày chi tiết danh mục trang thiết bị, vật liệu thí nghiệm, công thức phối chế của 8 loại môi trường nuôi cấy nhân tạo (WA, PDA, CZA, CMA, CMCA, CYEA, PGA và các môi trường PDA bổ sung cơ chất). Mô tả chuẩn hóa các quy trình thực nghiệm từ thu thập mẫu côn trùng tại Tiền Giang, kỹ thuật phân lập dòng thuần, quy trình nuôi cấy trên lame đo kích thước tế bào sinh dưỡng, bố trí thí nghiệm yếu tố sinh thái đơn nhân tố, quy trình nhuộm Lugol định lượng hoạt tính enzyme và quy trình thử nghiệm sinh học bằng lồng hộp nhựa.

Chương 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương 4 phản ánh toàn bộ các dẫn liệu thực nghiệm thu được từ quá trình nghiên cứu:

1. Phân lập và định danh hình thái

Từ 3 mẫu côn trùng thu thập tại tỉnh Tiền Giang (TG-K01, TG-K02, TG-K03), tác giả đã phân lập thành công 1 mẫu nấm ký sinh trên môi trường PDA bổ sung kháng sinh, ký hiệu là TG-K02.

STT Địa điểm thu thập Ký hiệu mẫu Số lượng mẫu thu thập Số mẫu phân lập được nấm Beauveria
1 Tỉnh Tiền Giang TG-K01 1 0
2 Tỉnh Tiền Giang TG-K02 1 1
3 Tỉnh Tiền Giang TG-K03 1 0
Tổng 3 1

Mẫu nấm TG-K02 có khuẩn lạc phát triển nhanh, sợi nấm màu trắng chuyển sang vàng nhạt, xốp mịn, phát triển theo các vòng đồng tâm và sau 14 ngày tạo lớp phấn bột mịn. Tế bào sinh bào tử mọc thành đám, cuống sinh bào tử phình ở gốc và kéo dài gấp khúc ziczac. Bào tử đính có dạng đơn bào, không màu, hình cầu, kích thước đạt $2,6 - 2,8 \times 2,2 - 2,4\text{ µm}$. Căn cứ theo các khóa định danh hình thái, mẫu được xác định thuộc chi Beauveria, tạm thời đặt tên là Beauveria sp. TG-K02.

2. Ảnh hưởng của các yếu tố sinh thái đến sinh trưởng

  • Môi trường nuôi cấy: Chủng TG-K02 sinh trưởng tốt nhất trên môi trường CZA, đạt đường kính tản nấm 23,7 mm sau 7 ngày và bắt đầu bắn bào tử sớm nhất (sau 5 ngày). Môi trường PDA cho tốc độ sinh trưởng khá (16,7 mm sau 7 ngày, bắn bào tử sau 7 ngày) với hệ sợi xốp mịn. Môi trường CMA cho sinh trưởng kém nhất (14,3 mm sau 7 ngày, sợi nấm mọc yếu, bắn bào tử muộn sau 9 ngày).
Công thức thí nghiệm Đường kính tản nấm sau 3 ngày (mm) Đường kính tản nấm sau 5 ngày (mm) Đường kính tản nấm sau 7 ngày (mm) Thời điểm bắn bào tử
PDA 13,0<sup>b</sup> 15,7<sup>b</sup> 16,7<sup>b</sup> Sau 7 ngày
CZA 16,7<sup>a</sup> 20,3<sup>a</sup> 23,7<sup>a</sup> Sau 5 ngày
CMA 10,7<sup>c</sup> 12,3<sup>c</sup> 14,3<sup>c</sup> Sau 9 ngày
LSD<sub>0,05</sub> 0,94 1,15 1,15 —
  • Nhiệt độ: Ngưỡng nhiệt độ 30°C là tối ưu nhất cho nấm phát triển, đường kính tản nấm đạt 90,0 mm sau 9 ngày nuôi cấy và tạo mật độ bào tử dày đặc. Ở 25°C nấm sinh trưởng khá (đạt 34,7 mm sau 9 ngày). Ở 20°C nấm phát triển rất chậm, chỉ đạt 15,3 mm sau 9 ngày.
Nhiệt độ 3 ngày (mm) 5 ngày (mm) 7 ngày (mm) 9 ngày (mm) Thời điểm bắn bào tử
20°C 6,0<sup>b</sup> 9,3<sup>b</sup> 11,3<sup>b</sup> 15,3<sup>c</sup> Chưa ghi nhận
25°C 12,0<sup>a</sup> 25,0<sup>a</sup> 31,0<sup>a</sup> 34,7<sup>b</sup> Chưa ghi nhận
30°C 10,0<sup>a</sup> 24,7<sup>a</sup> 31,7<sup>a</sup> 90,0<sup>a</sup> Sau 7 ngày
LSD<sub>0,05</sub> 1,63 1,49 1,49 0,94 —
  • Ngưỡng pH: Chủng nấm thích nghi trên dải pH từ 4,0 đến 8,0 nhưng sinh trưởng tối ưu tại pH 8,0 (đường kính tản nấm đạt 24,7 mm sau 7 ngày, sợi nấm dày, mật độ bào tử bắn mạnh). Tại pH 6,0 đạt 22,7 mm và pH 4,0 đạt 19,3 mm sau 7 ngày.
Ngưỡng pH 3 ngày (mm) 5 ngày (mm) 7 ngày (mm) Thời điểm bắn bào tử
pH 4,0 8,3<sup>b</sup> 14,3<sup>b</sup> 19,3<sup>c</sup> Sau 7 ngày
pH 6,0 9,0<sup>ab</sup> 16,3<sup>a</sup> 22,7<sup>b</sup> Sau 7 ngày
pH 8,0 9,5<sup>a</sup> 17,0<sup>a</sup> 24,7<sup>a</sup> Sau 7 ngày
LSD<sub>0,05</sub> 0,67 1,49 1,15 —
  • Nguồn dinh dưỡng và khả năng chịu mặn:
    • Nguồn carbon: Glucose kích thích nấm phát triển mạnh nhất (tản nấm đạt cực đại 90,0 mm sau 7 ngày nuôi cấy, bắn bào tử sau 5 ngày), tiếp theo là mật rỉ đường (90,0 mm sau 9 ngày), saccharose (30,7 mm sau 9 ngày) và đối chứng không bổ sung cacbon chỉ đạt 29,7 mm.
    • Nguồn nitơ: Khảo sát xác định $\text{KNO}_3$ là nguồn nitơ thích hợp nhất cho sinh khối nấm.
    • Chịu mặn: Nấm có khả năng chống chịu nồng độ muối NaCl từ 1% đến 5%, trong đó nồng độ 1% NaCl cho tốc độ sinh trưởng tối ưu nhất.
Nguồn Cacbon 3 ngày (mm) 5 ngày (mm) 7 ngày (mm) 9 ngày (mm) Thời điểm bắn bào tử
Glucose 16,7<sup>a</sup> 21,3<sup>a</sup> 90,0<sup>a</sup> 90,0<sup>a</sup> Sau 5 ngày
Saccharose 16,7<sup>a</sup> 20,0<sup>ab</sup> 25,3<sup>b</sup> 30,7<sup>b</sup> Sau 8 ngày
Mật rỉ đường 11,3<sup>b</sup> 18,0<sup>bc</sup> 26,3<sup>b</sup> 90,0<sup>a</sup> Sau 7 ngày
PA (Không bổ sung) 10,3<sup>b</sup> 16,3<sup>c</sup> 23,3<sup>c</sup> 29,7<sup>b</sup> Sau 9 ngày
LSD<sub>0,05</sub> 1,09 1,54 0,94 0,77 —

3. Hoạt tính enzyme ngoại bào và hiệu lực phòng trừ

  • Khảo sát hoạt tính enzyme khẳng định chủng Beauveria sp. TG-K02 có khả năng sinh tổng hợp cả 3 loại enzyme ngoại bào quan trọng gồm chitinase (tạo vòng phân giải trong suốt trên môi trường CYEA), protease (trên môi trường PGA chứa gelatin) và cellulase (trên môi trường CMCA chứa CMC) khi phát hiện bằng thuốc thử Lugol 1%.
  • Thử nghiệm hiệu lực sinh học in vitro cho thấy dịch huyền phù nấm Beauveria sp. TG-K02 thể hiện độc tính tiếp xúc cao đối với ruồi đục trái Bactrocera sp., đạt hiệu lực tiêu diệt từ 88,89% đến 100% trên cả ba pha phát dục (sâu non, nhộng và ruồi trưởng thành).

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính kèm số liệu thực chứng

  • Phân lập thành công 1 chủng nấm trắng ký sinh từ mẫu côn trùng tại Tiền Giang, ký hiệu TG-K02, với kích thước bào tử hình cầu đạt $2,6 - 2,8 \times 2,2 - 2,4\text{ µm}$.
  • Xác định được các thông số sinh thái và dinh dưỡng tối ưu cho sự phát triển của chủng nấm: môi trường CZA và PDA, nhiệt độ nuôi cấy 30°C (tản nấm đạt 90,0 mm sau 9 ngày), pH 8,0 (đường kính tản nấm 24,7 mm sau 7 ngày), nguồn carbon tối ưu là glucose (đạt 90,0 mm sau 7 ngày), nguồn nitơ là $\text{KNO}_3$, và ngưỡng chịu mặn thích hợp nhất ở 1% NaCl.
  • Chứng minh chủng nấm có hoạt tính phân giải đồng thời chitin, protein và cellulose.
  • Khẳng định hiệu lực diệt trừ sinh học của chủng nấm Beauveria sp. TG-K02 đạt tỷ lệ cao từ 88,89% đến 100% đối với ruồi đục trái Bactrocera sp. ở cả 3 pha phát dục (sâu non, nhộng, trưởng thành) trong điều kiện phòng thí nghiệm.

Đề xuất và kiến nghị của tác giả

  • Tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện quy trình nhân nuôi sinh khối nấm Beauveria sp. TG-K02 trên các nguồn cơ chất giá rẻ, sẵn có trong nông nghiệp (như cám gạo, bã mía, rỉ đường).
  • Ứng dụng kỹ thuật sinh học phân tử (PCR và giải trình tự vùng gen) để định danh chính xác loài vi nấm.
  • Tiến hành khảo sát thử nghiệm hiệu lực phòng trừ ruồi đục trái của chế phẩm nấm trong điều kiện nhà lưới và đồng ruộng thực tế tại các vùng chuyên canh vú sữa.

Đóng góp mới của đề tài

Khóa luận đã bổ sung dẫn liệu khoa học về việc phân lập và tuyển chọn chủng nấm trắng ký sinh bản địa Beauveria sp. TG-K02 tại tỉnh Tiền Giang; đồng thời cung cấp bằng chứng thực nghiệm về khả năng ức chế và tiêu diệt ruồi đục trái Bactrocera sp. hại quả vú sữa, mở ra triển vọng phát triển chế phẩm sinh học thay thế thuốc trừ sâu hóa học.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu

  • Nghiên cứu mới dừng lại ở việc định danh nấm dựa trên các đặc điểm hình thái học truyền thống (màu sắc khuẩn lạc, cấu trúc cuống sinh bào tử và kích thước bào tử đính), chưa thực hiện phản ứng PCR và giải trình tự gen để định danh chính xác đến cấp độ loài.
  • Số lượng mẫu thu thập ngoài tự nhiên còn ít (3 mẫu), dẫn đến số lượng chủng phân lập được còn hạn chế (1 chủng TG-K02).
  • Toàn bộ các thử nghiệm hiệu lực sinh học phòng trừ ruồi đục trái mới chỉ được đánh giá trong phạm vi in vitro tại phòng thí nghiệm, chưa đánh giá dưới tác động của các yếu tố biến động môi trường ngoài đồng ruộng (ánh sáng mặt trời, tia UV, mưa rửa trôi).

Hướng nghiên cứu tiếp theo

  • Thực hiện tách chiết DNA, khuếch đại và giải trình tự vùng gen liên kết (ITS/rDNA hoặc gen mã hóa yếu tố kéo dài EF-1α) để xác định danh tính phân loại phân tử của chủng TG-K02.
  • Nghiên cứu công nghệ lên men (lên men xốp hoặc lên men chìm) để sản xuất chế phẩm sinh học dạng bột hòa nước hoặc dạng nhũ dầu nhằm kéo dài thời gian bảo quản bào tử.
  • Đánh giá phổ ký sinh của chủng TG-K02 trên các đối tượng côn trùng dịch hại khác và kiểm tra tính an toàn đối với các loài thiên địch (như kiến vàng) và sinh vật không chủ đích.

Giá trị tham khảo

  • Đối tượng thụ hưởng:
    • Sinh viên, học viên cao học và nghiên cứu viên thuộc các ngành Công nghệ Sinh học, Bảo vệ Thực vật, Vi sinh học Ứng dụng và Khoa học Cây trồng.
    • Các kỹ sư nông nghiệp và cán bộ kỹ thuật tại các Trung tâm Khuyến nông, Chi cục Trồng trọt và Bảo vệ Thực vật các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long.
    • Các cơ sở sản xuất và nghiên cứu chế phẩm thuốc trừ sâu sinh học vi sinh.
  • Nội dung có giá trị tham khảo cao:
    • Quy trình kỹ thuật phân lập, làm sạch và nuôi cấy vi nấm ký sinh côn trùng từ mẫu vật tự nhiên.
    • Bộ dữ liệu thực nghiệm về các ngưỡng sinh thái (nhiệt độ, pH, nguồn dinh dưỡng carbon/nitơ, nồng độ muối NaCl) ảnh hưởng đến sinh trưởng của nấm trắng.
    • Phương pháp luận đánh giá hoạt tính enzyme ngoại bào (chitinase, protease, cellulase) bằng chỉ thị Lugol và phương pháp bố trí thử nghiệm lồng hộp đánh giá hiệu lực phòng trừ côn trùng theo công thức Abbott.

Câu hỏi thường gặp

1. Chủng nấm nào đã được phân lập thành công và đặc điểm hình thái của nó ra sao?

Khóa luận đã phân lập thành công chủng nấm ký hiệu là TG-K02 từ mẫu côn trùng thu thập tại tỉnh Tiền Giang. Trên môi trường PDA, chủng TG-K02 tạo khuẩn lạc màu trắng chuyển sang vàng nhạt, xốp mịn, sau 14 ngày phủ lớp phấn bột mịn. Tế bào sinh bào tử mọc thành đám, cuống sinh bào tử phình ở đáy và kéo dài theo hình ziczac; bào tử đính thuộc dạng đơn bào, không màu, hình cầu, kích thước đạt $2,6 - 2,8 \times 2,2 - 2,4\text{ µm}$.

2. Các điều kiện môi trường và dinh dưỡng tối ưu cho sự sinh trưởng của chủng nấm TG-K02 là gì?

Chủng Beauveria sp. TG-K02 sinh trưởng tối ưu trên môi trường CZA và PDA; nhiệt độ nuôi cấy thích hợp nhất là 30°C (đường kính tản nấm đạt 90,0 mm sau 9 ngày); ngưỡng pH tối ưu là 8,0 (tản nấm đạt 24,7 mm sau 7 ngày); nguồn carbon đồng hóa tốt nhất là glucose (tản nấm đạt 90,0 mm sau 7 ngày); nguồn nitơ thích hợp nhất là $\text{KNO}_3$; nấm có khả năng chịu mặn từ 1 - 5% NaCl và sinh trưởng tốt nhất ở nồng độ 1% NaCl.

3. Chủng nấm TG-K02 có hoạt tính phân giải những loại enzyme ngoại bào nào?

Thực nghiệm kiểm tra bằng thuốc nhuộm Lugol 1% khẳng định chủng TG-K02 có hoạt tính phân giải rõ rệt đối với cả 3 cơ chất: chitin (trên môi trường CYEA), protein/gelatin (trên môi trường PGA) và cellulose/CMC (trên môi trường CMCA). Khả năng tiết enzyme chitinase và protease đóng vai trò cốt lõi trong việc thủy phân lớp biểu bì cutin/chitin của côn trùng để xâm nhập vào mô.

4. Hiệu lực phòng trừ sinh học của nấm TG-K02 đối với ruồi đục trái Bactrocera sp. đạt mức bao nhiêu?

Trong điều kiện thử nghiệm in vitro ở nhiệt độ phòng thí nghiệm 27 ± 2°C, dịch huyền phù bào tử của chủng nấm trắng Beauveria sp. TG-K02 đạt hiệu lực tiêu diệt từ 88,89% đến 100% đối với ruồi đục trái Bactrocera sp. trên cả 3 pha phát dục gồm pha sâu non (ấu trùng), pha nhộng và pha trưởng thành.

5. Vì sao khóa luận chưa định danh chính xác loài mà tạm đặt tên là Beauveria sp.?

Do nghiên cứu mới thực hiện các bước phân loại dựa trên hình thái học (khuẩn lạc, cành bào đài, hình dạng và kích thước bào tử dưới kính hiển vi quang học). Để định danh chính xác tên loài theo phân loại học hiện đại, tác giả nêu rõ cần phải bổ sung các phân tích sinh học phân tử như thực hiện kỹ thuật PCR và giải trình tự vùng gen liên kết (liên gen ITS/rDNA).

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Trần Thuỳ Dung đã phân lập thành công chủng nấm ký sinh côn trùng Beauveria sp. TG-K02 từ nguồn mẫu thực địa tại tỉnh Tiền Giang. Nghiên cứu đã xác định toàn diện các đặc điểm hình thái, đặc tính sinh thái dinh dưỡng tối ưu (30°C, pH 8,0, cơ chất glucose và $\text{KNO}_3$) cùng khả năng tiết các enzyme ngoại bào phân giải chitin, protein và cellulose của chủng vi nấm. Với hiệu lực diệt trừ ruồi đục trái Bactrocera sp. đạt từ 88,89% đến 100% trong điều kiện in vitro, đề tài cung cấp luận cứ khoa học quan trọng phục vụ phát triển các chế phẩm sinh học kiểm soát dịch hại, góp phần bảo vệ vùng chuyên canh vú sữa hướng tới nền nông nghiệp an toàn và bền vững.