Chương 1 TONG QUAN TÀI LIEU 1.1 Giới thiệu về sâu sáp 1.1 Ứng dụng của sâu sáp trong nghiên cứu Sâu sáp (Galleria mellonella L.) là loài gây hại chính trong ngành nuôi ong (Chandel và ctv, 2003), nhưng có tầm quan trọng vì có vai trò như một ký chủ thay thé dé nhân nuôi ong ký sinh do tính nhạy cảm đối với sinh sản của nhiều tác nhân kiểm soát sinh hoc có ích (Knipling ,1979) do chi phí thấp, dé nuôi, tạo ra được quan thé trong thời gian ngắn, có tính khả thi, phù hợp dé làm ký chủ đánh giá quan thé, bao gồm cả tuyến trùng, côn trùng, là loài ký sinh bắt buộc đối với nhiều loại côn trùng gây hại (Hussaini, 2003). Au trùng của sâu sáp lần đầu tiên được sử dung dé nghiên cứu nam sinh côn trùng. Nghiên cứu đã chứng minh rằng ấu trùng sâu sáp là một tác nhân sinh học tốt dé nghiên cứu mầm bệnh ở người. Năm 2019, Cotter và ctv đã chứng minh rằng ấu trùng sâu sáp có thé giết được nhiều vi khuẩn như Staphylococcus areus, Proteus vulgaris, Serratia marcescens và một số loại nam.
Sâu sáp được sử dụng thay thế động vật có vú trong một số thí nghiệm khoa học như các nghiên cứu sử dụng sâu sáp nhằm sàng lọc số lượng lớn các chủng vi khuẩn và nam dé xác định các gen liên quan đến quá trình sinh bệnh vì sâu sáp có hệ thông miễn dịch gần giống với hệ thống miễn dịch của động vật có vú (Cotter và ctv, 2019). Sâu sáp còn được sử dụng để thay thế cho động vật có vú như chuột đã được thử nghiệm nhằm tiết kiệm chi phi (Cotter và ctv, 2019). Au trùng sâu sáp có khả năng phân hủy nhựa polyetylen, có lợi cho quá trình xử ly nhựa, sâu sáp còn được sử dụng dé nghiên cứu độc tinh, thử nghiệm thuốc mới, làm ký chủ thay thé nhân nuôi ong ky sinh Bracon hebetor, Trichospilus pupivorus, Goniozus nephanfidis, là nguồn ong ký sinh tiềm năng có thé kiểm soát dich hại sâu đầu den hại dừa Opisina arenosella (Rao va ctv, 2018).2 Nguồn gốc và phân bố Sâu sáp tên khoa hoc Galleria mellonella L. Sâu sáp được phát hiện lần đầu trong các tổ mật của ong mật ở châu Á (Apis cerana) (Paddock, 1918), nhưng sau đó lan rộng đến miền Bắc châu Phi, Vương quốc Anh, một số khu vực của châu Âu, Bắc Mỹ và New Zealand (Paddock, 1918).
Hiện nay sâu sáp có mặt của rộng khắp 27 quốc gia châu Phi (Pirk, 2015), 3 quốc gia Mỹ La Tỉnh, 5 quốc gia Bắc Mỹ, 9 quốc gia châu Á, 10 quốc gia châu Âu, Australia (Mondragon, 2005). Sâu sáp có thể có Hình 1.1 Phân bố của sâu sáp (Galleria mellonella L.3 Đặc điểm hình thái sâu sáp Giai đoạn trứng: Trứng sâu sáp có dạng hình cầu với nhiều đường lượn sóng xen kẽ tạo cho trứng sâu sáp một kết cấu khá thô rap (Ellis va ctv, 2013). Màu sắc của trứng sẽ thay đôi từ màu hồng, màu trắng kem đến màu trắng khi trứng tiếp xúc với không khí. Trứng sâu sáp có kích thước khác nhau, với chiều dài và chiều rộng trung bình lần lượt là 0,487 mm và 0,394 mm.
Giai đoạn ấu trùng: Khi mới nở, ấu trùng sâu sáp có màu trắng nhạt, với các bộ phận cơ thé ấu trùng bị xơ cứng, ấu trùng sâu sáp sẽ sam màu hơn sau mỗi lần lột xác, au trùng dài khoảng 1 - 3 mm và đường kính từ 0,12 - 0,15 mm (Gulati, 2004). Au trùng sâu sáp mới nở ngay lập di chuyên để tìm kiếm thức ăn để tiêu thụ và quay tơ thành màng, đầu màu hơi vàng và nhỏ hơn đoạn trước ngực rõ rệt (Paddock, 1918). Ở giai đoạn ấu trùng, chưa thé phân giới ấu trùng đực và cái do không có đặc điểm khác nhau về hình thái. Âu trùng sâu sáp có 3 cặp chân, có sáu chân trên ngực và một số chân trước trên các đốt bụng thứ ba đến thứ sáu.
Âu trùng có thời gian phát dục kéo dài 6 - 7 tuần trong điều kiện nhiệt độ 29 - 32°C và độ ẩm cao. Cơ thé của ấu trùng sâu sáp có màu xám hơi nâu, có một đốt ngực trước dài và rộng phía trên đầu. Đầu ấu trùng sâu sáp hơi nhọn, nhỏ và hơi đỏ với một đường hình chữ V mở về phía trước đầu (Paddock, 1918). Một ấu trùng sâu sáp trai qua 8 - 9 lần lột xác, trong quá trình phát dục ở điều kiện nhiệt độ 33,8°C (Charriere va ctv, 1999).
Đầu ấu trùng sâu sáp bao gồm ba rang ở đỉnh phat dục tốt nhưng thiếu răng dưới đỉnh đầu (Smith, 1965). Có thé các răng ở đỉnh mang lai lợi thế và góp phần vào kha năng thích nghi của ấu trùng. Mặc dù không thé thấy bằng mắt thường, nhưng các râu của ấu trùng có thé quan sát được dưới lip sôi nổi. Khi quan sát dưới kính lip sôi nồi, toàn bộ cơ thé ấu trùng sâu sáp được bao bọc bởi một lớp lông to min (Smith, 1965).
5 Au trùng sâu sáp trưởng thành có kha năng khoét sâu vào khung gỗ và tao ra những vết lõm hình chiếc thuyền. Sau khi tìm được một vị trí trong tô ong dé làm nhộng, ấu trùng bat đầu quay những sợi tơ dé tạo thành kén. Au trùng sâu sáp có khả năng sống sót ngay cả khi không có thức ăn liên tục, trong điều kiện đó tổng thời gian các pha phát dục kéo dài rất nhiều và làm cho kích thước ấu trùng nhỏ hơn so với trong điều kiện có thức ăn liên tục (Aderson và ctv, 1970).3 Âu trùng sâu sáp (trên cùng), nhộng (giữa) và kén (cuối) Giai đoạn nhộng: Sau khi tạo kén từ 3,75 - 6,4 ngày thì ấu trùng sâu sáp mới chuyền hóa hoàn toàn sang pha nhộng tùy thuộc vào điều kiện nhiệt độ. Bên trong kén, nhộng mới hình thành có màu trắng và chuyển sang màu vàng nhạt sau 24 giờ (Paddock, 1918).
Sau 4 ngày, nhộng chuyền sang màu nâu nhạt, đậm dan, và có mau nâu sam vao cuối thời kì nhộng. Nhộng có chiều dài trung bình từ 12 - 20 mm va đường kính 5 - 7 mm (Ellis và ctv, 2013). Giai đoạn nhộng của sâu sáp thay đổi theo mùa và nhiệt độ có thé kéo dai từ 6 - 55 ngày (Williams, 1997). Vào cuối thời kỳ âu trùng, sâu sáp bắt đầu quay kén tơ thô hơn và ngừng kiếm ăn, điều này làm cho lớp kén bao bọc bên ngoài nhộng cứng hơn.
Quá trình này diễn ra trong khoảng 4 ngày. Màu sắc của kén phụ thuộc vào thức ăn thêm. Nếu thức ăn thêm được làm bằng gỗ mềm, màu sắc sẽ trắng như bình thường. Theo ghi nhận của Smith (1965) có hai loại nhộng, có thể phân biệt đực và cái.
Nhộng con cái thường dài hơn nhộng con đực, đường viền của lưới ở con cái thì thăng, trong khi đó ở nhộng con đực thì đườn viền gấp nếp.4 Nhộng sâu sap Galleria mellonella L. Thành trùng đực nhỏ hơn thành trùng cái, màu nhạt hơn và có rìa cánh trước hình sò, lõm vào trong, trái ngược với những thành trùng cái có rìa cánh trước thăng (Paddock, 1918). Ngoài ra, thành trùng cái có vòm miệng nhô về phía trước khiến cho phần miệng có hình dạng giống như mỏ “mũi nhọn”, trong khi ở thành trùng đực phần miệng cong mạnh lên trên và móc vào trong, có vẻ giống như mũi hếch (Smith, 1965; Wiliam, 1997). Râu thành trùng cái dài hơn 10 - 20% so với râu thành trùng đực (Paddock, 1918).
Thành trùng cái có tuổi thọ khoảng 12 ngày trong khi đó thành trùng đực có tuổi thọ khá dài khoảng 21 ngày (Paddock, 1918). Cả thành trùng đực và thành trùng cái đều có cùng một loại râu, dạng sợi, khác nhau về số lượng đốt râu (khoảng 40 - 50 đốt ở thành trùng đực và ở thành trùng cái thì số lượng đốt râu nhiều hơn khoảng 50 - 60 đốt) (Leyrer, 1973). Thành trùng sâu sáp có phần chân chim cánh cụt điển hình bao gồm xương Ống, xương đùi, xương chày, xương cổ chân và thân trước (Smith, 1965). Thành trùng sâu sáp có 3 có ba giai đoạn: tiền đẻ trứng trung bình 1,60 + 0,50 ngày, đẻ trứng trung bình li 6,12 + 1,09 ngày và sau dé trứng trung bình 2,00 + 0,87 ngày (Desai va ctv, 2019).4 Đặc điểm sinh học sâu sáp Sâu sáp là một loài côn trùng chuyên hóa đơn tính biến thái hoàn toàn điển hình và phát triển qua bốn giai đoạn sống riêng biệt: trứng, ấu trùng, nhộng và trưởng thành.
Thời gian đề sâu sáp hoàn thành vòng đời có thể kéo dài từ vài tuần đến vài tháng có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố sinh học và phi sinh học (Gulati và ctv, 2004). Trứng sâu sáp khi tiếp xúc với nhiệt độ khắc nghiệt (trên 46°C hoặc dưới 0°C) trong thời gian ngắn gây ra tỷ lệ chết 100%. Các quan sát cho thấy sâu sáp có khả năng chống chọi cao với tình trạng thiếu thức ăn, nhưng trong điều kiện thiếu thức ăn, quá trình phát triển của sâu sáp (từ trứng đến trưởng thành) có thé kéo dài đến 6 tháng. Thanh trùng trưởng thành từ sâu sáp được nuôi dưỡng trong điều kiện thiếu thức ăn sẽ kém phát triển với sức sông giảm.
Trong trường hợp không có nguồn thức ăn cung cấp day đủ, ấu trùng sâu sáp có thé ăn thịt cả đồng loại (Marston và ctv, 1975). Trứng sâu sáp có màu từ trắng đến hồng nhạt và kéo dài từ 5 đến 8 ngày trong điều kiện nhiệt độ 24 - 27°C dé phát triển và trở thành ấu trùng. Thời gian trứng sâu sáp nở cũng bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, thời tiết càng âm ướt thì thời gian nở của trứng sâu sáp càng lâu khoảng 17 ngày và trứng sâu sáp nở từ 9 - 10 ngày khi thời thiết khô nóng (Kumar, 2018). Au trùng sâu sáp có màu trắng kem và có kích thước từ 1 - 23 mm (Ellis, 2013).
Giai đoạn này kéo đài 6 - 7 tuần ở điều kiện nhiệt độ 28 - 32°C. Trong thời gian này, 8 sâu sáp trải qua 8 - 10 giai đoạn lột xác và kéo sợi to qua tất cả các giai đoạn, nhưng chỉ có giai đoạn cuối cùng của pha ấu trùng mới quay tơ thành kén (Ellis, 2013). Khi sâu sáp ngừng ăn và van còn biéu hiện một số hoạt động như quay kén trong quá trình hình thành kén, đặc trưng cho giai đoạn trung gian là tiền nhộng (Paddock, 1918). Quá trình tạo kén dé thành nhộng của sâu sáp mat khoảng 2,25 ngày (Paddock, 1918) tạo thành một lớp vỏ màu trắng bên ngoài dé bảo vệ ấu trùng (Ellis, 2013).
Sau tạo kén, ấu trùng sẽ nằm yên và cơ thé ấu trùng co lại. Tiếp theo, ấu trùng sâu sáp chuyên sang giai đoạn nhộng, có màu nâu đỏ sam và có định trong nhộng.