VI KHUẨN BACILLUS THURINGIENSIS SEROVARIETY ISRAELENSIS (Bti) VÀ BACILLUS SPHAERICUS TRONG KIỂM SOÁT MUỖI

admin·09/11/2024·0 comments

Kể từ khi Bacillus thuringiensis (Berliner) serovar israelensis de Barjac (Bti) được phát hiện và các chủng Bacillus sphaericus Neide hiệu quả được phân lập, các chế phẩm từ những vi khuẩn này đã trở thành phương tiện không hóa chất chủ yếu được sử dụng để kiểm soát ấu trùng muỗi tại nhiều địa điểm ở Hoa Kỳ và các quốc gia khác.

Chương này cung cấp cái nhìn tổng quan về những phát triển trong 20 năm qua liên quan đến:

  • Độc tố của Bti và B. sphaericus.
  • Cơ chế hoạt động của độc tố.
  • Hiệu quả và các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính diệt ấu trùng.
  • Sự phát triển tính kháng.
  • Tính an toàn.
  • Vai trò của chúng trong kiểm soát muỗi tổng hợp.

Hiệu quả của các chế phẩm Bti đã được chứng minh trong nhiều môi trường sống khác nhau đối với nhiều loài muỗi. Các chế phẩm B. sphaericus được sử dụng chủ yếu trong các môi trường sống giàu chất hữu cơ để chống lại các loài muỗi Culex, nhưng chúng cũng có hiệu quả trong nhiều môi trường sống có ít chất hữu cơ, chống lại nhiều loài và trên nhiều chi. Các loài Stegomyia không nhạy cảm với liều lượng thực tế của các chế phẩm B. sphaericus. B. sphaericus đã được chứng minh là tồn tại lâu hơn Bti trong các môi trường sống bị ô nhiễm và, trong một số trường hợp nhất định, có thể tái tạo trong xác ấu trùng. Một nhược điểm của B. sphaericus là sự phát triển tính kháng ở một số quần thể Cx. quinquefasciatus Say và Cx. pipiens Linnaeus.

Các yếu tố sinh học và phi sinh học ảnh hưởng đến hoạt tính diệt ấu trùng của Bti và B. sphaericus bao gồm:

  • Loài muỗi và chiến lược kiếm ăn tương ứng của chúng.
  • Tốc độ ăn.
  • Tuổi và mật độ ấu trùng.
  • Các yếu tố môi trường sống (nhiệt độ, bức xạ mặt trời, độ sâu của nước, độ đục, tannin và hàm lượng hữu cơ, sự hiện diện của thảm thực vật, v.v.).
  • Các yếu tố chế phẩm (loại chế phẩm, hàm lượng độc tố, mức độ hiệu quả của vật liệu đến mục tiêu và tốc độ lắng).
  • Điều kiện bảo quản.
  • Các yếu tố sản xuất, đặc biệt là môi trường vi khuẩn được nuôi cấy.
  • Phương tiện ứng dụng và tần suất xử lý.

Do hiệu quả và tính đặc hiệu tương đối của chúng, cả Bti và B. sphaericus có thể là những tác nhân kiểm soát lý tưởng trong các chương trình kiểm soát tổng hợp, đặc biệt là khi kết hợp với các tác nhân kiểm soát sinh học khác, quản lý môi trường, bảo vệ cá nhân và sử dụng thuốc diệt côn trùng hợp lý.

GIỚI THIỆU

Vi khuẩn ít được chú ý như là tác nhân kiểm soát vi sinh vật đối với muỗi trước khi Bacillus thuringiensis (Berliner) serovar israelensis de Barjac (Bti) và các chủng Bacillus sphaericus Neide hiệu quả được phát hiện. Ngày nay, các chế phẩm của Bti là phương tiện không hóa chất chủ yếu được sử dụng để kiểm soát ấu trùng muỗi ở Hoa Kỳ và một số quốc gia khác.

Vào thời điểm cuốn sách Kiểm soát Sinh học Muỗi (Chapman, 1985) được xuất bản, một số lượng đáng kể các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và đánh giá thực địa về Bti đã được báo cáo (Lacey, 1985a). Tiến độ cũng đã đạt được vào thời điểm đó trong nghiên cứu và đánh giá B. sphaericus (Singer, 1985), mặc dù phát triển thương mại bị tụt hậu so với Bti. Bởi vì số lượng ấn phẩm về 2 loại vi khuẩn này kể từ năm 1985 là rất lớn, chương này sẽ không xem xét toàn bộ tài liệu, mà sẽ làm nổi bật những phát triển trong 20 năm qua liên quan đến:

  • Các độc tố diệt ấu trùng.
  • Cơ chế hoạt động.
  • Hiệu quả và các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động.
  • Sự phát triển tính kháng.
  • Tính an toàn.
  • Vai trò của vi khuẩn trong kiểm soát muỗi tổng hợp.

Chương này sẽ không đề cập đến vi khuẩn tái tổ hợp để kiểm soát muỗi. Để biết thêm chi tiết về chủ đề này, xem Federici và cộng sự. (2003) và chương của Federici và cộng sự. trong tập này.

VI KHUẨN BACILLUS THURINGIENSIS

NGUỒN GỐC

Bacillus thuringiensis (Bt) là một loại vi khuẩn hiếu khí, hình thành bào tử, Gram dương được tìm thấy trong nhiều môi trường sống. Nó được phân biệt với các loài Bacillus có liên quan chặt chẽ bởi sự hiện diện của thể vùi nội bào tử. Các serovar của Bt có hoạt tính diệt ấu trùng đối với Lepidoptera, Coleoptera, Diptera và các loài côn trùng khác đã được phân lập từ nhiều môi trường sống khác nhau trên toàn thế giới bao gồm côn trùng chết, đất, phylloplane, bụi ngũ cốc, thủy sinh và các môi trường sống khác (Martin và Traver 1989, Smith và Couche 1991, Beegle và Yamamoto 1992, Meadows 1993, Damgaard 2000, Glare và O’Callaghan 2000). Một số chủng Bt đã được phát triển và đưa ra thị trường để kiểm soát côn trùng (Beegle và Yamamoto 1992). Các sản phẩm Bt đại diện cho phần lớn doanh số bán thuốc trừ sâu sinh học ở Bắc Mỹ và các nơi khác.

Hoạt tính diệt ấu trùng của Bt là do các độc tố được tìm thấy trong thể vùi nội bào tử (còn được gọi là thể nội bào tử và tinh thể) được tạo ra vào thời điểm hình thành bào tử. Được gọi chung là d-endotoxin (delta-endotoxin), chúng bao gồm một nhóm đa dạng các độc tố protein, hình dạng thể vùi và phạm vi ký chủ. So sánh trình tự axit amin và phạm vi ký chủ của các độc tố riêng lẻ dẫn đến việc phát triển một danh pháp mới cho các độc tố thể vùi (Höfte và Whiteley 1989). Danh pháp kể từ đó đã được sửa đổi và hiện chỉ dựa trên mối quan hệ trình tự axit amin giữa các độc tố (Crickmore và cộng sự 1998), cho phép tạo ra mối tương quan giữa trình tự, hoạt tính diệt ấu trùng và nguồn gốc tiến hóa của các độc tố (Crickmore 2000). Ký hiệu “Cry” dùng để chỉ các độc tố tinh thể và “Cyt” được sử dụng để mô tả các độc tố tinh thể thể hiện hoạt tính gây độc tế bào và tan máu in vitro. Đối với các độc tố riêng lẻ, Cry hoặc Cyt được theo sau bởi một ký hiệu chữ và số.

Các độc tố có hoạt tính diệt ấu trùng muỗi cao nhất (Cry4A, Cry4B, Cry11A và Cyt1A) được tìm thấy trong Bti và một số chủng phân lập khác của các serovar khác tạo ra các độc tố giống hoặc tương tự. Để biết giải thích về cách xác định serovar, hãy xem Thiery và Frachon (1997).

Một loạt các hoạt động diệt ấu trùng muỗi đã được báo cáo cho serovar của Bt ngoài Bti (Hall và cộng sự 1977, Padua và cộng sự 1980, Lacey và Oldacre 1983, Padua và cộng sự 1984, Yu và cộng sự 1991, Ragni và cộng sự 1996, Thiery và cộng sự 1999 và một số khác được xem xét bởi Delécluse và cộng sự 2000), và các chủng phân lập của Clostridium bifermentans serovar. malaysia (de Barjac và cộng sự 1990), Bacillus circulans (Darriet và Hougard 2002), Brevibacillus laterosporus (Favret và Yousten 1985), và B. sphaericus (được xem xét chi tiết trong chương này). Mức độ hoạt động diệt ấu trùng của hầu hết các chủng phân lập này thấp hơn so với Bti. Ngoại lệ đáng chú ý là chủng PG-14 của Bt serovar. morrisoni (Padua và cộng sự 1984, Federici và cộng sự 1987, Lacey và cộng sự 1988a) và một số chủng phân lập được báo cáo bởi Ragni và cộng sự (1996). Các chủng phân lập Bt có hoạt tính diệt ấu trùng muỗi đã được Delécluse và cộng sự phân loại thành 3 lớp. (2000): Lớp 1 bao gồm Bti và 7 chủng bổ sung có polypeptide độc tố và hoạt tính diệt ấu trùng tương tự hoặc giống hệt với hoạt tính được tìm thấy trong Bti; Lớp 2 bao gồm 2 chủng có độc tính gần bằng Bti, nhưng có polypeptide khác nhau; và Lớp 3 có các chủng hoạt động yếu và polypeptide khác với Bti và các chủng có độc tính cao khác.

PHÁT HIỆN, MÔ TẢ VÀ PHÁT TRIỂN

Bti được phát hiện vào năm 1976 bởi Goldberg và Margalit (1977) và như tên gọi của giống cho biết, nó được tìm thấy ở Israel, nơi nó được phân lập từ ấu trùng muỗi Culex pipiens Linnaeus chết trong một ao nhỏ ở lòng sông bị ô nhiễm bởi chất hữu cơ ở sa mạc Negev (Margalit và Dean 1985). Sau đó nó được de Barjac (1978b) xác định là một serovar mới (H-14). Sự phát triển thương mại nhanh chóng theo sau việc phát hiện ra Bti vì một số lý do chính: Nó có hiệu quả cao đối với ấu trùng muỗi và ruồi đen, an toàn cho phần lớn các sinh vật không phải mục tiêu; một số nghiên cứu trên khắp thế giới chứng thực điều này đã được khuyến khích và tài trợ bởi Tổ chức Y tế Thế giới (WHO). Ngoài ra, nó có thể được sản xuất bằng cách sử dụng môi trường nhân tạo, ổn định trong một loạt các điều kiện bảo quản và có thể được áp dụng bằng cách sử dụng thiết bị thông thường.

Các sản phẩm thương mại đầu tiên dựa trên Bti được phân phối ở Hoa Kỳ: Vectobac®, Bactimos® và Teknar® được sản xuất bởi Abbott Laboratories, Biochem Ltd. và Sandoz, tương ứng. Các công thức bao gồm bột thấm nước, nhiều loại hạt, chất cô đặc dạng lỏng và viên nén và viên nén giải phóng chậm. Tính đến năm 2005, nhà cung cấp Bti lớn nhất ở Bắc Mỹ là Valent BioSciences Hoa Kỳ. Bayer Research, Becker Microbial Products và Summit Chemical cũng cung cấp các sản phẩm Bti ở Bắc Mỹ.

Việc định lượng hoạt tính diệt ấu trùng của sản phẩm đã được chú ý liên tục kể từ khi Bti được thương mại hóa. Quy trình thử nghiệm sinh học trong phòng thí nghiệm đối với bột kỹ thuật Bti và các công thức đã được trình bày bởi Sinègre và cộng sự (1981), Dulmage và cộng sự (1985), Lacey (1997), Skovmand và Becker (2000) và một số tác giả khác trong 20 năm qua. Hiệu lực của các sản phẩm thương mại thường dựa trên việc so sánh với bột tham chiếu tiêu chuẩn. Nhiều tiêu chuẩn đã được sản xuất bởi Viện Pasteur và được liệt kê bởi Thiery và Hamon (1998). Dulmage và cộng sự (1985) đã đề xuất một tiêu chuẩn của Hoa Kỳ, nhưng những tiêu chuẩn này đã không được duy trì. Skovmand và cộng sự (1997, 1998, 2000b) thảo luận về các thông số khác nhau ảnh hưởng đến hiệu lực của sản phẩm Bti và các biến thể giữa các phòng thí nghiệm trong việc tiến hành các thử nghiệm.

Giống như các giống Bt khác, Bti tạo ra thể vùi nội bào tử vào thời điểm hình thành bào tử có chứa các độc tố diệt ấu trùng (Hình 1A). Trong Bti, thể vùi không có dạng tinh thể như được thấy ở hầu hết các serovar khác, mà có dạng hình cầu (Hình 1B). Các độc tố Cry4A (125 kDa), Cry4B (135 kDa), Cry11A (68 kDa) và Cyt1A (28 kDa) của Bti chịu trách nhiệm cho hoạt tính diệt ấu trùng cao đối với muỗi nằm ở các khu vực riêng biệt của thể vùi, tạo cho nó một vẻ ngoài đa dạng (Hình 1A-E). Ngoài 4 độc tố được liệt kê ở trên, Pérez và cộng sự (2005) cũng bao gồm Cry10Aa và Cyt2Ba. Berry và cộng sự (2002) đã giải trình tự toàn bộ megaplasmid mã hóa độc tố, pBtoxis. Các độc tố trong Bti cũng hoạt động chống lại một số loài hai cánh khác thuộc phân bộ Nematocera, bao gồm ruồi đen (Simuliidae: Molloy 1982, Lacey và Undeen 1987, Guillet và cộng sự 1990, Adler và cộng sự 2004); muỗi vằn (Chironomidae: Ali 1981, Mulla và cộng sự 1990a, Rodcharoen và cộng sự 1991, Hughes và cộng sự 2005); muỗi nấm (Sciaridae: Cantwell và Cantelo 1984, Grewal 2000); ruồi hạc (Tipulidae: Waalwijk và cộng sự 1992); ruồi cát (Psychodida: Houston và cộng sự 1989); và một số loài trong các họ Nematocera khác (Boisvert và Boisvert 2000, Lacey và Merritt 2003).

CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG VÀ CẤU TRÚC CỦA ĐỘC TỐ DIỆT ẤU TRÙNG

Thể vùi nội bào tử của Bti phải được nuốt vào để có hoạt tính ở các loài nhạy cảm. Thể vùi được hòa tan trong ruột giữa có tính kiềm và được phân cắt thành các phần tử diệt ấu trùng bởi protease. Hiệu quả gây chết của Bti là do các độc tố protein liên kết với màng bề mặt của các tế bào biểu mô trong ruột giữa của ấu trùng và phá vỡ sự cân bằng thẩm thấu của tế bào. Cấu trúc 3 miền của độc tố Cry4Ba gần đây đã được Boonserm và cộng sự mô tả. (2005) (Hình 2). Mặc dù nó tương tự như cấu trúc được báo cáo cho các độc tố Cry3A và Cry1Aa, Boonserm và cộng sự (2003, 2005) đã báo cáo một số điểm khác biệt. Các thành phần độc tố có 2 chức năng chính liên quan đến hoạt động diệt ấu trùng: liên kết thụ thể và chèn màng. Miền 1 được cho là phần của độc tố được chèn vào màng viền bàn chải của các tế bào ruột giữa. Sự chèn này dẫn đến sự hình thành các kênh và mất cân bằng thẩm thấu và cuối cùng là sự ly giải của tế bào (Schwartz và Laprade 2000, Boonserm và cộng sự 2005). Miền 2 chứa một vùng liên kết thụ thể và được cho là xác định tính đặc hiệu của côn trùng. Miền 3 cũng có một vị trí liên kết thụ thể và góp phần vào tính đặc hiệu của côn trùng.

Chi tiết về cơ chế hoạt động ở cấp độ phân tử của các độc tố Cry Bti được trình bày bởi Thomas và Ellar (1983), Crickmore và cộng sự (1995), Schwartz và Laprade (2000), de Maagd và cộng sự (2003), Boonserm và cộng sự (2005), Fernandez và cộng sự (2005), Pérez và cộng sự (2005), và trong chương của Federici và cộng sự (tập này).

Có nhiều cách giải thích khác nhau về cấu trúc và cơ chế hoạt động của độc tố Cyt1A của Bti được trình bày trong tài liệu. Giả thuyết đầu tiên về cơ chế hoạt động của nó là độc tố tập hợp thành các kênh chọn lọc cation được xác định dẫn đến ly giải thẩm thấu của tế bào (Li và cộng sự 1996, Promdonkoy và Ellar 2000, 2003). Giả thuyết thay thế là Cyt1A kết tập không đặc hiệu trên bề mặt màng và hoạt động theo kiểu giống như chất tẩy rửa (Butko và cộng sự 1997, Butko 2003, Manceva và cộng sự 2005). Pérez và cộng sự (2005) cung cấp bằng chứng cho thấy Cyt1Aa hoạt động như một thụ thể của Cry11Aa. Phân tích liên kết tuần tự của Cyt1Aa và Cry11Aa bởi các tác giả này cho thấy rằng liên kết Cyt1Aa với các túi màng viền bàn chải của Aedes aegypti đã tăng cường liên kết của Cry11Aa được biotin hóa.

Mặc dù cơ chế hoạt động của mỗi độc tố Cry4 và Cry11A là tương tự nhau, nhưng mỗi độc tố lại gắn vào một vị trí liên kết riêng biệt trên các tế bào biểu mô ruột giữa. Khi các độc tố Cyt1A và Cry (Cry4a, 4b, 11a) được thử nghiệm riêng lẻ, chúng gây ra tỷ lệ chết ở ấu trùng Ae. aegypti (Crickmore và cộng sự 1995). Tuy nhiên, các xét nghiệm sinh học về hỗn hợp của các độc tố riêng lẻ cho thấy một số tương tác hiệp đồng giải thích một phần lý do tại sao tinh thể tự nhiên có độc tính cao hơn đáng kể so với bất kỳ độc tố riêng lẻ nào (Crickmore và cộng sự 1995). Tương tác hiệp đồng giữa các độc tố Cyt1A và Cry và tương tác hiệp đồng giữa các protein Cry trong Cx. quinquefasciatus cũng đã được báo cáo bởi Wirth và Georghiou (1997), Wirth và cộng sự (1997, 2005b) và Pérez và cộng sự (2005). Phức hợp độc tố và các vị trí chèn riêng biệt là những lý do chính khiến ít hoặc không có sự phát triển tính kháng mặc dù đã sử dụng lâu dài trong một số chương trình kiểm soát (xem phần về tính kháng).

MÔ BỆNH HỌC VÀ SINH BỆNH HỌC

Mô bệnh học ruột giữa và sinh bệnh học của độc tố Bti ở ấu trùng muỗi đã được de Barjac (1978a), Charles và de Barjac (1981, 1983), Lahkim-Tsror và cộng sự (1983), Mohsen và cộng sự (1987), Yu (1989), Lee và cộng sự (1991) và Rey và cộng sự (1998) nghiên cứu. Trong vòng vài phút sau khi ăn một liều độc tố Bti gây chết người, có thể thấy rõ sưng tấy ở viền bàn chải của các tế bào biểu mô (phồng rộp). Trong hầu hết các trường hợp, không bào ly giải xuất hiện rõ ràng ngay sau đó và các tế bào bắt đầu ly giải chỉ trong 30-60 phút tùy thuộc vào liều lượng độc tố. Cuối cùng, các tế bào bị ảnh hưởng bị bong ra chỉ còn lại màng đáy của ruột giữa. Cái chết của côn trùng theo sau ngay sau đó. Lahkim-Tsror và cộng sự (1983) báo cáo rằng tỷ lệ chết ở một số ấu trùng bắt đầu sớm nhất là 6 phút sau khi áp dụng Bti ở nồng độ cao. Cơ chế hoạt động và mô bệnh học của độc tố Bti ở ấu trùng muỗi và của các chủng Bt khác ở các loài côn trùng mục tiêu khác là tương tự nhau (Lüthy và Wolfersberger 2000).

HIỆU QUẢ VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HOẠT TÍNH CỦA BTI

Hiệu quả của các chế phẩm Bti đã được chứng minh trong nhiều môi trường sống khác nhau đối với nhiều loài muỗi (Bảng 1). Hiện tại, nó là tác nhân kiểm soát vi sinh vật được sử dụng rộng rãi nhất đối với muỗi và ruồi đen.

Một số yếu tố sinh học và phi sinh học ảnh hưởng đến hoạt tính diệt ấu trùng của Bti bao gồm:

  • Loài muỗi và chiến lược kiếm ăn tương ứng của chúng.
  • Tốc độ ăn.
  • Tuổi và mật độ ấu trùng.
  • Liều lượng.
  • Các yếu tố môi trường sống (nhiệt độ, bức xạ mặt trời, độ sâu của nước, độ đục, tannin và hàm lượng hữu cơ, sự hiện diện của thảm thực vật, v.v.).
  • Các yếu tố chế phẩm (loại tá dược, hàm lượng độc tố, mức độ hiệu quả của vật liệu đến mục tiêu và tốc độ lắng).
  • Điều kiện bảo quản.
  • Phương tiện ứng dụng và tần suất xử lý.
  • Các yếu tố sản xuất, đặc biệt là môi trường vi khuẩn được nuôi cấy. (Mulligan và cộng sự 1980, Sinègre và cộng sự 1981, Lacey và Undeen 1986, Wraight và cộng sự 1987, Aly 1988, Aly và cộng sự 1988, Kramer và cộng sự 1988, Kramer 1990, Mulla và cộng sự 1990b, Becker và cộng sự 1992, Lord và Undeen 1990, Walker 1995, Beck và cộng sự 1996, Skovmand và cộng sự 1997, Boisvert và Boisvert 1999, Nayar và cộng sự 1999, de Melo-Santos và cộng sự 2001, Christiansen và cộng sự 2004, Vilarinhos và Monnerat 2004).

Mặc dù vi khuẩn được sử dụng để kiểm soát ấu trùng, Stoops (2005) đã chỉ ra rằng con cái của Aedes albopictus đã đẻ nhiều trứng hơn trong các dụng cụ chứa nước được xử lý bằng Bti so với dụng cụ đối chứng không được xử lý. Hiện tượng thu hút và tiêu diệt này có thể cải thiện hiệu quả đặc biệt là khi so sánh với các loại thuốc diệt ấu trùng có thể xua đuổi quá trình đẻ trứng.

Sự tồn tại của hoạt tính diệt ấu trùng của Bti bị hạn chế nghiêm trọng trong các môi trường sống giàu chất hữu cơ, nơi các độc tố nhanh chóng bị biến tính và/hoặc liên kết với chất hữu cơ (Mulligan và cộng sự 1980, Hougard và cộng sự 1983, Rathburn và cộng sự 1984, Karch và cộng sự 1991, Mulla và cộng sự 1993, Srivastava và cộng sự 1998, Russell và cộng sự 2003). Tốc độ lắng nhanh của độc tố Bti cũng có thể rút ngắn hoạt động tồn lưu, đặc biệt là đối với các loài muỗi kiếm ăn ở bề mặt (loài Anopheles) hoặc không kiếm ăn ở các tầng sâu hơn của môi trường sống dưới nước (Standaert 1981, Hougard và cộng sự 1983, Mullen và Hinkle 1988). Độ đục (đất lơ lửng, trầm tích và chất hữu cơ) cũng có thể làm tăng tốc độ lắng (van Essen và Hembree 1982, Margalit và Bobroglio 1984, Sheeran và Fisher 1992). Mulla và cộng sự (1993) cho thấy rằng việc tăng liều lượng Bti đã không kéo dài thời gian kiểm soát loài Culex trong các ao giàu chất hữu cơ. Trong hầu hết các điều kiện, hoạt động tồn lưu của thuốc diệt ấu trùng bị hạn chế, đòi hỏi phải áp dụng lại khi muỗi sinh sản liên tục. Tuy nhiên, việc kiểm soát Ae. aegypti trong các bể chứa nước uống và các dụng cụ chứa nước khác đã được chứng minh bằng các công thức khác nhau (Kroeger và cộng sự 1995, Batra và cộng sự 2000, Mulla và cộng sự 2004, Vilarinhos và Monerat 2004).

Xem thêm  Thiên Địch Của Muỗi: Giải Pháp Sinh Học Hiệu Quả Trong Kiểm Soát Dịch Hại

Sự nảy mầm, hình thành bào tử và tái tạo của Bti trong xác ấu trùng trong phòng thí nghiệm và trong môi trường sống mô phỏng đã được một số tác giả báo cáo (Aly và cộng sự 1985, Khawaled và cộng sự 1990, Pantuwatana và Sattabongkot 1990, Boisvert và Boisvert 1999), nhưng điều này đã không được quan sát thấy trong điều kiện thực địa tự nhiên. Siegel và cộng sự (2001) đã quan sát thấy hoạt tính diệt ấu trùng kéo dài đối với Ochlerotatus triseriatus trong lốp xe đã được xử lý bằng Bti 9 tháng trước đó, nhưng các tác giả không thể xác định xem tỷ lệ chết có phải do tái tạo của Bti hay liệu protein tinh thể từ lần xử lý ban đầu có bị tái tạo hay không.

CÁC YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN CHẾ PHẨM VÀ ỨNG DỤNG

Công thức của Bti có thể giúp khắc phục một số yếu tố hạn chế hoặc làm giảm hoạt tính diệt ấu trùng của nó. Công thức phù hợp có thể cải thiện hiệu suất kiểm soát bằng cách cho phép tiếp xúc nhiều hơn với ấu trùng mục tiêu, đảm bảo tính ổn định trong điều kiện bảo quản và thực địa, cung cấp nhiều lựa chọn ứng dụng và tăng khả năng xử lý. Nhu cầu kiểm soát ấu trùng muỗi trong nhiều môi trường sống khác nhau đã dẫn đến việc sản xuất nhiều loại chế phẩm (Bảng 1). Ví dụ, hạt cho phép thâm nhập vào các môi trường sống có nhiều tán lá dày đặc (ruộng lúa, đầm lầy muối, v.v.), trong các đống lốp xe, hốc cây, v.v. Kiểm soát muỗi sinh sản trong dụng cụ chứa nước, đặc biệt là các loài vectơ như Ae. aegypti và Ae. albopictus trong các bể chứa nước sinh hoạt, yêu cầu các công thức giải phóng chậm cho phép kiểm soát lâu dài hơn hoặc các công thức có hiệu lực cao có thể được áp dụng trực tiếp và ít ảnh hưởng nhất đến hương vị và hình thức của nước (Mulla và cộng sự 2004, Vilarinhos và Monerat 2004).

Các công thức huyền phù nước (AS), chất cô đặc huyền phù (SC), chất cô đặc dạng lỏng (FC) và huyền phù nước của các công thức hạt phân tán trong nước (WDG) có thể được áp dụng bằng cách sử dụng nhiều loại thiết bị phun bao gồm máy tạo siêu thể tích thấp (ULV). Ấu trùng Anopheles kiếm ăn trên bề mặt được kiểm soát tốt nhất bằng các công thức không dễ dàng chìm xuống dưới sức căng bề mặt của nước. Ngoài các hạt nổi, các chất cô đặc dạng lỏng Bti phun trên không đã được chứng minh là kiểm soát hiệu quả các loài Anopheles (Yates 1984, Sandoski và cộng sự 1985) trong ruộng lúa. Các giọt nhỏ (đường kính trung bình thể tích ≈80 µm) được tạo ra với máy tạo ULV Beecomist® thâm nhập vào tán lá dày đặc và tồn tại trong vùng kiếm ăn của ấu trùng An. quadrimaculatus lâu hơn các giọt lớn hơn hoặc hạt chìm. Lee và cộng sự (1996) và Yap và cộng sự (1997) đã chứng minh việc áp dụng Bti ULV trên mặt đất để kiểm soát muỗi sinh sản trong dụng cụ chứa nước như một phương pháp hiệu quả để thâm nhập vào các vị trí sinh sản (lốp xe, dụng cụ chứa nước) để kiểm soát Ae. aegypti, Ae. albopictus, Cx. quinquefasciatus và An. maculatus.

Vi bao có thể giúp cải thiện một số vấn đề về hoạt động tồn lưu ngắn do sự phân hủy vi sinh vật và ánh sáng mặt trời của độc tố (Margalit và cộng sự 1984, Cheung và Hammock 1985, Vorgetts và Buescher 1985, Lee và cộng sự 2003). Cheung và Hammock (1985) đã vi bao độc tố Bti tinh khiết trong các giọt lipid nổi trên bề mặt và cải thiện hoạt động diệt ấu trùng đối với An. freeborni. Việc bào chế độc tố hòa tan ít được chú ý. Lee và cộng sự (2003) đã chứng minh rằng hoạt tính diệt ấu trùng của độc tố Bti hòa tan liên kết với các loại đất sét khác nhau vẫn tồn tại trong nước không vô trùng sau 45 ngày và cao hơn đáng kể so với độc tố Bti tự do không liên kết.

Một trong những công thức độc đáo hơn của Bti và B. sphaericus được sản xuất bởi Becker (2003) trong các hạt đông lạnh có tên là “IcyPearls.” Chế phẩm này đã được chứng minh là có những ưu điểm nhất định so với hạt cát Bti: (1) viên đá tan chảy trên bề mặt nước và giải phóng độc tố vi sinh vật ở đó; (2) tác nhân kiểm soát vẫn nằm bên trong viên đá trong quá trình ứng dụng và không bị mất do ma sát trong thiết bị phun; và (3) công thức đá dẫn đến tăng chiều rộng băng phun, do đó giảm chi phí ứng dụng. Trong các thử nghiệm thực địa quy mô lớn, việc áp dụng “IcyPearls” chống lại ấu trùng Ae. vexans ở Thung lũng sông Rhine của Đức đã dẫn đến tỷ lệ chết là 91-98%. Một “công thức” độc đáo khác là nồng độ Bti trong động vật nguyên sinh Tetrahymena pyriformis (Manasherob và cộng sự 1996, Ganushkina và cộng sự 1997). Điều thú vị là Manasherob và cộng sự (1998) cũng báo cáo sự nảy mầm, sinh trưởng và hình thành bào tử của Bti trong không bào thức ăn bài tiết của T. pyriformis.

Trong một số trường hợp nhất định, việc sử dụng các công thức bào tử sống của Bti có thể bị cấm (ví dụ: xử lý nước uống). Lacey và Smittle (1985) đã nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ gamma đối với khả năng tồn tại của bào tử và hoạt tính diệt côn trùng của Bti bằng cách sử dụng máy chiếu xạ nguồn coban-60. Bức xạ gamma từ 50–1750 kiloroentgens (Kr) làm giảm dần khả năng tồn tại của bột tham chiếu tiêu chuẩn Bti (IPS-78). Sự mất mát đáng kể hoạt động diệt côn trùng chỉ được quan sát thấy khi bức xạ trên 1000 Kr. Ở mức 1500 Kr, số lượng bào tử giảm 99,9999% với mức giảm tương ứng 17% hoạt tính diệt côn trùng. Trong môi trường sống được xử lý bằng các sản phẩm Bti chiếu xạ, Becker (2002) báo cáo rằng không có bào tử hoặc ít hơn 105 bào tử trên mỗi gam đất được tìm thấy so với 7,0 × 105 đến 4,4 × 109 bào tử trên mỗi gam đất trong môi trường sống được xử lý bằng các sản phẩm Bti không chiếu xạ hai lần (trung bình) mỗi năm.

ĐIỀU KIỆN BẢO QUẢN

Điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản cũng có thể ảnh hưởng đến hoạt tính của Bti. Khi được bảo quản đúng cách (ở nhiệt độ phòng hoặc mát hơn), hoạt tính diệt ấu trùng có thể không bị ảnh hưởng trong vài tháng hoặc thậm chí nhiều năm (Sokolova và cộng sự 1987, Thiery và Hamon 1998). Thiery và Hamon (1998) đã thử nghiệm sinh học tiêu chuẩn Bti IPS-82 chống lại Ae. aegypti và coi nó là ổn định trong khoảng thời gian đánh giá 16 năm. Tác động tiêu cực của quá trình đông lạnh và tan băng đối với hoạt tính diệt ấu trùng của Bti được lưu trữ được báo cáo bởi Tousignant và cộng sự (1992). Số chu kỳ đông lạnh-tan băng có tương quan với sự gia tăng giá trị LC50. Boisvert và Boisvert (2001) đã nghiên cứu ảnh hưởng của việc bảo quản ở nhiệt độ phòng và quá trình đông lạnh theo thời gian đối với 2 công thức Bti thương mại dạng lỏng (Vectobac 1200L và Teknar HP-D) và báo cáo rằng giá trị LC50 khi được thử nghiệm sinh học chống lại Oc. triseriatus đối với cả hai đều tăng 2,5 lần sau 6 tháng đông lạnh. Ở nhiệt độ phòng, công thức Teknar HP-D ổn định trong 2 năm với mức tăng LC50 là 20% trong năm thứ 3. Vectobac 1200L ổn định trong năm đầu tiên, nhưng giá trị LC50 tăng 22% và 20% trong năm thứ 2 và thứ 3 bảo quản, tương ứng. Karch (1989) đã báo cáo tính ổn định tốt của hoạt tính diệt ấu trùng của bột bào tử tiêu chuẩn IPS-82 được bảo quản ở 50°C trong 9 tháng. Ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản và thời gian đối với hoạt tính diệt ấu trùng của các chế phẩm Bti cũng được trình bày bởi Balaraman và Hoti (1984), Sokolova và cộng sự (1987) và Farghal và Darwish (1988).

CÁC YẾU TỐ LÊN MEN

Môi trường dinh dưỡng được sử dụng và điều kiện mà Bti và các serovar Bt khác được sản xuất có thể ảnh hưởng đáng kể đến hoạt tính diệt ấu trùng. Dulmage và cộng sự (1990) và Beegle và cộng sự (1991) cung cấp các hướng dẫn để sản xuất ở quy mô nhỏ và lớn. Beegle và cộng sự (1991) đã xem xét các khía cạnh chính của sản xuất Bt quy mô lớn bằng cách sử dụng phương pháp lên men bán rắn và ngập nước. Các nhu cầu dinh dưỡng cơ bản của Bt là nguồn cacbon, nitơ và khoáng vi lượng. Một số ví dụ về môi trường được sử dụng cho bình lắc và sản xuất bể khuấy được cung cấp bởi Dulmage và cộng sự (1990) và Beegle và cộng sự (1991). Ví dụ, môi trường T-3 [tryptose (2 g/lít), tryptone (3 g/lít), chiết xuất nấm men (1,5 g/lít) và khoáng vi lượng (MnSO4·H2O, MgSO4·7H2O, NaH2PO4·H2O), được điều chỉnh đến pH 6,8], là một môi trường hòa tan nhẹ đã được chứng minh là hữu ích cho việc nuôi cấy nhiều loại chủng phân lập Bt trong bình lắc. Các môi trường nặng hơn được sử dụng cho sản xuất thương mại và chứa các thành phần như bột đậu nành và bột hạt bông. Nhược điểm của các môi trường nặng hơn này là các chất không hòa tan không được sử dụng trong bột mì vẫn còn với phức hợp bào tử-thể vùi khi chúng được thu hồi. Rossa và Mignone (1993) đã nghiên cứu việc sản xuất bào tử trong các mẻ nuôi cấy và mẻ nuôi cấy bổ sung của Bti. Họ phát hiện ra rằng số lượng bào tử đạt được trong cả hai loại nuôi cấy là tương đương nhau, nhưng mức độ độc tính của các mẻ nuôi cấy bổ sung thấp hơn khoảng một bậc so với mẻ nuôi cấy. Việc sử dụng nguyên liệu thô và sản phẩm phụ tại địa phương để sản xuất Bti được trình bày bởi Chilcott và Pillai (1985), Dharmsthiti và cộng sự (1985), Yoon và cộng sự (1987), Morsi và Abdel-Samie (1988), Ejiofor và Okafor (1989), Kuppusamy và Balaraman (1991), Subbiah và Kumar (2003), Subbiah và cộng sự (2003), và Prabakaran và Balaraman (2006). Dulmage và cộng sự (1990) liệt kê một số ví dụ về các thành phần môi trường rẻ tiền có nguồn gốc thực vật và động vật có thể có sẵn làm nguồn carbohydrate và protein để sản xuất Bti ở các nước đang phát triển.

CÁC YẾU TỐ ĐÁNH GIÁ TRÊN THỰC ĐỊA

Thiết kế thí nghiệm và cách thức đánh giá các chế phẩm Bti có thể ảnh hưởng đến việc giải thích kết quả. Các quy trình riêng lẻ để đánh giá thực địa Bti khác nhau đáng kể từ môi trường sống và loài muỗi này sang môi trường sống và loài muỗi khác. Skovmand và cộng sự (2000a) khuyến nghị rằng việc lựa chọn lô thí nghiệm nên xem xét ít nhất 3 khía cạnh: (1) liệu địa điểm có đại diện cho loài mục tiêu hay không; (2) các điều kiện môi trường khác nhau cho loài côn trùng mục tiêu trong khu vực được xử lý (việc theo dõi các điều kiện môi trường như nhiệt độ, chất lượng và hóa học nước, phơi nhiễm ánh sáng mặt trời, v.v. sẽ cho phép so sánh định lượng hơn giữa các địa điểm); (3) khả năng tương thích của địa điểm thử nghiệm và công thức Bti. Số lượng và sự phân bố của các địa điểm sẽ phụ thuộc vào một số yếu tố bao gồm mục đích của nghiên cứu, các nguồn lực sẵn có để xử lý và lấy mẫu, sự phân bố và mật độ ấu trùng, môi trường sống và vòng đời của muỗi mục tiêu. Các ví dụ cụ thể để đánh giá thực địa các loại thuốc diệt ấu trùng muỗi vi sinh vật trong môi trường sống trong dụng cụ chứa nước, ao tạm thời và môi trường sống lớn vĩnh viễn hoặc bán vĩnh viễn được trình bày bởi Skovmand và cộng sự (2000a).

KHẢ NĂNG KHÁNG THUỐC

Kháng thuốc ở Lepidoptera và các hệ thống động vật không xương sống khác đối với độc tố Cry có liên quan đến việc kích hoạt tiền độc tố bị lỗi bởi protease của vật chủ và liên kết độc tố Cry bị lỗi với các phân tử bề mặt tế bào (Crickmore 2005, Griffitts và Aroian 2005). Bằng chứng gần đây cũng cho thấy rằng khả năng kháng độc tố Cry có thể được tạo ra ở động vật không xương sống như một phản ứng miễn dịch chủ động (Griffitts và Aroian 2005). Mặc dù mức độ kháng cao đối với B. thuringiensis serovar. kurstaki và các serovar khác đã được báo cáo ở các loài lepidopteran (van Rie và Ferré 2000), nhưng việc lặp đi lặp lại các loài muỗi bị nhiễm độc tố Bti đầy đủ trong các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm có kiểm soát đã không phát triển khả năng kháng đáng kể (Goldman và cộng sự 1986, Georghiou và Wirth 1997). Tuy nhiên, khi số lượng độc tố do Bti tạo ra bị giới hạn ở mức thấp hơn 4 độc tố bổ sung tự nhiên, đặc biệt là khi quần thể bị lặp đi lặp lại nhiều lần với các độc tố đơn lẻ, khả năng kháng đáng kể đã được tạo ra (Georghiou và Wirth 1997, Wirth và Georghiou 1997, Wirth và cộng sự 2003). Việc lặp đi lặp lại các thử thách ấu trùng với sự kết hợp của các độc tố Bti Cry4 khi không có độc tố CytA cũng tạo ra khả năng kháng (Wirth và cộng sự 1997, 2003). Wirth và cộng sự (1997, 2005b) đã chứng minh rằng CytA cho phép các nội độc tố Cry4 và Cry11A khắc phục hoặc trì hoãn sự phát triển của khả năng kháng ở Cx. quinquefasciatus. Dữ liệu được cung cấp bởi Pérez và cộng sự (2005) chỉ ra rằng Cyt1Aa hiệp đồng hoặc ức chế khả năng kháng với độc tố Cry11Aa bằng cách hoạt động như một thụ thể liên kết màng. Muỗi có khả năng kháng với độc tố B. sphaericus đã được ghi nhận là không kháng chéo với Bti (Rodcharoen và Mulla 1996, Wirth và cộng sự 2000b, Yuan và cộng sự 2003).

Phần lớn quần thể muỗi trên thực địa đã nhận được các ứng dụng Bti lặp đi lặp lại trong nhiều năm đã không phát triển khả năng kháng với vi khuẩn (Becker và Ludwig, 1993; Regis và Nielsen-LeRoux, 2000). Tuy nhiên, Paul và cộng sự (2005) gần đây đã báo cáo mức độ kháng Bti cao trong một quần thể Cx. pipiens biệt lập trên thực địa ở Syracuse, NY. Nghiên cứu sâu hơn về quần thể này, cơ chế chịu trách nhiệm cho khả năng kháng và quản lý của nó là rất cần thiết.

AN TOÀN VÀ ĐỘC TÍNH SINH THÁI

Ngoại trừ một số loài Nematocera không phải mục tiêu nhất định, Bti an toàn cho các sinh vật không phải mục tiêu khác bao gồm phần lớn côn trùng, động vật không xương sống và động vật có xương sống khác. Tính đặc hiệu của Bti đã được ghi nhận trong vô số nghiên cứu từ năm 1978 đến nay. Các tài liệu rộng rãi đã được tóm tắt và đánh giá bởi Dejoux và Elouard (1990), Lacey và Mulla (1990), Saik và cộng sự (1990), Siegel và Shadduck (1990b, 1990c), Boisvert và Boisvert (2000), Glare và O’Callaghan (2000), Lacey và Siegel (2000), và Lacey và Merritt (2003).

Các nghiên cứu về ảnh hưởng của Bti đối với các sinh vật không phải mục tiêu thuộc động vật không xương sống bao gồm các nghiên cứu của Aly và Mulla (1987), Gharib và Hilsenhoff (1988), Kramer và cộng sự (1988), Merritt và cộng sự (1989), Molloy (1992), Charbonneau và cộng sự (1994), Wipfli và Merritt (1994b), Hershey và cộng sự (1995, 1998), Neri-Barbosa và cộng sự (1997), Becker (1998) và Lawler và cộng sự (1999, 2000). Các độc tố chịu trách nhiệm cho tác dụng gây bệnh ở ấu trùng muỗi không có tác dụng đối với động vật có xương sống bao gồm cá, chim và động vật có vú (Fortin và cộng sự 1986, Lee và Scott 1989, Merritt và cộng sự 1989, Saik và cộng sự 1990, Siegel và Shadduck 1990b, 1990c; Wipfli và cộng sự 1994, Siegel 1997). Tuy nhiên, khi độc tố Cyt1A hòa tan của Bti được tiêm vào nuôi cấy tế bào, nó có tác dụng gây độc tế bào. Lượng độc tố này và cách thức nó được áp dụng để kiểm soát muỗi hầu như không gây ra mối đe dọa nào đối với các sinh vật không phải mục tiêu bao gồm chim và động vật có vú. Các hướng dẫn để kiểm tra khả năng gây bệnh và khả năng lây nhiễm của Bti và các côn trùng gây bệnh khác đối với động vật có vú được trình bày bởi Siegel (1997).

Một số nghiên cứu về ảnh hưởng của các chế phẩm Bti đối với cá được Lacey và Siegel (2000) và Lacey và Merritt (2003) xem xét. Không có chế phẩm nào được thử nghiệm tạo ra tác dụng bất lợi cho cá khi sử dụng theo liều lượng ghi trên nhãn. Wipfli và cộng sự (1994) đã cho các giai đoạn đầu của 3 loài cá hồi tiếp xúc với nồng độ Bti cực cao, nhưng tỷ lệ chết chỉ được quan sát thấy ở nồng độ cao hơn 70 lần và thời gian phơi nhiễm lâu hơn 192 lần so với khuyến nghị để kiểm soát ruồi đen. Tỷ lệ chết của cá là do các thành phần công thức chứ không phải do độc tố Bti. Fortin và cộng sự (1986) đã báo cáo những quan sát tương tự ở cá hồi suối non tiếp xúc với nồng độ cực cao của chế phẩm Bti dạng lỏng, nhưng kết luận rằng tỷ lệ chết là do các thành phần công thức.

Ngoài ấu trùng muỗi, một số loài không phải mục tiêu nhạy cảm với Bti được tìm thấy trong một số họ Nematocera bao gồm Simuliidae (loài gây hại), Chironomidae (loài gây hại và không phải mục tiêu), Tipulidae (loài gây hại và không phải mục tiêu), Psychodidae (loài gây hại và không phải mục tiêu), Chaoboridae (loài gây hại và không phải mục tiêu), Sciaridae (loài gây hại) và Blepharoceridae (không phải mục tiêu) (Boisvert và Boisvert 2000, Lacey và Merritt 2003). Ấu trùng của loài muỗi săn mồi có lợi trong chi Toxorhynchites dễ bị nhiễm Bti nếu chúng ăn ấu trùng của loài con mồi, chẳng hạn như Ae. aegypti, đã ăn phải huyền phù của vi khuẩn (Lacey và Dame 1982, Larget và Charles 1982, Lacey 1983). Một số nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và thực địa đã chứng minh hoạt tính diệt ấu trùng đối với một số loài muỗi vằn (Chironomidae) bao gồm cả loài gây hại (Ali 1981, Merritt và cộng sự 1989, Mulla và cộng sự 1990a, Rodcharoen và cộng sự 1991) và các loài không phải mục tiêu (Molloy 1992, Hershey và cộng sự 1998, Liber và cộng sự 1998, Pont và cộng sự 1999, Yiallouros và cộng sự 1999, Hughes và cộng sự 2005).

Rất ít nghiên cứu về tác động lâu dài của Bti đã đề cập đến nhiều hơn độc tính trực tiếp của vi khuẩn đối với các sinh vật không phải mục tiêu. Các tác động về độc tính sinh thái phức tạp hơn nhiều, liên quan đến tác động của việc loại bỏ một loài con mồi chính đối với sự đa dạng và cấu trúc quần xã thủy sinh. Muỗi và các loài Nematocera mục tiêu khác thường đóng góp một lượng sinh khối đáng kể vào lưới thức ăn dưới nước. Nếu quần thể của chúng bị ức chế nghiêm trọng một cách liên tục và vai trò của chúng trong hệ sinh thái là đáng kể, nó có thể dẫn đến sự suy giảm của các loài săn mồi chuyên biệt phụ thuộc vào chúng như một nguồn thức ăn chính. Lưới thức ăn càng đa dạng thì càng ít có khả năng loại bỏ hoàn toàn hoặc một phần một loài duy nhất sẽ dẫn đến hậu quả thảm khốc. Becker (1998) không quan sát thấy tác động bất lợi lâu dài của Bti đối với các sinh vật không phải mục tiêu được theo dõi như một phần của chương trình kiểm soát muỗi sông Rhine. Ngược lại, theo dõi lâu dài một hệ sinh thái đất ngập nước ở Minnesota cho thấy nhiều lần xử lý thường xuyên với liều lượng tương đối cao có thể tác động đến một số sinh vật không phải mục tiêu sống ở đáy. Năm lần áp dụng công thức Bti 200 ITU đã được thực hiện với liều lượng 8,5 lb/mẫu Anh/lần áp dụng trong năm đầu tiên và 6 lần áp dụng đã được thực hiện với liều lượng 10 lb/mẫu Anh/lần áp dụng trong năm thứ 2. Không có thay đổi ngắn hạn nào của hệ sinh thái được quan sát thấy trong những năm này, nhưng trong năm thứ 3, khi các vùng đất ngập nước được xử lý 6 lần với liều lượng 13,5 lb/mẫu Anh/lần áp dụng bằng công thức, sự đa dạng và độ phong phú của loài đã giảm đáng kể (Hershey và cộng sự 1995, 1998). Các đơn vị phân loại chính bị giảm trong nghiên cứu này là muỗi chưa trưởng thành và muỗi vằn. Bởi vì các ứng dụng được thực hiện thường xuyên và không dựa trên việc theo dõi quần thể muỗi ấu trùng (như thông lệ hoạt động bình thường trong kiểm soát muỗi), nên đã thực hiện nhiều lần áp dụng hơn so với dự kiến. Liều lượng được áp dụng trong mỗi lần xử lý trong năm thứ 2 và thứ 3 cũng cao hơn liều lượng hoạt động bình thường là 5-8 lb/mẫu Anh được sử dụng để kiểm soát muỗi nước lũ ở Minnesota (Anderson 1996). Không rõ liệu tác động đối với muỗi vằn trong năm thứ 3 trong các nghiên cứu của Hershey và cộng sự (1995, 1998) là tích lũy hay liên quan đến liều lượng, bởi vì tổng lượng công thức được áp dụng mỗi năm tăng từ 42,5 lb/mẫu Anh trong năm 1 đến 80,9 lb/mẫu Anh trong năm 3. Các cuộc điều tra của Schmude và cộng sự (1997) và Balcer và cộng sự (1999) trong cùng một môi trường sống đã không chứng thực những phát hiện của Hershey và cộng sự (1998) và cho thấy không có tác động lâu dài đối với cấu trúc quần xã côn trùng do các ứng dụng Bti lặp đi lặp lại. Các cuộc điều tra của Hanowski và cộng sự (1997) trong các vùng đất ngập nước này cho thấy không có tác động lâu dài đối với sự đa dạng và số lượng chim do các ứng dụng Bti lặp đi lặp lại.

Xem thêm  MUỖI VÀ CÁC BỆNH Ở NGƯỜI

Molloy (1992) quan sát thấy rất ít tác động đối với hầu hết các sinh vật không phải mục tiêu sau nhiều lần áp dụng Bti trong các dòng suối nhỏ để kiểm soát ruồi đen ở bang New York. Merritt và cộng sự (1991) và Wipfli và Merritt (1994a, 1994b) đã quan sát thấy những thay đổi trong thói quen kiếm ăn của một số loài côn trùng thủy sinh không phải mục tiêu được chọn lọc và sự xáo trộn đối với lưới thức ăn của dòng suối do sử dụng Bti để kiểm soát ruồi đen. Họ kết luận rằng những kẻ săn mồi chuyên biệt trong môi trường nghèo ruồi đen sẽ bị ảnh hưởng nhiều nhất, trong khi những kẻ săn mồi đa năng sẽ ít bị ảnh hưởng nhất. Để dự đoán các tác động bất lợi tiềm ẩn của việc sử dụng Bti thường xuyên trong hệ sinh thái thủy sinh, cần hiểu rõ hơn về các tương tác sinh thái cơ bản trong lưới thức ăn giữa mầm bệnh và sinh vật mục tiêu và không phải mục tiêu.

VI KHUẨN BACILLUS SPHAERICUS

NGUỒN GỐC

Bacillus sphaericus là vi khuẩn hiếu khí, hình thành bào tử, Gram dương được tìm thấy trong nhiều môi trường sống trên cạn và dưới nước. Loài B. sphaericus bao gồm 5 nhóm tương đồng chính chỉ có chung một số ít đặc điểm (bào tử hình cầu, không có khả năng lên men đường) (Berry và cộng sự 1991, Charles và cộng sự 1996). Chỉ có nhóm phụ IIA là có các chủng phân lập có hoạt tính diệt côn trùng. Singer (1985) đã trình bày nghiên cứu và phát triển thương mại ban đầu của B. sphaericus trước năm 1985. Phần lớn công trình trước đó được thực hiện với chủng phân lập SSII-1 và độc tố 100 kDa của nó. Độc tố này được tạo ra bởi các tế bào sinh dưỡng và có trong cả các chủng diệt côn trùng mạnh và yếu của B. sphaericus (Davidson 1995). Kể từ khi phát hiện ra chủng phân lập 1593 có độc tính cao đối với muỗi ở Indonesia, một số chủng phân lập khác đã được tìm thấy có hoạt tính diệt ấu trùng tuyệt vời ở muỗi. Các serovar của B. sphaericus có hoạt tính diệt ấu trùng rõ rệt nhất là 5a5b (chủng phân lập 1593, 2013, 2362) và 25 (chủng phân lập 2297). Phần lớn các nghiên cứu được công bố đã được thực hiện trên các chủng phân lập 1593 và 2362. Hầu hết các chế phẩm thương mại của B. sphaericus đều dựa trên chủng phân lập 2362. Abbott Laboratories đã phát triển các sản phẩm B. sphaericus đầu tiên ở Bắc Mỹ, hiện được công thức và bán trên thị trường bởi Valent BioSciences Corporation, Hoa Kỳ.

Các quy trình để thử nghiệm sinh học hoạt tính diệt ấu trùng của bột nguyên liệu B. sphaericus và các chế phẩm được trình bày bởi Lacey (1997) và Thiery và cộng sự (1997). Hiệu lực của các sản phẩm thương mại thường dựa trên việc so sánh với bột tham chiếu tiêu chuẩn. Một số tiêu chuẩn đã được sản xuất bởi Viện Pasteur và được liệt kê bởi Bourgouin và cộng sự (1984) và Thiery và Hamon (1998).

ĐỘC TỐ VÀ CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG

Phần tử chịu trách nhiệm cho hoạt tính diệt ấu trùng muỗi ở các chủng phân lập serovar 5a5b của B. sphaericus là một độc tố nhị phân (Charles và cộng sự 1996). Cũng như Bti, các độc tố được ăn vào sẽ được hòa tan trong ruột giữa có tính kiềm và được phân cắt thành các phần tử hoạt động bởi protease. Hai protein thành phần của độc tố, BinA (42 kDa) và BinB (51 kDa) liên kết với các thụ thể cụ thể trên viền bàn chải của các tế bào biểu mô của manh tràng dạ dày và ruột giữa và gây ra sự hình thành lỗ chân lông (thấm) dẫn đến sự phá vỡ cân bằng thẩm thấu, ly giải các tế bào, và cuối cùng là côn trùng chết (Davidson 1988, Davidson và cộng sự 1990, Nielsen-LeRoux và Charles 1992, Oei và cộng sự 1992, Charles và cộng sự 1997, Silva-Filha và cộng sự 1997, 1999; Darboux và cộng sự 2001, Schwartz và cộng sự 2001). Cả hai protein đều được yêu cầu cho độc tính đầy đủ (Davidson và cộng sự 1990). Vai trò riêng lẻ của các thành phần độc tố đã được Charles và cộng sự làm sáng tỏ (1997) và Schwartz và cộng sự (2001). Trong các thí nghiệm với ấu trùng Ae. aegypti không nhạy cảm, Nielsen-LeRoux và Charles (1992) không phát hiện thấy sự liên kết đáng kể của độc tố nhị phân với màng viền bàn chải. Humphreys và Berry (1998) báo cáo các biến thể của độc tố nhị phân và thảo luận về ý nghĩa của chúng đối với độc tính khác biệt của các chủng.

Mặc dù độc tố nhị phân nằm trong thể vùi được hình thành trong quá trình hình thành bào tử và gây ra bệnh lý tương tự như độc tố Cry và Cyt của Bti và các chủng Bt khác, nhưng nó không liên quan đến các độc tố này. Tuy nhiên, độc tố nhị phân của Bt serovar. morrisoni chủng phân lập HnC có chung một số điểm tương đồng nhất định với 2 thành phần độc tố B. sphaericus, nhưng không có chung trình tự tương đồng (R. Frutos, dữ liệu chưa được công bố).

Ba độc tố khác (Mtx1, Mtx2, Mtx3) được sản xuất với số lượng thấp bởi các tế bào B. sphaericus sinh dưỡng. Mặc dù chúng có tác dụng độc hại đối với các tế bào ruột giữa của Cx. quinquefasciatus, nhưng sự đóng góp của chúng vào hoạt tính diệt côn trùng của các chế phẩm được sử dụng trong các chương trình kiểm soát là không đáng kể. Myers và cộng sự (1979) đã so sánh hoạt tính của độc tố do chủng SSII-1 tạo ra (tức là Mtx1) với độc tố nhị phân 1593 và thấy độc tố sau có độc tính cao hơn 3000 lần đối với Cx. quinquefasciatus. Các xét nghiệm trong phòng thí nghiệm đối với một số loài culicine bởi Wraight và cộng sự (1987) xác định rằng hiệu lực của độc tố SSII-1 mà họ sử dụng là khoảng 1/10 so với chủng phân lập 1593 và 2013-4.

MÔ BỆNH HỌC VÀ SINH BỆNH HỌC

Mô bệnh học tế bào và sinh bệnh học của độc tố nhị phân B. sphaericus trong ruột giữa của ấu trùng Culex và tế bào muỗi nuôi cấy đã được nghiên cứu bởi Menon và cộng sự (1982), Karch và Coz (1983), Charles (1987), Davidson và Titus (1987), Mohsen và cộng sự (1987), và Singh và Gill (1988). Mô bệnh học tương tự như mô bệnh học được quan sát thấy với Bti ở chỗ cân bằng thẩm thấu của ruột giữa bị phá vỡ và nhiều không bào ly giải hình thành trong các tế bào biểu mô ruột giữa, sau đó là ly giải tế bào (Davidson 1981). Các tế bào biểu mô trong manh tràng dạ dày và ruột giữa sau là những tế bào bị tổn thương nặng nhất bởi độc tố nhị phân. Chỉ trong 15 phút sau khi ăn phải độc tố nhị phân đậm đặc, có thể thấy rõ sưng tấy ở viền bàn chải của các tế bào biểu mô (phồng rộp), ty thể sưng lên và không bào ly giải xuất hiện rõ ràng ngay sau đó. Davidson và cộng sự (1975) và Davidson (1979) đã báo cáo về sinh bệnh học và mô bệnh học tế bào do độc tố do chủng SSII-1 của B. sphaericus tạo ra.

HIỆU QUẢ VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HOẠT TÍNH CỦA B. SPHAERICUS

Kiểm soát tuyệt vời ấu trùng của một số loài muỗi, đặc biệt là trong chi Culex và Psorophora và ở mức độ thấp hơn là Anopheles, Aedes, Ochlerotatus và Mansonia, đã được báo cáo đối với B. sphaericus (Bảng 2). Các loài Stegomyia (Aedes) phần lớn không bị ảnh hưởng bởi B. sphaericus. Bacillus sphaericus bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố sinh học và môi trường giống như Bti bao gồm loài muỗi, chiến lược kiếm ăn, tốc độ ăn, tuổi và mật độ ấu trùng, nhiệt độ, bức xạ mặt trời, độ sâu của nước, độ đục và hàm lượng hữu cơ, loại chế phẩm, điều kiện bảo quản, yếu tố lên men, phương tiện ứng dụng và tần suất xử lý (Mulligan và cộng sự 1980, Davidson 1981, 1984; Lacey 1984, Burke và cộng sự 1983, Lacey và Undeen 1986, Wraight và cộng sự 1987, Lacey và cộng sự 1988b, Mulla và cộng sự 1990b, Kramer 1990, Yousten và Russell 1990, Ludwig và cộng sự 1994, Skovmand và Bauduin 1997).

Độc tố nhị phân Bacillus sphaericus đặc hiệu hơn so với độc tố Bti, chủ yếu hoạt động chống lại muỗi. Phạm vi loài muỗi bị ảnh hưởng bởi B. sphaericus cũng hẹp hơn so với Bti. Ví dụ, tác động của độc tố B. sphaericus đối với ấu trùng Ae. aegypti là thấp đến không đáng kể đối với hầu hết các chủng phân lập (Davidson 1981, Wraight và cộng sự 1987, Lacey và cộng sự 1988b, Thiery và de Barjac 1989, Berry và cộng sự 1993, Davidson 1988, 1995; Monnerat và cộng sự 2004). Mặt khác, một số loài Ochlerotatus (= Aedes) có khả năng kháng vừa phải với vi khuẩn (Lacey và Singer 1982, Wraight và cộng sự 1987, Lacey và cộng sự 1988b, Mulla và cộng sự 1988b, Siegel và cộng sự 1996, 2001). Các yếu tố di truyền của vi khuẩn xác định phạm vi ký chủ của độc tố diệt ấu trùng muỗi B. sphaericus đã được Berry và cộng sự xem xét (1993). Các biến thể nhỏ về độc tính giữa các chủng của các serovar 5a5b có thể là do sự hiện diện của các độc tố khác ngoài độc tố nhị phân (Berry và cộng sự 1993). Wirth và cộng sự (2000a, 2001, 2004) đã chứng minh rằng các độc tố Cyt từ Bti và Bt serovar. medellin hiệp đồng hoạt tính diệt ấu trùng của B. sphaericus đối với Ae. aegypti. Tỷ lệ 10: 1 của B. sphaericus trên Cyt1A độc hơn 3600 lần đối với ấu trùng Ae. aegypti so với B. sphaericus đơn lẻ (Wirth và cộng sự 2000a).

CHẾ PHẨM

Mặc dù có phạm vi ký chủ hẹp hơn, các chế phẩm B. sphaericus cũng đa dạng như Bti. Có nhiều loại hạt, chất cô đặc dạng lỏng, hạt phân tán trong nước và công thức giải phóng chậm, ngoài một số công thức mới lạ hơn, có sẵn để sử dụng với nhiều loại thiết bị thông thường. Sự kết hợp giữa công thức và chiến lược ứng dụng cho phép xử lý hầu như bất kỳ môi trường sống nào của muỗi (Bảng 2). Ưu điểm của các công thức khác nhau và phương tiện áp dụng chúng được đề cập trong phần về công thức Bti.

SỰ TỒN TẠI VÀ TÁI TẠO

Bacillus sphaericus có ưu điểm là cung cấp hoạt tính tồn lưu tốt hơn trong môi trường sống giàu chất hữu cơ so với Bti. Hoạt tính diệt ấu trùng và bào tử tồn tại trong thời gian dài trong môi trường sống của muỗi (Mulligan và cộng sự 1980, Silapanuntakul và cộng sự 1983, Davidson và cộng sự 1984, Des Rochers và Garcia 1984, Mulla và cộng sự 1984a, Hornby và cộng sự 1984, Nicolas và cộng sự 1987, Karch và cộng sự 1988, Arredondo-Jimenez và cộng sự 1990, Hougard 1990, Kramer 1990, Lacey 1990, Matanmi và cộng sự 1990, Siegel và cộng sự 2001), và bằng chứng về tái tạo đã được báo cáo trong một số nghiên cứu (Davidson và cộng sự 1975, Hertlein và cộng sự 1979, Menon và cộng sự 1982, Des Rochers và Garcia 1984, Karch và Coz 1986, Nicolas và cộng sự 1987, Karch và cộng sự 1988, Kramer 1990, Yuan và cộng sự 1999). Karch và cộng sự (1988) đã báo cáo sự hiện diện của bào tử B. sphaericus trong ấu trùng Cx. pipiens chết và trầm tích tại một địa điểm được xử lý 4 năm trước đó. Mặc dù ấu trùng ở giai đoạn đầu liên tục xuất hiện, nhưng chúng hiếm khi hoàn thành quá trình phát triển.

Tái tạo của B. sphaericus trong xác chết nguyên vẹn của Cx. quinquefasciatus, Cx. pipiens và các loài khác có thể đóng một vai trò chính trong việc duy trì mức độ độc tố diệt ấu trùng trong môi trường sống của muỗi (Davidson và cộng sự 1975, Menon và cộng sự 1982, Karch và Coz 1984, 1986; Nicolas và cộng sự 1987, Kramer 1990, Pantuwatana và Sattabongkot 1990, Becker và cộng sự 1995, Correa và Yousten 1995, Yuan và cộng sự 1999). Rõ ràng là xác chết nguyên vẹn có chứa các chất dinh dưỡng và điều kiện cần thiết cho sự sinh trưởng sinh dưỡng và hình thành bào tử của B. sphaericus. Xác chết bị nghiền nát một mình không cung cấp các điều kiện tạo điều kiện thuận lợi cho sự sinh trưởng và hình thành bào tử của vi khuẩn (Becker và cộng sự 1995). Correa và Yousten (1995) đã chỉ ra rằng tốc độ nảy mầm bào tử và tái tạo trong xác ấu trùng khác nhau giữa các chủng B. sphaericus. Các chủng tạo ra độc tố nhị phân liên kết với bào tử có tỷ lệ nảy mầm bào tử cao trong xác chết trong khi chủng tạo ra độc tố liên kết với tế bào sinh dưỡng (Mtx) nảy mầm kém hơn. Côn trùng khác ngoài muỗi và động vật chân đốt khác đã được chứng minh là góp phần vào việc tái tạo và phát tán B. sphaericus trong môi trường sống của ấu trùng (Karch và cộng sự 1989, 1990; Yousten và cộng sự 1991, 1992).

Mặc dù đã có báo cáo về việc tái tạo và tồn tại của hoạt tính diệt ấu trùng B. sphaericus trong một số môi trường sống bị ô nhiễm, nhưng việc lắng bào tử vào chất nền không thể tiếp cận ấu trùng có thể góp phần làm giảm tuổi thọ của hoạt động diệt ấu trùng (Davidson và cộng sự 1984, Lacey và cộng sự 1988b, Mulla và cộng sự 1997, Skovmand và Guillet 2000). Lacey và cộng sự (1988b) đã quan sát thấy hoạt động bị hạn chế của chủng phân lập 2297 trong môi trường sống giàu chất hữu cơ và sâu hơn phạm vi kiếm ăn của ấu trùng Cx. nigripalpus được nhắm mục tiêu.

Mặc dù bào tử B. sphaericus nhạy cảm với tia UV trực tiếp, Burke và cộng sự (1983) coi tác động của bức xạ mặt trời trong môi trường sống dưới nước là giảm đáng kể do sự lọc các tia có hại bởi các thành phần môi trường (nước, tảo và các thành phần khác). Mặc dù khả năng tồn tại của bào tử giảm sau khi tiếp xúc với tia UV chưa được lọc, nhưng hoạt tính diệt côn trùng khá kháng với sự bất hoạt (Burke và cộng sự 1983). Tương tự, Lacey và Smittle (1985) đã báo cáo các bào tử B. sphaericus đã bị bất hoạt gần như hoàn toàn bởi bức xạ gamma (1750 Kr) vẫn giữ được hoạt tính diệt ấu trùng.

Ngoài hoạt động diệt ấu trùng, tác dụng bán nguy hiểm của B. sphaericus đối với ấu trùng sống sót có thể làm giảm tuổi thọ và khả năng truyền bệnh cũng như khả năng của muỗi. Lacey và cộng sự (1987) đã quan sát thấy sự kéo dài quá trình phát triển của ấu trùng và nhộng, sự xuất hiện giảm, giảm khả năng sống sót và dự trữ năng lượng ở Cx. quinquefasciatus trưởng thành sống sót sau khi tiếp xúc với ấu trùng với LC60 của chủng phân lập 2362.

ĐIỀU KIỆN BẢO QUẢN

Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản đối với khả năng tồn tại của bào tử và hoạt tính diệt ấu trùng đã được một số nhà nghiên cứu điều tra. Lacey (1985b) đã nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản (4 và 21°C) và pH (3,0–10,8). Khả năng tồn tại của bào tử và hoạt tính diệt ấu trùng của huyền phù bào tử B. sphaericus được đệm vẫn tương đối cao trong thời gian dài 3 tháng ở pH 3–10 ở 4°C. Những bào tử được giữ ở 4 và 21°C trong pH 10,8 bị mất hoạt tính diệt ấu trùng trong vòng tuần đầu tiên, nhưng số lượng bào tử vẫn cao. Đối với huyền phù được giữ ở 4°C trong 308 ngày, hoạt tính diệt ấu trùng vẫn cao đối với bào tử được bảo quản ở pH 3–8 và số lượng bào tử vẫn cao đối với huyền phù ở pH 5–10,8. Mất khả năng tồn tại của bào tử và hoạt tính diệt ấu trùng ở 21°C tăng tốc đáng kể so với huyền phù được giữ ở 4°C, chỉ còn lại hoạt tính diệt ấu trùng không đáng kể sau 240 ngày. Chế độ bảo quản tốt nhất cho khả năng tồn tại của bào tử và hoạt tính diệt ấu trùng là 4°C trong dung dịch đệm trung tính.

Thiery và Hamon (1998) đã thử nghiệm sinh học tiêu chuẩn B. sphaericus SPH88 chống lại Cx. pipiens và coi nó là ổn định trong khoảng thời gian đánh giá 10 năm. Nghiên cứu của họ cũng chứng minh rằng tiêu chuẩn SPH88 có thể được giữ trong huyền phù dự trữ ở 4°C trong 3 năm mà không bị mất hiệu lực. Sau 9 năm bảo quản trong huyền phù, chỉ quan sát thấy hiệu lực giảm 2 lần. Balaraman và Hoti (1984) báo cáo về sự xuống cấp nhanh chóng của các hạt phân tán trong nước của các chủng B. sphaericus bản địa được bảo quản ở -40, 8 và 30°C. Alves và cộng sự (2001) đã phát hiện tính ổn định tốt hơn trong các chế phẩm lõi ngô B. sphaericus trong khoảng thời gian 12 tháng ở 25–50°C, so với huyền phù bào tử-thể vùi đậm đặc được bảo quản ở cùng nhiệt độ. Hoạt tính diệt ấu trùng cao của chế phẩm lõi ngô chống lại Cx. quinquefasciatus được quan sát thấy sau 60 ngày ở 50°C, trong khi huyền phù đã mất tất cả hoạt tính. Karch (1989) đã báo cáo khả năng tồn tại tốt hơn đối với chủng 1593-4 (RB 80) so với chủng 2297 (SPH 84) khi bột bào tử được bảo quản ở 50°C trong 9 tháng.

ĐIỀU KIỆN LÊN MEN VÀ MÔI TRƯỜNG

Giống như Bti, môi trường được sử dụng và điều kiện mà B. sphaericus được sản xuất có thể ảnh hưởng đến hoạt tính diệt ấu trùng (Dulmage và cộng sự 1990, Yousten và cộng sự 1990, Beegle và cộng sự 1991). Dulmage và cộng sự (1990) và Beegle và cộng sự (1991) cung cấp các hướng dẫn để sản xuất ở quy mô nhỏ và lớn. Lacey (1984) và Beegle và cộng sự (1991) đã xem xét các khía cạnh chính của sản xuất B. sphaericus quy mô nhỏ và lớn bằng cách sử dụng phương pháp lên men bán rắn và ngập nước. Không giống như Bt, B. sphaericus không sử dụng đường làm nguồn cacbon và không phát triển tốt với tinh bột và một số carbohydrate khác. Ví dụ, môi trường được Yousten và Wallis (1987) sử dụng có chứa chiết xuất thịt bò, peptone, chiết xuất nấm men và khoáng vi lượng (MnCl2·4H2O, CaCl2·2H2O, MgCl2·6H2O). Kalfon và cộng sự (1983) mô tả môi trường MBS để hình thành bào tử tối ưu của B. sphaericus. Việc sử dụng nguyên liệu thô và sản phẩm phụ có nguồn gốc địa phương để sản xuất B. sphaericus được trình bày bởi Hertlein và cộng sự (1981), Dharmsthiti và cộng sự (1985), Ejiofor và Okafor (1988), Bhumiratana (1990), Kuppusamy và Balaraman (1991) và Subbiah và cộng sự (2003). Dulmage và cộng sự (1990) liệt kê một số ví dụ về các thành phần môi trường rẻ tiền có nguồn gốc thực vật và động vật có thể có sẵn làm nguồn carbohydrate và protein để sản xuất B. sphaericus ở các nước đang phát triển.

ĐÁNH GIÁ TRÊN THỰC ĐỊA

Như đã thảo luận trong phần Bti, thiết kế thí nghiệm và cách thức đánh giá các chế phẩm B. sphaericus có thể ảnh hưởng đến việc giải thích kết quả. Các quy trình đánh giá ngắn hạn các chế phẩm B. sphaericus trên thực địa, phần lớn, sẽ tương tự như các đánh giá Bti (Skovmand và cộng sự 2000a). Thời gian lấy mẫu có thể lâu hơn đáng kể tùy thuộc vào điều kiện môi trường. Một điểm khác biệt chính trong việc đánh giá hiệu quả của B. sphaericus so với Bti là kết quả lấy mẫu nên được phân tách theo giai đoạn ấu trùng để cho phép phát hiện tỷ lệ chết muộn. Đặc điểm của một số nghiên cứu về hiệu quả với B. sphaericus là sự phục hồi ấu trùng giai đoạn 1 và 2, nhưng không phải giai đoạn 3 và 4 hoặc nhộng được quan sát thấy trong quá trình lấy mẫu dài hạn. Các phương pháp để liệt kê số lượng bào tử trong môi trường sống được xử lý bằng cách sử dụng môi trường chọn lọc được trình bày bởi Davidson và cộng sự (1984). Các quy trình riêng lẻ để đánh giá thực địa sẽ khác nhau đáng kể từ môi trường sống và loài muỗi này sang môi trường sống và loài muỗi khác. Thiery và cộng sự (1997) thảo luận về sự phức tạp của việc tiêu chuẩn hóa các quy trình ngoài trời.

KHẢ NĂNG KHÁNG THUỐC

Mức độ kháng từ thấp đến cực cao với độc tố nhị phân B. sphaericus đã được báo cáo ở quần thể Cx. quinquefasciatus ở Ấn Độ (Rao và cộng sự 1995), Brazil (Silva-Filha và cộng sự 1995, Oliveira và cộng sự 2003, 2004), Trung Quốc (Yuan và cộng sự 2000, Oliveira và cộng sự 2004), Thái Lan (Mulla và cộng sự 2003, Su và Mulla 2004), Tunisia (Nielsen-LeRoux và cộng sự 2002) và Pháp (Chevillon và cộng sự 2001, Nielsen-LeRoux và cộng sự 2002). Kháng với độc tố nhị phân B. sphaericus ở các đàn Cx. quinquefasciatus đã được tạo ra ở Hoa Kỳ bởi Rodcharoen và Mulla (1994, 1996) và Wirth và cộng sự (2000b). Sử dụng các đàn trong phòng thí nghiệm và thu thập trên thực địa của Cx. quinquefasciatus, Rodcharoen và Mulla (1994) đã chọn lọc khả năng kháng bằng cách thử thách ấu trùng với LC80 của B. sphaericus chủng 2362. Đàn trong phòng thí nghiệm bắt đầu phát triển khả năng kháng ở thế hệ F20 [tỷ lệ kháng (RR) 8.1] tăng lên khả năng kháng gấp 37 lần vào F80. Đàn thu thập trên thực địa đã phát triển RR là 4,4 sớm nhất là ở F5, tăng lên 27,4 vào F80. Chọn lọc một quần thể Cx. quinquefasciatus trên thực địa trước đây chưa được xử lý bằng cách sử dụng LC95 của B. sphaericus (2362), Wirth và cộng sự (2000b) quan sát thấy sự phát triển khả năng kháng rất nhanh. Mức độ kháng thuốc tăng lên đến mức ấu trùng giai đoạn 4 F12 sống sót sau khi tiếp xúc với nồng độ độc tố cao hơn 7000 lần so với LC50 của đàn nhạy cảm. Rodcharoen và Mulla (1996), Wirth và cộng sự (2000b) và Yuan và cộng sự (2003) đã chứng minh khả năng kháng chéo giữa các chủng của B. sphaericus ở các đàn Cx. quinquefasciatus, nhưng không kháng chéo với Bti.

Xem thêm  THỬ NGHIỆM KIỂM SOÁT MUỖI BẰNG CÁCH SỬ DỤNG DIELDRIN PHÂN TÁN DƯỚI DẠNG SƯƠNG KHÔ

Bacillus sphaericus có nguy cơ cao trong việc chọn lọc khả năng kháng ở quần thể muỗi vì độc tố nhị phân của nó dường như liên kết với một loại thụ thể duy nhất trên vi nhung mao ruột giữa của ấu trùng. Các cơ chế kháng với độc tố nhị phân đã được Nielsen-LeRoux và cộng sự (1995, 1997), Silva-Filha và cộng sự (1999), Charles và Nielsen-LeRoux (2000), Charles và cộng sự (2000), Darboux và cộng sự (2002) và Oliveira và cộng sự (2004) làm sáng tỏ. Nielsen-Leroux và cộng sự (1995) đã chứng minh rằng khả năng kháng ở Cx. quinquefasciatus với độc tố nhị phân chủ yếu là do sự thay đổi của thụ thể trên màng viền bàn chải của ruột giữa. Sau đó, Charles và Nielsen-LeRoux (2000) và Nielsen-LeRoux và cộng sự (2002) tuyên bố rằng một số cơ chế liên quan đến khả năng kháng với B. sphaericus, một số ảnh hưởng đến bước liên kết độc tố/thụ thể, những cơ chế khác hiện chưa được biết, và thảo luận về các giả định thay thế liên quan đến động lực học của khả năng kháng cao với độc tố nhị phân.

Phân tích di truyền của Wirth và cộng sự (2000b) cho thấy rằng khả năng kháng B. sphaericus ở Cx. quinquefasciatus được di truyền như một tính trạng lặn và được kiểm soát bởi một locus chính. Oliveira và cộng sự (2004) đã xác nhận sự di truyền lặn của gen lặn. Nielsen-LeRoux và cộng sự (2002) đã làm sáng tỏ cơ sở di truyền của khả năng kháng với độc tố nhị phân ở Cx. pipiens từ Pháp và Tunisia.

Oliveira và cộng sự (2003) đã so sánh thể trạng sinh học của một đàn Cx. quinquefasciatus thu thập trên thực địa có khả năng kháng cao với chủng phân lập B. sphaericus 2362 (RR> 163.000 sau 46 thế hệ chọn lọc) với đàn nhạy cảm có nguồn gốc từ cùng một nhóm bố mẹ ở Pernambuco, Brazil. Đàn kháng thuốc có khả năng sinh sản và khả năng sinh sản thấp hơn đáng kể và tốc độ phát triển chậm hơn so với đàn nhạy cảm. Thời gian thế hệ tăng từ 21,6 lên 26 ngày đối với các thế hệ kháng thuốc cao. Ngược lại, Rodcharoen và Mulla (1997) quan sát thấy rằng ấu trùng và nhộng Cx. quinquefasciatus từ con cái của các chủng kháng với B. sphaericus phát triển với tốc độ nhanh hơn một chút so với các chủng nhạy cảm. Tương tự như nghiên cứu của Brazil, họ cũng quan sát thấy khả năng sinh sản và khả năng sinh sản thấp hơn ở muỗi kháng thuốc.

Regis và Nielsen-LeRoux (2000) đã xem xét các chiến lược quản lý kháng thuốc đối với B. sphaericus. Họ khuyến nghị nên theo dõi khả năng nhạy cảm của các loài được nhắm mục tiêu với B. sphaericus trước và trong quá trình xử lý và thúc đẩy sự gián đoạn áp lực chọn lọc bằng một hoặc một số tác nhân kiểm soát khác. Việc luân phiên sử dụng B. sphaericus với Bti hoặc sử dụng Bti đơn lẻ hoặc hỗn hợp Bti và B. sphaericus đã được nghiên cứu và khuyến nghị như những chiến lược khả thi để quản lý mức độ kháng (Regis và Nielsen-LeRoux 2000, Zahiri và cộng sự 2002, Zahiri và Mulla 2003). Zahiri và cộng sự (2004) đã chứng minh rằng việc chọn lọc đàn bằng cách sử dụng huyền phù có chứa hỗn hợp các chế phẩm Bti và B. sphaericus WDG thương mại không dẫn đến khả năng kháng ở Cx. quinquefasciatus, trong khi chọn lọc với B. sphaericus WDG đơn lẻ tạo ra khả năng kháng. Mulla và cộng sự (2003) cho thấy sự chậm trễ trong sự phát triển của khả năng kháng thuốc và thời gian kiểm soát lâu hơn đối với Cx. quinquefasciatus trên thực địa với các hỗn hợp tương tự. Wirth và cộng sự (2000c) quan sát thấy rằng độc tố Cyt1A từ Bti đã phục hồi độc tính của B. sphaericus chống lại Cx. quinquefasciatus có khả năng kháng cao. Tương tự, Wirth và cộng sự (2001) đã chứng minh rằng các độc tố Cyt1Ab1 và Cyt2Bal từ Bt serovar. medellin và Bti hiệp đồng B. sphaericus chống lại Cx. quinquefasciatus kháng thuốc. Wirth và cộng sự (2005a) cho thấy rằng sự tiến hóa của khả năng kháng ở Cx. quinquefasciatus giảm rõ rệt khi ấu trùng bị thử thách bởi B. sphaericus kết hợp với độc tố Cyt1A từ Bti so với B. sphaericus đơn lẻ. Việc sử dụng vi khuẩn chuyển gen biểu hiện độc tố của cả Bti và B. sphaericus cũng đã được khuyến nghị (Federici và cộng sự 2003, Zahiri và cộng sự 2004, Park và cộng sự 2005, Federici và cộng sự, tập này).

Một chủng khác của B. sphaericus cũng cho thấy nhiều hứa hẹn. Pei và cộng sự (2002) đã chứng minh rằng một thành phần protein bổ sung, có tự nhiên trong chủng phân lập B. sphaericus IAB59, làm chậm sự tiến hóa của khả năng kháng ở Cx. quinquefasciatus. Họ quan sát thấy khả năng kháng cao ở dòng được chọn lọc của họ khi không có thành phần đó.

AN TOÀN ĐỐI VỚI SINH VẬT KHÔNG PHẢI MỤC TIÊU

Các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và thực địa chống lại một số loài động vật không xương sống xác nhận tính đặc hiệu của B. sphaericus đối với muỗi và an toàn cho đại đa số các loài không phải mục tiêu bao gồm nhiều loài động vật ăn thịt muỗi, muỗi vằn và các loài Nematocera khác (Mulla và cộng sự 1984b, Aly và Mulla 1987, Karch và cộng sự 1990, Lacey và Mulla 1990, Rodcharoen và cộng sự 1991, Walton và Mulla 1991, Yousten và cộng sự 1991, 1992; Lacey và Siegel 2000; Lacey và Merritt 2003, Brown và cộng sự 2004). Ngoại lệ là một số loài muỗi săn mồi trong chi Toxorhynchites có thể bị ảnh hưởng trong một số điều kiện nhất định. Ấu trùng của Tx. rutilus (Coquillett), không ăn các hạt, không bị ảnh hưởng bởi nồng độ B. sphaericus (chủng phân lập 2013) cực cao khi không có con mồi (Lacey 1983). Tuy nhiên, Tx. rutilus bị giết sau khi tiêu thụ ấu trùng Ae. aegypti đã ăn phải vi khuẩn (Lacey 1983, Lacey và cộng sự 1988b). Ấu trùng của một số loài Toxorhynchites khác không bị ảnh hưởng bởi chủng phân lập 2013 khi có ấu trùng con mồi. Không phải tất cả các serotype của B. sphaericus đều hoạt động chống lại Tx. rutilus. Ấu trùng giai đoạn 2 của loài này không nhạy cảm với nồng độ rất cao (10 mg/lít) của chủng phân lập 2297 (serotype 25) khi có con mồi (Lacey và cộng sự 1988b).

Tính đặc hiệu của B. sphaericus đối với ấu trùng muỗi cũng loại bỏ hoàn toàn nguy cơ trực tiếp của nó đối với động vật có xương sống bao gồm cá, chim và động vật có vú (Shadduck và cộng sự 1980, Saik và cộng sự 1990, Siegel và Shadduck 1990a, 1990c; Lacey và Siegel 2000, Lacey và Merritt 2003).

Các độc tố Mtx, được tạo ra trong quá trình sinh trưởng sinh dưỡng của B. sphaericus, kém ổn định và đặc hiệu hơn so với độc tố nhị phân. Partridge và Berry (2002) đã chứng minh hoạt tính của độc tố Mtx1 chống lại Cx. quinquefasciatus, Ae. aegypti và loài muỗi vằn, Chironomus riparius (Meigen). Tuy nhiên, LC50 đối với C. riparius (4060 ng/ml) cao hơn 81 đến 214 lần so với Ae. aegypti và Cx. quinquefasciatus, tương ứng. Không có hoạt động nào được quan sát thấy đối với Drosophila melanogaster hoặc Simulium spp. Xét đến lượng độc tố Mtx1 cực nhỏ có thể đi kèm với các chế phẩm B. sphaericus và sự thiếu ổn định của nó, nguy cơ đối với các sinh vật không phải mục tiêu từ độc tố này là không đáng kể.

Rất ít tác động lâu dài của việc áp dụng B. sphaericus lặp đi lặp lại đối với cấu trúc và sự đa dạng của quần xã thủy sinh đã được báo cáo. Mulla và cộng sự (1984b) và Lacey và Mulla (1990) đã báo cáo không có tác động bất lợi đáng chú ý nào đối với động vật không xương sống sau khi kiểm soát loài Culex theo mùa bằng B. sphaericus. Merritt và cộng sự (2005) đã tiến hành một nghiên cứu kéo dài 3 năm ở đông nam Wisconsin để đánh giá tác động của B. sphaericus được áp dụng để kiểm soát muỗi đối với động vật không xương sống ở vùng đất ngập nước không phải mục tiêu. Các tác giả đã sử dụng 5 biện pháp đánh giá sinh học: độ phong phú của đơn vị phân loại trung bình; sự đa dạng trung bình; độ phong phú của Diptera (trừ muỗi); độ phong phú của Diptera (trừ muỗi); và thay đổi nhóm chức năng theo tỷ lệ phần trăm của động vật thu gom-hái lượm, động vật thu gom-lọc, động vật cạo, động vật cắt nhỏ và động vật ăn thịt. Không có tác động bất lợi nào đối với các sinh vật không phải mục tiêu có thể do việc áp dụng B. sphaericus thường xuyên.

VAI TRÒ CỦA BTI VÀ B. SPHAERICUS TRONG KIỂM SOÁT MUỖI TỔNG HỢP

Mục tiêu chính của chiến lược kiểm soát vectơ tổng hợp là giảm mật độ quần thể muỗi xuống mức mà hoạt động gây hại được giảm thiểu hoặc lây truyền dịch bệnh giảm hoặc bị gián đoạn với tác động môi trường tiêu cực tối thiểu. Lý tưởng nhất là các chương trình kiểm soát tổng hợp nên bao gồm các biện pháp can thiệp hiệu quả, bổ sung và tương thích với môi trường nhất. Do hiệu quả và tính đặc hiệu tương đối của chúng, cả Bti và B. sphaericus có thể là tác nhân kiểm soát lý tưởng trong các chương trình tổng hợp. Trong một số trường hợp, chúng có thể cung cấp khả năng kiểm soát độc lập, nhưng việc sử dụng tối ưu của chúng sẽ là trong các chương trình kiểm soát tổng hợp, nơi các tác nhân kiểm soát sinh học khác (cá, động vật chân chèo, côn trùng săn mồi, tuyến trùng ký sinh và các côn trùng gây bệnh khác), quản lý môi trường, bảo vệ cá nhân và sử dụng thuốc trừ sâu hợp lý được kết hợp (Lacey và Lacey 1990, Lacey và Orr 1994). Khả năng tương thích của chúng với các tác nhân kiểm soát sinh học côn trùng có thể tạo điều kiện thuận lợi cho việc kiểm soát bền vững ấu trùng muỗi trong nhiều trường hợp.

Sự kết hợp của Bti với các tác nhân kiểm soát sinh học khác đã mang lại kết quả kiểm soát ban đầu tuyệt vời và trong một số trường hợp là ức chế ấu trùng muỗi kéo dài. Mulligan và cộng sự (1982) đã báo cáo việc kiểm soát ban đầu ấu trùng Cx. tarsalis trong vùng đất ngập nước, nơi xử lý bằng Bti được theo sau bởi sự giảm bớt ấu trùng lâu dài hơn bởi côn trùng săn mồi. Tương tự, Mulla và cộng sự (1993) quan sát thấy rằng quần thể Cx. quinquefasciatus, Cx. stigmatosoma Dyar và Cx. tarsalis không phục hồi sau khi xử lý bằng Bti do sự săn mồi tiếp theo của ấu trùng bởi các động vật không xương sống thủy sinh và giảm khả năng thu hút đẻ trứng của nơi sinh sản. Neri-Barbosa và cộng sự (1997) đã chứng minh việc sử dụng tương thích của loài côn trùng săn mồi thuộc bộ cánh nửa, Notonecta irrorata Uhler và công thức giải phóng chậm của Bti kéo dài khả năng kiểm soát ấu trùng muỗi.

Việc sử dụng kết hợp hiệu quả cá ăn ấu trùng và vi khuẩn đã được một số tác giả báo cáo. Ví dụ, Walton và Mulla (1991) đã báo cáo về sự kết hợp thành công của B. sphaericus và loài cá ăn ấu trùng, Gambusia affinis (Baird và Girard) để kiểm soát Cx. tarsalis. Sự kết hợp này hiệu quả hơn so với việc sử dụng riêng lẻ một trong hai tác nhân. Tuy nhiên, mặc dù B. sphaericus không có tác dụng đối với các sinh vật không phải mục tiêu, nhưng G. affinis đã làm giảm quần thể của một số loài động vật không xương sống săn mồi ấu trùng muỗi quan trọng. Kramer và cộng sự (1988) đã chứng minh việc giảm muỗi nhiều hơn ở ruộng lúa hoang được xử lý bằng G. affinis và Bti so với ruộng chỉ được xử lý bằng Bti hoặc chỉ thả cá. Tuy nhiên, quần thể động vật chân đốt không phải mục tiêu thấp hơn đáng kể ở các ruộng được thả G. affinis so với các ruộng không có cá. Các ví dụ khác về việc sử dụng đồng thời cá và vi khuẩn để kiểm soát muỗi được trình bày bởi Mian và cộng sự (1986), Bolay và Trpis (1990), Yu và Kim (1993), Yu và cộng sự (1993), Hati (1997), Kumar và cộng sự (1998), và Wang và cộng sự (2000).

Việc sử dụng kết hợp vi khuẩn với các côn trùng gây bệnh khác ít được chú ý. Như đã đề cập ở trên, việc luân phiên và/hoặc kết hợp Bti với B. sphaericus đã được khuyến nghị như một phương tiện để quản lý khả năng kháng B. sphaericus ở Cx. quinquefasciatus. Mặc dù Bti và mầm bệnh nấm Lagenidium giganteum Couch và Bland đã được đánh giá song song (Kerwin và Washino 1983, Becnel và cộng sự 1996, Hallmon và cộng sự 2000), nhưng hoạt tính diệt ấu trùng kết hợp lâu dài của chúng đã không được đánh giá trên thực địa. Các bào tử trứng của L. giganteum có thể tồn tại trong vài năm, nhưng có thể cần vài tuần trong môi trường sống dưới nước để nảy mầm và tạo ra động bào tử lây nhiễm (Kerwin và Petersen 1997). Mặt khác, Bti có sẵn ngay lập tức cho ấu trùng, nhưng có hoạt tính tồn lưu ngắn trong hầu hết các môi trường sống tự nhiên. Do đó, sự kết hợp của 2 tác nhân này hoặc B. sphaericus và L. giganteum có thể cung cấp khả năng kiểm soát ấu trùng muỗi lâu dài trong một số môi trường sống nhất định. Các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm được Orduz và Axtell (1990, 1991) thực hiện về tác động kết hợp của Bti hoặc B. sphaericus và L. giganteum đã chứng minh rằng Bti trì hoãn nhưng không ngăn chặn hoặc giảm dịch bệnh của nấm ở Cx. quinquefasciatus. Nhìn chung, hiệu quả của L. giganteum chống lại ấu trùng Cx. quinquefasciatus không bị ảnh hưởng bởi một trong hai loại vi khuẩn. Trong điều kiện thực địa mô phỏng, Orduz và Axtell (1991) đã thực hiện các ứng dụng Bti hoặc B. sphaericus đơn lẻ và nhiều lần khi có L. giganteum, sau đó là làm khô và làm ngập lại môi trường sống mô phỏng. Nấm tồn tại và tái nhiễm ấu trùng, và hoạt động của B. sphaericus vẫn tồn tại trong khi hoạt động của Bti thì không.

Việc sử dụng vi khuẩn để kiểm soát ấu trùng ngoài thuốc trừ sâu như pyrethroid để kiểm soát muỗi trưởng thành là phổ biến ở Hoa Kỳ, nơi tỷ lệ đốt cao hoặc khi lây truyền bệnh do muỗi là một mối quan tâm lớn. Một cách sử dụng thuốc trừ sâu khác phù hợp với việc sử dụng vi khuẩn để kiểm soát ấu trùng và có chọn lọc nhắm mục tiêu vào muỗi ăn thịt trong nhà là màn tẩm thuốc trừ sâu (Curtis và cộng sự 2003 và một số tài liệu tham khảo trong Lacey và Lacey 1990).

SỬ DỤNG VI KHUẨN ĐỂ KIỂM SOÁT TỔNG HỢP VECTƠ MUỖI GÂY BỆNH

Các bệnh do muỗi truyền như sốt rét, sốt xuất huyết, sốt vàng da, viêm não Nhật Bản, nhiều loại arbovirus khác và bệnh giun chỉ bạch huyết tiếp tục là vấn đề sức khỏe cộng đồng lớn ở nhiều nước nhiệt đới. Giá trị của Bti và B. sphaericus trong các chương trình kiểm soát dịch bệnh do vectơ tổng hợp đã được một số nhà nghiên cứu điều tra. Xu và cộng sự (1992) đã báo cáo về việc kiểm soát vectơ sốt rét An. sinensis Wiedemann ở tỉnh Hồ Bắc, Trung Quốc bằng cách sử dụng Bti và B. sphaericus. Việc áp dụng 2 tác nhân kiểm soát vi sinh vật đã làm giảm tỷ lệ mắc sốt rét ở khu vực thử nghiệm từ 5,6 ca/10.000 người vào năm 1986 trước khi bắt đầu điều trị thường xuyên xuống còn 0,8 ca/10.000 người vào năm 1989. Kumar và cộng sự (1998) đã báo cáo sự suy giảm ấu trùng muỗi Anopheles và tỷ lệ mắc sốt rét ở các làng ven biển thuộc bang Goa, Ấn Độ sau khi áp dụng Bti thường xuyên và đưa cá ăn ấu trùng vào. Trong khi đó, tỷ lệ mắc sốt rét ở các thị trấn lân cận thiếu kiểm soát muỗi tổng hợp tiếp tục gia tăng. Barbazan và cộng sự (1998) đã báo cáo sự suy giảm tỷ lệ mắc sốt rét sau một chương trình quy mô lớn, trong đó B. sphaericus được áp dụng cho nhiều loại nơi sinh sản khác nhau trong thành phố Maroua, Cameroon. Mặc dù lạc quan về việc sử dụng thuốc diệt ấu trùng vi sinh vật để giảm lây truyền sốt rét, Barbazan và cộng sự (1998) kết luận rằng việc điều tra địa lý tốt các nơi sinh sản và kiến thức về động lực học quần thể của các loài vectơ là điều cần thiết. Các nhà nghiên cứu khác đã báo cáo về tiềm năng của Bti và/hoặc B. sphaericus để kiểm soát vectơ sốt rét là Hougard và cộng sự (1983), Yu và Lee (1989), Perich và cộng sự (1990), Karch và cộng sự (1991), Sundararaj và Raghunatha-Rao (1993), Lee và cộng sự (1994), Kroeger và cộng sự (1995b), Hati (1997), Rivera và cộng sự (1997), Skovmand và Bauduin (1997), và Skovmand và Sanogo (1999).

Vô số nghiên cứu sử dụng Bti để kiểm soát Ae. aegypti và các vectơ sốt xuất huyết khác đã được tiến hành trên toàn thế giới. Kroeger và cộng sự (1995a) đã công bố về đóng góp tiềm năng của Bti trong chương trình kiểm soát sốt xuất huyết dựa vào cộng đồng ở Colombia. Wang và cộng sự (2000) đã mô tả việc kiểm soát tổng hợp Ae. aegypti ở Đài Loan. Một số ví dụ về việc sử dụng Bti để kiểm soát Ae. aegypti và Ae. albopictus ở những nơi lưu hành sốt xuất huyết được liệt kê trong Bảng 1. Ví dụ về việc sử dụng Bti và B. sphaericus để kiểm soát vectơ viêm não được trình bày bởi Yu và Kim (1993). Việc sử dụng Bti và B. sphaericus trong ruộng lúa, nơi sinh sản của một số loài muỗi là vectơ của virus viêm não, đã được Lacey và Lacey (1990) xem xét. Một số nghiên cứu thực địa về lúa bổ sung được công bố từ năm 1990 được liệt kê trong Bảng 1 và 2.

Kumar và cộng sự (1996) đã báo cáo sự suy giảm mạnh Cx. quinquefasciatus trưởng thành và ấu trùng ở thành phố Vasco (bang Goa, Ấn Độ), nơi bệnh giun chỉ bạch huyết là bệnh lưu hành, sau khi xử lý chuyên sâu các nơi sinh sản ấu trùng bằng B. sphaericus. Các chương trình quy mô lớn khác để kiểm soát Cx. quinquefasciatus bằng cách sử dụng B. sphaericus ở những khu vực lưu hành bệnh giun chỉ bạch huyết được báo cáo bởi Hougard và cộng sự (1983, 1993) Barbazan và cộng sự (1997), Mulla và cộng sự (1997, 1999, 2001), Regis và cộng sự (2000), và Silva-Filha và cộng sự (2001).

KẾT LUẬN

Bti và B. sphaericus cung cấp các lựa chọn thay thế hiệu quả cho thuốc diệt ấu trùng phổ rộng được sử dụng bởi các dịch vụ phun thuốc muỗi trong nhiều trường hợp với tác động môi trường rất ít hoặc không có. Khả năng tương thích của chúng với các tác nhân kiểm soát sinh học khác sẽ cho phép một cách tiếp cận bền vững hơn đối với việc kiểm soát muỗi so với việc sử dụng thuốc diệt ấu trùng hóa học thông thường. Việc so sánh thuốc trừ sâu sinh học với thuốc trừ sâu hóa học thông thường thường chỉ từ quan điểm về hiệu quả và chi phí của chúng. Tuy nhiên, xét đến những lợi ích về môi trường bao gồm an toàn cho con người và các sinh vật không phải mục tiêu khác, giảm dư lượng thuốc trừ sâu trong môi trường sống dưới nước, tăng cường hoạt động của hầu hết các loài thiên địch khác và tăng cường đa dạng sinh học trong hệ sinh thái thủy sinh, lợi thế của chúng là rất nhiều (Lacey và cộng sự 2001).

admin