Luận án tiến sĩ nghiên cứu sự đa dạng và độc tính của vi khuẩn bacillus thuringiensis var kurstaki trên sâu ăn lá hại rau ở việt nam

Luận án tiến sĩ nghiên cứu nghiên cứu sự đa dạng và độc tính của vi khuẩn bacillus thuringiensis var kurstaki trên sâu ăn lá, phân tích chuyên sâu, xây dựng mô hình lý thuyết, đề

• Tác giả: Dương Kim Hà
• Người hướng dẫn: PGS. Lê Đình Đôn
• Trường học: Trường Đại học Nông Lâm TP. HCM
• Chuyên ngành: Bảo vệ thực vật
• Đề tài: Nghiên cứu sự đa dạng và độc tính của vi khuẩn Bacillus thuringiensis var. kurstaki trên sâu ăn lá hại rau ở Việt Nam
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: TP. HCM

Tóm tắt

I. Tổng quan về Bacillus thuringiensis var

Bacillus thuringiensis var. kurstaki là một loại vi khuẩn có khả năng sản sinh độc tố đặc hiệu đối với các loại sâu hại rau. Vi khuẩn này được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp bền vững nhờ vào tính an toàn cho con người và môi trường. Nghiên cứu về Bacillus thuringiensis không chỉ giúp kiểm soát sâu hại mà còn góp phần vào việc phát triển nông sản an toàn, đáp ứng nhu cầu thị trường hiện đại.

1.1. Đặc điểm sinh học của Bacillus thuringiensis var. kurstaki

Bacillus thuringiensis var. kurstaki có khả năng sản sinh các protein độc tố, chủ yếu là các gen cry, có tác dụng gây chết đối với sâu ăn lá. Vi khuẩn này có khả năng tồn tại trong môi trường khắc nghiệt và phát triển tốt trong điều kiện lên men.

1.2. Lợi ích của việc sử dụng Bacillus thuringiensis trong nông nghiệp

Việc sử dụng Bacillus thuringiensis giúp giảm thiểu hóa chất độc hại trong nông nghiệp, bảo vệ sức khỏe con người và động vật. Ngoài ra, nó còn giúp bảo vệ môi trường sinh thái, tạo ra sản phẩm nông nghiệp an toàn và bền vững.

II. Thách thức trong việc kiểm soát sâu hại rau bằng Bacillus thuringiensis

Mặc dù Bacillus thuringiensis var. kurstaki mang lại nhiều lợi ích, nhưng việc áp dụng nó trong thực tiễn vẫn gặp phải một số thách thức. Đặc biệt, sự phát triển của sâu hại kháng thuốc và điều kiện môi trường không thuận lợi có thể làm giảm hiệu quả của vi khuẩn này.

2.1. Vấn đề kháng thuốc của sâu hại

Sự xuất hiện của các chủng sâu hại kháng thuốc là một thách thức lớn trong việc sử dụng Bacillus thuringiensis. Điều này đòi hỏi các nghiên cứu liên tục để phát hiện và phát triển các chủng vi khuẩn mới có hiệu quả hơn.

2.2. Ảnh hưởng của điều kiện môi trường đến hiệu quả của Bacillus thuringiensis

Các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm và ánh sáng mặt trời có thể ảnh hưởng đến khả năng sống sót và hoạt động của Bacillus thuringiensis. Việc nghiên cứu các điều kiện tối ưu cho sự phát triển của vi khuẩn này là rất cần thiết.

III. Phương pháp nghiên cứu Bacillus thuringiensis var

Nghiên cứu về Bacillus thuringiensis var. kurstaki được thực hiện thông qua nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm phân lập vi khuẩn, đánh giá độc tính và thử nghiệm thực địa. Những phương pháp này giúp xác định hiệu quả của vi khuẩn trong việc kiểm soát sâu hại rau.

3.1. Phân lập và xác định chủng Bacillus thuringiensis

Quá trình phân lập Bacillus thuringiensis bao gồm thu thập mẫu đất từ các khu vực canh tác và phân lập các chủng vi khuẩn có khả năng sản sinh độc tố. Các phương pháp sinh học phân tử được sử dụng để xác định các gen độc tính.

3.2. Đánh giá độc tính của Bacillus thuringiensis trên sâu hại

Đánh giá độc tính được thực hiện thông qua các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và thực địa. Kết quả cho thấy Bacillus thuringiensis có khả năng gây chết cao đối với nhiều loại sâu ăn lá, như sâu tơ và sâu khoang.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn của Bacillus thuringiensis

Kết quả nghiên cứu cho thấy Bacillus thuringiensis var. kurstaki có hiệu quả cao trong việc kiểm soát sâu hại rau. Các chế phẩm sinh học từ vi khuẩn này đã được áp dụng thành công trong nhiều mô hình canh tác, mang lại lợi ích kinh tế cho nông dân.

4.1. Hiệu quả diệt sâu của chế phẩm Bacillus thuringiensis

Chế phẩm Bacillus thuringiensis đã cho thấy hiệu quả diệt sâu lên đến 79,6% trong các thử nghiệm thực địa. Điều này chứng tỏ tiềm năng lớn của vi khuẩn này trong việc bảo vệ cây trồng.

4.2. Ứng dụng chế phẩm Bacillus thuringiensis trong sản xuất nông nghiệp

Việc áp dụng chế phẩm Bacillus thuringiensis trong sản xuất nông nghiệp không chỉ giúp kiểm soát sâu hại mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm nông sản, đáp ứng nhu cầu thị trường về sản phẩm an toàn.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của Bacillus thuringiensis var

Bacillus thuringiensis var. kurstaki là một giải pháp hiệu quả cho việc kiểm soát sâu hại rau ở Việt Nam. Nghiên cứu và phát triển các chế phẩm sinh học từ vi khuẩn này sẽ tiếp tục được đẩy mạnh trong tương lai, nhằm nâng cao hiệu quả và tính bền vững trong sản xuất nông nghiệp.

5.1. Tương lai của Bacillus thuringiensis trong nông nghiệp

Với xu hướng phát triển nông nghiệp bền vững, Bacillus thuringiensis sẽ tiếp tục được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi. Các công nghệ mới trong sản xuất chế phẩm sinh học sẽ giúp nâng cao hiệu quả sử dụng vi khuẩn này.

5.2. Đề xuất nghiên cứu tiếp theo về Bacillus thuringiensis

Cần tiếp tục nghiên cứu về sự đa dạng di truyền của Bacillus thuringiensis và khả năng kháng thuốc của sâu hại. Điều này sẽ giúp phát triển các chủng vi khuẩn mới có hiệu quả hơn trong việc kiểm soát sâu hại.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU.1 Sự phân bố và đa dạng quần thể của vi khuẩn Bacillus thuringiensis .1 Phân loại vi khuẩn Bacillus thuringiensis .2 Đặc điểm hình thái và sinh hóa của vi khuẩn Bacillus thuringiensis .3 Các nghiên cứu trong và ngoài nước về sự phân bố, đa dạng di truyền LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] viii của vi khuẩn Bacillus thuringiensis .2 Độc tố gây hại côn trùng của vi khuẩn Bacillus thuringiensis .1 Phân loại độc tố của vi khuẩn Bacillus thuringiensis .2 Gen cry của vi khuẩn Bacillus thuringiensis .3 Gen cyt của vi khuẩn Bacillus thuringiensis .4 Protein vip của vi khuẩn Bacillus thuringiensis .5 Cơ chế tác động của Bacillus thuringiensis đối với côn trùng .6 Các nghiên cứu về Bacillus thuringiensis trong và ngoài nước .1 Nghiên cứu về gen cry .2 Nghiên cứu về khả năng chống chịu tia UV .7 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nhân sinh khối vi khuẩn Bacillus thuringiensis .3 Ứng dụng vi khuẩn Bacillus thuringiensis trong sản xuất nông nghiệp .1 Thuốc bảo vệ thực vật nguồn gốc Bacillus thuringiensis .2 Cây trồng chuyển gen vi khuẩn Bacillus thuringiensis. 28 Chương 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .1 Nội dung nghiên cứu …………………………………………….1 Sự phân bố của vi khuẩn Bacillus thuringiensis và đa dạng quần thể Bacillus thuringiensis var. kurstaki từ các tỉnh, thành ở Việt Nam .2 Đánh giá độc tính của các chủng Bacillus thuringiensis var. kurstaki trên sâu ăn lá .1 Đánh giá khả năng gây chết của các chủng Bacillus thuringiensis var.

kurstaki trên sâu ăn lá bộ cánh vảy .2 Chọn lọc chủng B. kurstaki kháng tia UV và tối ưu điều kiện sản xuất chế phẩm VBt .3 Đánh giá hiệu quả trừ sâu ăn lá của chế phẩm VBt điều kiện nhà lưới và ngoài đồng ruộng. 30 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.2 Thời gian và địa điểm .3 Vật liệu nghiên cứu .1 Hóa chất thí nghiệm .4 Phương pháp nghiên cứu .1 Sự phân bố của của vi khuẩn Bacillus thuringiensis và chọn lọc vi khuẩn Bacillus thuringiensis var. kurstaki trong đất từ các tỉnh, thành .1 Phương pháp thu thập mẫu đất .2 Phương pháp đặt tên mẫu đất và chủng vi khuẩn (mã mẫu) .3 Phương pháp chuẩn bị môi trường phân lập mẫu đất .4 Phân lập mẫu vi khuẩn .5 Định danh vi khuẩn Bacillus thuringiensis bằng thử nghiệm hóa sinh .6 Phương pháp tăng sinh khối vi khuẩn Bacillus thuringiensis .7 Phương pháp bảo quản giống vi khuẩn Bacillus thuringiensis .2 Khuếch đại trình tự 16S-rDNA và gen cry của các chủng vi khuẩn Bacillus thuringiensis var.1 Ly trích DNA .3 Điện di trên gel agarose và đọc kết quả sản phẩm PCR .3 Xác định sự hiện diện protein vip3a của vi khuẩn Bacillus thuringiensis var.1 PCR phát hiện gen vip3a .2 Phương pháp phân lập protein Vip3a .4 Đánh giá độc tính của các mẫu phân lập Bacillus thuringiensis var.

kurstaki sâu tơ (Plutella xylostella), sâu khoang (Spodoptera litura), sâu LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] x xanh da láng (Spodoptera exigua) trong điều kiện phòng thí nghiệm .5 Xác định giá trị LC50, LT50 của các chủng vi khuẩn Bacillus thuringiensis var.1 Xác định giá trị LC50 .2 Xác định giá trị LT50 .6 Chọn lọc chủng Bacillus thuringiensis var. kusrtaki chống chịu tia UV (Ultraviolet) .1 Khảo sát khả năng chống chịu tia UV của các chủng vi khuẩn Bacillus thuringiensis var. kusrtaki ở hai bước sóng 254 nm và 365 nm .2 Đánh giá hiệu quả gây chết sâu của các chủng vi khuẩn Bacillus thuringiensis var. kurstaki có khả năng chống chịu tia UV trong điều kiện phòng thí nghiệm .7 Tối ưu điều kiện lên men của vi khuẩn Bacillus thuringiensis var.1 Xác định môi trường dinh dưỡng phù hợp nhân sinh khối vi khuẩn .2 Khảo sát các điều kiện nhân sinh khối vi khuẩn Bacillus thuringiensis var.3 Tối ưu hóa các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tăng sinh khối của vi khuẩn bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm .4 Đánh giá hiệu quả gây chết sâu khi kết hợp của các chủng vi khuẩn Bacillus thuringiensis var.5 Khảo sát mức nhiệt độ bảo quản chế phẩm VBt .8 Khảo sát khả năng tăng sinh vi khuẩn Bacillus thuringiensis var.

kurstaki bằng hệ thống lên men tự động 2 lít BioFlo 120 .9 Đánh giá độc tính của chế phẩm VBt trên trên sâu tơ (Plutella xylostella), sâu khoang (Spodoptera litura), sâu xanh da láng (Spodoptera exigua) trong điều kiện nhà lưới. 46 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.10 Đánh giá độc tính của chế phẩm VBt trên sâu tơ ngoài đồng ruộng .5 Xử lý và phân tích số liệu. 47 Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .1 Phân bố vi khuẩn Bacillus thuringiensis và chọn lọc vi khuẩn Bacillus thuringiensis var. kurstaki trong đất ở các tỉnh, thành Việt Nam .1 Phân bố vi khuẩn Bacillus thuringiensis .2 Xác định chủng vi khuẩn Bacillus thuringiensis bằng thử nghiệm sinh hóa .2 Xác định sự hiện diện gen cry của vi khuẩn Bacillus thuringiensis var.3 Xác định sự hiện diện gen vip3a của vi khuẩn Bacillus thuringiensis var.4 Khả năng gây chết sâu tơ (Plutella xylostella), sâu khoang (Spodoptera litura), sâu xanh da láng (Spodoptera exigua) của các chủng vi khuẩn Bacillus thuringiensis var.

kurstaki phân lập .5 Giá trị LC50, LT50 của các chủng vi khuẩn Bacillus thuringiensis var. kurstaki đối với sâu tơ, sâu khoang, sâu xanh da láng trong điều kiện phòng thí nghiệm .1 Giá trị LC50, LT50 của các chủng vi khuẩn Bacillus thuringiensis var. kurstaki đối với sâu tơ .2 Giá trị LC50, LT50 của các chủng vi khuẩn Bacillus thuringiensis var. kurstaki đối với sâu khoang .3 Giá trị LC50, LT50 của các chủng vi khuẩn Bacillus thuringiensis var.

kurstaki đối với sâu xanh da láng .6 Chọn chủng Bacillus thuringiensis var. kurstaki chống chịu tia UV .1 Khả năng chống chịu tia UV của các chủng vi khuẩn Bacillus thuringiensis var. kurstaki ở bước sóng 254 nm và 365 nm. 78 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.2 Hiệu quả gây chết sâu của các chủng vi khuẩn Bacillus thuringiensis var.

kurstaki có khả năng chống chịu tia UV trong điều kiện phòng thí nghiệm .7 Tối ưu điều kiện lên men của vi khuẩn Bacillus thuringiensis var.1 Ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng đến sinh khối vi khuẩn .1 Ảnh hưởng của thời gian lên men đến sinh khối vi khuẩn .2 Ảnh hưởng của pH đến sinh khối vi khuẩn .3 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sinh khối vi khuẩn .2 Tối ưu hóa các yếu tố ảmh hưởng đến sinh khối của vi khuẩn Bacillus thuringiensis var. kurstaki bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm .3 Hiệu quả gây chết sâu khi kết hợp hai chủng vi khuẩn Bacillus thuringiensis var.4 Ảnh hưởng của điều kiện nhiệt độ bảo quản đến chế phẩm VBt .8 Tăng sinh vi khuẩn bằng hệ thống lên men tự động 2 lít BioFlo 120 .9 Hiệu quả của chế phẩm VBt trên trên sâu tơ, sâu khoang và sâu xanh da láng trong điều kiện nhà lưới .10 Hiệu quả của chế phẩm VBt đối với sâu tơ ngoài đồng ruộng. 100 Thảo luận chung. 103 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ.

108 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO. 109 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ. 1 Sơ đồ định danh vi khuẩn của Bergey. 1 Sơ đồ phân loại vi khuẩn Bacillus spp.

2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] xiii Ly trích DNA. 3 Thuốc trừ sâu Vi-Bt®32000WP. 4 Hình ảnh các hoạt động thực hiện Luận án. Giải trình tự các gen cry.

Số liệu thí nghiệm. Phân tích thống kê. Số liệu địa điểm lấy mẫu. 69 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] xiv DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Ý nghĩa ATCC American Type Culture Collection Bp Base pair – Cặp base Bt Bacillus thuringiensis (B.

thuringiensis) Btk Bacillus thuringiensis var. kurstaki BIOTEC National Center for Genetic Engineering and Biotechnology BVTV Bảo vệ thực vật CNSH Công nghệ sinh học Ctv Cộng tác viên Cry Crystal CV Coefficient of variation – hệ số biến thiên Cyt Cytolitic DNA Deoxyribonucleic acid ĐC Đối chứng ELISA Enzyme – Linked Immunosorbent Assay FAO Food and Agriculture Organization – Quỹ lương nông quốc tế GSXL Giờ sau xử lý LC50 Lethal concentration – Nồng độ gây chết 50 % cá thể LT50 Lethal time – Thời gian gây chết 50% cá thể NCBI National Center Biotechnology Information NSXL Ngày sau xử lý NSP Ngày sau phun NT Nghiệm thức IPM Integrated Pest Management – Quản lý dịch hại tổng hợp LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] xv ICM Integrated Crop Management – Quản lý mùa vụ tổng hợp RNA Ribonucleic acid Rep Repetition – Lần lặp lại PCR Polymerase Chain Reaction TAE Tris Acetic EDTA TE Tris EDTA Tm Temperature melting TBIA Tissue Blot immunoassay TKXL Trước khi xử lý TP.HCM Thành phố Hồ Chí Minh UV Ultraviolet – Tia cực tím VBt Vietnam Bacillus thuringiensis VIP Vegetative Insecticidal Protein LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] xvi DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 1.1 Tác động ký sinh côn trùng của các loài Bacillus thuringiensis .2 Mối quan hệ giữa các lớp gen cry, protein, hình dạng tinh thể và hoạt lực diệt côn trùng của vi khuẩn Bacillus thuringiensis .1 Trình tự primer sử dụng khuếch đại gen cry của vi khuẩn Bacillus thuringiensis var.2 Các nghiệm thức xác định LC50 của vi khuẩn Bacillus thuringiensis var. kurstaki đối với sâu tơ, sâu khoang, sâu xanh da láng .3 Các nghiệm thức xác định LT50 của vi khuẩn Bacillus thuringiensis var. kurstaki đối với sâu tơ, sâu khoang, sâu xanh da láng .4 Giá trị mã hóa và giá trị thực nghiệm của các yếu tố thí nghiệm .1 Số mẫu đất phân lập ở các vùng đất tại các tỉnh, thành .2 Số mẫu Bacillus thuringiensis phân lập tại các tỉnh, thành .3 Các dạng tinh thể độc Bacillus thuringiensis từ các mẫu phân lập .4 So sánh kết quả giải trình từ với dữ liệu gen của GenBank bằng công cụ BLASTn .5 Số chủng vi khuẩn chứa gen độc tố cry1, cry2, cry4, cry9 .6 Hiệu quả gây chết (%) sâu tơ của các chủng vi khuẩn B.7 Hiệu quả gây chết (%) sâu khoang của các chủng vi khuẩn B.8 Hiệu quả gây chết (%) sâu xanh da láng của các chủng vi khuẩn B.9 LC50 của bốn chủng vi khuẩn đối với sâu tơ giai đoạn tuổi 2 và tuổi 4 trong điều kiện phòng thí nghiệm.

72 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] xvii Bảng 3.10 LT50 của bốn chủng vi khuẩn đối với sâu tơ giai đoạn tuổi 2 và tuổi 4 trong điều kiện phòng thí nghiệm .11 LC50 của bốn chủng vi khuẩn đối với sâu khoang giai đoạn tuổi 2 và tuổi 4 trong điều kiện phòng thí nghiệm .12 LT50 của bốn chủng vi khuẩn đối với sâu khoang giai đoạn tuổi 2 và tuổi 4 trong điều kiện phòng thí nghiệm .13 LC50 của bốn chủng vi khuẩn đối với sâu xanh da láng giai đoạn tuổi 2 và tuổi 4 trong điều kiện phòng thí nghiệm .14 LT50 của bốn chủng vi khuẩn đối với sâu xanh da láng giai đoạn tuổi 2 và tuổi 4 trong điều kiện phòng thí nghiệm .15 Mật số vi khuẩn (CFU/mL) của 12 chủng vi khuẩn Bacillus thuringiensis var.