Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu hiệu quả của virus NPV trên sâu hại tại Đồng bằng sông Cửu Long - ĐH Cần Thơ

Luận án tiến sĩ Hiệu quả của virus nucleopolyhedrosis trên sâu spodoptera tại đồng bằn phân tích chuyên sâu các khía cạnh quan trọng trong lĩnh vực

• Tác giả: Trịnh Thị Xuân
• Người hướng dẫn: Pgs. Trần Văn Hai
• Trường học: Trường Đại Học Cần Thơ
• Chuyên ngành: Bảo Vệ Thực Vật
• Đề tài: Nghiên cứu đặc tính và hiệu quả phòng trừ của Nucleopolyhedrosis virus (NPV) trên sâu ăn tạp (Spodoptera litura Fabr.) và sâu xanh da láng (Spodoptera exigua Hubn.) tại Đồng bằng sông Cửu Long
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Cần Thơ

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• SUMMARY
• MỤC LỤC
• Danh sách bảng
• Danh sách hình
• Danh mục từ viết tắt
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 1.1. Tính cấp thiết của luận án
• 1.2. Mục tiêu của luận án
• 1.3. Nội dung nghiên cứu
• 1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.4.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.4.2. Phạm vi nghiên cứu
• 1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
• 1.5.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 1.5.3. Những đóng góp mới của luận án
• 2. CHƯƠNG 2: Tổng quan tài liệu
• 2.1. Khái quát chung về virus gây bệnh côn trùng
• 2.2. Lịch sử nghiên cứu virus gây bệnh côn trùng
• 2.3. Cấu trúc và hình thái của virus ký sinh côn trùng
• 2.4. Phân loại và đặc điểm của virus ký sinh côn trùng
• 2.2. Những tổng quan về Baculoviruses (BVs, họ Baculoviridae)
• 2.2.1. Các đặc trưng của Baculoviridae
• 2.2.2. Sự đa dạng trong họ Baculoviridae
• 2.2.3. Sinh học phân tử của Baculoviridae
• 2.2.4. Virus nhân đa diện Nucleopolyhedrosis virus (NPV)
• 2.3. Phương pháp chẩn đoán và định danh virus gây bệnh côn trùng
• 2.3.1. Chẩn đoán căn cứ vào triệu chứng gây bệnh
• 2.3.2. Chẩn đoán qua kính hiển vi điện tử
• 2.4. Các kết quả về nghiên cứu sản xuất và ứng dụng chế phẩm virus
• 2.4.1. Nghiên cứu hình thái học và khảo sát tiến triển sử dụng virus Nucleopolyhedrosis virus
• 2.4.2. Nghiên cứu về sự mẫn cảm của sâu đối với virus Nucleopolyhedrosis virus gây bệnh côn trùng
• 2.4.3. Nghiên cứu về yếu tố ảnh hưởng đến hiệu lực Nucleopolyhedrosis virus và giải pháp hạn chế
• 2.4.4. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành sinh khối virus trong quá trình sản xuất chế phẩm Nucleopolyhedrosis virus
• 2.4.5. Ưu và nhược điểm của việc sử dụng chế phẩm Nucleopolyhedrosis virus trong phòng trừ dịch hại
• 2.5. Sâu ăn tạp Spodoptera litura (Lepidoptera: Noctuidae)
• 2.5.1. Sự phân bố
• 2.5.3. Đặc điểm hình thái và sinh học của sâu ăn tạp
• 2.5.4. Tập quán sinh sống và cách gây hại
• 2.5.5. Biện pháp phòng trị sâu ăn tạp
• 2.6. Sâu xanh da láng Spodoptera exigua (Lepidoptera: Noctuidae)
• 2.6.1. Sự phân bố
• 2.6.3. Đặc điểm hình thái và sinh học của sâu xanh da láng
• 2.6.4. Tập quán sinh sống và cách gây hại
• 2.6.5. Biện pháp quản lý tổng hợp sâu xanh da láng
• 2.7. Các chất phụ gia
• 2.7.1. Chất phụ gia Tinopal UNPA-GX
• 2.7.2. Chất phụ gia acid boric
• 2.8. Một số loại thuốc bảo vệ thực vật sử dụng trong nghiên cứu
• 2.8.1. Thuốc Nazomi 5WG
• 2.8.2. Thuốc Radiant 60SC
• 2.8.3. Thuốc Ohayo 100SC
• 3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP
• 3.1. Nội dung nghiên cứu
• 3.2. Phương tiện nghiên cứu
• 3.2.1. Thời gian nghiên cứu và địa điểm nghiên cứu
• 3.2.2. Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm
• 3.2.3. Hóa chất thí nghiệm
• 3.2.4. Vật liệu thí nghiệm
• 3.3. Phương pháp nghiên cứu
• 3.3.1. Thu thập định danh virus NPV (Nucleopolyhedrosis virus) gây bệnh trên sâu ăn tạp (S. litura) và sâu xanh da láng (S.
• 3.3.2. Xác định tính độc của virus SpltNPV đối với sâu ăn tạp (S. litura) và virus SeNPV đối với sâu xanh da láng (S. exigua) trong điều kiện phòng thí nghiệm
• 3.3.3. Xác định chất phụ gia khi phối trộn với virus NPV
• 3.3.4. Đánh giá hiệu quả của chế phẩm virus NPV đối với sâu hại trong điều kiện nhà lưới
• 3.3.5. Đánh giá hiệu quả của chế phẩm virus NPV đối với sâu hại trong điều kiện ngoài đồng
• 3.4. Phương pháp xử lý số liệu
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Kết quả thu thập và định danh virus Nucleopolyhedrovirus
• 4.1.1. Kết quả thu thập mẫu virus
• 4.1.2. Đặc điểm triệu chứng của sâu bị nhiễm Nucleopolyhedrosis virus
• 4.1.3. Hình thái của thể vùi virus NPV dưới kính hiển vi huỳnh quang và kính hiển vi điện tử
• 4.1.4. Kết quả xác định bằng thực hiện phản ứng khuếch đại PCR
• 4.2. Hiệu quả và khả năng gây bệnh của các chủng virus SpltNPV trên sâu ăn tạp (Spodoptera litura)
• 4.3. Hiệu quả và khả năng gây bệnh của các chủng virus SeNPV trên sâu xanh da láng (Spodoptera exigua)
• 4.4. Đánh giá hiệu lực chéo của virus SpltNPV và SeNPV trong điều kiện phòng thí nghiệm
• 4.5. Kết quả xác định chất phụ gia lên hiệu lực của SpltNPV, SeNPV đố i với sâu ăn ta ̣p và sâu xanh da láng
• 4.5.1. Hiệu quả của chất phụ gia trong kết hợp với virus SpltNPV đối với sâu ăn tạp trong điều kiện phòng thí nghiệm
• 4.5.2. Hiệu quả của chất phụ gia trong kết hợp với virus SeNPV đối với sâu xanh da láng trong điều kiện phòng thí nghiệm
• 4.5.3. Hiệu quả của chế phẩm virus SpltNPV và SeNPV ở các điều kiện tồn trữ trên sâu ăn tạp, sâu xanh da láng tuổi 2 trong điều kiện phòng thí nghiệm theo thời gian bảo quản
• 4.6. Hiệu quả của chế phẩm virus SpltNPV và SeNPV trong điều kiện nhà lưới
• 4.6.1. Hiệu quả của chế phẩm SpltNPV đối với sâu ăn tạp trong điều kiện nhà lưới
• 4.6.2. Hiệu quả của chế phẩm SeNPV đối với sâu xanh da láng trong điều kiện nhà lưới
• 4.7. Khả năng quản lý sâu ăn tạp và sâu xanh da láng của chế phẩm virus NPV ngoài đồng
• 4.7.1. Hiệu quả của chế phẩm virus SpltNPV đối với sâu ăn tạp gây hại trên cải làm dưa tại xã Đông Phước A, H. Châu Thành, tỉnh Hậu Giang, 2014
• 4.7.2. Hiệu quả của virus SpltNPV để quản lý sâu ăn tạp gây hại cải bắp trong điều kiện ngoài đồng tại huyện Phụng Hiệp, tỉnh Hậu Giang, 2015
• 4.7.3. Hiêụ quả của virus SeNPV trong quản lý sâu xanh da láng gây hại hành tím tại thị xã Vĩnh Châu, tỉnh Sóc Trăng, 2014
• 4.7.4. Hiệu quả của chế phẩm SeNPV đối với SXDL gây hại trên hành lá tại huyện Bình Tân – tỉnh Vĩnh Long, 2015
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• 5.2. Đề nghị
• Danh mục các công trình đã công bố
• Tài liệu tham khảo
• Phụ lục

Tóm tắt

I. Nghiên cứu virus nucleopolyhedrosis

Nghiên cứu hiệu quả của virus nucleopolyhedrosis (NPV) trên sâu Spodoptera tại Đồng bằng sông Cửu Long đã chỉ ra rằng NPV là một phương pháp sinh học hiệu quả để kiểm soát sâu hại. Đặc tính của virus này cho thấy khả năng gây bệnh cao, với tỷ lệ gây chết lên đến 100% trong các thử nghiệm. Việc thu thập và phân lập các chủng virus NPV từ sâu ăn tạp (Spodoptera litura) và sâu xanh da láng (Spodoptera exigua) đã cho thấy sự đa dạng của virus trong khu vực này. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng virus có thể được sử dụng như một biện pháp sinh học trong quản lý dịch hại, giảm thiểu việc sử dụng hóa chất độc hại trong nông nghiệp.

1.1 Đặc điểm sinh học của virus

Virus NPV có cấu trúc hình đa diện và thể vùi có kích thước trung bình từ 1,245 đến 1,459 μm. Các nghiên cứu về triệu chứng bệnh cho thấy sâu nhiễm virus có biểu hiện di chuyển chậm, ngừng ăn và thay đổi màu sắc. Kết quả PCR cho thấy tỷ lệ tương đồng cao với các chủng virus đã được ghi nhận trong ngân hàng GenBank, cho thấy tính đa dạng và khả năng thích ứng của virus trong môi trường tự nhiên.

1.2 Hiệu quả diệt sâu

Kết quả thí nghiệm cho thấy 9 chủng virus SpltNPV và 4 chủng SeNPV có hiệu lực cao, đạt tỷ lệ gây chết từ 82-100% sau 7 ngày xử lý. Virus SpltNPV không có khả năng lây nhiễm chéo cho sâu xanh da láng, điều này cho thấy tính chọn lọc của virus trong việc kiểm soát sâu hại. Việc ứng dụng virus trong thực địa cho thấy hiệu quả phòng trừ sâu ăn tạp và sâu xanh da láng đạt từ 70,9 đến 94,7% tùy thuộc vào số lần phun và loại cây trồng.

II. Biện pháp sinh học trong nông nghiệp

Việc sử dụng biện pháp sinh học như virus nucleopolyhedrosis trong quản lý sâu bệnh đang trở thành xu hướng trong nông nghiệp bền vững. Nghiên cứu đã phát triển quy trình sản xuất chế phẩm sinh học NPV, bao gồm cả dạng khô và lỏng, giúp dễ dàng ứng dụng trong thực tiễn. Các chế phẩm này không chỉ có hiệu quả cao mà còn thân thiện với môi trường, giảm thiểu tác động tiêu cực đến hệ sinh thái.

2.1 Quy trình sản xuất chế phẩm

Quy trình sản xuất chế phẩm sinh học NPV đã được tối ưu hóa với sự phối trộn của các chất phụ gia như acid boric, giúp tăng cường hiệu quả diệt sâu. Kết quả cho thấy chế phẩm có thể bảo quản hiệu quả trong điều kiện lạnh, duy trì hoạt lực diệt sâu trên 56% sau 8 tháng. Việc phát triển quy trình này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả sản xuất mà còn tạo ra sản phẩm an toàn cho người tiêu dùng.

2.2 Ứng dụng thực tiễn

Kết quả thí nghiệm ngoài đồng cho thấy chế phẩm NPV có thể áp dụng hiệu quả trong quản lý sâu ăn tạp và sâu xanh da láng tại các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long. Việc phun chế phẩm ở dạng lỏng hoặc khô đã mang lại hiệu quả cao trong việc giảm thiểu thiệt hại cho cây trồng. Điều này khẳng định tính khả thi của việc ứng dụng virus NPV trong thực tiễn nông nghiệp, góp phần vào việc phát triển nông nghiệp bền vững.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Sản xuất rau màu tại Đồng bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) giữ vị trí chiến lược với diện tích 254.809 ha (chiếm khoảng 20% diện tích trồng rau cả nước), tập trung tại các tỉnh Tiền Giang, An Giang, Trà Vinh, Sóc Trăng và Vĩnh Long. Trong cơ cấu cây trồng, nhóm rau ăn lá chiếm 105.154 ha, rau ăn trái chiếm 77.068 ha và rau ăn củ chiếm 25.393 ha. Tuy nhiên, áp lực dịch hại từ sâu ăn tạp (Spodoptera litura Fabr.) và sâu xanh da láng (Spodoptera exigua Hubn.) thuộc họ ngài đêm (Noctuidae), bộ cánh vẩy (Lepidoptera) gây thiệt hại nghiêm trọng đến năng suất và phẩm chất nông sản.

Thực trạng canh tác ghi nhận nông dân lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật hóa học với tần suất 10–15 lần/vụ và nồng độ vượt mức khuyến cáo, dẫn đến hiện tượng bộc phát tính kháng thuốc ở cả hai đối tượng sâu hại (kháng các hoạt chất như Methomyl, Cypermethrin, Deltamethrin, Chlorpyriphos). Trong bối cảnh Việt Nam nhập khẩu và sử dụng hơn 70.000 tấn hóa chất bảo vệ thực vật mỗi năm và yêu cầu sản xuất rau an toàn theo tiêu chuẩn VietGAP/GlobalGAP ngày càng cấp thiết, việc khai thác tác nhân sinh học bản địa nhằm thay thế thuốc hóa học trở thành khoảng trống nghiên cứu mang tính sống còn. Luận án đặt ra giả thuyết nghiên cứu: tại các vùng chuyên canh rau màu ở ĐBSCL hiện diện các chủng virus nhân đa diện Nucleopolyhedrovirus (NPV) bản địa có độc lực cao, có khả năng phân lập, sản xuất và ứng dụng hiệu quả trong kiểm soát S. litura và S. exigua.

Mục tiêu nghiên cứu được xác định cụ thể theo 3 nội dung:

1. Thu thập, phân lập và tuyển chọn được chủng virus NPV cho hiệu quả cao đối với sâu ăn tạp và sâu xanh da láng tại ĐBSCL.
2. Xây dựng được quy trình sản xuất chế phẩm sinh học NPV dạng lỏng và dạng khô trong điều kiện phòng thí nghiệm.
3. Ứng dụng được chế phẩm sinh học NPV trong quản lý sâu ăn tạp (SAT) và sâu xanh da láng (SXDL) trên đồng ruộng.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Các chủng virus NPV ký sinh gây bệnh trên sâu ăn tạp (Spodoptera litura) và sâu xanh da láng (Spodoptera exigua) gây hại rau màu. Cây trồng khảo nghiệm gồm cải làm dưa, cải bắp (đối với sâu ăn tạp) và hành tím, hành lá (đối với sâu xanh da láng).
• Phạm vi không gian và thời gian: Nghiên cứu thu thập mẫu tại 9 tỉnh/thành vùng ĐBSCL (Tiền Giang, An Giang, Trà Vinh, Sóc Trăng, Vĩnh Long, Cần Thơ, Đồng Tháp, Hậu Giang, Long An); các thí nghiệm phòng thí nghiệm, nhà lưới và thực địa tại Hậu Giang, Sóc Trăng, Vĩnh Long được thực hiện trong giai đoạn từ tháng 08/2013 đến tháng 11/2016 (tổng kết giai đoạn 2013–2017).

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Tổng quan lịch sử nghiên cứu virus côn trùng ghi nhận các mốc quan trọng từ thời cổ đại (Aristotle, 384–322 TCN; các ghi chép nuôi tằm tại Trung Quốc từ 2.700 TCN), thế kỷ 16 tại Ý với Marco Vida, đến các nghiên cứu mô tả bệnh héo do virus tạo thể đa diện của Cornalia và Maestri (1856), phát hiện sự hòa tan thể vùi trong ruột tằm của Bolle (1898), và kiểm chứng bản chất virus của Akkva (1919) cùng Komarek và Breindl (1923). Sự ứng dụng virus phòng trừ sinh học thành công trên diện rộng được ghi nhận điển hình từ năm 1930 với việc sử dụng NPV khống chế ong cắn lá vân sam (Gilpinia hercyniae) tại châu Âu (Balch và Bird, 1944).

Về phân loại học và hình thái, Evans và Shapiro (1997), Hunter-Fujita và cộng sự (1998), Rohrmann (2011) đã hệ thống hóa họ Baculoviridae thành 4 giống chính: Alphabaculovirus (NPV ký sinh Lepidoptera), Betabaculovirus (GV ký sinh Lepidoptera), Gammabaculovirus (NPV ký sinh Hymenoptera) và Deltabaculovirus (NPV ký sinh Diptera). Baculovirus có bộ gen DNA mạch đôi dạng vòng kích thước 80–180 kb, tồn tại ở hai dạng hạt virus: thể virion có vỏ bọc nảy chồi (Budded Virus - BV) đảm nhiệm lây nhiễm toàn thân qua hệ dịch huyết tương, và thể virion tạo thể vùi (Occlusion-Derived Virus - ODV) nằm trong khung protein đa diện (Polyhedral Inclusion Body - PIB hay Occlusion Body - OB) giúp tồn tại ngoài môi trường. Cơ chế xâm nhiễm của NPV qua đường tiêu hóa được kích hoạt nhờ môi trường kiềm (pH 8–11) trong ruột giữa của sâu giải phóng ODV, kết hợp sự biểu hiện của gen egt (ecdysteroid UDP-glucosyl transferase) ức chế hormone lột xác, khiến sâu ngừng phát triển và chết.

Nhóm virus / Giống	Dạng thể vùi (OBs)	Kích thước thể vùi (µm)	Ký chủ chính
Alphabaculovirus (NPV)	Đa diện (Polyhedral)	0,3 – 15,0 (thường 0,6 – 2,0)	Côn trùng bộ Cánh vẩy (Lepidoptera)
Betabaculovirus (GV)	Hạt oval (Granules)	0,2 – 0,5	Côn trùng bộ Cánh vẩy (Lepidoptera)
Gammabaculovirus (NPV)	Đa diện (Polyhedral)	Đa dạng	Côn trùng bộ Cánh màng (Hymenoptera)
Deltabaculovirus (NPV)	Đa diện (Polyhedral)	Đa dạng	Côn trùng bộ Hai cánh (Diptera)

Trên thế giới, các chế phẩm thương mại từ NPV đã được phát triển như Matsukemin (Nhật Bản, 1974), Gemstar, Spod-X, Virin-HS, Ness-A, Capex (Kunimi, 2005; Moscardi, 1993; Tai, 1973, 1980). Tại Việt Nam, các công trình của Nguyễn Công Thuật (1996), Phạm Văn Lầm (1995), Phạm Thị Thùy (2004), Hoàng Thị Việt và cộng sự (2001, 2003), Ngô Trung Sơn (1999) đã bước đầu nghiên cứu NPV trên sâu khoang, sâu xanh, sâu tơ.

Tuy nhiên, khoảng trống nghiên cứu mà luận án xác định là: tại khu vực ĐBSCL chưa có công trình khảo sát, thu thập và định danh toàn diện bằng công nghệ sinh học phân tử đối với các chủng NPV bản địa trên cả hai loài S. litura và S. exigua; thiếu dữ liệu thực nghiệm chuẩn xác về độc tính ($LC_{50}$, $LT_{50}$), năng suất nhân nuôi sinh khối thể vùi theo từng tuổi sâu, kỹ thuật bổ sung phụ gia tăng hoạt lực và tính ổn định bảo quản chế phẩm, cũng như quy trình ứng dụng thực tế trên các hệ thống canh tác rau màu chuyên canh tại địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án dựa trên cơ sở lý thuyết bệnh lý học côn trùng, sinh học phân tử virus và quản lý dịch hại tổng hợp (IPM). Trọng tâm phân tích là tương tác giữa thể vùi virus Alphabaculovirus và tế bào ký chủ bộ Cánh vẩy, cơ chế giải phóng virion trong môi trường kiềm ruột giữa, sự biểu hiện gen quy định protein polyhedrin (polh), và các nhân tố ảnh hưởng đến độc lực như bức xạ tia cực tím (UV bước sóng 200–300 nm) và chất xúc tác sinh học.

Hệ thống phương pháp nghiên cứu thực nghiệm được triển khai đồng bộ:

1. Phương pháp thu thập và định danh virus:
   • Triệu chứng học: Phân tích triệu chứng điển hình của ấu trùng nhiễm bệnh ngoài đồng (chuyển động chậm, cơ thể đổi màu trắng đục, nâu hoặc đen, da bở dễ vỡ, mô nội quan hóa lỏng có mùi hôi đặc trưng, hiện tượng chết treo đầu chúc xuống).
   • Hình thái học thể vùi: Quan sát dưới kính hiển vi quang học phản xạ pha, kính hiển vi huỳnh quang và kính hiển vi điện tử quét (SEM) để xác định kích thước, hình dạng góc cạnh đa giác của thể vùi.
   • Sinh học phân tử: Tách chiết DNA tổng số bằng phương pháp Phenol : Chloroform : Isoamyl alcohol (PCI), khuếch đại gen mã hóa polyhedrin (polh) bằng kỹ thuật PCR với cặp mồi chuyên biệt PSF002 và PER001. Điện di sản phẩm PCR trên gel agarose, giải trình tự chuỗi nucleotide và so sánh độ tương đồng với cơ sở dữ liệu NCBI GenBank bằng công cụ BLAST.
2. Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học trong phòng thí nghiệm:
   • Nuôi sâu ký chủ nhân tạo trong điều kiện tiêu chuẩn ($28^\circ\text{C}$).
   • Phương pháp lây nhiễm qua thức ăn và phương pháp giọt dịch (droplet-feeding method).
   • Thử nghiệm xác định nồng độ gây chết trung bình 50% cá thể ($LC_{50}$) và thời gian gây chết trung bình ($LT_{50}$) trên các giai đoạn tuổi sâu (tuổi 1 đến tuổi 5).
   • Xác định năng suất thể vùi thu hồi trên 1 cá thể và trên 100 ấu trùng theo từng nhóm tuổi.
   • Đánh giá phổ ký chủ và hiệu lực lây nhiễm chéo giữa SpltNPV đối với S. exigua và SeNPV đối với S. litura.
   • Khảo sát sự suy giảm hiệu lực sinh học của virus bám dính trên lá cây theo thời gian chiếu sáng ngoài tự nhiên.
3. Phương pháp công nghệ chế phẩm và bảo quản:
   • Thử nghiệm phối trộn chất phụ gia bảo vệ quang học và tăng hoạt lực sinh học: Tinopal UNPA-GX và acid boric ở các nồng độ khác nhau.
   • Đánh giá chất lượng chế phẩm dạng lỏng (huyền phù) và dạng bột khô (phối trộn chất mang kaolin/tinh bột) tồn trữ ở nhiệt độ phòng và nhiệt độ lạnh ($4^\circ\text{C}$) định kỳ 1, 3, 6, 8, 12 tháng.
4. Phương pháp khảo nghiệm nhà lưới và đồng ruộng:
   • Bố trí thí nghiệm khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD), có lặp lại.
   • Khảo nghiệm hiệu lực chế phẩm SpltNPV trên cải làm dưa tại xã Đông Phước A, huyện Châu Thành, Hậu Giang (2014) và trên cải bắp tại xã Phương Phú, huyện Phụng Hiệp, Hậu Giang (2015).
   • Khảo nghiệm hiệu lực chế phẩm SeNPV trên hành tím tại thị xã Vĩnh Châu, Sóc Trăng (2014) và trên hành lá tại huyện Bình Tân, Vĩnh Long (2015).
   • Các chỉ tiêu theo dõi: Mật số sâu sống, tỷ lệ sâu bị nhiễm bệnh ký sinh, tỷ lệ lá bị hại, năng suất lý thuyết và năng suất thực tế thu hoạch. Thuốc hóa học đối chứng gồm: Radiant 60SC, Nazomi 5WG, Ohayo 100SC.
5. Xử lý số liệu: Số liệu thực nghiệm được xử lý thống kê bằng phân tích phương sai (ANOVA), phân tích hồi quy Probit để xác định giá trị $LC_{50}$ và $LT_{50}$, so sánh khác biệt trung bình bằng phép thử Duncan ở mức ý nghĩa $p < 0,05$.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu

Chương 1 thiết lập cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài. Tác giả phân tích áp lực sâu hại trên 254.809 ha rau màu ĐBSCL, sự bộc phát tính kháng thuốc của sâu ăn tạp và sâu xanh da láng do tập quán lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật (phun 10–15 lần/vụ), dẫn đến tồn dư hóa chất đe dọa sức khỏe cộng đồng. Chương này xác định rõ 3 mục tiêu cụ thể, 4 nội dung nghiên cứu chính, đối tượng, phạm vi thời gian (2013–2016) và không gian tại 9 tỉnh ĐBSCL, khẳng định ý nghĩa khoa học trong việc bổ sung dữ liệu phân tử virus bản địa và ý nghĩa thực tiễn xây dựng chế phẩm vi sinh phục vụ IPM rau màu.

Chương 2: Tổng quan tài liệu

Chương 2 cung cấp hệ thống lý luận học thuật sâu rộng gồm 8 phân mục:

• Lịch sử nghiên cứu virus gây bệnh côn trùng thế giới và Việt Nam; cấu trúc hình thái học virion, capsid, nucleocapsid.
• Phân loại học chi tiết họ Baculoviridae, phân biệt cấu trúc thể vùi OBs giữa NPV (hình đa diện) và GV (dạng hạt), đặc tính sinh học phân tử các gen cấu trúc (polh, gp64, p10) và gen chức năng (egt, p35, iap).
• Cơ chế lây nhiễm qua đường tiêu hóa: sự hòa tan thể vùi trong môi trường kiềm ruột giữa (pH 8–11), chu kỳ nhân đôi của BV trong biểu mô ruột và phân tán qua haemolymph xâm nhập thể mỡ, mô cơ, khí quản.
• Phương pháp chẩn đoán: chẩn đoán lâm sàng triệu chứng, kính hiển vi điện tử quét (SEM), kỹ thuật sinh học phân tử.
• Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính virus: tác động bất hoạt của tia tử ngoại UV (bước sóng 200–300 nm làm phân hủy peroxide amino acid), nhiệt độ, pH và giải pháp phụ gia bảo vệ quang học (Tinopal UNPA-GX, acid boric, than hoạt tính, amino acid vòng thơm).
• Đặc điểm sinh học, tập quán gây hại của hai loài ký chủ Spodoptera litura và Spodoptera exigua, cùng danh mục thuốc hóa học khảo nghiệm đối chứng (Radiant 60SC, Nazomi 5WG, Ohayo 100SC).

Chương 3: Phương tiện và phương pháp

Chương 3 trình bày chi tiết quy trình kỹ thuật và thiết kế thí nghiệm:

• Địa điểm thực hiện tại Bộ môn Bảo vệ Thực vật và Viện Công nghệ Sinh học - Trường Đại học Cần Thơ, cùng các điểm thực địa tại Hậu Giang, Sóc Trăng, Vĩnh Long.
• Quy trình thu thập sâu bệnh ngoài đồng tại 9 tỉnh ĐBSCL, kỹ thuật nghiền mẫu, ly tâm phân đoạn, tinh sạch thể vùi qua màng lọc.
• Thiết kế phản ứng PCR khuếch đại gen polh với cặp mồi PSF002/PER001 (chu trình nhiệt: biến tính $94^\circ\text{C}$, gắn mồi, kéo dài $72^\circ\text{C}$), quy trình giải trình tự gen.
• Phương pháp bioassay xác định $LC_{50}$ qua dãy nồng độ pha loãng và $LT_{50}$ trên ấu trùng tuổi 1 đến tuổi 5; công thức tính năng suất thể vùi trên 1 sâu và 100 sâu chết bệnh.
• Thử nghiệm đánh giá hiệu lực chéo giữa SpltNPV và SeNPV.
• Quy trình phối trộn chất phụ gia Tinopal UNPA-GX và acid boric ở các thang nồng độ; quy trình sản xuất chế phẩm sinh học dạng lỏng ($10^9\text{ OBs/mL}$) và dạng bột khô ($10^9\text{ OBs/g}$).
• Phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng (RCBD, diện tích ô tiêu chuẩn, số lần lặp lại, công thức phun phòng trị) và phương pháp tính toán hiệu quả phòng trừ theo công thức Henderson-Tilton.

Chương 4: Kết quả và thảo luận

Chương 4 trình bày toàn bộ số liệu thực nghiệm thu được:

1. Kết quả thu thập và định danh: Thu thập và phân lập thành công 43 chủng SpltNPV từ sâu ăn tạp và 20 chủng SeNPV từ sâu xanh da láng tại 9 tỉnh ĐBSCL. Thể vùi virus có hình đa giác góc cạnh, kích thước trung bình đạt $1,459 \pm 0,26\text{ }\mu\text{m}$ (SpltNPV) và $1,245 \pm 0,17\text{ }\mu\text{m}$ (SeNPV). Phân tích trình tự đoạn gen polh sau PCR khẳng định các chủng phân lập có độ tương đồng từ 95% đến 97% so với các chuỗi SpltNPV và SeNPV chuẩn trên cơ sở dữ liệu NCBI GenBank.

Loài virus	Số chủng phân lập	Kích thước thể vùi ($\mu\text{m}$)	Độ tương đồng gen polh (%)	Chủng độc lực cao được tuyển chọn
SpltNPV (S. litura)	43	$1,459 \pm 0,26$	95 – 97	SpltNPV-VL2, TG1, TV1, AG1, CT4, ĐT8, HG7, LA2, ST1
SeNPV (S. exigua)	20	$1,245 \pm 0,17$	95 – 97	SeNPV-VL5, CT3, ĐT2, AG1

2. Độc lực và tính đặc hiệu ký chủ:
   • Tuyển chọn được 9 chủng SpltNPV đại diện cho 9 tỉnh và 4 chủng SeNPV có độc lực cao nhất, làm chết 82–100% sâu non tuổi 2 sau 7 ngày lây nhiễm (7 DAI).
   • Giá trị $LC_{50}$ tăng dần theo tuổi sâu: ấu trùng tuổi nhỏ mẫn cảm hơn nhiều so với tuổi lớn; thời gian gây chết $LT_{50}$ rút ngắn khi tăng nồng độ xử lý.
   • Năng suất thu hồi thể vùi tỷ lệ thuận với tuổi sâu khi chết: ấu trùng tuổi 4 và tuổi 5 cho lượng OBs/con cao nhất, đạt đỉnh sinh khối phục vụ sản xuất.
   • Thử nghiệm lây nhiễm chéo chứng minh tính chuyên biệt tuyệt đối: chủng SpltNPV không gây bệnh cho S. exigua và ngược lại chủng SeNPV không gây bệnh cho S. litura.
3. Hiệu quả phụ gia và độ bền bảo quản chế phẩm:
   • Bổ sung acid boric ở nồng độ 1% vào chế phẩm NPV cho hiệu lực diệt sâu vượt trội, đạt tỷ lệ chết 92,3–100% sau 7 ngày lây nhiễm, cao hơn đáng kể so với nghiệm thức không phụ gia hoặc phối trộn Tinopal UNPA-GX.
   • Chế phẩm dạng bột khô tồn trữ ở điều kiện lạnh ($4^\circ\text{C}$) duy trì độ hữu hiệu tốt nhất: sau 8 tháng bảo quản vẫn giữ hiệu lực trừ sâu trên 56%, và tiếp tục duy trì hoạt tính sau 12 tháng.
4. Hiệu lực khảo nghiệm nhà lưới và đồng ruộng:
   • Trong nhà lưới, chế phẩm SpltNPV và SeNPV (cả dạng lỏng và bột) kiểm soát sâu tuổi 2 đạt hiệu lực cao tương đương thuốc sinh học đối chứng.
   • Ngoài đồng ruộng trên cải làm dưa (Châu Thành, Hậu Giang) và cải bắp (Phụng Hiệp, Hậu Giang): phun chế phẩm SpltNPV từ 2–3 lần đạt hiệu lực phòng trừ sâu ăn tạp dao động từ 70,9% đến 94,7%, bảo vệ năng suất thương phẩm tương đương nghiệm thức hóa học.
   • Trên hành tím (Vĩnh Châu, Sóc Trăng) và hành lá (Bình Tân, Vĩnh Long): xử lý chế phẩm SeNPV từ 3–5 lần làm giảm rõ rệt mật số sâu xanh da láng và tỷ lệ lá bị hại so với đối chứng không xử lý, gia tăng tỷ lệ sâu bị nhiễm bệnh ngoài đồng.

Chương 5: Kết luận và đề nghị

Chương 5 đúc kết các phát hiện cốt lõi của công trình và đưa ra các đề xuất:

• Kết luận: Đã xây dựng hoàn chỉnh bộ sưu tập 63 chủng NPV bản địa (43 SpltNPV, 20 SeNPV); làm sáng tỏ kích thước thể vùi, trình tự gen polh, tính đặc hiệu ký chủ; xác định acid boric 1% là phụ gia tối ưu; hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm lỏng/khô và chứng minh hiệu lực thực địa đạt 70,9–94,7%.
• Đề nghị: Tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện dây chuyền sản xuất chế phẩm quy mô bán công nghiệp; mở rộng thử nghiệm chế phẩm trên các loại cây trồng khác và xây dựng mô hình quản lý dịch hại sinh học diện rộng tại ĐBSCL.

Kết quả và những đóng góp mới

Luận án đã đóng góp các kết quả khoa học mới về mặt lý luận và thực tiễn:

Đóng góp về lý luận và khoa học:

• Cung cấp phương pháp luận hệ thống trong việc định danh và đánh giá virus côn trùng bản địa kết hợp giữa triệu chứng học, hình thái học thể vùi qua kính hiển vi huỳnh quang/SEM và công nghệ sinh học phân tử (khuếch đại và giải trình tự gen polh đặc trưng).
• Xác lập cơ sở dữ liệu di truyền học của 43 chủng Spodoptera litura nucleopolyhedrovirus (SpltNPV) và 20 chủng Spodoptera exigua nucleopolyhedrovirus (SeNPV) tại 9 tỉnh ĐBSCL, ghi nhận mức độ tương đồng 95–97% trên GenBank, bổ sung vào kho tàng vi sinh vật có ích tại Việt Nam.
• Khẳng định tính chuyên biệt ký chủ nghiêm ngặt của hai loài virus này (không gây nhiễm chéo), làm sáng tỏ quy luật tương quan giữa liều lượng gây chết ($LC_{50}$), thời gian gây chết ($LT_{50}$) và năng suất sinh khối thể vùi theo từng giai đoạn tuổi sâu.

Đóng góp về thực tiễn và ứng dụng:

• Tuyển chọn được 9 chủng SpltNPV và 4 chủng SeNPV có hoạt tính sinh học cao (gây chết 82–100% ấu trùng tuổi 2 sau 7 ngày).
• Xác định công thức phụ gia tối ưu: bổ sung acid boric 1% giúp gia tăng độc lực diệt sâu đạt 92,3–100%, đồng thời xác lập thông số tồn trữ chế phẩm dạng khô ở $4^\circ\text{C}$ ổn định trên 8 tháng (hiệu lực $>56%$).
• Hoàn thiện quy trình ứng dụng chế phẩm SpltNPV và SeNPV trên đồng ruộng với tần suất phun 2–3 lần trên cây họ thập tự (hiệu quả 70,9–94,7%) và 3–5 lần trên cây hành, làm cơ sở thay thế thuốc hóa học trong chương trình IPM và sản xuất rau an toàn.

Kiến nghị và giải pháp đề xuất:

• Đưa chế phẩm SpltNPV và SeNPV vào quy trình quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) và các mô hình canh tác rau đạt chuẩn VietGAP tại vùng ĐBSCL.
• Ứng dụng nồng độ acid boric 1% trong sản xuất chế phẩm vi sinh quy mô lớn nhằm tối ưu hóa chi phí và nâng cao hoạt lực diệt sâu hại.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Văn bản luận án phản ánh một số giới hạn nghiên cứu xuất phát từ phạm vi thực hiện:

• Hạn chế về quy mô sản xuất: Quy trình sản xuất chế phẩm virus NPV mới dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm (nuôi ký chủ nhân tạo và chiết tách thủ công), chưa phát triển ở quy mô công nghiệp trên dây chuyền tự động hóa.
• Hạn chế về phổ khảo nghiệm: Khảo nghiệm đồng ruộng chỉ tập trung trên 4 đối tượng cây trồng chính (cải làm dưa, cải bắp, hành tím, hành lá) tại 3 tỉnh (Hậu Giang, Sóc Trăng, Vĩnh Long) trong khung thời gian 2013–2016.
• Hướng nghiên cứu tiếp:
  1. Hoàn thiện công nghệ sản xuất sinh khối thể vùi NPV trên quy mô bán công nghiệp và công nghiệp.
  2. Nghiên cứu sâu hơn về cơ chế tương tác ở cấp độ phân tử giữa acid boric và màng peritrophic của ruột sâu.
  3. Mở rộng đánh giá hiệu lực của các chủng virus tuyển chọn trên các đối tượng cây trồng khác bị sâu ăn tạp và sâu xanh da láng gây hại (như cây họ đậu, bắp, cây ăn trái).

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo có giá trị học thuật và ứng dụng cao cho các đối tượng:

• Nghiên cứu sinh và học viên cao học chuyên ngành Bảo vệ thực vật, Vi sinh vật học, Công nghệ sinh học: Tham khảo quy trình phân lập, khuếch đại gen polh bằng cặp mồi PSF002/PER001, phương pháp xác định $LC_{50}$, $LT_{50}$ và kỹ thuật bioassay trên côn trùng.
• Giảng viên và nhà khoa học nông nghiệp: Sử dụng dữ liệu chương Tổng quan tài liệu (Chương 2) và Kết quả (Chương 4) để giảng dạy các học phần Phòng trừ sinh học, Côn trùng học nông nghiệp và Quản lý dịch hại tổng hợp (IPM).
• Các doanh nghiệp sản xuất thuốc bảo vệ thực vật sinh học: Kế thừa công thức phối trộn phụ gia acid boric 1%, quy trình thu hồi sinh khối thể vùi trên ấu trùng tuổi lớn và phương pháp bảo quản chế phẩm dạng khô ở $4^\circ\text{C}$.
• Cán bộ khuyến nông và nhà hoạch định chính sách: Ứng dụng quy trình phun xịt thực địa để xây dựng các mô hình sản xuất rau an toàn, giảm thiểu hóa chất bảo vệ thực vật tại ĐBSCL.

Câu hỏi thường gặp

1. Bộ mồi nào được tác giả sử dụng để định danh các chủng virus NPV bằng kỹ thuật PCR? Tác giả sử dụng cặp mồi chuyên biệt PSF002 và PER001 để dò tìm và khuếch đại gen mã hóa polyhedrin (polh), qua đó xác định sản phẩm PCR có độ tương đồng từ 95% đến 97% so với trình tự SpltNPV và SeNPV trên ngân hàng gen NCBI GenBank.

2. Tổng số chủng virus SpltNPV và SeNPV đã được thu thập và phân lập là bao nhiêu? Đề tài đã thu thập và phân lập được tổng cộng 43 chủng SpltNPV gây bệnh trên sâu ăn tạp (Spodoptera litura) và 20 chủng SeNPV gây bệnh trên sâu xanh da láng (Spodoptera exigua) tại 9 tỉnh thuộc vùng Đồng bằng Sông Cửu Long.

3. Kích thước thể vùi của hai loài virus này dưới kính hiển vi điện tử là bao nhiêu? Thể vùi của virus có hình dạng đa giác góc cạnh, kích thước trung bình đo được là $1,459 \pm 0,26\text{ }\mu\text{m}$ đối với virus SpltNPV và $1,245 \pm 0,17\text{ }\mu\text{m}$ đối với virus SeNPV.

4. Chất phụ gia nào được xác định là tối ưu nhất để nâng cao hoạt tính của chế phẩm NPV? Chất phụ gia tối ưu là acid boric ở nồng độ 1%. Khi phối trộn với SpltNPV và SeNPV, acid boric 1% nâng cao hiệu quả gây chết sâu non tuổi 2 đạt từ 92,3% đến 100% sau 7 ngày lây nhiễm trong điều kiện phòng thí nghiệm.

5. Hiệu quả phòng trừ sâu ăn tạp của chế phẩm SpltNPV ngoài đồng ruộng đạt mức bao nhiêu? Khảo nghiệm ngoài đồng tại huyện Châu Thành và huyện Phụng Hiệp (tỉnh Hậu Giang) trên cây cải làm dưa và cải bắp cho thấy khi phun chế phẩm SpltNPV (dạng lỏng hoặc dạng khô) từ 2–3 lần, hiệu lực phòng trừ sâu ăn tạp đạt từ 70,9% đến 94,7%.

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Trịnh Thị Xuân đã thực hiện thành công việc phân lập, định danh phân tử và tuyển chọn 9 chủng SpltNPV cùng 4 chủng SeNPV bản địa có độc lực cao tại Đồng bằng Sông Cửu Long. Đề tài đã xây dựng hoàn thiện quy trình sản xuất chế phẩm sinh học NPV phối trộn acid boric 1%, đảm bảo độ ổn định bảo quản dạng khô trên 8 tháng ở nhiệt độ $4^\circ\text{C}$. Kết quả ứng dụng thực địa chứng minh chế phẩm đạt hiệu lực phòng trừ 70,9–94,7% đối với sâu ăn tạp và giảm đáng kể thiệt hại do sâu xanh da láng, mở ra giải pháp sinh học an toàn thay thế thuốc bảo vệ thực vật hóa học trong canh tác rau màu bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết của luận án Trong những năm gần đây diện tích rau màu của Đồng bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) phát triển nhanh chóng và ngày càng có tính chuyên biệt cao.809 ha đất trồng rau (khoảng 20% diện tích trồng rau của cả nước) tập trung nhiều nhất ở các tỉnh như Tiền Giang 31.994 ha, An Giang 31.052 ha, Trà Vinh 25.894 ha, Sóc Trăng 24.427 ha và Vĩnh Long 15. Trong đó, diện tích rau ăn lá 105.154 ha, rau ăn trái 77.068 ha, rau ăn củ 25.393 ha và còn lại là các loại rau khác (Phạm Văn Dư và ctv. Song song với diện tích và sản lượng các loại rau màu được gia tăng thì các vấn đề dịch hại đặc biệt do côn trùng gây ra là một trong những nguyên nhân làm giảm năng suất cũng như chất lượng của sản phẩm. Một trong những loại côn trùng gây hại nghiêm trọng là sâu ăn tạp (Spodoptera litura) và sâu xanh da láng (Spodoptera exigua).

Hai loại côn trùng đều thuộc họ ngài đêm (Noctuidae), bộ cánh vẩy (Lepidoptera) và là loài đa thực gây hại trên rất nhiều loại cây trồng trong đó tập trung gây hại chính trên nhóm cây rau màu như cây hành, các cây thuộc họ đậu, họ bầu bí, họ thập tự, họ cà, cây bắp. (Smagghe et al., 1998; Nguyễn Thị Thu Cúc và ctv., 1999; Liu et al. Cho đến nay, thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) luôn luôn được người dân sử dụng để quản lý hai loại sâu hại này, nhiều nơi nông dân đã phun từ 10 – 15 lần thuốc hóa học/vụ (Trần Văn Hai, 1997; Nguyễn Thị Chắt và ctv. Thậm chí nhiều người dân còn dùng thuốc với liều cao hơn mức khuyến cáo rất nhiều lần (Trần Văn Hai, 1997).

Aldosari et al. (1996) nhận thấy rằng S. exigua đã phát triển tính kháng đối với Malathion, Endrin, methomyl và S. litura cũng kháng mạnh với Deltamethrin (Chaufaux and Ferron, 1986).

Hiện tượng này cũng được Brewer et al. (1990) ghi nhận đối với các hoạt chất Fenvalerate, Permethrin và Methomyl ở thành trùng đực của S. Theo Kerns et al. (1998), mức độ kháng cao nhất của S.

exigua đối với Methomyl đến 552 lần còn S. litura là 326 lần, đồng thời hình thành tính kháng chéo đối với hoạt chất Thiodicarb. Theo Pérez et al. exigua thể hiện khả năng kháng đối với Cypermethrin, Deltamethrin ở mức cao, vừa phải với Chlorpyriphos và Methomyl.

Theo thống kê đầy đủ thì danh mục thuốc BVTV được phép sử dụng đến năm 2014 tại Việt Nam là 1.643 hoạt chất, cao gấp 2,5 - 4,1 lần so với các nước trong khu vực như Thái Lan, Malaysia chỉ khoảng 400 - 600 loại; Trung Quốc khoảng 630 loại (Nguyễn Kim Vân, 2014). Từ trước năm 1985, khối lượng hóa chất BVTV được sử dụng hàng năm khoảng 1 6.000 tấn thì đến năm 2014 Việt Nam nhập và sử dụng từ 70.000 tấn, đã tăng gấp hơn 10 lần (Trần Xuân Định, 2015). Việc sử dụng quá nhiều loại thuốc BVTV đang là một thách thức không nhỏ được đặt ra cho ngành BVTV do có rất nhiều báo cáo cho thấy việc lạm dụng nhiều loại thuốc hóa học trong sản xuất nông nghiệp như hiện nay sẽ gây ra nhiều vấn đề như mất cân bằng sinh thái, gia tăng tính kháng thuốc của sâu hại, dư lượng độc chất tồn lại ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của con người. litura) và sâu xanh da láng (S.

exigua) có vòng đời sâu ngắn và sự gây hại cực kỳ nghiêm trọng trên nhiều loại rau màu nên nông dân đã sử dụng thuốc BVTV để quản lý hai đối tượng trên vì thế sản phẩm chứa dư lượng thuốc BVTV rất lớn. Bên cạnh đó, xu thế hội nhập quốc tế và các yêu cầu về nông sản an toàn, đạt các tiêu chuẩn GAP (VietGAP, EuroGAP và GlobalGAP) trên rau màu đã và đang được phát triển rất mạnh ở ĐBSCL. Vì vậy, để giảm thiểu lượng hóa chất BVTV trong sản xuất nông nghiệp, một trong những hướng đi của ngành BVTV Việt Nam là cố gắng đẩy mạnh sử dụng các chế phẩm sinh học nói chung và các tác nhân phòng trừ sinh học nói riêng. Virus nhân đa diện Nucleopolyhedrovirus (NPV) gây bệnh côn trùng thuộc nhóm Baculovirus (họ Baculoviridae) đã được các nhà khoa học trên thế giới nghiên cứu và phát triển thành thuốc trừ sâu sinh học phòng trị côn trùng thuộc Lepidopteran, Hymenopteran, Dipteran và Coleopteran (Bonning and Hammock, 1996; Hammock et al., 1993; Martignoni and Iwai, 1986).000 loài côn trùng bị nhiễm bởi virus này, đây là một tác nhân được công nhận là có khả năng thay thế thuốc trừ sâu hóa học có hiệu quả nhất và quan trọng do tính an toàn đối với môi trường và các sinh vật khác (Hunter – Fujita et al.

Hiện nay, một số nước tiên tiến trên thế giới đã sử dụng virus NPV phòng trừ các loại sâu hại cây trồng phổ biến như sâu ăn tạp (Spodoptera litura), sâu đo (Trichoplusia ni), sâu xanh da láng (Spodoptera exigua), sâu xanh bông (Heliothis armigera), sâu tơ (Plutella xylostella), sâu cuốn lá trà (Adoxophyes orana), sâu xếp lá trà (Honoma magnanima) (Kunimi, 2005; Hughes and Wood, 1981; Hughes et al., 1986; Takatsuka et al., 2005; Phạm Thị Thùy, 2004) và có hơn 20 loại virus của các loài sâu hại đã được sản xuất theo phương pháp công nghiệp thành dạng thuốc trừ sâu thương mại như Gemstar, Virin-HS, Spod-X, Ness-A, Ness-E, Spodopterin, Capex 2. Xuất phát từ thực tế, đề tài “Nghiên cứu đặc tính và hiệu quả phòng trừ của Nucleopolyhedrosis virus (NPV) trên sâu ăn tạp (Spodoptera litura Fabr.) và sâu xanh da láng (Spodoptera exigua Hubn.) tại Đồng bằng sông 2 Cửu Long” được thực hiện nhằm phát hiện, tìm kiếm nguồn virus bản địa có khả năng phòng trị sâu gây hại cây trồng. Hướng nghiên cứu này đã chọn virus NPV làm tác nhân phòng trừ sinh học đối với sâu ăn tạp và sâu xanh da láng với giả thuyết được đặt ra là liệu tại các vùng trồng rau màu ở ĐBSCL có nguồn virus NPV bản địa và có khả năng khống chế được sâu hại hay không. Một khi các chủng virus được phát hiện thì có thể nghiên cứu ứng dụng trong sản xuất thuốc trừ sâu sinh học chuyên trị hai loại sâu trên để mở ra hướng sản xuất rau màu theo hướng bền vững, an toàn và thân thiện với môi trường.2 Mục tiêu của luận án Thu thập, phân lập và tuyển chọn được chủng virus NPV cho hiệu quả cao đối với sâu ăn tạp và sâu xanh da láng tại ĐBSCL.

Xây dựng được quy trình sản xuất chế phẩm sinh học NPV dạng lỏng và dạng khô trong điều kiện phòng thí nghiệm. Ứng dụng được chế phẩm sinh học NPV trong quản lý sâu ăn tạp (SAT) và sâu xanh da láng (SXDL) trên đồng ruộng.3 Nội dung nghiên cứu Để luận án đạt được 3 mục tiêu trên, nghiên cứu đã được thực hiện gồm các nội dung như sau: Thu thập, phân lập và định danh virus NPV (Nucleopolyhedrosis virus) gây bê ̣nh trên sâu ăn tạp và sâu xanh da láng tại các ruộng rau màu ở một số tỉnh ĐBSCL. Nghiên cứu tính độc của các mẫu virus đa diện nhân thuộc hai loài là virus SpltNPV (Spodoptera litura nucleopolyhedrovirus), SeNPV (Spodoptera exigua nucleopolyhedrovirus) đố i với sâu ăn tạp và sâu xanh da láng trong điề u kiện phòng thí nghiê ̣m. Ở phần nghiên cứu này sẽ tập trung đánh giá hiê ̣u quả của các chủng virus SpltNPV, SeNPV; xác đinh ̣ giá tri ̣ LC50, LT50 của virus SpltNPV, SeNPV cũng như khảo sát sự suy giảm hiệu lực của virus và sự lây nhiễm chéo giữa virus SpltNPV và SeNPV nhằm củng cố lại tính chuyên biệt của virus NPV.

Nghiên cứu việc phối trộn thêm các chất phụ gia như Tinopal UNPA-GX và acid boric để làm tăng hoạt tính của virus SpltNPV, SeNPV phục vụ cho mục tiêu sản xuất chế phẩm sinh học. Ngoài ra, đề tài cũng nghiên cứu các điều kiện bảo quản chế phẩm sinh học NPV sao cho thời gian tồn trữ được lâu nhất. 3 Đánh giá hiệu quả của chế phẩm virus SpltNPV và SeNPV trên SAT và SXDL trong điều kiện nhà lưới và ngoài đồ ng.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu chính của đề tài là virus NPV có khả năng tiêu diệt sâu ăn tạp và sâu xanh da láng gây rại rau màu tại ĐBSCL. Nghiên cứu được giới hạn trên các loại cây trồng có sự xuất hiện chủ yếu của sâu ăn tạp là cải làm dưa, cải bắp và sâu xanh da láng là hành tím và hành lá.2 Phạm vi nghiên cứu Các nghiên cứu tập trung thu thập chủng virus NPV gây bệnh trên SAT, SXDL ngoài đồng, nghiên cứu đánh giá về hiệu lực sinh học của các chủng virus đối với sâu gây hại trong điều kiện phòng thí nghiệm, nhà lưới và ngoài đồng.

Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm sinh học có nguồn gốc từ virus NPV, đồng thời xây dựng hoàn thiện quy trình sử dụng chế phẩm này ở các mô hình sản xuất rau màu tại các tỉnh ĐBSCL. Các nghiên cứu được thực hiện từ tháng 08/2013 đến tháng 11/2016.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 1.1 Ý nghĩa khoa học Đề tài có ý nghĩa khoa học cao vì nghiên cứu về virus NPV có hệ thống trên hai đối tượng là SAT và SXDL tại ĐBSCL như thu thập, định danh, thử nghiệm độc tính của các chủng virus. Ngoài ra, đề tài còn hướng đến việc sản xuất thử nghiệm chế phẩm virus cho hiệu quả cao ngoài đồng để từ đó có cơ sở khuyến cáo người nông dân sử dụng nhằm thay thế dần cho thuốc BVTV.2 Ý nghĩa thực tiễn Kết quả của đề tài sẽ mở ra hướng quản lý một số loài sâu hại khác thuộc bộ cánh vẩy (Lepidoptera) theo IPM, thay thế hoặc luân phiên với thuốc hóa học cũng như kết quả sẽ là cơ sở dữ liệu cho các hướng nghiên cứu tiếp theo về đấ u tranh sinh ho ̣c côn trùng.3 Những đóng góp mới của luận án Luận án đã cung cấp các thông tin quan trọng như phương pháp thu thập, xác định virus NPV gây bệnh trên côn trùng dựa vào các đặc điểm triệu chứng, hình thái của thể vùi và sử dụng công nghệ sinh học dò tìm gene polh của polyhedrin (đặc trưng cho nhận biết virus NPV) để xác định được loài virus gây bệnh trên SAT và SXDL. Về mặt lý luận, luận án cũng đã khái quát được 4 một số đặc tính của virus NPV bản địa góp phần bổ sung vào cơ sở dữ liệu về lĩnh vực phòng trừ sinh học côn trùng tại ĐBSCL.

Kết quả đạt được là một bộ sưu tập gồm 43 chủng virus SpltNPV (Spodoptera litura nucleopolyhedrovirus) gây bệnh trên sâu ăn tạp và 20 chủng virus SeNPV (Spodoptera exigua nucleopolyhedrovirus) gây bệnh trên sâu xanh da láng tại chín tỉnh thuộc ĐBSCL, trong đó, mỗi tỉnh đã chọn lựa được chủng virus cho hiệu quả cao đối với sâu hại.