Quản lý sâu hại bệnh - Xác định cây kháng sâu trong lâm nghiệp

Nội dung text: Quản lý sâu hại bệnh - Xác định cây kháng sâu trong lâm nghiệp

1. 06-Apr-15 XÁC ĐỊNH CÂY KHÁNG SÂU GIỚI THIỆU (1) • Hàng trăm loài sâu bệnh ngoại lai xâm hại xuất TRONG LÂM NGHIỆP hiện trong các khu rừng ở Hoa Kỳ • Thiệt hại kinh tế lên tới trên 4,2 tỷ US$ mỗi năm (Liebhold et al. 1995; Pimentel et al. 2005). • Sâu bệnh hại nguy hiểm có thể tiêu diệt cây LAURA L. INGWELL∗†‡ AND EVAN L. PREISSER∗ chủ và làm thay đổi căn bản cục diện kinh ∗Department of Biological Sciences, University of Rhode Island, Kingston, RI 02881, U.S.A. doanh lâm nghiệp †Department of Entomology, University of Idaho, • Cần tìm ra phương pháp quản lý thích hợp Moscow, ID 83844, U.S.A. GIỚI THIỆU (2) GIỚI THIỆU (3) • Phát hiện và tiêu diệt sâu bệnh xâm hại kịp  Phát triển cây bản địa kháng sâu bệnh bao thời cũng như xử lý bằng biện pháp hóa học gồm: và sinh học là cần thiết. • Kiểm tra tính kháng sâu bệnh của tập đoàn • Nghiên cứu phát triển cây bản địa có khả năng cây bản địa mẫn cảm hiện có; chống chịu hoặc đề kháng sâu bệnh hại là nội • Phát triển chương trình nhân lai giống dung quan trọng của chương trình quản lý dịch kháng sâu bệnh giữa loài cây bản địa mẫn hại (Reis et al. 2004). cảm với loài cây kháng sâu bệnh thường là • Cây bản địa kháng sâu bệnh càng có ý nghĩa cây bản địa khác; lớn khi không thể tiêu diệt được hết sâu bệnh • Sản xuất nguồn cây giống kháng sâu bệnh ngoại lai xâm hại. 1
2. 06-Apr-15 GIỚI THIỆU (4) Cây kháng sâu bệnh trong • Tìm ra cây bản địa kháng sâu bệnh góp phần khung cảnh quản lý dịch hại cải thiện tốc độ của chương trình nhân giống cây kháng sâu bệnh. • Trong trường hợp một loài sâu bệnh làm chết cây bản địa không thể bị tiêu diệt bằng biện • Cây được coi là cây kháng (resistant) là những pháp sinh học các nhà khoa học thường đi cá thể chỉ bị suy giảm sức sinh trưởng ít nhất khi bị sâu bệnh hại tấn công. tìm loài cây bản địa kháng sâu bệnh để đưa vào chương trình chọn giống kháng • Có nhiều cơ chế giải thích cho việc rất hiếm • Thường có hai hoạt động được tiến hành cây sống sót khi bị sâu bệnh. song song: bảo tồn chuyển vị cây bản địa để • Mục tiêu là tìm ra những cá thể có đặc điểm tránh hiện tượng cây bản địa bị nguy cấp và “kháng sâu bệnh” lai giống với cây ngoại nhập. • Lai giữa hai loài và lai trong loài đều có ưu nhược điểm Cây kháng sâu bệnh trong Cây kháng sâu bệnh trong khung cảnh quản lý dịch hại khung cảnh quản lý dịch hại • Lai xa giữa hai loài tạo ra tính kháng đã biết • Lai gần tạo ra giống cây phù hợp với môi của loài ngoại nhập nhưng rất khó thành trường sinh thái hơn. công và mất nhiều thời gian hơn vì còn phải • Vì vậy tìm ra các cá thể hoặc quần thể cây ít “thuần hóa” cây ngoại nhập. Cây lai có thể nhiều có tính kháng sâu bệnh là rất cần thiết không thích ứng được với môi trường của • Tuy nhiên cá thể/quần thể kháng sâu bệnh cây bản địa. này thường rất hiếm và rất khó tìm • Link ví dụ 2
3. 06-Apr-15 Cây kháng sâu bệnh trong Cây kháng sâu bệnh trong khung cảnh quản lý dịch hại khung cảnh quản lý dịch hại • Áp dụng phương pháp điều tra hệ thống trên • Các cộng tác viên tình nguyện phát hiện cá diện rộng rất tốn kém và hiệu quả thấp. thể cây có thể kháng sâu bệnh, thông báo • Sử dụng phương pháp thư điện tử, tờ rơi, cho cán bộ điều phối biết. Cán bộ này tiếp phương tiện thông tin đại chúng cùng với tục thu thập thông tin về địa điểm, tình trạng tình nguyện viên/người dân để xác định sinh trưởng của cây và cây kháng sâu bệnh là biện pháp thích hợp • Chuẩn bị thu thập cành giâm cho việc nhân giống cây theo sơ đồ sau Vật liệu nhân giống (cây kháng và cây mẫn cảm) được xử lý Tầm quan trọng của tỷ lệ chết do sâu bệnh Cành giâm/cành giống được lây nhiễm sâu bệnh • Sâu bệnh hại làm chết cây là một loại “chọn lọc tự nhiên” Tỷ lệ chết do sâu bệnh là một Xác định cây kháng và cây chống chịu sâu bệnh yếu tố chọn lọc. (đo sinh trưởng, mật độ sâu bệnh, tỷ lệ sống) • Khi sâu bệnh tấn công các cá thể cây mẫn cảm bị chết, cá thể cây sống sót có thể phát triển thành cây kháng sâu bệnh Tiếp tục nhân giống cây kháng sâu bệnh tốt nhất để tạo nguồn giống • Vì thế tìm các cá thể cây kháng sâu càng có ý nghĩa lớn trong trường hợp tỷ lệ cây chết cao. Chương trình Chương trình nhân lai giống kháng SB Phục hồi và trồng lại rừng 3
4. 06-Apr-15 Vai trò của công tác điều tra Vai trò của công tác điều tra sâu bệnh hại cây rừng sâu bệnh hại cây rừng • Cây rừng có mật độ và có tính đa dạng di • Tuy nhiên hệ sinh thái rừng không cho phép truyền cao. một số cá nhân hoặc tổ chức riêng lẻ thực • Môi trường rừng tạo cho cây có thể phát triển hiện việc tìm kiếm cây kháng sâu bệnh. tính kháng sâu bệnh tốt hơn môi trường thâm • Vì như vậy không hiệu quả và có thể rất tốn canh lớn như cây nông nghiệp. kém • Sức ép chọn lọc lớn hơn so với môi trường • Sự cộng tác của lực lượng lâm nghiệp, các có nhiều phân bón và thuốc BVTV. tổ chức bảo tồn, người dân là cần thiết • Cơ hội một số cá thể hoặc thậm chí quần thể cây có sức đề kháng tốt với sâu bệnh lớn hơn Vai trò của công tác điều tra Nghiên cứu điểm: Rệp sâu bệnh hại cây rừng Adelges tsugae • Chương trình điều tra dài hạn với sự tham • Nguồn gốc rệp: Châu Á gia của người dân rất có hiệu quả với các đối • Đưa vào bang Virginia (U.S.A.) trong những tượng như ếch nhái, bò sát, chim năm 1950 gây chết nhiều cây Độc cần • Điều tra sâu bệnh không cần phải tập huấn (Tsuga canadensis và T. caroliniana) nhiều như đối với động vật bậc cao. 4
5. 06-Apr-15 Nghiên cứu điểm: Rệp Nghiên cứu điểm: Rệp Adelges tsugae Adelges tsugae • Một số cây Tsuga canadensis kháng rệp đã • Sổ tay giới thiệu về loài sâu hại và cây kháng được tìm thấy vào năm 2008 sâu • Chương trình tìm kiếm cây kháng rệp với lực • Thông tin được trao đổi qua điện thoại, thư lượng tình nguyện viên được bắt đầu. điện tử • Sổ tay được chuyển đến khu vực lây nhiễm sâu, cho các tổ chức bảo tồn, môi trường, 8 báo địa phương, gần 20 bản tin • Hàng trăm cuốn sổ tay được phân phát cho hơn 200 cán bộ lâm nghiệp và người dân. Nghiên cứu điểm: Rệp CÂY KHÁNG SÂU RÓM THÔNG Adelges tsugae • Chon được 20 cây giống kháng sâu Đào Ngọc Quang, Lê Văn Bình • Lai ghép với loài Tsuga heterophylla • Cây lai ghép ra rễ Phòng Nghiên cứu Bảo vệ rừng, Viện Khoa học • Mùa hè năm 2009 đánh giá tính kháng của Lâm nghiệp Việt Nam các cây lai ghép Cây bản địa có thể phát triển tính kháng sâu hại. 5
6. 06-Apr-15 CÂY KHÁNG SÂU RÓM THÔNG CÂY KHÁNG SÂU RÓM THÔNG NỘI DUNG NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Điều tra phát hiện cá thể Thông nhựa có tính 1. Điều tra phát hiện cá thể Thông nhựa có kháng SRT, không bị SRT tấn công hoặc ít bị tính kháng SRT tấn công tại xã Sơn Lộc, Can Lộc, Hà Tĩnh. • Điều tra theo tuyến: Tiến hành điều tra trên 5 2. Nghiên cứu phân tích sinh hóa mẫu lá của tuyến, mỗi tuyến 6 km tại những khu vực đã, các cây kháng và cây mẫn cảm với SRT. đang và sau khi bị SRT hại, từ đó phát hiện 3. Nuôi SRT tại hiện trường và trong phòng thí những vùng bị SRT hại, vùng không bị hại và nghiệm bằng lá các cây kháng và cây mẫm các cá thể không bị hại. cảm với SRT. • Điều tra theo ô tiêu chuẩn: 5 ô 1000m2 4. So sánh một số đặc điểm giữa cây kháng và cây mẫn cảm với SRT. CÂY KHÁNG SÂU RÓM THÔNG CÂY KHÁNG SÂU RÓM THÔNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Điều tra phát hiện cá thể Thông nhựa có 2. Nghiên cứu phân tích sinh hóa mẫu lá của tính kháng SRT các cây kháng và cây mẫn cảm với SRT • Lựa chọn 15 cây có mức độ bị hại bằng 0 và • Phương pháp xác định định tính các lớp có hình dáng đẹp, thân thẳng, cao, to trong chất chính (không phải thành phần tinh các ô tiêu chuẩn có chỉ số mức độ bị hại dầu): Chiết các mẫu riêng biệt bằng R≤25% để tiến hành nghiên cứu sự khác metanol trong máy siêu âm sau khi đã nhau về các nhóm chất chính có trong thành nghiền nhỏ mẫu thành bột. Các cặn chiết phần lá cây và nuôi Sâu róm thông nhằm tìm metanol được tiến hành sắc ký với các hệ ra cơ chế kháng Sâu róm thông của Thông dung môi khác nhau. nhựa. 6
7. 06-Apr-15 CÂY KHÁNG SÂU RÓM THÔNG CÂY KHÁNG SÂU RÓM THÔNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2. Nghiên cứu phân tích sinh hóa mẫu lá của 3. Nuôi Sâu róm thông các cây kháng và cây mẫn cảm với SRT • Nuôi cá thểS âu róm thông tại thực địa bằng • Phương pháp xác định định tính thành lá thông của các cây kháng và mẫn cảm với phần tinh dầu: Tinh dầu được chiết bằng SRT theo phương pháp: phương pháp cất lôi cuốn theo hơi nước, • Gây nuôi Sâu róm thông riêng rẽ bằng lá sau đó thành phần và hàm lượng tinh dầu thông lấy từ các cá thể. được xác định bằng phương pháp sắc ký • Số cá thể Sâu róm thông nuôi ở mỗi công khí - khối phổ (GC-MS) có sử dụng thư thức ≥ 30. viện phổ khối NIST để nhận dạng các cấu • Đánh giá và so sánh tỷ lệ sống/chết, mức độ tử. sinh trưởng của Sâu róm thông CÂY KHÁNG SÂU RÓM THÔNG CÂY KHÁNG SÂU RÓM THÔNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3. Nuôi Sâu róm thông • Nuôi cá thểS âu róm thông trong phòng thí 3. Nuôi Sâu róm thông nghiệm bằng lá thông của các cây kháng và • Thí nghiệm theo dõi sâu non: Mỗi lồng mẫn cảm với SRT: nuôi cắm 2 cành của cây kháng SRT và 2 • Thí nghiệm đẻ trứng: Mỗi lồng nuôi cành của cây mẫn cảm với SRT, trên mỗi cắm 2 cành của cây kháng SRT và 2 cành thả đồng loạt 50 trứng Sâu róm cành của cây mẫn cảm với SRT, sau thông, sau khi sâu nở đếm lại số sâu có đó đặt 10 nhộng Sâu róm thông trong trên mỗi cành của từng lồng sau các lồng để vũ hóa thành sâu trưởng thành khoảng thời gian 4, 8 và 24 giờ sau khi và quan sát sự đẻ trứng của sâu trứng nở. trưởng thành. Tổng số có 6 lồng nuôi. 7
8. 06-Apr-15 CÂY KHÁNG SÂU RÓM THÔNG CÂY KHÁNG SÂU RÓM THÔNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Tỷ lệ cây bị hại (P%) và mức độ gây hại (Rtb) của SRT 4. So sánh một số đặc điểm giữa cây kháng và cây mẫn cảm với SRT ÔTC P% Rtb Rtb • Mô tả đặc điểm hình thái cây: Màu sắc lá, độ 1 94,4 2,36 2,36*25=54,00% cứng lá, chiều dài và chiều rộng lá. • Mô tả đặc điểm giải phẫu lá: Đo đếm kích 2 97,2 2,53 2,53*25=63,20% thước của lớp cutin, biểu bì, hạ bì và nhu mô đồng hóa và so sánh giữa lá cây kháng với 3 94,4 2,07 2,07*25=51,75% cây mẫn cảm với SRT. • Mô tả một số đặc điểm khác: Góc phân cành, màu sắc vỏ, nhựa và độ nứt vỏ. 4 23,6 0,36 0,36*25=9,00% 5 23,6 0,31 0,31*25=7,75% CÂY KHÁNG SÂU RÓM THÔNG CÂY KHÁNG SÂU RÓM THÔNG Xác định định tính các lớp chất chính (không Xác định thành phần hóa học và hàm lượng của phải thành phần tinh dầu) tinh dầu các mẫu lá bằng phương pháp sắc ký • Các mẫu lá đều có thành phần hóa học khá khí ghép nối khối phổ giống nhau. Lớp chất chính là các chất dầu • Một số hợp chất có xuất hiện trong mẫu lá của 3 (chất béo), sterol và tecpenoit. cây mẫn cảm với SRT nhưng lại không xuất hiện • Hầu như không có sự khác nhau giữa các trong các mẫu lá của 15 cây kháng SRT mẫu lá cây kháng và cây mẫn cảm với SRT. 8
9. 06-Apr-15 CÂY KHÁNG SÂU RÓM THÔNG CÂY KHÁNG SÂU RÓM THÔNG • Một số hợp chất có xuất hiện trong mẫu lá của 3 • KẾT QUẢ NUÔI SÂU VÀ NGHIÊN CỨU ĐẶC cây mẫn cảm với SRT nhưng lại không xuất hiện ĐIỂM HÌNH THÁI & GIẢI PHẪU CÂY KHÁNG trong các mẫu lá của 15 cây kháng SRT SÂU RÓM THÔNG. • Hàm lượng một số thành phần lớp chất thuộc nhóm terpen có trong lá của những cây kháng • CHI TIẾT BÀI BÁO SRT cao hơn so với lá cây mẫn cảm với SRT. • “THÔNG CHÓC” 9
10. 06-Apr-15 10