Ruồi đực có đốm đen đặc trưng
trên đầu cánh. Ảnh: Ray Lab, UC Riverside.
Côn trùng phá hủy một phần rất lớn sản lượng nông
nghiệp toàn cầu - gần 40 phần trăm. Ví dụ như, ruồi giấm cánh đốm Drosophila
(Drosophila suzukii) ăn quả chín. Là một phiền toái, đặc biệt là ở miền Bắc
California và Châu Âu, nó đẻ trứng trong các quả mọng chín, và khi ấu trùng của
nó xuất hiện ở đó, thì trái cây bị phá hủy. Kết quả là, mỗi năm D. suzukii gây
ra thiệt hại nông nghiệp trị giá hàng trăm triệu đô la trên toàn thế giới.
Các nhà khoa học tại Đại học California, Riverside
vừa xác định được một chất đuổi côn trùng an toàn, bảo vệ trái cây trước D. suzukii:
Butyl anthranilate (BA), một hợp chất hóa học có mùi dễ chịu được tạo ra tự
nhiên trong trái cây với số lượng nhỏ. Trong các thử nghiệm trong phòng thí
nghiệm, các nhà khoa học phát hiện thấy rằng BA đuổi D. suzukii ra khỏi quả việt
quất được phủ bằng BA. Phát hiện này có thể đem lại một cách để kiểm soát chúng
và tăng năng suất của cây trồng và cây ăn quả.
"Thuốc đuổi côn trùng độc hại thường nguy hiểm để sử
dụng trực tiếp trên các loại trái cây - đặc biệt là khi chúng đang gần được thu
hoạch," Anandasankar Ray, phó giáo sư về côn trùng học và là giám đốc của Trung
tâm nghiên cứu trung gian truyền tại UC Riverside, có phòng thí nghiệm thực hiện
dự án nghiên cứu, cho biết. "Một thuốc đuổi côn trùng an toàn và giá cả phải
chăng như BA có thể đem lại sự bảo vệ và giảm thiểu việc sử dụng các hóa chất
độc hại."
Để kiểm tra xem BA có thể bảo vệ trái cây khỏi D.
Suzukii hay không, Ray cùng học trò của là Christine Krause Phạm đã tiến hành
một loạt các thí nghiệm bằng cách sử dụng hai tô quả việt quất chín và tươi -
một loại trái cây ưa thích của D. suzukii. Họ phun BA lên quả trong một tô và
dung môi lên quả việt quất trong bát thứ hai (bát này dùng để làm đối chứng). Họ
đặt 2 bát trong buồng kính và cho tiếp xúc với D. suzukii trong một tuần, lặp
lại thí nghiệm này sau đó với nhiều hàm lượng BA khác nhau. Họ phát hiện thấy sự
giảm rõ ràng về số lượng ấu trùng và nhộng từ các quả việt quất được xử lý bằng
BA, tùy theo liều lượng.
"Chúng tôi quan sát thấy sự giảm sút này chỉ sau một
đợt xử lý duy nhất," Phạm, tác giả đầu tiên của nghiên cứu, cho biết. "Chúng tôi
quan sát thấy sự giảm sút đáng kể ở mức 2,5 phần trăm BA và bảo vệ gần như hoàn
toàn ở nồng độ 10 phần trăm – nghĩa là chất đuổi côn trùng này có thể hữu ích để
giảm thiệt hại trong quá trình trái cây chín."
Được tìm thấy ở nồng độ thấp trong một số trái cây,
BA có mùi giống như nho và thường được sử dụng để làm thành phần hương vị và mùi
thơm. Nó thuộc về một nhóm gọi là “nhìn chung được công nhận là an toàn” (GRAS)
và được chấp thuận sử dụng cho con người ở dạng phụ gia thực phẩm.
"Hầu hết ruồi bị trái cây hư thối thu hút," Ray giải
thích. "Tuy nhiên, D. Suzukii thì lại đặc biệt bị trái cây chín thu hút. Điều
làm cho BA đặc biệt hấp dẫn là nó không chỉ đẩy lùi D. suzukii, mà nó còn làm
giảm ham muốn đẻ trứng của ruồi. Do đó, trong tương lai có tiềm năng phát triển
các phương pháp hoàn toàn mới trong giảm thiệt hại cây trồng bằng cách sử dụng
các thuốc đuổi con trùng như BA. Từ các nghiên cứu trước đây mà chúng tôi đã
thực hiện trong phòng thí nghiệm, chúng tôi có hàng trăm hợp chất như vậy để
khám phá và thử nghiệm ".
Ban đầu, Ray và Phạm xem xét việc bảo tồn của các
quá trình khứu giác của côn trùng để làm nghiên cứu hiện nay. Họ phát hiện ra
rằng quá trình tránh DEET được bảo tồn qua côn trùng. Bởi vì DEET thì tốn kém và
có thể dẫn đến những lo ngại về an toàn nếu dùng trên thực phẩm, nên họ tập
trung vào các chất thay thế DEET mà họ đã phát hiện vào năm 2013, được phê duyệt
để làm phụ gia cho thực phẩm. Sau khi thử nghiệm các hợp chất này, họ phát hiện
ra rằng một số chúng có hiệu quả trong việc đẩy lui nhiều loại ruồi như D.
melanogaster, D. yakuba, D. suzukii, D. pseudoobscura và D. virilis. Và, họ tìm
thấy kết quả tốt nhất với BA và D. suzukii.
Tiếp theo, Ray muốn kiểm tra xem hiệu quả của BA ra
sao trong thử nghiệm thực địa, và nếu chúng thật sự hiệu quả, Ray sẽ đề nghị Cơ
quan bảo vệ môi trường chấp thuận.
"Chúng tôi hy vọng rằng BA và hóa chất tương tự khác
mà chúng tôi có trong danh mục của mình sẽ có thể chống lại rầy cam quýt châu Á,
ruồi đục quả Địa Trung Hải, ruồi trắng và các loài ruồi khác mà có thể gây tổn
hại trái cây và các loại cây trồng", Ray cho hay. "Trong tương lai, chúng tôi có
thể bắt đầu phát triển các thuốc chống côn trùng dùng cho nông nghiệp mà có thể
dùng cho các loại trái cây, các loại cây trồng như lúa mì và ngô, và nông phẩm.
Tầm nhìn lớn dài hạn là một ngày nào đó chúng tôi sẽ có thể tích hợp các chất
đuổi côn trùng an toàn với những sản phẩm của nông dân để giảm sự phụ thuộc của
họ vào thuốc diệt côn trùng. Và cũng có thể hiểu rằng các hóa chất và phương
pháp tương tự có thể được phát triển để bảo vệ nhà, con người và động vật trang
trại."
Năm ngoái, Văn phòng Thương mại hóa Công nghệ UCR đã
giúp Ray mở một công ty gọi là Sensorygen Inc., chuyên về công nghệ này. Văn
phòng đã nộp một bằng sáng chế về công nghệ này cho Sensorygen Inc.
"Thế giới cần thêm công cụ để giảm thiểu tác động
của côn trùng đến con người mà không ảnh hưởng đến sức khỏe của họ,"
Paul Zorner, Chủ tịch và Giám đốc điều hành của Sensorygen Inc, nhận xét. "Tiến
sĩ Ray đã phát triển một phương pháp đặc biệt và mới lạ để tìm ra các thuốc đuổi
côn trùng an toàn, và mạnh mẽ, không giết bất cứ thứ gì, mà chỉ đơn giản là đuổi
chúng ra xa khỏi con người cũng như nhà cửa, vật nuôi và thức ăn. Đó là một khám
phá thú vị và độc đáo mà có tiềm năng thương mại toàn cầu tuyệt vời để giải
quyết một số lo ngại về sức khỏe và thực phẩm ở con người thách thức nhất đang
đối mặt với chúng ta ngày nay."
Thanh Vân (Eurekalert)