VI SINH NÔNG NGHIệP

Seminar môn:

GVHD: ThS.Nguyễn Bằng Phi

SV thực hiện: Huỳnh Thị Ngọc Ánh 08070528 Phan Thanh Đàn 08070668

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNGKHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

CHẾ PHẨM B.T (Bacillus Thuringenesis)

CHUYÊN ĐỀ:

3

NỘI DUNG

I. Lịch sử ra đời công nghệ BT

II. Vi khuẩn Bacillus thuringiensis

III. Cơ chế tác động của BT

IV. Chuyển gen BT vào thực vật

V. Chế phẩm BT

4

I. Lịch sử ra đời công nghệ BT

Công nghệ BT được phát triển mạnh đặc biệt trong khoảng vài thập niên trở lại đây cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật của nhân loại.

Được phát hiện đầu tiên vào năm 1901 bởi nhà sinh vật học người Nhật Ishiwatari Shigetane.

5

1911, Ernst Berliner (Đức) đã phân lập được và đặt tên cho loài vi khuẩn này là BT (hay Bacillus thuringenesis ).

1915, Ernst Berliner tiếp tục đưa ra báo cáo về một loại độc tố protein, là một thành phần sản sinh ra trong cơ thể BT.

6

Từ 1938 trở đi, BT dùng để giết mối mọt là chính, tuy BT được sản xuất nhiều hơn nhưng vẫn còn nhiều hạn chế.

1956, mở ra hướng mới cho các nghiên cứu về tác nhân, cơ chế tác động và di truyền.

1958, các chế phẩm thuốc trừ sâu sản xuất từ BT bắt đầu được sử dụng rất rộng rãi ở Mỹ, Anh, Đức…

7

1961, BT trở thành một thành phần không thể thiếu được như một loại thuốc trừ sâu thân thiện môi trường.

1977, đã có 13 loài vi khuẩn BT đã được tìm ra và mô tả.

Từ 1980, chế phẩm từ BT ngày càng được sử dụng rộng rãi. Và từ đây, các quốc gia trên thế giới bắt đầu đầu tư mạnh cho các nghiên cứu về BT.

8

II. Vi khuẩn Bacillus thuringiensis

Là một loại trực khuẩn gram dương, dạng hình que, hình thoi hoặc ở dạng chuỗi nhiều phân tử.

Hình thành bào tử và tinh thể độc tố.

Tính độc hay tính diệt sâu của vi khuẩn BT phụ thuộc vào các độc tố do vi khuẩn sinh ra trong quá trình sinh trưởng và phát triển.

Bacillus Thuringenesis

10

Theo Kreig, Langenbrusch (1981) có gần 525 loài thuộc 13 bộ côn trùng đã ghi nhận bị nhiễm vi khuẩn BT.

Trong đó, nhiều nhất là bộ cánh vảy (có 318 loài), sau đó là bộ hai cánh (59 loài), bộ cánh màng (57 loài), bộ cánh cứng (34 loài), các bộ khác có từ 1-12 loài bị nhiễm vi khuẩn này.

11

BT sinh ra 4 loại độc tố:

Ngoại độc tố α (α-exotoxin) Ngoại độc tố β (β-exotoxin) Ngoại độc tố γ (γ-exotoxin) Nội độc tố δ (δ-endotoxin)

Trong 4 loại này nội độc tố được chú ý nhất và nó quyết định hoạt tính diệt côn trùng của vi khuẩn.

12

Ngoại độc tố α (phospholipase C)

1953, lần đầu tiên Toumanoff phát hiện thấy BT var. elesti sản sinh enzyme lethinase.

Phân hủy mang tính cảm ứng của Phospholipit trong mô của côn trùng, làm côn trùng bị chết.

Đầu tiên enzyme này liên kết với tế bào ruột của côn trùng, sau đó tách ra và được hoạt hóa bởi một chất không bền nhiệt, chất này có trọng lượng phân tử thấp, có thể là lipit.

13

Chỉ có tác động với loài ong xẻ (Tenthre dimidae) có pH phù hợp với tác động của enzyme.

Có sự liên quan với hoạt tính trừ sâu và tạo điều kiện cho vi khuẩn xâm nhập và cơ thể côn trùng.

Hòa tan trong nước, không bền vững khi ở nhiệt độ cao, do đó còn gọi là ngoại độc tố không chịu nhiệt.

Ngoại độc tố α (tt)

14

Được tìm ra vào năm1959 khi Halt và Arkawwa nuôi ấu trùng ruồi nhà bằng thức ăn có chứa BT.

Thành phần gồm adenin, riboza và phospho (1:1:1).

Hòa tan trong nước, bền vững ở nhiệt độ cao,có thể chịu được nhiệt độ 120-1210C trong 10-15 phút. Vì thế gọi là ngoại độc tố chịu nhiệt.

Ngoại độc tố β

15

Xuất hiện trong giai đoạn vi khuẩn phát triển mạnh, trước khi hình thành bào tử.

Là một nucleotit có trọng lượng phân tử thấp, có adenin, riboza, phospho với tỉ lệ bằng nhau.

Ngoại độc tố β (tt)

16

Tác động kìm hãm nucleotidaza, ARN-polymeraza.

Còn cộng hưởng với nội độc tố δ gây thay đổi sinh lý dẫn đến cái chết nhanh cho ấu trùng.

Hiệu quả trong việc chống sâu non (gây trì trệ trong việc chuyển hóa lột xác).

Ngoại độc tố β (tt)

17

Nội độc tố δ

Ở dạng tinh thể chứa trong vi khuẩn cùng với bào tử của vi khuẩn.

Sau khi thành tế bào vi khuẩn tiêu hủy thì tinh thể độc tố và bào tử được tự do trong môi trường và lắng đọng cùng với nhau.

Tác dụng gây giập vỡ, phá hủy hoàn toàn biểu mô ruột giữa của côn trùng mẫn cảm.

18

19

Các dạng tinh thể nội độc tố: Dạng nhị tháp Dạng hình cầu Dạng hình vuông Dạng không ổn định Dạnh hình lõm

( theo Rn. Gaixin, Feng Xichang và Feng Weixiong, 1983)

Nội độc tố δ (tt)

20

Theo phân tử lượng chia làm 3 nhóm:

140.000 – 160.000 60.000 – 130.000 40.000 – 50.000

Nội độc tố δ (tt)

21

Đặc điểmYếu tố gây chết: tinh thể δYếu tố gây chết: tinh thể δ

Nhờ bộ men của côn trùngNhờ bộ men của côn trùng

Phá hủy ruột giữaPhá hủy ruột giữa

Tác động đường ruộtTác động đường ruột

Tổng hợpTổng hợp

Nhiễm trùng đường tiêu hóaNhiễm trùng đường tiêu hóa

III. Cơ chế tác động của BT

22Cơ chế diệt côn trùng

24

IV. Chuyển gene BT vào thực vật

25

26

Quy trình chuyển gene

Thực vật Thực vật được chuyển được chuyển

gen BTgen BT

Bông Bông vảivải

Các Các loại rauloại rau

Thuốc Thuốc lálá

Bắp Bắp

V. Chế phẩm BT

Được sản xuất bằng lên men chìm hoặc lên men bề mặt.

Thuốc trừ sâu sinh học Bacillus thuringienis

29

Dùng chế phẩm BT để trừ các loài sâu hại sau :

Trên rau cải, dưa leo, cà chua, đậu cô ve, hành: trừ sâu tơ, sâu ăn tạp, sâu xanh da láng, sâu khoang…

Trên đậu xanh, đậu nành, lạc: trừ sâu xanh, sâu xanh da láng, sâu khoang, sâu đục hoa, đục quả.

Trên thuốc lá, bông vải, đay: trừ sâu xanh, sâu ăn tạp, sâu đo, sâu loang, sâu hồng,...

30

Dùng những hạt cơ chất rắn đóng vai trò là nguồn chất dinh dưỡng hoặc chỉ là chất mang vô cơ.

Vd: cám lúa mỳ, bột ngô, bánh hạt bông loại dầu…

Lên men bề mặt

Cung cấp khí cho môi trường.

Ngăn chặn sự tạp nhiễm.

Điều chỉnh sự lên men.

Thu hoạch.

Những hạn chế

Sản lượng thấp

Chọn môi trường dinh dưỡng tối ưu phù hợp với từng chủng BT.

Quan tâm các thông số: nhiệt độ, pH, độ oxi hòa tan, tốc độ thông khí…

Lên men chìm

Một số nghiên cứu cho thấy BT bị thực khuẩn thể xâm nhiễm làm hỏng mẻ cấy, phá hủy tế bào dẫn đến chế phẩm BT có hiệu quả thấp.

34

Sinh khối

Tách nhờ ly

tâm

Lạnh động

Ly tâm vắt

Làm khô

Phối trộn chất phụ gia

Đóng gói

Dùng chất độn: Tinh bột Lactoza Hoạt thạch Cao lanh

Tăng độ dính: bột mì, dextrin, casein…

Sau khi ly tâm sinh khối không cần sấy khô mà đưa ngay vào nhũ tương (nước chứa dầu).

Dạng bột khô Dạng sữa

Một số loại sâu mà BT có thể phòng trừ

Nhược điểm Ưu điểm

Giới thiệu một số loại chế phẩm hiện đang sử dụng rộng rãi

39

Tài liệu tham khảo

Giáo trình Công nghệ vi sinh vật trong sản xuất nông nghiệp và sử lý ô nhiễm môi trường.

Phạm Hữu Thương, Bài dự thi “công nghệ sinh học trên internet”.

http://www.stankurtz.org/biomedical/comprehensive-antiviral-approach.html

http://www3.imperial.ac.uk/people/d.wright/research http://maxreading.com/sach-hay/vi-sinh-vat/cau-truc-

te-bao-vi-khuan-37150.html

Chân thành cảm ơn Thầy và các bạn đã theo dõi!!