Luận văn Xác định gen gây độc và tính đa dạng di truyền của nấm Metarrhizium Anisopliae ký sinh trên côn trùng

Tình hình dân số ngày càng gia tăng, nhu cầu của con người sử dụng lương thực ngày càng cao cả về số lượng và chất lượng. Do đó, mục tiêu đặt ra là sản xuất nông nghiệp phải đạt năng suất cao và ổ định. Để bảo vệ mùa màng khỏi bị các đối tượng dịch hại tấn công, người ta đã đưa ra nhiều phương pháp khác nhau trong đó phương pháp sử dụng thuốc trừ sâu hóa học vẫn còn đang chiếm ưu thế hiện nay. Tuy nhiên, việc sử dụng nhiều thuốc hoá học sẽ gây ra những hậu quả không mong muốn như ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ con người, gây ô nhiễm môi trường, tăng tính kháng của dịch hại, tiêu diệt hệ thiên địch, phá vỡ mối cân bằng sinh thái trong tự nhiên, gây ra nhiều vụ bùng nổ về số lượng lớn sâu hại. Quan sát thực tế thấy rằng, ngoài tác dụng của thuốc hoá học gây chết côn trùng còn có nấm ký sinh cũng gây chết côn trùng. Các loại nấm ký sinh côn trùng trong tự nhiên rất phong phú và đa dạng, có hơn 700 loài nấm gây hại cho côn trùng hầu hết thuộc bộ Moniliales (Deuteromycetes) và bộ Entomophthorales (Phycomyces) gây bệnh cho hơn 90 loại côn trùng (Charley, 1989). Việc sử dụng vi sinh vật gây hại côn trùng để quản lý sâu hại là biện pháp sinh học lý tưởng. Việc dùng biện pháp sinh học sẽ đem lại hiệu quả tốt và ít ảnh hưởng đến môi trường cũng như sức khoẻ con người. Do vậy, trong những năm gần đây, đã có nhiều nghiên cứu về lĩnh vực này nhằm tạo ra một nền nông nghiệp sạch và bền vững. Trong các loài vi sinh vật gây hại côn trùng đáng chú ý nhất là ngành phụ nấm bất toàn mà quan trọng là nấm Metarrhizium anisopliae - một trong các loài có tính diệt côn trùng mạnh nhất. Nói chung, trên thế giới nấm Metarrhizium anisopliae và một số loại nấm khác như Baeuveria bassiana, Normurea đã được nghiên cứu, sử dụng và thương mại hóa từ lâu – như là một loại thuốc trừ sâu sinh học trong công tác phòng chống một số loại sâu hại thuộc bộ cánh phấn (Lepidoptera), và cánh cứng (Coleoptera) trên nhiều loại cây trồng khác nhau. Ở nước ta, những nghiên cứu về đặc tính sinh học, khả năng gây độc, xác định sự đa dạng sinh học của nấm Metarrhizium anisopliae vẫn chưa rộng và chỉ thực hiện 2 ở mức độ hình thái. Nấm Metarrhizium anisopliae ký sinh trên nhiều loại côn trùng của nhiều loại cây trồng khác nhau như trên sâu róm, sâu tơ, sâu khoang (ở miền Bắc); trên rầy nâu, bọ xít đen, sâu cuốn lá lúa, sâu cắn gié, sâu xanh da láng, sâu tơ, bọ dừa, rệp xáp, cào cào (ở miền Nam) (Phạm Thị Thuỳ và ctv, 2000). Trong chiều hướng tiến đến xây dựng một nền nông nghiệp hàng hoá với sản phẩm sạch và chất lượng cao, không ca ngợi và lạm dụng thuốc trừ sâu hoá học thì việc nghiên cứu sâu hơn về các loại nấm này cần được quan tâm. Từ khi Metarrhizium anisopliae có mặt ở khắp nơi, đòi hỏi phải có các kỹ thuật sinh học phân tử hiện đại để xác định gen gây độc của chúng nhằm chọn lọc ra những chủng nấm Metarrhizium anisopliae có tính độc cao đảm bảo hoạt tính trừ sâu lâu dài và hiệu quả. Sự mô tả đúng và chính xác những loài nấm Metarrhizium anisopliae sẽ đánh giá được tầm quan trọng lớn nhất cho việc nghiên cứu nấm ký sinh côn trùng như là tác nhân phòng trừ sinh học ở những loài côn trùng khác nhau. Một số kỹ thuật sinh học phân tử thật sự hữu hiệu trong việc nghiên cứu sâu hơn về loại nấm này đã được sử dụng nhiều nơi trên thế giới như kỹ thuật PCR phát hiện sự hiện diện của gen Pr1 (protease) của nấm Metarrhizium anisopliae; kỹ thuật RFLP, RAPD dùng để xác định sự đa dạng di truyền của gen gây độc Pr1 giữa những dòng nấm Metarrhizium anisopliae; đặc biệt là kỹ thuật sequencing có thể xác định được cụ thể trình tự nucleotide của đoạn gen gây độc này. Gen Pr1 là một chymoelastase, trở thành một yếu tố quyết định tác nhân gây bệnh. Pr1 được sản xuất ra để ức chế carbon catabolite, nitrogen metabolite ở lớp biểu bì côn trùng. Trên cơ sở chưa có báo cáo khoa học nào trong nước nghiên cứu sâu hơn về gen qui định tính độc và sự đa dạng di truyền bằng các phương pháp phân tử hiện đại. Xuất phát từ vấn đề trên chúng tôi thực hiện đề tài:”Xác định gen gây độc Pr1 và tính đa dạng di truyền đoạn gen Pr1 của nấm Metarrhizium anisopliae trên côn trùng gây hại.” 1.2. Mục đích và yêu cầu đề tài 1.2.1. Mục đích Làm cơ sở khoa học cho việc xác định đa dạng di truyền và xác định gen gây độc nhằm tạo ra được thuốc trừ sâu sinh học có hoạt tính ổn định và hiệu quả đối với từng loại cây trồng, đáp ứng nhu cầu trong công tác bảo vệ thực vật hiện nay. 3 1.2.2. Mục tiêu Xác định gen Pr1 và tìm sự khác biệt trong trình tự nucleotide của đoạn gen Pr1 giữa các dòng nấm Metarrhizium anisopliae. 1.2.3. Yêu cầu nghiên cứu Phân lập các dòng nấm Metarrhizium anisopliae ký sinh trên nhiều loại côn trùng ở những cây trồng khác nhau. Phát hiện gen gây độc Pr1 của nấm Metarrhizium anisopliae bằng phương pháp PCR. Xác định trình tự nucleotide của đoạn gen gây độc Pr1. 1.3. Đối tượng nghiên cứu Nấm Metarrhizium anisopliae thu thập ở các tỉnh thành khác nhau như: Long An, Trà Vinh, Tây Ninh, Tiền Giang, Bến Tre, Quận 2 thành phố Hồ Chí Minh, Quận 9 thành phố Hồ Chí Minh gây hại cho côn trùng trên các đối tượng cây trồng khác nhau.

TÀI LIỆU LUẬN VĂN CÙNG DANH MỤC