Luận án TS: Nghiên cứu Pheromone Giới tính và Kairomone trong Quản lý Sâu Tơ hại Rau Cải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ ĐINH THỊ CHI NGHIÊN CỨU PHEROMONE GIỚI TÍNH VÀ KAIROMONE TRONG QUẢN LÝ TỔNG HỢP SÂU TƠ, Plutella xylostella Linnaeus (Lepidoptera: Plutellidae) HẠI RAU CẢI LUẬN ÁN TIẾN SĨ CHUYÊN NGÀNH BẢO VỆ THỰC VẬT MÃ SỐ 62620112 NĂM 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ ĐINH THỊ CHI MÃ SỐ NCS: P0315001 NGHIÊN CỨU PHEROMONE GIỚI TÍNH VÀ KAIROMONE TRONG QUẢN LÝ TỔNG HỢP SÂU TƠ, Plutella xylostella Linnaeus (Lepidoptera: Plutellidae) HẠI RAU CẢI LUẬN ÁN TIẾN SĨ CHUYÊN NGÀNH BẢO VỆ THỰC VẬT MÃ SỐ 62620112 NGƯỜI HƯỚNG DẪN PGS. LÊ VĂN VÀNG NĂM 2022 i LỜI CẢM ƠN Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS. Lê Văn Vàng đã tận tình hướng dẫn, động viên, tạo mọi điều kiện thuận lợi và cho những lời khuyên hữu ích, kinh nghiệm quý báu trong nghiên cứu để giúp tôi hoàn thành luận án này. Xin chân thành cám ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Cần Thơ; Ban chủ nhiệm khoa Nông nghiệp; đặc biệt là quý thầy cô Bộ môn Bảo vệ Thực vật, những người đã giảng dạy, chia sẻ kinh nghiệm và giúp đỡ cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.

Tôi xin thành thật cảm ơn em Châu Nguyễn Quốc Khánh, Dương Kiều Hạnh, Trần Văn Hiếu, Nguyễn Thị Ngân Giang - Bộ môn Bảo vệ thực vật và Mai Quốc Thức, Huỳnh Thị Thanh Thủy, Võ Hoàng Huy Tâm, Trịnh Hoàng Thành, Hồ Trọng Nghĩa và Diệp Đào Bích Ngân - Đại học chuyên ngành Bảo vệ Thực vật, Trường Đại học Cần Thơ đã nhiệt tình hỗ trợ tôi thực hiện một số nội dung nghiên cứu có liên quan đến đề tài. Xin chân thành cảm ơn em Nguyễn Trung Long (Tập Đoàn Lập Trời), anh Trần Điệp (Chi Cục BVTV Lâm Đồng); đã nhiệt tình hỗ trợ, đóng góp ý kiến, tạo điều kiện cho tôi trong quá trình thực hiện đề tài. Xin trân trọng tất cả những sự đóng góp, giúp đỡ, động viên của gia đình, bạn bè và đồng nghiệp. Nghiên cứu sinh Đinh Thị Chi ii TÓM TẮT Đề tài “Nghiên cứu pheromone giới tính và kairomone trong quản lý tổng hợp sâu tơ, Plutella xylostella Linnaeus (Lepidoptera: Plutellidae) hại rau cải” tiến hành từ năm 2015 - 2019 bao gồm tổng hợp các thành phần và đánh giá hiệu quả hấp dẫn pheromone giới tính; đánh giá hiệu quả của kairomone; hiệu quả hấp dẫn của sự kết hợp pheromone giới tính và kairomone; ứng dụng pheromone giới tính riêng lẻ hoặc kết hợp kairomone trong quản lý sự gây hại của sâu tơ trên họ rau cải và đã đạt được một số kết quả như sau: (1) Con đường tổng hợp sử dụng phản ứng Wittig chọn lọc làm phản ứng chính đã thành công trong việc tổng hợp hợp chất (Z)-11-hexadecen-1-ol (Z11-16:OH), tổng sản lượng 42,9% (từ 11-bromo-1-undecanol đến Z11- 16:OH).

Oxy hóa hợp chất Z11-16:OH trải qua phản ứng oxy hóa bằng PCC hoặc acetyl hóa bằng acetic anhydride thu được hợp chất Z11-16:Ald và Z11- 16:OAc (hiệu suất phản ứng 90,4 và 71,4%, tương ứng). Thí nghiệm ngoài đồng, bẫy pheromone giới tính tổng hợp Z11-16:Ald, Z11-16:OAc và Z11- 16:OH; tỷ lệ 5:5:1 hoặc 5:5:0,1 (0,01; 0,05 và 0,1 mg/tuýp) đã hấp dẫn mạnh thành trùng đực sâu tơ tương đương với 1 thành trùng cái chưa bắt cặp. Hơn nữa, đánh giá ngoài đồng đã xác định thành phần hóa học của pheromone giới tính gồm Z11-16:Ald và Z11-16:OAc là hai thành phần thiết yếu cho sự hấp dẫn và Z11-16:OH đóng vai trò thành phần phụ trợ. (2) Bẫy mồi với AITC nồng độ 0,5; 0,7 và 1,0 mg/tuýp cho hiệu quả hấp dẫn mạnh cả hai giới của thành trùng.

Trong đó, nồng độ 0,7 mg/tuýp cho hiệu quả hấp dẫn cao hơn ý nghĩa so 1,0 ml dịch lá cải nghiền; bẫy với Z3-6:OAc nồng độ 0,01 và 1,0 mg/tuýp cũng cho hiệu quả hấp dẫn cao hai giới của thành trùng, tương đương với 1,0 ml dịch lá cải nghiền. (3) Sự phối hợp pheromone giới tính, AITC và Z3-6:OAc ở tỷ lệ 1:1:70; 1:0:70 và 1:1:0 cho hiệu quả hấp dẫn mạnh không khác biệt với 1 thành trùng cái chưa bắt cặp. (4) Bẫy với mồi là hợp chất pheromone tổng hợp (tỷ lệ 5:5:1), 0,01 mg/tuýp đã khảo sát thời gian hoạt động của sâu tơ mạnh nhất từ 18:00 đến 19:00 giờ ở điều kiện ngoài đồng; Diễn biến mật số và sự gây hại của sâu tơ được ghi nhận trên các ruộng cải bắp, cải bông, cải bắp de và cải ngọt bằng cách đặt bẫy pheromone giới tính và khảo sát đồng ruộng. Sâu tơ xuất hiện và gây hại trong suốt vụ cải với diễn biến mật số thành trùng và tỷ lệ gây hại tương tự nhau, thấp ở giai đoạn đầu vụ và tăng dần cho đến trước khi thu hoạch (trừ cải bông).

Hơn nữa, số lượng thành trùng đực vào bẫy tương quan chặt với tỷ lệ lá bị hại và tỷ lệ diện tích lá bị hại (r = 0,74 - 0,98); Diễn biến mật số quần thể sâu tơ trong một năm bằng đặt bẫy pheromone giới tính tổng hợp (5:5:1), 0,01 mg/tuýp. Kết quả mật số iii quần thể sâu tơ xuất hiện nhiều ở thời điểm đầu tháng 8/2017 và từ đầu 02/2018 đến giữa tháng 03/2018. Ngược lại, ít ở thời điểm từ cuối tháng 9/2017 đến đầu tháng 11/2017 và cuối tháng 03/2018 đến đầu tháng 5/2018. (5) Thí nghiệm ngoài đồng, hiệu quả của bẫy kết hợp pheromone giới tính tỷ lệ 5:5:1 (0,01 mg/tuýp) và AITC (0,7 mg/tuýp), được đặt ở mật độ 120 bẫy/ha, đã có hiệu quả trong quản lý sâu tơ hại rau họ thập tự.

Từ khóa: AITC, bẫy tập hợp, kairomone, pheromone giới tính, sâu tơ (Plutella xylostella), Z3-6:OAc. iv ABSTRACT Thesis, “Research about sex pheromone and kairomone for integrated pest management of the diamondback moth, Plutella xylostella Linnaeus (Lepidoptera: Plutellidae) in cruciferous vegetable” had been conducted from 2015 to 2019. It included synthesizing and evaluating the attraction of its sex pheromone; assessing the efficacy of kairomone; attractive effect of the combination of sex pheromone and kairomone; Application of sex pheromone alone or in combination with kairomone for pest management of the diamondback moth, Plutella xylostella in cruciferous vegetable. The following results were achieved: (1) The synthetic route using Wittig reaction as key reaction successfully synthesized (Z)-11-hexadecen-1-ol (Z11-16:OH) in 42.

Following Pyridinium chlorochromate (PCC) oxidation and acetylation of Z11-16:OH gave Z11- 16:Ald and Z11-16:OAc (90. In the field, traps baited with a synthetic mixture of Z11-16:Ald, Z11-16:OAc and Z11- 16:OH in a ratio of 5:5:1 or 5:5:0. xylostella males as well as with a virgin female. Furthremore, the field tests confirmed that Z11-16:Ald and Z11-16:OAc were essential components for the attraction, and Z11-16:OH played an auxilary role.

(2) The traps baited with AITC (0.0 mg/lure) showed that high attraction of the moths of both sexes and 0.7 mg/lure could attracted higher than 1.0 ml the a brassica leaf grinded solution; Traps baited with Z3-6:OAc (0.0 mg/lure) showed high attraction of the moths of both sexes and as strong as the a brassica leaf grinded solution did in our field tests. (3) Traps baited with a synthetic mixture of sex pheromone, AITC and Z3-6:OAc in a ratio of 1:1:70; 1:0:70 và 1:1:0 caught many P. xylostella males as well as with a virgin female in field. (4) In the field, traps baited with a synthetic mixture of Z11-16:Ald, Z11-16:OAc and Z11-16:OH in a ratio of 5:5:1, 0.01 mg/lure, showed that the peak catch of males was between 18:00 and 19:00 hours; Dynamics of population and damage of P.

xylostella were monitored at the cabbage, cauliflower, De cabbage and leaf mustard field. fields by use of sex pheromone traps and field survey. xylostella presented and damaged at surveyed fields through out the crop with the dynamics of population and damage kept at low level at the early crop season and then gradually increased until before harvest (exception at broccoli field). Furthermore, the numbers of captured males tightly correlated v with damage ratios (r = 0.

xylostella of was carried out by traps baited with synthetic lures sex pheromone from mixtures (5:5:1) 0. Results showed that male was high from early August 2017 and from early February 2018 to early half of March 2018. On the other hand, Low from later September 2017 to early November 2017 and from later March 2018 to early May 2018. (5) In the file, for the efficacy of traps baited with a synthetic mixture of sex pheromone (5:5:1; 0.01 mg/lure) and AITC (0.7 mg/lure), density of 120 traps/ha, has been effective for the control of P.

xylostella in brassicaceae. Từ khóa: AITC, mass trapping, kairomone, sex pheromone, diamondback moth (Plutella xylostella), Z3-6:OAc. vi MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN.v DANH SÁCH BẢNG.ix DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT. xiv CHƯƠNG 1.

Tính cấp thiết của luận án. Mục tiêu nghiên cứu. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. Đối tượng nghiên cứu.

Phạm vi nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu. Những đóng góp mới của luận án. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn.

Ý nghĩa khoa học. Ý nghĩa thực tiễn. TỔNG QUAN TÀI LIỆU. Tổng quan về sâu tơ và biện pháp quản lý.

Triệu chứng và mức độ gây hại. Tập tính sinh sống và quy luật phát sinh gây hại. Biện pháp phòng trừ. Đặc tính của pheromone.

Sự đa dạng của pheromone giới tính Bộ cánh vảy. Ứng dụng của pheromone giới tính. Tình hình nghiên cứu pheromone giới tính. Tình hình nghiên cứu kairomone.

Cis-3-hexenyl acetate. Nghiêu cứu pheromone giới tính và kairomone trong quản lý sâu tơ. Tình hình nghiên cứu về pheromone giới tính sâu tơ. Tình hình nghiên cứu kairomone trong quản lý tổng hợp sâu tơ.

Hiệu quả hấp dẫn của kairomone kết hợp với pheromone giới tính đối với sâu tơ. Các phản ứng cơ bản trong tổng hợp. Các phản ứng cơ bản trong hóa học hữu cơ. Kỹ thuật sắc ký lớp mỏng (Thin Layer Chromatography, TLC).

Thẩm định cấu trúc hóa học của mẫu tổng hợp.35 vii CHƯƠNG 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Thời gian, địa điểm và phương tiện tiến hành thí nghiệm. Nội dung và phương pháp nghiên cứu.Tổng hợp pheromone giới tính của sâu tơ.

Đánh giá hiệu quả hấp dẫn của pheromone tổng hợp đối với sâu tơ. Đánh giá hiệu quả hấp dẫn của kairomone đối với sâu tơ. Đánh giá hiệu quả hấp dẫn phối hợp của pheromone giới tính và kairomone đối với sâu tơ. Ứng dụng pheromone giới tính tổng hợp và kairomone trong quản lý sâu tơ.

Xử lý số liệu. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. Tổng hợp pheromone giới tính của sâu tơ. Quy trình tổng hợp.

Đánh giá hiệu quả hấp dẫn của pheromone tổng hợp đối với sâu tơ. Ảnh hưởng của thành phần pheromone giới tính tổng hợp đối với sâu tơ. Ảnh hưởng của hàm lượng thành phần Z11-16:OH lên hiệu quả hấp dẫn của mồi pheromone giới tính tổng hợp đối với sâu tơ. Ảnh hưởng của hàm lượng mồi lên hiệu quả hấp dẫn của mồi pheromone giới tính tổng hợp Z11-16:Ald, Z11-16:OAc và Z11-16:OH 66 4.

Đánh giá hiệu quả hấp dẫn của kairomone đối với sâu tơ. Đánh giá hiệu quả của hợp chất Allyl isothiocyanate (AITC) đối với sâu tơ. Đánh giá hiệu quả của hợp chất cis -3-hexenyl acetate (Z3-6:OAc) đối với sâu tơ. Đánh giá hiệu quả hấp dẫn phối hợp của pheromone giới tính và kairomone đối với sâu tơ.