Nấm ký sinh côn trùng là gì

Nấm ký sinh là những loài nấm có thể tiêu diệt được côn trùng. Hiện nay, chúng được ứng dụng trong các loại thuốc trừ sâu sinh học giúp kiểm soát côn trùng gây hại mà hạn chế sử dụng thuốc BVTV hóa học. Sử dụng các hợp chất có hoạt tính sinh học tiềm năng để phát triển thuốc, thực phẩm, sản phẩm ý tế hoặc các ngành khác có lợi cho con người. 

1.Môt số loài nấm ký sinh côn trùng

Beauveria bassiana là loài nấm ký sinh trên cơ thể sâu non bộ cánh vảy, được dùng làm thuốc trừ sâu sinh học.

Beauveria bassiana

Metarhizium anisopliae là một loại nấm mọc tự nhiên trong đất trên khắp thế giới và gây bệnh cho các loại côn trùng khác nhau.

Metarhizium anisopliae

Cordyceps kuiburiensis Himaman, Mongkols., Noisrip. & Luangsa-ard. Trong tự nhiên, người ta tìm thấy loại nấm này phát triển trên những con nhện bám trong đất.

Cordyceps kuiburiensis

Ophiocordyceps Spherecocephala (Klotzsch ex Berk.) G.H. Sung, J.M. Sung, Hywel-Jones & Spatafora. Có thể tiêu diệt côn trùng trong bộ Hymenoptera, thường được tìm thấy trong các mảnh vụn thực vật lắng đọng trong rừng vào mùa mưa.

Ophiocordyceps Spherecocephala

Ophiocordyceps Whitetae (Petch) Petch. Trong khi khám phá, phải nhìn dưới lá cây, nấm này có thể tiêu diệt gián Blattodae.

Ophiocordyceps Whitetae

Purpureocillium takamizusanense (Kobayasi) S. Ban, Azuma & Hiroki Sato. Tìm thấy và tiêu diệt ve sầu trưởng thành và nai sừng tấm. là một loài côn trùng trong bộ Hemiptera, thường được thấy trên mặt đất.

Purpureocillium takamizusanense

Gibellula sp.tìm thấy dưới lá cây nấm này có thể tiêu diệt nhện

Gibellula sp.

Engyodontium sp. Diệt rầy chổng cánh, côn trùng thuộc bộ Hemiptera.

Engyodontium sp.

Các nhà khoa học đã phát hiện ra rất nhiều loài nấm ký sinh trên côn trùng khác nhau. Nhưng hiện tại, chỉ có hai loài được phổ biến đưa vào sản xuất thuốc trừ sâu là Metarhizium (nấm xanh hay nấm lục cương) và Beauveria bassiana (Nấm trắng). Vậy cơ chế tác động của chúng là gì? 

2. Nấm Metarhizium (nấm xanh hay nấm lục cương)

Là loài nấm phân bố và có phổ ký chủ rất rộng. Năm 1879, Metchnikoff đã phân lập loài nấm này từ bọ cánh cứng Anisopliae austriaca và đề nghị sử dụng loài nấm này để phòng trừ các loại côn trùng hại. Hollingsworth, Meleisea và Iosefa (1988) cho biết tại một nông trường, M. anisopliae đã gây bệnh cho khoảng 65% ấu trùng và 27% thành trùng.
Hiện nay, nấm M. anisopliae đang được sử dụng rộng rãi để phòng trừ côn trùng hại trên nhiều loại cây trồng [Nguyễn Lân Dũng (1981) trích nguồn: Nguyễn Xuân Niệm (2010)].

2.1.Cơ chế xâm nhiễm và phát triển của nấm M. anisopliae trong cơ thể ký chủ:

- Bào tử đính của nấm M. anisopliae thường nảy mầm trong điều kiện môi trường có nguồn carbon và nitơ phong phú, nhưng thường có khác biệt trong sự nảy mầm giữa các loài nấm khác nhau, điều này có thể liên quan tới loài côn trùng ký chủ. Chất dinh dưỡng là môi trường quan trọng để nấm có thể nhận ra ký chủ thích hợp khi bám vào lớp kitin côn trùng.
- Sau khi bào tử đính hình thành, đĩa bám tạo ra một sợi mầm xâm nhập vào lớp kitin ngoài (epicuticle). Khi tiến tới lớp kitin non (procuticle), đỉnh của đĩa bám phình ra để hình thành các phiến xâm nhiễm song song với các phiến kitin mà không ăn sâu vào trong. Các phiến xâm nhiễm phát triển ra các sợi bên, các sợi bên lại tạo ra các thể sợi nấm xâm nhiễm. Các thể sợi nấm xâm nhiễm này tạo ra các sợi nấm xâm nhiễm thẳng đứng đâm xuyên qua lớp kitin non để xâm nhập vào bên dưới lớp da và xoang cơ thể. Thời gian sợi nấm xâm nhiễm tiến tới xoang máu khác nhau tuỳ theo loại côn trùng ký chủ. Sau 72 giờ các thể sợi nấm Metarhizium bắt đầu xâm nhập vào các thể mỡ và gây ra triệu chứng chết cho loài côn trùng.

Sự xâm nhiễm và phát triển của nấm M. anisopliae trong cơ thể ký chủ

2.2.Các enzyme phân huỷ kitin của nấm M. anisopliae

Nấm M. anisopliae xâm nhập vào lớp kitin của côn trùng được là do sự phối hợp giữa các enzyme phân huỷ kitin và áp lực vật lý. Lúc đầu, các enzyme phân huỷ làm tiêu lớp sáp trên lớp vỏ kitin của côn trùng và tạo ra các lỗ thủng chung quanh vòi xâm nhiễm. Nhóm enzyme phân huỷ kitin gồm có subtilisin-like proteinase, metalloproteases, trypsin, aminopeptidase, dipeptidyl peptidase và chitinnase. Các enzyme này xuất hiện theo trình tự như sau: các enzyme phân huỷ protein và các esterase được tạo ra đầu tiên vì các protein bao bọc các sợi kitin phải được phân huỷ trước khi men chitinase hoạt động. Enzyme phân giải protein là một endoprotease và được gọi là Pr1. Pr1 là một protein, chủ yếu được tổng hợp trong quá trình hình thành đĩa bám trên bề mặt rắn hay trên lớp kitin của côn trùng. Ngoài Pr1, còn có một số endoprotease khác hiện diện trong nước lọc môi trường nuôi cấy nấm M. anisopliae bao gồm Pr1b, Pr2, Pr3, Pr4, và metalloproteinase [Boucias và Pendland (1998) trích nguồn: Nguyễn Xuân Niệm (2010)].
2.3. Nấm M. anisopliae Nấm Metarhizium thường tạo ra độc tố:

- Destruxin (A-E) Tác động trên kênh Ca++ trong màng bắp thịt (A, B); ức chế miễn dịch và gây bệnh tế bào (C, E);

- Cytochalasins Ức chế sự kéo dài của các sợi actin (protein cấu thành sợi lông); Swainsonine là Indolizidine alkaloid.

- Các độc tố của M. anisopliae vào trong ruột giữa và gây ra một số bệnh ở tế bào ruột giữa của côn trùng. Các bệnh này thường tạo ra những thay đổi trong ty thể và lưới nội chất, làm thoái hóa nhân tế bào và làm tổn thương ống Malpigi, hemocyte nhưng không gây ra các tổn thương mô ở vị trí hệ thần kinh. Các triệu chứng của sự nhiễm độc trên ấu trùng liên quan tới tổng số bào tử mà ấu trùng ăn phải. Destruxin E có tác động như một chất ức chế miễn dịch, ngăn cản phản ứng phòng vệ tế bào và thể dịch của một số côn trùng, và chất độc này hiệu quả hơn destruxin A và B.

2.4.Công dụng của Metarhizium:

– Diệt côn trùng, tuyến trùng trong đất hại cây trồng: Các loại mối, ấu trùng, bọ hung, sâu xám, bọ nhảy, bọ hà, ấu trùng đục thân, hại rễ, củ quả, các loại rau, hoa màu (ngô, đỗ, đậu, lạc) cây công nghiệp (mía).
– Rau Củ an toàn không độc hại, không có tồn dư thuốc bảo vệ thực vật. Cải tiến mới này sẽ giúp bà con nông dân tiết kiệm được chi phí cũng như thời gian và đem lại hiệu quả cao trên cây trồng. Phương pháp phun xịt sẽ giúp cung cấp nhanh các bào tử nấm xanh Metarhizium anisopliae mật độ cao, hoạt lực mạnh.
- Khi chế phẩm được phun lên cây trồng hoặc bón vào đất, các bào tử Metarhizium có mặt trong cơ chất hữu cơ sẽ nhanh chóng phát tán tăng trưởng sinh khối mạnh. Chế phẩm cho kết quả trong khoảng từ 7 – 10 ngày sau khi dùng…

3.Nấm Beauveria bassiana

Beauveria bassinan là loài nấm ký sinh trên cơ thể sâu non bộ cánh vảy, được dùng làm thuốc trừ sâu sinh học. Loài nấm này được phát hiện và phân lập lần đầu trên sâu non đục thân ngô ở miền Bắc nước Pháp

Nhiều nòi B.bassiana dùng thuốc trừ sâu là loại thuốc trừ sâu tiếp xúc, lây lan băng conidi của nấm, nhờ giá thể, bám vào cơ thể côn trùng, nhanh chóng xâm nhập qua biểu bì vào khoang cơ thể côn trùng tạo ra các tiểu thể trong huyết tương.Các tiểu thể trên, tiêu diệt các tế bào bạch huyết, gây chết cho côn trùng.

Nấm Beauveria bassiana

Cơ thể côn trùng chứa đầy sợi nấm, hình dáng cơ thể không biến dạng, trở nên rắn. Khi đủ độ ẩm, nấm chui khỏi bề mặt cơ thể sâu hại, tạo lớp sợi nấm màu trắng trên cơ thể sâu. Lớp sợi nấm này lại tạo conidi  tiếp tục lây lan sang các sâu non khác. B. bassian lây bệnh cho nhiều loài côn trùng thuộc bộ cánh vảy, cánh cứng, cánh màng, cánh thẳng, cánh đều, cánh nửa và cả nhện Acarina.

Ở Việt Nam, đã phát hiện B. bassiana gây hại cho một số loài côn trùng như rầy nâu, rầy lưng trắng, bọ xít, sâu cuốn lá lúa, sâu đo đay, sâu róm thông. Các chế phẩm Beauveria được khuyến cáo phòng trừ nhiều loài sâu hại rau, ngô, đậu, cây ăn quả, cây cảnh.