MỞ ĐẦU Ốc bươu vàng là loài sinh vật được du nhập vào nước ta từ những năm 80 của thế kỷ trước và hiện nay đã sinh sôi trên diện rộng gây hại cho cây trồng, hoa màu; đặc biệt là cây lúa. Ốc bươu vàng có nguồn gốc từ Trung và Nam Mỹ nhưng thích ứng rất nhanh với điều kiện khí hậu nhiệt đới nóng ẩm của Việt Nam. Ốc bươu vàng có mặt ở khắp nơi: đồng ruộng, kênh mương, ao hồ,…. Vì thức ăn chủ yếu là lá lúa nên ốc bươu vàng đã trở thành sinh vật phá hoại lúa nghiêm trọng.
Đến nay, diệt ốc bươu vàng triệt để là việc không thể dù hàng năm Nhà nước đã tốn nhiều tỷ đồng. Bên cạnh những tác hại, thì về một khía cạnh thực tiễn nào đó, ốc bươu vàng lại là động vật có lợi. Ốc bươu vàng là nguồn thức ăn có hiệu quả kinh tế cao đối với chăn nuôi và nuôi trồng thuỷ hải sản; đặc biệt là nuôi tôm, vì chúng có hàm lượng dinh dưỡng và can-xi rất cao. Về mặt hóa sinh học, ốc bươu vàng là nguồn nguyên liệu tự nhiên rất giàu Acetylcholinesterase (AChE).
AChE là một enzyme đóng vai trò rất quan trọng trong vận truyền tín hiệu của hệ thần kinh động vật. Trung tâm hoạt động của AChE có các nhóm chức và cấu trúc không gian phù hợp với các hợp chất phospho hữu cơ nên rất dễ kết hợp với các chất này và mất hoạt tính rất nhanh. Nắm được tính chất này, người ta đã sản xuất các chất ức chế AChE là phospho hữu cơ làm chất độc hóa học vô cùng nguy hiểm sử dụng trong chiến tranh như Tabun, Cyclosarin, Sarin, Soman, VX cũng như làm thuốc bảo vệ thực vật sử dụng trong sản xuất nông nghiệp. Sau khi sử dụng, chất độc hóa học sẽ tồn dư lại trong môi trường đất, nước, trong các sản phẩm nông nghiệp (thực phẩm, rau, củ, quả v.
Chúng là những chất vô cùng độc hại đối với môi trường sinh thái, ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe con người, động vật và còn có thể là những tác 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com nhân gây nhiều bệnh nguy hiểm, trong đó có bệnh ung thư. Vì vậy, việc phân tích phát hiện nhanh các chất độc hóa học là rất cần thiết, đặc biệt ngày nay các chất độc này được người dân sử dụng tràn lan. Dựa trên tính chất của chất ức chế, chúng ta có thể nghiên cứu sử dụng enzyme AChE làm phương tiện phân tích, phát hiện nhanh các chất độc hóa học phospho hữu cơ. Kế thừa các thành quả nghiên cứu về ốc bươu vàng của những nhà khoa học trên thế giới, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu tinh sạch, tính chất đặc trưng và ứng dụng của Acetylcholinesterase từ ốc bươu vàng”.
Mục đích chính của đề tài là tận dụng nguồn nguyên liệu dồi dào trong nước; nghiên cứu, khai thác, ứng dụng AChE làm phương tiện phát hiện nhanh một số loại thuốc trừ sâu phospho hữu cơ tồn dư trong lương thực, thực phẩm. Với mục đích nêu trên, đề tài của chúng tôi không những có ý nghĩa về khoa học và thực tiễn mà còn có ý nghĩa về mặt kinh tế, sử dụng hợp lý tài nguyên; đặc biệt là đáp ứng nhu cầu nâng cao hiệu quả bảo vệ môi trường sinh thái. Để đạt được mục tiêu nêu trên chúng tôi tiến hành thực hiện các nội dung chính sau: 1. Tìm hiểu các đặc điểm sinh học của ốc bươu vàng, đặc biệt là enzyme AChE từ đối tượng này.
Khảo sát các điều kiện sinh thái, môi trường sống ảnh hưởng đến khả năng sinh AChE của ốc bươu vàng. Nghiên cứu tinh sạch và các tính chất đặc trưng của AChE từ ốc bươu vàng. Nghiên cứu ảnh hưởng của một số loại chất độc hóa học tới hoạt độ của AChE từ ốc bươu vàng. Nghiên cứu sử dụng AChE để xây dựng phương pháp phát hiện nhanh một số loại thuốc trừ sâu phospho hữu cơ tồn dư trong lương thực, thực phẩm.
2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Ốc bươu vàng có tên khoa học là Pomacea canaliculata thuộc họ Pilidae, lớp chân bụng (Gastropoda), ngành thân mềm (Mollusca), có nguồn gốc từ Trung và Nam Mỹ [15, 24]. Ốc trưởng thành có kích thước lớn, dạng mập tròn gồm đầu, thân và chân. Đầu có hai đôi xúc tu (một đôi dài và một đôi ngắn), thân nằm trên chân, là một khối xoắn ẩn kín trong vỏ; chân rộng, hình đĩa, màu trắng kem nằm ở phía bụng, mặt lưng của chân có nắp vỏ che đậy, đầu và chân thường thò ra ngoài vỏ khi di chuyển.
Toàn bộ cơ thể ốc nằm trong lớp vỏ. Con đực có nắp miệng hơi nhô gợn sóng, con cái có nắp miệng bằng phẳng hơi lõm xuống. Sau khi thụ tinh xong, ốc bươu vàng thường đẻ trứng vào chiều tối. Khi đẻ, ốc leo lên giá thể cao trên mặt nước, trứng có màu hồng bám thành chùm trên giá thể và mỗi lần đẻ có khoảng 150 - 500 trứng (1 chùm); sau khoảng 12 - 15 ngày thì trứng nở và nở hết trong 2 - 7 ngày.
Tỉ lệ nở khoảng 70%, tỉ lệ sống sau 10 ngày tuổi khoảng 80%. Tuổi thành thục sớm (khoảng 100 ngày sau khi nở), thời gian tái phát dục ngắn, khoảng 3 ngày. Trong quần đàn, tỉ lệ con đực/cái khoảng 1/4. Ốc bươu vàng là loài có tốc độ sinh sản rất nhanh, kích thước của buồng trứng phản ánh kích thước cơ thể của con cái.
Có nghĩa là nếu số lượng trứng nhiều, buồng trứng lớn thì kích thước của con cái lớn [54]. Kích thước cơ thể ốc cũng phản ánh điều kiện môi trường sống như là: mật độ cá thể, nguồn thức ăn. Tốc độ sinh trưởng, phát triển của ốc bươu vàng nhanh hay chậm tuỳ thuộc vào từng loại thức ăn và môi trường sinh sống. Điều kiện sinh thái, khí 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com hậu, hệ thống kênh mương và lưu lượng nước của từng khu vực khác nhau cũng dẫn đến tỉ lệ con đực/cái có sự thay đổi.
Kết quả nghiên cứu này hoàn toàn phù hợp với báo cáo kết quả nghiên cứu của Banpavichit [24]. Tác hại và lợi ích của ốc bƣơu vàng. Tác hại của ốc bƣơu vàng. Trong tự nhiên, ốc bươu vàng có rất ít kẻ thù kiểm soát được chúng.
Hiện nay, ốc bươu vàng đang là loài sinh vật phá hại nguy hiểm và gây nên những tổn thất nặng nề cho người nông dân trồng lúa trên thế giới cũng như các nước ở châu Á [48, 166], trong đó có Việt Nam. Ốc bươu vàng cắn ngang cây lúa non hoặc chồi lúa từ ngay sau khi sạ cho đến lúc lúa được 21 ngày tuổi. Ốc hoạt động chủ yếu vào ban đêm. Dấu hiệu dễ nhận biết lúa bị ốc phá hại là những đoạn thân, lá lúa nổi trên mặt nước và những chỗ nước cạn có thể thấy rõ cây lúa bị cắn mất ngọn.
4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.2: Trứng ốc có mặt khắp nơi 1. Lợi ích của ốc bƣơu vàng. Bên cạnh tác hại phá hoại mùa màng thì về một khía cạnh thực tiễn nào đó, ốc bươu vàng không những có giá trị khoa học mà còn là một nguồn thức ăn có giá trị kinh tế cho chăn nuôi và nuôi trồng thuỷ sản [154]. Nghêu, sò, ốc, hến.
nói chung và ốc bươu vàng nói riêng là loại thức ăn giàu đạm (37%), trong đó có nhiều amino acide thiết yếu, khoáng chất. nên thường xuyên được dùng làm thức ăn bổ sung cung cấp đạm, các chất khoáng cho gia cầm, gia súc.1: Một số amino acide trong protein ốc bươu vàng [36] Hàm lƣợng STT Amino acide (%/100g thịt ốc khô) 1 Arginine 13,82 2 Histidine 5,08 3 Isoleucine 8,19 4 Leucine 15,20 5 Lysine 4,18 6 Methionine 3,48 7 Phenylalanine 7,1 8 Threonine 9,00 9 Valine 9,23 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Để giải quyết phần nào nạn ốc bươu vàng phá hại lúa và hoa màu, các địa phương cần khuyến khích nông dân bắt ốc về chế biến thành thức ăn chăn nuôi gia súc, gia cầm, bởi ốc và trứng ốc bươu vàng có hàm lượng dinh dưỡng và can-xi rất cao. Các biện pháp diệt ốc bƣơu vàng. Tháng 10 năm 2004, hội thảo Quốc tế mở rộng bàn về các biện pháp khống chế, quản lý và diệt ốc bươu vàng được tổ chức tại Đài Loan.
Hội thảo đã đưa ra 20 phương pháp; trong đó có các phương pháp hoá học, vật lý, cơ học, sinh học và phương pháp tổng hợp. Sau đây, chúng tôi xin giới thiệu khái quát một số phương pháp: Bẫy bắt và thu gom ốc, dùng muối khoáng để diệt ốc bươu vàng, dùng chế phẩm thảo mộc để diệt ốc bươu vàng, dùng thuốc trừ sâu. Ngoài các phương pháp trên, chúng ta còn thấy tại một số vùng đã có các cách diệt ốc bươu vàng khác nhau: Song chắn, nhiệt độ, sốc điện, thuỷ nông, thu nhặt bằng tay, cạnh tranh sinh học, nuôi gia cầm và thuỷ cầm, v. Các biện pháp diệt ốc bƣơu vàng ở Việt Nam.
Để loại trừ ốc bươu vàng, người nông dân Việt Nam chủ yếu dùng các biện pháp thủ công như bắt bằng tay, giăng lưới…(hầu như đã thành “nghề” của người nông dân). Ngoài các biện pháp nêu trên, chế phẩm sản xuất từ thảo mộc cũng được sử dụng để diệt ốc bươu vàng [156]. Tại Việt Nam, hệ thực vật nhiệt đới vô cùng phong phú và đa dạng, trong đó gồm rất nhiều loài chứa các hợp chất có hoạt tính sinh học cao. Do đó, chúng ta có thể khai thác những loại cây có độc tính diệt trừ ốc bươu vàng như cây sở, cây chẩu và cây thàn mát dùng làm nguyên liệu đáp ứng cho việc sản xuất các chế phẩm diệt ốc có hiệu lực cao, không gây độc hại tới môi trường với số lượng lớn.
6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Giới thiệu chung về Acetylcholinesterase (AChE). AChE được phát hiện trong nhiều cơ thể sinh vật từ bậc thấp tới bậc cao như nhuyễn thể, nghêu, sò, ốc, cá, ngan, vịt, thỏ, chuột, ngựa, bò…và ở người [97, 117, 118]. Trong cơ thể, AChE không chỉ có ở các mô thần kinh mà còn có ở trong hồng cầu và các mô khác: mô cơ, huyết thanh, …[21, 87, 148].
Trên thế giới, AChE được nghiên cứu từ rất sớm [95, 161]. Ban đầu, enzyme này được tách chiết từ một số loài cá điện như cá đuối điện Pomatoschistus microps [97], Torpedo marmorata [28, 116], cá chình điện Electrophorus electricus và có rất ít công trình nghiên cứu về AChE tách chiết từ ốc bươu vàng.