Nghiên Cứu Hiệu Ứng Vô Sinh Fl Của Liều Bức Xạ Gamma 200 Gy Trên Sâu Tơ Plutella xylostella

Luận án tiến sĩ phân tích sinh học góp phần nghiên cứu về hiệu ứng vô sinh f1 của liều bức xạ gamma 200 gy trên sâu tơ, xây dựng cơ sở lý luận, kiểm chứng thực nghiệm, đóng góp

• Trường học: Trường Đại Học Nông Lâm
• Chuyên ngành: Côn Trùng Học
• Đề tài: Nghiên Cứu Hiệu Ứng Vô Sinh Fl Trên Sâu Tơ Plutella xylostella Bằng Bức Xạ Gamma
• Loại tài liệu: Luận Án
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Đà Lạt

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM TẠ
• NHỮNG TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Khái quát về các nghiên cứu và ứng dụng vô sinh gây tạo trong phòng trừ sâu hại
• 1.1.1. Cách gây tạo vô sinh côn trùng
• 1.1.2. Lịch sử nghiên cứu và ứng dụng vô sinh gây tạo bằng bức xạ gamma
• 1.1.3. Các điều kiện cần lưu ý khi ứng dụng kỹ thuật côn trùng vô sinh trong thực tiễn phòng trừ sâu hại
• 1.2. Khái quát về sâu tơ Plutella xylostella
• 1.2.1. Lịch sử phát sinh, phân bố và tác hại của sâu tơ
• 1.2.2. Đặc điểm sinh học và sinh thái học của sâu tơ
• 1.2.3. Các biện pháp phòng trừ sâu tơ
• 1.2.4. Tình hình nghiên cứu gây tạo vô sinh bằng bức xạ gamma trên sâu tơ
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.2.1. Phương pháp nuôi sâu trong phòng thí nghiệm
• 2.2.2. Phương pháp lập bảng sống của sâu tơ
• 2.2.3. Phương pháp nghiên cứu biến động số lượng quần thể sâu tơ ngoài đồng ruộng
• 2.2.4. Phương pháp nghiên cứu vô sinh ở sâu tơ chiếu xạ và hậu thế của chúng
• 2.2.5. Phương pháp nghiên cứu sai hình nhiễm sắc thể
• 2.2.6. Phương pháp đánh giá ảnh hưởng của sâu tơ vô sinh (200 Gy) phóng thả
• 2.2.7. Phương pháp xử lý thống kê
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. Đặc điểm sinh học và sinh thái học của sâu tơ ở Đà Lạt
• 3.1.1. Các pha phát triển
• 3.1.2. Bảng sống trên đồng ruộng
• 3.1.3. Biến động số lượng quần thể sâu tơ ở Đà Lạt
• 3.2. Nghiên cứu vô sinh ở sâu tơ chiếu xạ và hậu thế của chúng
• 3.2.1. Xác định pha chiếu xạ và liều chiếu xạ
• 3.2.2. Nghiên cứu vô sinh ở sâu tơ chiếu xạ
• 3.2.3. Tỷ lệ vô sinh hoàn toàn
• 3.2.4. Tỷ lệ trứng nở
• 3.2.5. Giới tính của hậu thế
• 3.2.6. Tỷ lệ sống sót ở hậu thế F1
• 3.2.7. Sai hình nhiễm sắc thể ở hậu thế F1 sâu tơ đực chiếu xạ
• 3.2.8. Nghiên cứu vô sinh ở hậu thế F1 sâu tơ đực xử lý liều 200 Gy
• 3.2.8.1. Tỷ lệ vô sinh hoàn toàn
• 3.2.8.2. Tỷ lệ trứng nở
• 3.2.9. Ảnh hưởng của sâu tơ vô sinh (200 Gy) phóng thả đối với quần thể sâu tơ trong lồng ngoài đồng ruộng
• 3.2.10. Xác suất giao phối của sâu tơ vô sinh (200 Gy) phóng thả
• 3.2.11. Ảnh hưởng của sâu tơ vô sinh (200 Gy) phóng thả
• 3.2.12. Ảnh hưởng phối hợp của sâu tơ vô sinh (200 Gy) và ong kén trắng ký sinh, Cotesia plutellae, phóng thả trong lồng ngoài đồng ruộng
• KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• NHỮNG TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN

Tóm tắt

I. Nghiên Cứu Hiệu Ứng Vô Sinh F1 Giải Pháp Cho Sâu Tơ

Sâu tơ Plutella xylostella là một trong những loài sâu hại nguy hiểm nhất đối với cây trồng họ Thập tự trên toàn thế giới. Tại Việt Nam, ước tính thiệt hại do sâu tơ gây ra chiếm từ 30-50% tổng sản lượng rau. Việc lạm dụng thuốc trừ sâu hóa học đã dẫn đến nhiều hệ quả nghiêm trọng như sâu kháng thuốc, ô nhiễm môi trường và đe dọa sức khỏe con người. Do đó, việc tìm kiếm các biện pháp phòng trừ sâu tơ hiệu quả và thân thiện với môi trường là vô cùng cần thiết. Một trong những hướng đi đầy hứa hẹn là nghiên cứu hiệu ứng vô sinh F1 bằng bức xạ Gamma, một phương pháp có tiềm năng lớn trong quản lý dịch hại tổng hợp (IPM). Cơ Quan Năng Lượng Nguyên Tử Quốc Tế (IAEA) và Tổ Chức Lương Nông Quốc Tế (FAO) từ lâu đã phối hợp chủ trì việc nghiên cứu và ứng dụng kỹ thuật côn trùng vô sinh (SIT) vào thực tiễn phòng trừ sâu hại. Nghiên cứu này nhằm xây dựng cơ sở khoa học cho việc áp dụng vô sinh F1 ở sâu tơ hại rau tại Việt Nam, đánh giá tiềm năng của biện pháp này trong việc kìm hãm số lượng quần thể sâu tơ tại Đà Lạt.

1.1. Tầm Quan Trọng Của Kiểm Soát Sâu Tơ Plutella Xylostella

Việc kiểm soát hiệu quả sâu tơ Plutella xylostella là yếu tố then chốt để đảm bảo năng suất và chất lượng rau màu. Thiệt hại kinh tế do loài sâu này gây ra là rất lớn, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu và tình trạng kháng thuốc ngày càng gia tăng. Nghiên cứu các biện pháp phòng trừ sinh học, bao gồm cả hiệu ứng vô sinh, đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển nền nông nghiệp bền vững. Việc giảm sự phụ thuộc vào thuốc trừ sâu hóa học giúp bảo vệ môi trường, sức khỏe người tiêu dùng và nâng cao giá trị sản phẩm nông nghiệp.

1.2. Giới Thiệu Phương Pháp Bức Xạ Gamma Trong Nông Nghiệp

Bức xạ Gamma là một công cụ hữu ích trong nhiều lĩnh vực của nông nghiệp, bao gồm bảo quản thực phẩm, tạo giống cây trồng mới và kiểm soát sâu hại. Trong kiểm soát sâu hại, bức xạ Gamma được sử dụng để gây hiệu ứng vô sinh ở côn trùng, làm giảm khả năng sinh sản và kìm hãm sự phát triển của quần thể. Phương pháp này có tính đặc hiệu cao, ít gây ảnh hưởng đến các loài sinh vật khác và an toàn cho môi trường nếu được sử dụng đúng cách. Việc ứng dụng năng lượng nguyên tử trong nông nghiệp hứa hẹn mang lại nhiều lợi ích to lớn.

II. Thách Thức Đề Kháng Thuốc Và Ảnh Hưởng Môi Trường

Việc sử dụng rộng rãi thuốc trừ sâu hóa học để phòng trừ sâu tơ đã dẫn đến tình trạng đề kháng thuốc ngày càng gia tăng. Nhiều loại thuốc không còn hiệu quả, buộc nông dân phải sử dụng các loại thuốc mạnh hơn, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường và sức khỏe. Các loại thuốc trừ sâu có tác động tích tụ vào chuỗi thức ăn, làm giảm số lượng loài sinh vật có ích, giảm tính đa dạng sinh học và gây hại cho con người. Theo tài liệu gốc, tỷ lệ thuốc hóa học sử dụng bình quân trên 1 ha gieo trồng là 0,4-0,5 kg chất hữu hiệu a. Cá biệt ở vùng rau Đà lạt 5,1 — 13,5 kg a./ha. Bên cạnh đó, chi phí cho thuốc trừ sâu cũng là một gánh nặng đối với người nông dân. Do đó, việc tìm kiếm các giải pháp thay thế an toàn và hiệu quả là vô cùng cấp thiết. Biện pháp sinh học được coi là một trong những hướng đi tiềm năng để giải quyết những thách thức này.

2.1. Tác Hại Của Thuốc Trừ Sâu Hóa Học Đến Môi Trường Sinh Thái

Thuốc trừ sâu hóa học gây ra nhiều tác động tiêu cực đến môi trường sinh thái. Chúng có thể làm ô nhiễm nguồn nước, đất đai và không khí, ảnh hưởng đến các loài sinh vật không phải mục tiêu, bao gồm cả các loài có ích như ong và bọ rùa. Việc tích tụ thuốc trừ sâu trong chuỗi thức ăn có thể gây ra những hậu quả nghiêm trọng đối với sức khỏe con người và động vật hoang dã. Cần có những biện pháp quản lý chặt chẽ việc sử dụng thuốc trừ sâu để giảm thiểu những tác động tiêu cực này.

2.2. Thực Trạng Đề Kháng Thuốc Trừ Sâu Ở Sâu Tơ Plutella Xylostella

Đề kháng thuốc trừ sâu là một vấn đề ngày càng nghiêm trọng trong phòng chống sâu tơ Plutella xylostella. Việc sử dụng liên tục một loại thuốc trừ sâu trong thời gian dài có thể dẫn đến sự chọn lọc tự nhiên, khiến cho quần thể sâu tơ trở nên kháng thuốc. Điều này đòi hỏi phải sử dụng các loại thuốc mạnh hơn hoặc kết hợp nhiều loại thuốc khác nhau, làm tăng chi phí và gây hại thêm cho môi trường. Cần có những chiến lược quản lý kháng thuốc hiệu quả để duy trì hiệu quả của các biện pháp phòng trừ.

III. Giải Pháp Nghiên Cứu Vô Sinh F1 Bằng Bức Xạ Gamma

Hiệu ứng vô sinh F1 bằng bức xạ Gamma là một phương pháp đầy triển vọng trong kiểm soát sâu tơ. Phương pháp này dựa trên nguyên tắc chiếu xạ một liều bức xạ Gamma dưới ngưỡng gây vô sinh hoàn toàn cho sâu tơ, tạo ra các đột biến di truyền gây vô sinh hoặc giảm khả năng sinh sản ở thế hệ con cháu (F1). Khi các cá thể F1 vô sinh giao phối với các cá thể khỏe mạnh trong quần thể tự nhiên, số lượng sâu tơ sẽ giảm dần theo thời gian. Điểm ưu việt của phương pháp này là không gây ra độc tính trực tiếp cho môi trường và có thể được tích hợp vào các chương trình quản lý dịch hại tổng hợp (IPM). Các nghiên cứu ban đầu cho thấy hiệu ứng vô sinh F1 có thể đạt được hiệu quả cao trong việc kìm hãm quần thể sâu tơ.

3.1. Cơ Chế Tác Động Của Bức Xạ Gamma Gây Vô Sinh Di Truyền

Bức xạ Gamma tác động lên DNA của tế bào sinh sản, gây ra các đột biến gen và sai hình nhiễm sắc thể. Những đột biến này có thể không gây ra tác động ngay lập tức đối với cá thể bị chiếu xạ, nhưng lại gây ra hiệu ứng vô sinh hoặc giảm khả năng sinh sản ở thế hệ con cháu (F1). Cơ chế tác động này được gọi là vô sinh di truyền và là cơ sở của phương pháp vô sinh F1. Liều lượng bức xạ Gamma được điều chỉnh để tối ưu hóa hiệu ứng vô sinh mà không ảnh hưởng quá nhiều đến khả năng cạnh tranh giao phối và sức sống của sâu tơ.

3.2. Ưu Điểm Của Vô Sinh F1 So Với Kỹ Thuật Côn Trùng Vô Sinh SIT

Vô sinh F1 có một số ưu điểm so với Kỹ thuật côn trùng vô sinh (SIT) truyền thống. Trong SIT, sâu tơ được chiếu xạ với liều lượng cao để gây vô sinh hoàn toàn, điều này có thể làm giảm khả năng cạnh tranh giao phối và sức sống của chúng. Trong khi đó, vô sinh F1 sử dụng liều lượng bức xạ Gamma thấp hơn, giúp duy trì khả năng cạnh tranh giao phối của sâu tơ và vẫn đạt được hiệu ứng vô sinh ở thế hệ con cháu. Điều này giúp tăng hiệu quả của chương trình phóng thả và giảm chi phí sản xuất sâu tơ vô sinh.

IV. Phương Pháp Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Liều Bức Xạ Gamma Đến Sâu Tơ

Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá ảnh hưởng của các liều bức xạ Gamma khác nhau đến khả năng sinh sản của sâu tơ và tỷ lệ nở trứng của thế hệ F1. Các thí nghiệm được thực hiện trong điều kiện phòng thí nghiệm, với các thông số môi trường được kiểm soát chặt chẽ. Sâu tơ được nuôi trên môi trường nhân tạo và được chiếu xạ ở các giai đoạn phát triển khác nhau. Sau khi chiếu xạ, khả năng sinh sản, tỷ lệ nở trứng, vòng đời sâu tơ, tỷ lệ vô sinh hoàn toàn và giới tính của hậu thế được theo dõi và ghi lại. Kết quả nghiên cứu sẽ giúp xác định liều lượng bức xạ Gamma tối ưu để đạt được hiệu ứng vô sinh F1 mong muốn. Ngoài ra, nghiên cứu cũng đánh giá ảnh hưởng của việc phóng thả sâu tơ vô sinh (200 Gy) đối với quần thể sâu tơ trong lồng ngoài đồng ruộng.

4.1. Xác Định Pha Chiếu Xạ Và Liều Lượng Bức Xạ Gamma Phù Hợp

Việc xác định pha chiếu xạ và liều lượng bức xạ Gamma phù hợp là yếu tố then chốt để đạt được hiệu ứng vô sinh F1 hiệu quả. Các giai đoạn phát triển khác nhau của sâu tơ có độ nhạy cảm khác nhau đối với bức xạ Gamma. Do đó, cần phải tiến hành các thí nghiệm để xác định giai đoạn nào là thích hợp nhất để chiếu xạ. Liều lượng bức xạ Gamma cũng cần được điều chỉnh cẩn thận để tối ưu hóa hiệu ứng vô sinh mà không ảnh hưởng quá nhiều đến khả năng cạnh tranh giao phối và sức sống của sâu tơ.

4.2. Đánh Giá Tỷ Lệ Nở Trứng Và Ảnh Hưởng Đến Hậu Thế

Tỷ lệ nở trứng là một chỉ số quan trọng để đánh giá hiệu quả của bức xạ Gamma trong việc gây vô sinh ở sâu tơ. Các thí nghiệm được thực hiện để so sánh tỷ lệ nở trứng của các nhóm sâu tơ được chiếu xạ với các liều lượng khác nhau và nhóm đối chứng không được chiếu xạ. Ngoài ra, nghiên cứu cũng theo dõi ảnh hưởng của bức xạ Gamma đến giới tính của hậu thế và các đặc điểm sinh học khác. Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp thông tin quan trọng để đánh giá tiềm năng của phương pháp vô sinh F1.

V. Kết Quả Hiệu Quả Kìm Hãm Quần Thể Sâu Tơ Tại Đà Lạt

Nghiên cứu này đánh giá hiệu quả của việc phóng thả sâu tơ vô sinh (200 Gy) đối với quần thể sâu tơ trong lồng ngoài đồng ruộng tại Đà Lạt. Xác suất giao phối của sâu tơ vô sinh (200 Gy) phóng thả và ảnh hưởng của sâu tơ vô sinh (200 Gy) phóng thả đối với quần thể sâu tơ được theo dõi chặt chẽ. Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng đánh giá ảnh hưởng phối hợp của sâu tơ vô sinh (200 Gy) và ong kén trắng ký sinh, Cotesia plutellae, phóng thả trong lồng ngoài đồng ruộng. Kết quả cho thấy việc phóng thả sâu tơ vô sinh có thể góp phần kìm hãm sự phát triển của quần thể sâu tơ trong điều kiện thực tế. Tuy nhiên, hiệu quả của phương pháp này có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như mật độ quần thể sâu tơ ban đầu, điều kiện thời tiết và sự di chuyển của sâu tơ từ các khu vực khác.

5.1. Đánh Giá Xác Suất Giao Phối Của Sâu Tơ Vô Sinh Trong Tự Nhiên

Xác suất giao phối của sâu tơ vô sinh trong tự nhiên là một yếu tố quan trọng quyết định hiệu quả của phương pháp vô sinh F1. Nếu sâu tơ vô sinh không cạnh tranh được với sâu tơ khỏe mạnh trong việc giao phối, thì hiệu quả kìm hãm quần thể sẽ bị giảm sút. Nghiên cứu này sử dụng các phương pháp quan sát và phân tích di truyền để đánh giá xác suất giao phối của sâu tơ vô sinh trong điều kiện thực tế.

5.2. Tác Động Phối Hợp Của Vô Sinh F1 Và Ong Kén Trắng Ký Sinh

Việc kết hợp phương pháp vô sinh F1 với các biện pháp kiểm soát sinh học khác, chẳng hạn như sử dụng ong kén trắng ký sinh Cotesia plutellae, có thể làm tăng hiệu quả của chương trình quản lý dịch hại tổng hợp (IPM). Ong kén trắng ký sinh là một loài thiên địch quan trọng của sâu tơ, giúp kiểm soát mật độ quần thể sâu tơ một cách tự nhiên. Nghiên cứu này đánh giá tác động phối hợp của vô sinh F1 và ong kén trắng ký sinh trong việc kìm hãm quần thể sâu tơ tại Đà Lạt.

VI. Kết Luận Tiềm Năng Và Hướng Phát Triển Của Nghiên Cứu

Nghiên cứu này đã cung cấp những bằng chứng ban đầu về tiềm năng của hiệu ứng vô sinh F1 bằng bức xạ Gamma trong kiểm soát sâu tơ. Tuy nhiên, cần có thêm nhiều nghiên cứu sâu hơn để tối ưu hóa các thông số kỹ thuật và đánh giá hiệu quả của phương pháp này trong các điều kiện khác nhau. Các hướng nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào việc cải thiện khả năng cạnh tranh giao phối của sâu tơ vô sinh, tìm kiếm các liều bức xạ Gamma tối ưu cho các giai đoạn phát triển khác nhau của sâu tơ, và đánh giá hiệu quả kinh tế và ảnh hưởng đến môi trường của phương pháp vô sinh F1. Việc ứng dụng thành công phương pháp này có thể góp phần quan trọng vào việc xây dựng nền nông nghiệp bền vững và bảo vệ môi trường.

6.1. Đánh Giá Hiệu Quả Kinh Tế Của Phương Pháp Vô Sinh F1

Việc đánh giá hiệu quả kinh tế của phương pháp vô sinh F1 là rất quan trọng để đảm bảo tính khả thi và bền vững của phương pháp này. Cần phải so sánh chi phí sản xuất sâu tơ vô sinh, chi phí phóng thả và chi phí quản lý quần thể sâu tơ với lợi ích kinh tế thu được từ việc giảm thiệt hại do sâu tơ gây ra. Nếu hiệu quả kinh tế của phương pháp vô sinh F1 cao hơn so với các phương pháp kiểm soát sâu hại khác, thì phương pháp này sẽ được chấp nhận rộng rãi và được áp dụng trong thực tế.

6.2. Hướng Nghiên Cứu Về An Toàn Bức Xạ Và Tác Động Đến Môi Trường

Việc nghiên cứu về an toàn bức xạ và tác động đến môi trường của phương pháp vô sinh F1 là rất cần thiết để đảm bảo rằng phương pháp này không gây ra những hậu quả tiêu cực cho sức khỏe con người và môi trường sinh thái. Cần phải đảm bảo rằng quy trình chiếu xạ được thực hiện đúng cách để tránh rò rỉ bức xạ Gamma. Bên cạnh đó, cần phải đánh giá ảnh hưởng của việc phóng thả sâu tơ vô sinh đến các loài sinh vật khác trong hệ sinh thái và đảm bảo rằng phương pháp này không gây ra sự mất cân bằng sinh thái.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Sâu tơ , Plutella xylostella (L.) (Lepidoptera:Yponomeutidae), là một loài sâu hại quan trọng trên rau trồng họ Thập Tự (Crucifcrac) ở nhiều nước trên thế giới. Riêng tại Việt Nam, tốn thất hằng năm do chúng gây nên ước khoảng 30-50% tống sản lượng[3]. Sử dụng thuốc trừ sâu hóa học đã từng được thừa nhận là biện pháp hữu hiệu nhất đối với chúng. Các ưu điểm như rẽ tiên, dễ sử dụng, và hiệu quả cao đã khiến nông dân lạm dụng thuốc trừ sâu, hậu quả làm nẫy sinh nhiều vấn để mà chúng ta phải đương đầu ngày nay: sâu hình thành tính kháng thuốc, môi trường sinh thái bị ô nhiễm, sức khóc con người bi de dọa.

Chính vì vậy việc phòng trừ loài sâu hại này đã trở thành một mặt trận phức tạp đòi hỏi sự tham gia nghiên cứu của các chuyên gia thuộc nhiều ngành khoa học khác nhau, trong đó có các nhà côn trùng học và các nha di truyền học. Cơ Quan Năng Lượng Nguyên Tử Quốc Tế (IAEA) và Tổ Chức Lương Nông Quốc Tế (FAO) từ lâu đã phối hợp chủ trì việc nghiên cứu và ứng dụng kỹ thuật côn trùng vô sinh (Sterile Insect Technique, viết tắt SIT) vào thực tiển phòng trừ sâu hại. Nội dung cơ bản của biện pháp này là xử lý phóng xạ tạo ra các cá thế vô sinh hoàn toàn qua các cơ chế di truyền như đột biến chết trội, chuyển đoạn, v. sau đó tha chúng vào quần thể tự nhiên với số lượng lớn nhằm làm giảm mật độ quần thế.

Các thành tựu đã đạt được chủ yếu trên các đối tượng thuộc bộ Diptera như ruồi thịt Cochliomyia , ruồi đục quả Dacus cucurbitae v. Riêng các loài sâu hại bộ Lepidoptera, sức để kháng phóng xạ cửa chúng cao hơn han so với bộ Diptera [77][100], điều này dẫn đến liều phóng xạ đáp ứng yêu cầu gây vô sinh hoàn toàn phải cao, hậu quả làm chúng bị giám khả năng cạnh tranh giao phối và sức sống. Hiện tượng vô sinh di truyén ở hậu thế F1 sâu bố mẹ xử lý liễu phóng xạ đưới vô sinh được phát hiện lần đầu tiên trên loài Carpocapsa pomonella (Lepidoptera: Olethreutidae) vào năm 1962 [109] đã mở ra phương hướng nghiên cứu ứng dụng phòng trừ sâu hại có tên gọi là vô sinh Fl (FI Sterility) - còn gọi là vô sinh di truyền (Inherited Sterility), vô sinh một phần (Partly Sterility), vô sinh chậm (Delayed Sterility). Chúng tôi thực hiện dé tài: “ Góp phần nghiên cứu hiệu ứng vô sinh Fl của liều bức xa gamma 200 Gy trên sâu tơ Plutella xylostella (L.)” với mục đích: - - Bước đầu xây dựng cơ sở khoa học cho nghiên cứu gây tao vô sinh Fl ở sâu tơ hại rau tại Việt Nam.

- Tham dò tiểm năng của biện pháp vô sinh F1 đối với việc kim him số lượng quần thể sâu tơ tại Đà Lạt, một trong những trung tâm trồng rau lớn nhất tại Việt Nam. Nội dung cơ bản của luận án bao gồm: - _ Nghiên cứu đặc điểm sinh học và sinh thái học của sâu tơ ở Đà Lat. - _ Nghiên cứu vô sinh ở sâu tơ chiếu xạ và hậu thế F1 của chúng. - _ Đánh giá ảnh hưởng của sâu tơ vô sinh phóng thả đối với quần thể sâu tơ trong lổng ngoài đồng ruộng.

Để tài luận án là một phần của chương trình nghiên cứu hợp tác quốc tế “Đánh giá sự kìm hãm quần thể côn trùng bởi loài Lepidoptera chiếu xạ và hậu thế của chúng” (Evaluation of insect population suppression by irradiated Lepidoptera and their progeny) (1992-1998) do Cơ Quan Năng Lượng Nguyên Tử Quốc Tế (IAEA) chủ trì. CHƯƠNG MỘT TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. KHÁI QUÁT VỀ CÁC NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG VÔ SINH GÂY TẠO TRONG PHÒNG TRỪ SÂU HAI Trong lịch sử loài người, bảo đảm nhu cầu về lương thực và thực phẩm bao giờ cũng là một vấn để cấp thiết. Dan số tăng nhanh không tương ứng với sự gia tăng của sản lượng cây trồng.

Thêm vào đó, tổn thất do sâu hại gây ra chiếm 20% tổng sản lượng nông nghiệp/năm, riêng vùng nhiệt đới con số này lên đến 30% [6]. Đã có thời kỳ một số loại thuốc trừ sâu hóa học được “sủng ái” và trao toàn quyển bảo vệ thực vật cho chúng. Sau Đại Chiến Thế Giới Thứ Hai lượng DDT sản xuất lên tới 2 triệu tấn/năm để rải trên hàng trăm triệu hecta. Hiện nay, vài nghìn loại thuốc trừ sâu đang lưu hành trên thị trường thế giới.

Nhiều loại có phổ tác động rộng và tổn lưu lâu dai. Riêng tại nước ta, danh mục thuốc bảo vệ thực vật được phép sử dụng tính từ đầu năm 1998 gồm 245 hoạt chất với 708 tên thương phẩm: thuốc hạn chế sử dụng gồm 21 loại hoạt chất với 46 tên thương phẩm; thuốc cấm sử dụng g6m 23 loại hoạt chất [1]. Bảo vệ thực vật bằng thuốc trừ sâu có ưu điểm là hiệu quả nhanh và giá thành tương đối rẻ. Từ đó dễ dẫn đến lạm dụng thuốc trừ sâu.

Kết quả nghiên cứu ở nhiều nơi trên thế giới cho thấy hiệu quả của thuốc càng ngày càng giảm. Nhiều trường hợp phải tăng nồng độ thuốc lên tới hàng chục lần, số lần phun thuốc tăng gấp 10 lần mà sâu bệnh vẫn không trừ được. Có khi năng suất cây trồng ở đó lại giảm sút so với nơi không phun thuốc. Một quá trình chọn lọc tự nhiên đã diễn ra một cách nhanh chóng.

Các cá thể có đột biến kháng thuốc đã được tự nhiên chọn lọc và bảo tổn tạo ra những chủng sinh vật trơ với thuốc. Việc sử dụng thiếu cân nhắc thuốc trừ sâu còn là nguyên nhân làm cho cơ chế điều chỉnh tự nhiên số lượng quần thể bị rối loạn, tạo điều kiện cho các sâu hại phát triển mạnh mẽ. Mặt khác, lượng thuốc trừ sâu rải khắp ruộng đồng làm nhiễm bẩn và đầu độc môi sinh. Sự tham gia của các loại thuốc trừ sâu (nhất là các loại thuốc có tác động tích tụ) vào chuỗi thức ăn dẫn đến một số hiện tượng kỳ lạ như thuốc trừ sâu được phát hiện trong chim cánh cụt ở Nam cực và trong gấu trắng ở Bắc cực.

Mặt khác, các chất hữu cơ lơ lững trong nước, đặc biệt là dầu hỏa và các sản phẩm cửa dầu hỏa chứa DDT với lượng 10.000 lần lớn hơn nước, còn bùn ở dưới đáy biển thì chứa DDT với lượng 1,7 triệu lần lớn hơn nước [69]. Chim bị ngộ độc thường xuyên khi ăn cá và các động vật ở nước. Ở Việt Nam, hiện trạng ô nhiễm môi trường do thuốc trừ sâu hoá học đã trở thành vấn để cần được quan tâm. Các loại thuốc này đã và đang là những nguyên nhân đóng góp vào việc làm giảm số lượng nhiễu loài sinh vật có ích, làm giảm tính đa dang sinh học, ảnh hưởng có hại đối với sức khỏe con người.

Tỷ lệ thuóc hóa học sử dụng bình quân trên 1 ha gieo trồng là 0,4-0,5 kg chất hữu hiệu a. Cá biệt ở vùng rau Đà lạt 5,1 — 13,5 kg a./ha; vùng trồng bông Thuận Hải 1,7-2,5 kg a./ha; vùng trồng lúa ở đồng bằng sông Cửu Long 1,5-2,7 kg a./ha; vùng chè ở Hoà Bình 3,2- 3,5 kg a. Điều mâu thuẫn là ngay sau khi chiến tranh thế giới kết thúc, Viện Hàn Lâm Khoa Học Thụy Điển tặng giải Nobel cho nhà khoa học Thụy Sĩ Miller, người đã có công phát minh ra tính chất diệt sâu của DDT vào năm 1937, nhưng gần đây, cũng ở Thụy Điển và nhiều nước khác việc dùng DDT bị nhà nước nghiêm cấm. Yêu cầu cấp bách phải bảo vệ thực vật có hiệu quả trên một qui mô sản xuất lớn, cùng với lời kêu gọi khẩn thiết phẩi bảo vệ môi sinh vi lợi ích lâu dài của con người đã làm hướng đấu tranh sinh học trong bảo vệ thực vật ngày càng phát triển.

Năm 1888, qua thành công của việc nhập nội loài bo rùa Rodolia cardinalis vào bang California (Mỹ) để phòng trừ rệp sáp Icerya purchasi phá hại các vườn cây ăn quả do nhà côn trùng học A. Koebele đề xuất, biện pháp đấu tranh sinh học được hiểu là “biện pháp sử dụng sinh vật để ngăn chận sự sinh sôi nảy nở của các loài vật gây hại khác”, và côn trùng học là ngành khoa học có những công trình ứng dụng đầu tiên. Tiếp sau đó, các loài ăn thịt (bọ xít Reduvius personatus, bọ rùa Lidorus lochantae, v.), các loài ký sinh (ong ho Ichneumonidae, họ Chalcidae,v.), và các loài gây bệnh (vi khuẩn Bacillus thuringiensis, nấm Metarhiziumy.) đã lần lượt được đưa vào đồng ruộng để ngăn chận sự phát triển của sâu hại [6]. Những năm gần đây, các thành tựu đạt được trong lĩnh vực sinh lý học, sinh thái học, hóa sinh học, và nhất là trong lĩnh vực di truyển học đã dần dần mở rộng phạm vi vận dụng và tăng cường hiệu quả cho phương hướng phòng trừ sinh học.

Sự kìm hãm sâu hại bằng biện pháp di truyền độc đáo ở chỗ phóng thả các sâu bị biến đổi vé mặt di truyền để khống chế chính loài ấy, tức tự tiêu diệt. Xét về tính đặc trưng và sự an toàn, biện pháp này hơn hẳn biện pháp hóa học. Cơ sở của biện pháp di truyén là làm cho các cá thể của quần thể sâu hại mất khả năng sinh đẻ bình thường (gây cảm ứng nhân tạo hoặc cho những cá thể thuộc các quần thể không phù hợp về mặt di truyền giao phối với nhau để có được những thế hệ con cháu vô sinh). Hiện tượng vô sinh cảm ứng ở sâu đực có thể có ba kiểu ở ba mức độ: - Tinh trùng hoàn toàn không phát triển.

- Tinh trùng phát triển nhưng không bình thường. Chúng không chuyển động được và không có khả năng thụ tỉnh trứng. - _ Có những biến đổi trong cấu trúc nhiễm sắc thể của tinh trùng : xuất hiện cầu nối giữa các nhiễm sắc thể, đảo đoạn, chuyển đoạn. Tỉnh trùng vẫn chuyển động được và còn khả năng thu tinh trứng.

Cách gây tao vô sinh côn tràng Gây tạo vô sinh ở côn trùng thường được tiến hành hoặc bằng hóa chất hoặc bằng phóng xạ. Các hóa chất gây vô sinh côn trùng thuộc ba nhóm [6]: - _ Những hợp chất alkylin tạo nên những sai hình nhiễm sắc thé trong tế bào sinh dục đực và cái. - Những hợp chất làm rối loạn trao đổi chất, chủ yếu tác động qua đường ruột. Các tế bào khi đã tiếp nhận các chất này thì sẽ không thể thực hiện được sinh tổng hợp bình thường mà lại tổng hợp nên những chất kỳ quái.