1. Khái quát chung về virút côn trùng

Virút gây bệnh côn trùng là một nhóm tác nhân sinh học có nhiều triển vọng trong phòng chống côn trùng hại cây trồng. Bệnh virút hại côn trùng được mô tả sớm hơn bệnh virút hại thực vật. Bệnh virút hại côn trùng đầu tiên do Cornalia và Maestri mô tả vào năm 1856 chính là bệnh tằm nghệ (mặc dù bệnh này được biết từ trước đó rất lâu). Các tác giả này là những người đầu tiên phát hiện thấy các thể đa diện trong cơ thể tằm bị bệnh, còn Bolle vào năm 1898 là người đầu tiên phát hiện thấy khi hoà tan thể vùi trong ruột tằm sẽ giải phóng ra các thể nhỏ. Komarek & Breindl vào năm 1923 đã khẳng định bản chất virút của bệnh tằm nghệ và bệnh thối nhũn ở sâu róm Lymantria monacha. Tuy nhiên, người đầu tiên nhìn thấy các virút gây bệnh côn trùng lại là Bergold với các nghiên cứu công bố từ năm 1943 đến năm 1947. Sau đó trên thế giới xuất hiện hàng loạt các công trình nghiên cứu về virút gây bệnh cho côn trùng, đặc biệt sau khi có kính hiển vi điện tử (dẫn theo P.V. Lầm 1995).

Virút gây bệnh cho côn trùng (hay virút côn trùng) chỉ có khả năng sống, sinh sản ở trong các mô, tế bào sống, không thể nuôi cấy trên các môi trường dinh dưỡng nhân tạo. Virút côn trùng có đặc điểm nổi bật là tính chuyên hóa hẹp, chỉ gây bệnh cho côn trùng và chỉ xâm nhiễm ở những mô nhất định của vật chủ. Virút côn trùng có thể tạo thành thể vùi như NPV, CPV, GV, EPV hoặc không tạo thành thể vùi như Iridovirus, Densovirus, Baculovirus trần (Jayaraj,1985; Ramakrishnan,1985).

Cho tới giữa thập kỷ 1980, người ta đã phân lập và mô tả được hơn 700 bệnh virút từ hơn 800 loài côn trùng thuộc nhiều bộ khác nhau. Hiện nay các virút côn trùng được xếp thành 7 họ sau: Baculoviridae, Reoviridae, Iridoviridae, Poxviridae, Parvoviridae, Picaviridae và Rhabdoviridae (Chukhrij 1988; Jayaraj 1985). Hai họ Baculoviridae và Reoviridae có nhiều loài là những tác nhân rất triển vọng của BPSH. Tuy nhiên, các virút côn trùng đã được nghiên cứu ứng dụng chủ yếu thuộc các nhóm Nuclear Polyheadrosis Virus/NPV, Grannulosis Virus/GV, Cytoplasmis Polyheadrosis Virus/CPV.

+ Nhóm NPV: nhóm virút côn trùng này thuộc họ Baculoviridae, có thể vùi là khối đa diện và chúng ký sinh trong nhân tế bào vật chủ. Vì vậy nên gọi nhóm NPV là virút đa diện ở nhân. Thể vùi của virút là vỏ protein bao bọc các phần thể virút gọi là virion. Các virion của NPV có hình que. Trong thể vùi đa diện chứa nhiều virion hình que (dẫn theo P.V. Lầm, 1995).

Sâu bị bệnh do NPV trở nên ít hoạt động, ngừng ăn. Cơ thể có màu sắc sáng hơn sâu khoẻ. Cơ thể sâu bị bệnh trở nên căng phồng, trương phù, chứa toàn nước. Khi có tác động cơ giới lên bề mặt cơ thể thì chúng dễ bị vỡ, giải phóng dịch virút. Các sâu bị bệnh do NPV khi chết đều treo ngược trên cây (trừ khi bị chết do NPV xâm nhiễm ở tế bào thành ruột).

Nhóm NPV ký sinh trong tế bào hạ bì, thể mỡ, khí quản, huyết tương và biểu mô ruột giữa. Nhóm NPV có tính chuyên hóa cao, sau nhóm GV. Thường NPV của loài côn trùng nào thì chỉ gây bệnh cho loài đó. Riêng loài Baculovirus heliothis có thể gây bệnh cho 7 loài sâu xanh thuộc giống Helicoverpa (Ignoffo et al., 1981- dẫn theo P.V. Lầm, 1995).

Đến cuối thế kỷ 20 đã ghi nhận được bệnh do NPV ở côn trùng thuộc 7 bộ như bộ cánh cứng Coleoptera, hai cánh Diptera, cánh màng Hymenoptera, cánh vảy Lepidoptera, cánh mạch Neuroptera, cánh thẳng Orthoptera và cánh nửa Hemiptera (Chukhrij, 1988).

+ Nhóm GV: gồm các virút côn trùng thuộc họ Baculoviridae, có thể vùi là dạng hạt. Vì vậy nên gọi nhóm NPV là virút hạt. Mỗi thể vùi chỉ chứa một virion hình que (ít khi chứa 2 virion).

Sâu bị bệnh do GV thường biểu hiện còi, chậm lớn, cơ thể phân đốt rõ ràng, tầng biểu bì cơ thể trở nên sáng màu, đôi khi có phớt màu hồng, huyết tương màu trắng sữa.

Virút hạt thường xâm nhiễm mô mỡ, tế bào lớp hạ bì và huyết tương. Virút hạt có tính chuyên hóa cao nhất trong các virút côn trùng. Virút hạt phân lập từ sâu hại nào chỉ gây bệnh cho loài sâu hại đó. Đến cuối thế kỷ 20, mới ghi nhận được virút hạt chỉ gây bệnh cho côn trùng bộ cánh vảy Lepidoptera, chưa thấy côn trùng thuộc các bộ khác bị bệnh do GV.

+ Nhóm CPV: virút côn trùng nhóm này thuộc họ Reoviridae, có thể vùi là khối đa diện và chúng ký sinh trong chất dịch tế bào biểu mô ruột giữa của côn trùng. Vì vậy nên gọi nhóm CPV là virút đa diện ở dịch tế bào. Trong thể vùi của CPV chứa các virion hình cầu (Bergold, 1947- dẫn theo P.V. Lầm, 1995).

Sâu bị bệnh do CPV thường biểu hiện chậm lớn, đôi khi đầu quá to so với cơ thể. Màu sắc cơ thể sâu bị bệnh vào giai đoạn cuối của sự phát triển bệnh lý trở nên có màu sáng giống như phấn trắng, đặc biệt ở mặt bụng cơ thể. Sâu bị bệnh thường tạo thành khối u trên cơ thể.

Nhóm CPV ký sinh trong chất dịch tế bào ở các tế bào biểu mô ruột giữa của côn trùng. Virút đa diện ở dịch tế bào có phổ ký chủ rộng. Sự lây lan của bệnh tăng lên do sự lây truyền qua ký chủ khác loài. Đã ghi nhận được bệnh do CPV ở các loài côn trùng thuộc các bộ cánh cứng Coleoptera, hai cánh Diptera, cánh màng Hymenoptera, cánh vảy Lepidoptera và cánh mạch Neuroptera.

2. Danh lục virút côn trùng được sử dụng

Cho tới giữa thập niên 1980, trên thế giới đã phân lập và mô tả được hơn 1270 bệnh virút từ các loài côn trùng thuộc nhiều bộ khác nhau. Hầu hết (70%) các côn trùng bị bệnh virút đã ghi nhận được là thuộc bộ cánh vảy. Tại Việt Nam đã mô tả, chụp ảnh để phân biệt được 4 loài virus nhân đa diện và một loài virus hạt (N.V. Cảm và CTV, 1996; Chukhrij,1988; Coppel et al., 1977; Faulkner et al., 1985; Jayaraj,1985; Van Driesche et al., 1996). Dưới đây là một số virút côn trùng đã được nghiên cứu sử dụng ở nhiều nước trên thế giới (bảng 6.1).

Bảng 6.1. Những virút côn trùng đã được nghiên cứu sử dụng đề trừ sâu hại

TT

Tên virút

Tên sâu hại là vật chủ

Loại cây trồng

1

NPV-Ha

Helicoverpa armigera (7 loài sâu xanh)

Bông, rau, đậu đỗ

2

CPV-Ha

Helicoverpa armigera

Bông, rau, đậu đỗ

3

NPV-As

Agrotis (=Scotia) segetum

Bông, rau, đậu đỗ

4

GV-As

Agrotis (=Scotia) segetum

Bông, rau, đậu đỗ

5

NPV-Od

Ocneria dispar

Cây ăn quả

6

GV-Pr

Pieris rapae

Rau họ hoa thập tự

7

NPV-Op

Orgyia pseudosugata

Cây ăn quả

8

NPV-Tn

Trichoplusia ni

Rau, đậu đỗ

9

NPV-Hc

Hyphantria cunea

Cây ăn quả

10

NPV-Ms

Mythimna separata

Lúa, ngô

11

NPV-Sl

Spodoptera litura

Rau, đậu đỗ

12

NPV-Se

Spodoptera exigua

Bông, rau, đậu đỗ

13

NPV- Sf

Spodoptera frugiperda

Bông, rau, đậu đỗ

14

NPV-Ac

Autographa california

Rau, đậu đỗ

15

GV-Lp

Laspeyresia pomonella

Cây táo

16

GV-Po

Phthorimea operculella

Khoai tây

17

CPV-Dp

Dendrolimus punctatus

Cây thông

18

GV-Of

Ostrinia furnacalis

Ngô

19

GV-Ab

Andraca bipunctata

Chè

20

NPV-Ns

Neodiprion sertifer

Thông

21

NPV-Gh

Gilpinia (=Diprion) hercyniae

Thông

3. Vai trò của virút côn trùng

Kết quả nghiên cứu ở Thái Lan cho thấy NPV là nguyên nhân gây chết tự nhiên chủ yếu của sâu đo xanh Trichoplusia ni trên cải bắp. Tại Ấn Độ, sâu xanh H. armigera trên bông thường bị chết bệnh do NPV với tỷ lệ 6,9-24,5%. NPV được đánh giá là tác nhân sinh học quan trọng trong kìm hãm số lượng sâu xanh H. armigera ở Trung Quốc, Hoa Kỳ, Philippine (Bilapate, 1988; Coppel et al., 1977; Navasero và nnk, 1993; Tipvadee, 1983).

Kết quả điều tra cho thấy các virút nêu trên có mặt thường xuyên trong quần thể các loài sâu hại. Ở điều kiện miền Bắc Việt Nam chúng phát sinh gây bệnh cho côn trùng từ tháng 4 - 9 hàng năm. Sâu đo xanh Anomis flava hại đay thường bị nhiễm bệnh do NPV khá cao vào tháng 6 - 7 hàng năm. Tỷ lệ chết do NPV của sâu đo xanh đạt khoảng 11-54% và 8-68% tương ứng tại Thọ An (Hà Tây) và Châu Giang (Hưng Yên). Sâu khoang Spodoptera litura trên lạc bị chết bệnh do NPV khá cao, có khi tới 50-60%. Trên bông ở phía Nam (Ninh Thuận, Đồng Nai) virút NPV là yếu tố gây chết tự nhiên trên sâu xanh khá quan trọng. Tỉ lệ sâu xanh bị chết bệnh tự nhiên do NPV đạt 9-10%. Tại Đắc Lắc, nhiều khi sâu xanh bị chết ở tự nhiên do NPV đạt tới 16%. Sâu keo da láng Spodoptera exigua trên hành tây ở Ninh Thuận bị bệnh do NPV, chết với tỷ lệ không cao thường chỉ khoảng 0,4-16,6% (N. V. Cảm và CTV,1991; N. T. Hai, 1996; N. T. Hồng,1995; P.H. Nhượng, 1996; N. T. Sơn,1998).

4. Đặc điểm ứng dụng

Đặc điểm sử dụng chế phẩm sinh học phụ thuộc vào cơ chế tác động của chế phẩm và ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh đến hoạt tính của các sinh vật trong chế phẩm. Chế phẩm sinh học từ virút côn trùng nói chung và từ NPV, CPV, GV nói riêng đều có cơ chế tác động đường ruột. Các thể virút trần hoặc thể vùi của virút cùng thức ăn xâm nhập qua miệng vào ruột côn trùng. Tại ruột, dưới tác động của dịch tiêu hoá, thể vùi bị hoà tan và giải phóng các virion. Qua biểu mô ruột giữa virion xâm nhập vào dịch máu, đi tới các tế bào. Khi tiếp xúc với các tế bào, chúng xâm nhập vào bên trong các tế bào để sinh sản và gây bệnh cho sâu hại. Phần lớn các virút nhóm NPV, GV có tính chuyên hóa cao, do đó  chế phẩm sinh học từ các virút này thường có phổ tác động hẹp đến rất hẹp. Mặt khác, các chế phẩm virút côn trùng nói chung, chế phẩm NPV bị mất hoạt tính dưới tác động của sóng ngắn và tia cực tím. Như vậy, để sử dụng chế phẩm sinh học từ virút có hiệu quả cao trong phòng chống côn trùng hại cần lưu ý một số điểm sau đây:

- Phun đều chế phẩm virút côn trùng lên bộ phận cây là thức ăn ưa thích của loài côn trùng hại cần phòng trừ, tạo điều kiện cho chúng có thể ăn được thức ăn nhiễm virút càng nhiều càng tốt. Khi côn trùng hại ăn được nhiều thức ăn nhiễm virút vào trong ruột thì khả năng bị nhiễm bệnh sẽ càng cao.

- Để hạn chế đến mức tối thiểu tác động không tốt do bước sóng ngắn và tia cực tím của mặt trời gây ra thì cần phun các chế phẩm sinh học từ virút côn trùng vào buổi chiều mát. Ngay chiều tối hôm phun hoặc sáng hôm sau, sâu hại ăn thức ăn đã được phun chế phẩm virút côn trùng chưa bị tác động của mặt trời.

- Đồng thời, khi sử dụng chế phẩm virút côn trùng có thể trộn thêm một số phụ gia như sữa bột, sữa lọc béo, nước rỉ đường, dầu thực vật sau và than hoạt tính nhằm làm giảm tác động xấu của ánh nắng mặt trời đối với chế phẩm virút côn trùng.

- Nên sử dụng những chủng virút địa phương để sản xuất chế phẩm sinh học để trừ sâu hại. Trong trường hợp như vậy sẽ làm tăng khả năng thích ứng của virút với điều kiện ngoại cảnh nơi ứng dụng.

- Để khắc phục phổ tác động hẹp của chế phẩm từ NPV và GV, có thể hỗn hợp vài loại virút với nhau hoặc hỗn hợp với Bt nhằm làm tăng phổ tác động của chế phẩm (cùng lúc trừ được nhiều loài sâu hại).

- Có thể sử dụng chế phẩm virút côn trùng để trừ côn trùng hại theo hai cách:

+ Phun chế phẩm virút côn trùng nhằm cung cấp nguồn bệnh ban đầu để tự tích luỹ trên đồng ruộng. Theo cách này, vào đầu vụ gieo trồng, chế phẩm virút côn trùng được phun vài lần với lượng không nhiều khi mật độ loài côn trùng hại cần phòng trừ đạt mức thấp đủ để chúng có thể tự lây nhiễm được bệnh. Theo thời gian trong vụ, nguồn virút côn trùng sẽ tăng lên và tỷ lệ sâu hại bị nhiễm bệnh virút cũng gia tăng theo sự gia tăng số lượng của loài hại.

+ Phun tràn ngập chế phẩm virút côn trùng như dùng thuốc hóa học trừ sâu. Theo cách này, khi loài côn trùng hại đạt mật độ quần thể cao, có khả năng gây hại lớn thì tiến hành phun chế phẩm virút côn trùng. Khi đó phun với liều lượng lớn hơn lượng cần thiết nhằm cung cấp nguồn bệnh tối đa, tạo điều kiện cho sâu hại bị nhiễm bệnh nhanh nhất với tỷ lệ cao nhất để áp đảo sâu hại. Do đó, sau khi phun chế phẩm vài ngày sẽ đạt được hiệu quả nhất định trong tiêu diệt loài sâu hại cần phòng trừ.

Tuỳ theo đối tượng sâu hại và ý nghĩa kinh tế của chúng mà chọn một trong hai cách sử dụng chế phẩm nêu trên sao cho hợp lý mà vẫn cho hiệu quả cao.

- Không sử dụng chế phẩm virút côn trùng trong điều kiện nhiệt độ thấp. Khi ở nhiệt độ thấp thời gian ủ bệnh của sâu hại sẽ kéo dài, sâu hại vẫn có thể tiếp tục gây hại được.