Giới thiệu chung
Bacillus thuringiensis (viết tắt: Bt) là vi khuẩn Gram dương, và cũng là loài vi khuẩn đất điển hình được phân lập ở vùng Thuringia, Đức. Bt có khả năng tổng hợp protein gây tệ liệt ấu trùng của một số loài côn trùng gây hại.
Bacillus thuringiensis có độc tính thuộc nhóm III, LD50 đường uống là >8.000 mg/kg. Thuốc rất ít độc đối với môi trường và ký sinh có ích, không độc đối với cá và ong mật.
Đây là loại thuốc nguồn gốc từ vi khuẩn, được sản xuất bằng phương pháp lên men vi khuẩn Bacillus thuringiensis. Sản phẩm lên men là độc tố ở dạng đạm tinh thể và bào tử. Độc tố này là những hợp chất đạm cao phân tử không bền vững trong môi trường kiềm, môi trường acid mạnh và dưới tác động của một số loại men; không tan trong nước và trong nhiều dung môi hữu cơ, nhưng tan trong dung dịch kiềm có độ pH từ 10 trở lên, tan trong dịch ruột của ấu trùng sâu bộ Lepidoptera. Độ lớn của tinh thể độc tố từ 0,5-2 μm.
Cơ chế tác động của vi khuẩn Bacillus thuringiensis đối với côn trùng
Nghiên cứu mô học đã chứng minh cơ chế gây bệnh của B. thuringiensis đặc biệt tại hệ thống tiêu hóa của côn trùng. Thông qua đường tiêu hóa, tinh thể độc và bào tử đi vào cơ thể côn trùng sau khi chúng ăn phải vi khuẩn. B. thuringiensis gây tê liệt hoạt động của ruột giữa làm giảm sự hấp thụ dinh dưỡng, mất sự thèm ăn, bỏ ăn và tê liệt hoàn toàn dẫn đến con trùng chết với triệu chứng thường thấy là ấu
trùng có màu đen (Liliana, 2013).Độc tính của tinh thể độc tố còn phụ thuộc vào sự hiện diện của các thụ thể trên màng ruột của côn trùng. Khi các thụ thể được gắn vào tinh thể độc sẽ tạo nên những lỗ dò cho ion và nước đi qua, sự kết hợp đã làm biến dạng cấu trúc màng ruột, làm thay đổi áp suất bên trong và ngoài dẫn đến sự phá vỡ tế bào, làm cho cơ thể sâu phình to và các tế bào bị phân giải, côn trùng ngừng ăn và chết (Herrero và
ctv, 2004; Sousa và ctv, 2010; Liliana, 2013).Gen gây độc của vi khuẩn B. thuringiensis là chất độc đường tiêu hóa, chỉ có hiệu quả khi sâu hại ăn đủ lượng. Nếu cơ thể côn trùng có cơ chế giải độc, sau khi có sự xâm nhập của B. thuringiensis nhờ cơ chế giải độc nên đường tiêu hóa có thể phục hồi. Trường hợp, sâu có pH > 8,9 và cơ thể không có cơ chế tự giải độc thì khi B. thuringiensis xâm nhập sẽ tác động vào đường tiêu hóa. Nhờ protease – một men tiêu hóa trong dịch ruột của sâu xử lý các nội độc tố 130 – 140 kDa thành các mảnh độc có kích thước 60 – 65 kDa. Các mảnh độc bám vào các thụ thể trên màng tạo thành các kênh ion và lỗ chân lông làm sốc thẩm thấu (Ngô Đình Bính và ctv, 2010).
Bào tử B. thuringiensis không thường xuyên lan rộng tới các côn trùng khác hoặc gây bệnh bộc phát trên các ký chủ như đã xảy ra với nhiều mầm bệnh. Các nghiên cứu và khám phá về phổ kháng của B. thuringiensis cho thấy B. thuringiensis không chỉ gây độc ấu trùng của bộ cánh vảy mà còn gây độc cả với ấu trùng của bộ cánh cứng và hai cánh. Theo Chilcott và ctv (1993) tác động của vi khuẩn B. thuringiensis đến bọ gậy trong vòng 1 giờ bọ gậy sẽ ngừng ăn, sau 2 giờ giảm hoạt động, mất hoạt động trong vòng 4 giờ và bị tê liệt trong vòng 6 giờ.
Ứng dụng trong nông nghiệp
Bacillus thuringiensis được sử dụng rộng rãi để trị các loại sâu hại như:
- Sâu tơ, sâu xanh, sâu đo trên bắp cải;
- Sâu khoang, sâu cuốn lá trên lạc;
- Sâu khoang, sâu đục quả trên đậu tương;
- Sâu xanh, sâu khoang, sâu đo trên cà chua;
- Sâu cuốn lá trên cam;
- Sâu xanh, sâu khoang trên thuốc lá;
- Sâu xanh, sâu đo trên bông vải
Các loại Bt đang được sử dụng
- Bacilus thuringiensis var aizawai kiểu serotype, hoạt chất ở dạng bào tử và tinh thể, chế biến thành dung dịch đặc, dùng trừ ấu trùng mọt .
- Bacillus thuringiensis var. israelensis (tên khác: Teknar) hoạt chất ở dạng tinh thể ô-endotoxin tạo thành qua lên men Bacillus thuringiensis Berliner var. israelensis, Serotype (H-14). Thuốc được gia công ở nhiều dạng như dung dịch, bột thấm nước… dùng trừ muỗi, ấu trùng ruồi.
- Bacillus thuringiensis var. kurstaki (tên khác Bakthane, Agritol, Bactospeine plus, Biotrol…), hoạt chất ở dạng bào tử và tinh thể ô-endotoxin được tạo thành qua lên men Bacillus thuringiensisBerliner, var. kurstaki, Serotype H-3a 3b. Thuốc được gia công thành nhiều dạng như bột thấm nước, sữa huyền phù, dung dịch đặc… dùng trừ ấu trùng bộ Lepidoptera như sâu khoang, sâu tơ, sâu xanh và nhiều loại sâu khác hại rau, màu và cây ăn trái.
- Bacillus thuringiensis var. morrisoni, hoạt chất ở dạng bào tử và tinh thể ô-endotoxin được tạo thành qua lên menBacillus thuringiensisBerliner var morrisoni, serotype 8a 8b. Thuốc được gia công thành dạng bột khô tan trong nước và bột thấm nước, dùng trừ ấu trùng bộ Lepidoptera hại rau, màu, cây ăn trái, cây cảnh, cây công nghiệp.
- Bacillus thuringiensis var. San Diego (tên khác: Myx 1850), dùng để trừ bọ cánh cứng cho khoai tây, cà chua, cây xanh.
