TÓM TẮT
Bacillus thuringiensis (Bt) là vi khuẩn tạo bào tử có khả năng tổng hợp các protein diệt côn trùng, đặc biệt là Cry và Cyt hình thành dưới dạng tinh thể cạnh bào tử. Nhờ tính đặc hiệu đối với nhiều nhóm côn trùng mục tiêu và khả năng sản xuất bằng công nghệ lên men, Bt là một trong những tác nhân quan trọng của thuốc trừ sâu vi sinh. Bài viết tổng hợp cơ sở khoa học và các công đoạn chính của công nghệ sản xuất thuốc trừ sâu Bt, gồm tuyển chọn và bảo quản chủng, chuẩn bị giống, lên men, tạo bào tử–tinh thể độc tố, thu hồi, tạo dạng chế phẩm và kiểm soát chất lượng. Các nghiên cứu cho thấy hiệu quả sản xuất không chỉ phụ thuộc vào sinh khối hay số lượng bào tử mà còn chịu ảnh hưởng của đặc tính chủng, thành phần môi trường, pH, nhiệt độ, oxy hòa tan, khuấy–sục khí, hiệu suất tạo độc tố và công nghệ sau lên men. Trong điều kiện Việt Nam, khai thác nguồn Bt bản địa, phát triển môi trường lên men giá thành thấp, chuẩn hóa hoạt lực sinh học và nâng cao độ bền của chế phẩm ngoài đồng ruộng là các hướng có ý nghĩa đối với phát triển thuốc bảo vệ thực vật sinh học trong nước.
Từ khóa: Bacillus thuringiensis; Bt; thuốc trừ sâu sinh học; lên men; Cry; bào tử; chế phẩm vi sinh.
ABSTRACT
Bacillus thuringiensis (Bt) is a spore-forming bacterium capable of producing insecticidal proteins, particularly Cry and Cyt proteins associated with parasporal crystals. Owing to its target specificity and suitability for fermentation-based production, Bt is among the most important microbial agents used in bioinsecticides. This review summarizes the scientific basis and major technological stages of Bt bioinsecticide production, including strain selection and preservation, inoculum preparation, fermentation, spore–crystal formation, downstream recovery, formulation and quality control. Production performance depends not only on biomass or spore counts but also on strain properties, medium composition, pH, temperature, dissolved oxygen, agitation–aeration, toxin yield and downstream processing. For Vietnam, exploiting indigenous Bt resources, developing low-cost fermentation media, standardizing biological potency and improving formulation persistence under field conditions are important research priorities.
Keywords: Bacillus thuringiensis; bioinsecticide; fermentation; Cry protein; spores; microbial formulation.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bravo, A., Gill, S. S., & Soberón, M. (2007). Mode of action of Bacillus thuringiensis Cry and Cyt toxins and their potential for insect control. Toxicon, 49(4), 423–435. https://doi.org/10.1016/j.toxicon.2006.11.022
2. Brar, S. K., Verma, M., Tyagi, R. D., & Valéro, J. R. (2006). Recent advances in downstream processing and formulations of Bacillus thuringiensis based biopesticides. Process Biochemistry, 41(2), 323–342. https://doi.org/10.1016/j.procbio.2005.07.015
3. Bryant, J. E. (1994). Commercial production and formulation of Bacillus thuringiensis. Agriculture, Ecosystems & Environment, 49(1), 31–35. https://doi.org/10.1016/0167-8809(94)90018-3
4. Dương Kim Hà. (2022). Nghiên cứu sự đa dạng và độc tính của vi khuẩn Bacillus thuringiensis var. kurstaki trên sâu ăn lá hại rau ở Việt Nam. Luận án Tiến sĩ Bảo vệ thực vật, Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh.
5. El-Bendary, M. A. (2006). Bacillus thuringiensis and Bacillus sphaericus biopesticides production. Journal of Basic Microbiology, 46(2), 158–170. https://doi.org/10.1002/jobm.200510585
6. Gómez, I., Pardo-López, L., Muñoz-Garay, C., Fernández, L. E., Pérez, C., Sánchez, J., Soberón, M., & Bravo, A. (2007). Role of receptor interaction in the mode of action of insecticidal Cry and Cyt toxins produced by Bacillus thuringiensis. Peptides, 28(1), 169–173. https://doi.org/10.1016/j.peptides.2006.06.013
7. Jallouli, W., Driss, F., Fillaudeau, L., & Rouis, S. (2020). Review on biopesticide production by Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki since 1990: Focus on bioprocess parameters. Process Biochemistry, 98, 224–232. https://doi.org/10.1016/j.procbio.2020.07.023
8. Nguyễn Thị Hoài Hà & Ngô Giang Liên. (2003). Tuyển chọn các chủng Bacillus thuringiensis có khả năng diệt sâu tơ và sâu xanh. Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp, 1(4), 261–264.
9. Schnepf, E., Crickmore, N., Van Rie, J., Lereclus, D., Baum, J., Feitelson, J., Zeigler, D. R., & Dean, D. H. (1998). Bacillus thuringiensis and its pesticidal crystal proteins. Microbiology and Molecular Biology Reviews, 62(3), 775–806. https://doi.org/10.1128/MMBR.62.3.775-806.1998
10. Yang, X. M., & Wang, S. S. (1998). Development of Bacillus thuringiensis fermentation and process control from a practical perspective. Biotechnology and Applied Biochemistry, 28(2), 95–98.
