Abamectin Là Gì? Hoạt Chất Từ Mẫu Đất Dẫn Tới Giải Nobel 2015

Năm 1974: Mẫu Đất Cạnh Sân Golf Ở Kawana

Năm 1974, nhóm nghiên cứu của Satoshi Ōmura tại Viện Kitasato (Tokyo) lấy một mẫu đất gần một sân golf ở Kawana, thành phố Itō, tỉnh Shizuoka, Nhật Bản. Mẫu này được đánh số OS-3153, và trong nó có một chủng xạ khuẩn chưa ai mô tả.

Nhóm của Ōmura làm việc này hằng ngày: tách vi khuẩn Streptomyces từ đất, nuôi cấy, rồi xem dịch nuôi cấy có hoạt tính gì. Từ hàng nghìn mẫu, ông chọn khoảng 50 chủng triển vọng nhất gửi sang hãng Merck ở Mỹ, nơi William C. Campbell thử chúng trên ký sinh trùng của gia súc.

Một trong số đó cho kết quả khác hẳn phần còn lại. Hợp chất tách từ dịch nuôi cấy của nó làm giun ký sinh trong vật nuôi mất khả năng hoạt động ở liều rất thấp. Nhóm hợp chất này được đặt tên là avermectin, và loài vi khuẩn là Streptomyces avermitilis.

Toàn bộ avermectin và ivermectin trên thế giới đến nay đều bắt nguồn từ một vi sinh vật duy nhất, tách từ đất Nhật Bản. Vậy một chất được tìm ra để trị giun cho vật nuôi, vì sao lại nằm trong bình phun trừ nhện đỏ ngoài vườn?

Từ Thuốc Trị Giun Đến Thuốc Trừ Nhện

Câu trả lời nằm ở chỗ avermectin tác động lên cái gì. Giun tròn, côn trùng và nhện có chung một loại kênh trên tế bào thần kinh và cơ: kênh chloride điều khiển bởi glutamate. Động vật có xương sống không có loại kênh này. Một chất nhắm vào nó vì vậy tác động mạnh lên ký sinh trùng và côn trùng, trong khi vật chủ có vú có khoảng cách an toàn rộng hơn nhiều.

Từ cùng một họ hợp chất, hướng thú y và y tế đi tới ivermectin (một dẫn xuất, về sau dùng cả trên người); hướng nông nghiệp giữ nguyên avermectin B1 và đưa ra đồng ruộng năm 1985 với tên abamectin.

Trong các thử nghiệm trên cây có múi, bông, cây cảnh, lê và rau suốt thập niên 1980, abamectin cho hiệu quả với nhện đỏ hai chấm (Tetranychus urticae), nhện hại cây có múi, dòi đục lá (Liriomyza), bọ trĩ và sâu non bộ cánh vảy. Đây vẫn là nhóm đối tượng chính của hoạt chất cho đến hôm nay.

Cách Thức Hoạt Động Của Abamectin

Kênh chloride là một cửa nhỏ trên màng tế bào thần kinh và cơ. Bình thường cửa này mở rồi đóng theo tín hiệu, giữ cho nhịp truyền tin diễn ra đều. Abamectin gắn vào kênh và giữ cho cửa mở liên tục. Ion chloride tràn vào, tế bào không phát được tín hiệu tiếp theo, và cơ rơi vào trạng thái tê liệt — giống một chiếc van nước bị kẹt ở vị trí mở: nước vẫn chảy, nhưng không còn điều khiển được nữa.

Gắn vào kênh chloride → kênh mở liên tục, ion chloride tràn vào tế bào → thần kinh và cơ không dẫn được tín hiệu → côn trùng, nhện tê liệt và ngừng ăn

Từ cơ chế đó suy ra một đặc điểm quan trọng khi dùng: sâu, nhện thường ngừng ăn và ngừng gây hại sớm sau khi nhiễm thuốc, dù còn nằm trên lá thêm một thời gian. Vì vậy hãy đánh giá hiệu quả bằng việc vết hại mới còn xuất hiện hay không, không chỉ đếm con còn bám trên lá hôm sau.

“Sinh Học” Có Nghĩa Là Gì Với Abamectin?

Nhiều sản phẩm abamectin trên thị trường ghi là “thuốc sinh học”. Điều đó đúng về nguồn gốc: hoạt chất được tạo ra bằng cách lên men vi khuẩn Streptomyces avermitilis, không phải tổng hợp hoàn toàn trong nhà máy hoá chất.

Nhưng “sinh học” nói về nơi hoạt chất sinh ra, không nói về độ độc của nó. Các số liệu dưới đây là của hoạt chất nguyên chất, trước khi pha thành sản phẩm thương mại:

• Chuột, qua đường miệng: chỉ số độc cấp tính LD₅₀ là 8,7 mg/kg — mức độc cao với hoạt chất kỹ thuật
• Ong mật, tiếp xúc trực tiếp: 0,001 µg mỗi con ong — tức một phần tỷ gam
• Chim (vịt trời): LD₅₀ cấp tính 26 mg/kg

Những con số này không làm abamectin trở thành hoạt chất nguy hiểm khi dùng đúng. Chúng giải thích vì sao phải mang đủ bảo hộ khi pha thuốc đậm đặc, và vì sao thời điểm phun liên quan trực tiếp đến ong. Hai điều đó quay lại ở phần cách dùng.

Abamectin Trên Lá: Thấm Vào Trong, Phân Huỷ Ngoài Nắng

Hai tính chất của abamectin trên cây trồng quyết định gần như toàn bộ cách dùng nó.

Thấm qua lá từ mặt trên xuống mặt dưới

Trong các thử nghiệm của Merck, abamectin cho thấy khả năng thấm xuyên lá (hoạt tính translaminar): phần thuốc thấm vào mô lá vẫn có tác dụng với nhện ở mặt dưới lá. Đây là lý do hoạt chất này hợp với nhện đỏ, dòi đục lá, bọ trĩ — những đối tượng sống ở mặt dưới lá hoặc ngay trong mô lá, nơi giọt thuốc khó chạm tới trực tiếp.

Phân huỷ nhanh dưới ánh sáng

Phần thuốc còn nằm trên bề mặt thì phân huỷ nhanh:

• Trong nước, dưới ánh sáng: thời gian bán huỷ khoảng 1,5 ngày
• Trong đất ngoài đồng: thời gian bán huỷ điển hình khoảng 1 ngày
• Liên kết với đất: rất chặt (Koc khoảng 6.631 mL/g), nên hầu như không di chuyển xuống tầng nước ngầm

Hệ quả thực tế rất rõ: phun vào lúc nắng gắt là để một phần lớn thuốc phân huỷ trước khi kịp thấm vào lá. Phun vào chiều mát cho thuốc có thời gian thấm, và phần đã vào trong lá được bảo vệ khỏi ánh sáng.

Ứng Dụng Và Hạn Chế Của Abamectin

Nếu chưa chắc vết hại trên vườn là do nhện, bọ trĩ hay một nguyên nhân khác, đội ngũ Quốc Việt Agri có thể xem ảnh chụp cận mặt dưới lá trước khi chọn thuốc. Nhận đúng đối tượng tiết kiệm nhiều hơn đổi thuốc.

Abamectin Và Emamectin: Cùng Nhóm 6

Emamectin benzoate là abamectin được cải biến một vị trí trên phân tử (4″-epi-methylamino-4″-deoxyavermectin B1a), được tìm ra tại Merck và ra thị trường năm 1997. Thay đổi nhỏ đó làm hoạt tính trên sâu bộ cánh vảy tăng rất mạnh — emamectin khống chế được nhiều loài sâu ở liều chỉ 8–16 g hoạt chất mỗi hecta.

Vì vậy hai hoạt chất có thế mạnh khác nhau: abamectin mạnh với nhện, dòi đục lá; emamectin mạnh với sâu ăn lá. Nhưng chúng tác động lên cùng một vị trí và cùng thuộc IRAC nhóm 6.

Xem thêm: Emamectin benzoate là gì và chọn thuốc trừ sâu theo nhóm IRAC để không bị kháng.

Nhện Đỏ Kháng Abamectin: Số Liệu Từ Trung Quốc

Nhện đỏ hai chấm sinh sản nhanh và nhiều lứa trong năm, nên là đối tượng hình thành tính kháng nhanh nhất với abamectin. Một nghiên cứu công bố năm 2023 trên Journal of Integrative Agriculture ghi nhận:

• Quần thể ngoài đồng: nhện đỏ hai chấm ở Trung Quốc đã có mức kháng abamectin rất cao
• Nguyên nhân chính: hai đột biến trên gen kênh chloride, G314D và G326E — tức chính vị trí thuốc gắn vào bị thay đổi
• Trong dòng chọn lọc ở phòng thí nghiệm: mức kháng lên tới 25.147 lần so với dòng mẫn cảm
• Không có cái giá sinh học: dòng kháng không yếu hơn dòng mẫn cảm

Điểm cuối là điều đáng lưu ý nhất. Nếu tính kháng làm nhện yếu đi, quần thể có thể tự quay lại mẫn cảm khi ngừng dùng thuốc một thời gian. Khi không có cái giá đó, tính kháng đã hình thành thì ở lại. Vì vậy cách giữ hiệu lực abamectin là không để quần thể nhện gặp nhóm 6 liên tục, ngay từ đầu.

Nghiên cứu này làm ở Trung Quốc. Chưa có số liệu tương đương được công bố cho các vùng trồng ở Việt Nam — nhưng cơ chế chọn lọc thì giống nhau ở mọi nơi dùng một hoạt chất lặp đi lặp lại.

Cách nhận biết nhện đỏ sớm trên sầu riêng và cây có múi: xem nhện đỏ hại sầu riêng và cây có múi.

Cách Sử Dụng Abamectin An Toàn Và Hiệu Quả

Hiểu nguồn gốc và cơ chế rồi thì cách dùng gần như tự suy ra được: thuốc thấm vào lá nhưng phân huỷ ngoài nắng, rất độc với ong khi tiếp xúc trực tiếp, và dễ bị nhện đỏ kháng.

Sản Phẩm Chứa Abamectin Tại Quốc Việt Agri

Các sản phẩm dưới đây cùng hoạt chất nhưng khác hàm lượng, dạng chế phẩm và phạm vi ghi trên nhãn. Chọn theo đối tượng cần xử lý, rồi đối chiếu đúng nhãn của chai đang cầm.

Với tuyến trùng rễ, xem thêm Tervigo trị tuyến trùng thế nào và tuyến trùng hại cà phê: nhận biết sớm.

Năm 1974, một mẫu đất cạnh sân golf ở Kawana được mang về phòng thí nghiệm như hàng nghìn mẫu khác. Hơn năm mươi năm sau, hoạt chất từ đúng mẫu đất đó vẫn đang được phun trên lá — và cách giữ cho nó còn hiệu quả nằm ở việc dùng đúng lúc, đúng chỗ và không dùng một mình.

Cần đối chiếu cho vườn nhà mình? Gửi ảnh cận mặt dưới lá hoặc ảnh bộ rễ, tên cây trồng và diện tích qua Zalo: 096 994 2349 — đội ngũ Quốc Việt Agri sẽ giúp xác định đúng đối tượng và gợi ý nhóm cơ chế phù hợp với lịch phun hiện tại.

Bảng Tra Nhanh

Nguồn Tham Khảo

• Nobel Prize Outreach — The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2015, thông cáo báo chí: William C. Campbell và Satoshi Ōmura nhận một nửa giải; Ōmura chọn khoảng 50 chủng Streptomyces triển vọng, Campbell phát hiện hiệu lực trên ký sinh trùng vật nuôi.
• Crump, A. và Ōmura, S. (2011) — Ivermectin, “Wonder drug” from Japan: the human use perspective, Proceedings of the Japan Academy, Series B, 87: 13–28: avermectin bắt nguồn duy nhất từ một vi sinh vật tách từ đất Nhật Bản tại Viện Kitasato.
• University of Bristol, School of Chemistry — Ivermectin, Molecule of the Month: mẫu đất OS-3153 gần sân golf ở Kawana, Itō, Shizuoka năm 1974; avermectin B1 là hỗn hợp 80:20 của B1a và B1b; kênh chloride điều khiển bởi glutamate không có ở động vật có xương sống.
• Dybas, R. A. (1989) — Abamectin Use in Crop Protection, trong Ivermectin and Abamectin, Springer (Merck Sharp & Dohme Research Laboratories): hoạt tính thấm xuyên lá; hiệu quả trên nhện đỏ, nhện cây có múi, dòi đục lá, bọ trĩ và sâu non trong thử nghiệm trên cây có múi, bông, cây cảnh, lê, rau.
• AERU, Đại học Hertfordshire — Pesticide Properties Database, hồ sơ Abamectin: IRAC 6; thời gian bán huỷ trong đất ngoài đồng 1,0 ngày; quang phân trong nước 1,5 ngày; Koc 6.631; LD₅₀ chuột 8,7 mg/kg; LD₅₀ tiếp xúc với ong 0,001 µg/con; LD₅₀ vịt trời 26 mg/kg.
• IRAC — Mode of Action Classification: nhóm 6, chất điều biến dị lập thể kênh chloride điều khiển bởi glutamate (avermectin, milbemycin).
• Zhang, Y. và cộng sự (2023) — Lack of fitness cost and inheritance of resistance to abamectin based on the establishment of a near-isogenic strain of Tetranychus urticae, Journal of Integrative Agriculture: dòng kháng 25.147 lần, đột biến G314D và G326E, không có cái giá sinh học.
• ScienceDirect Topics (tổng hợp từ Hayes’ Handbook of Pesticide Toxicology, Comprehensive Chirality, Pesticide Chemistry and Bioscience): emamectin benzoate là dẫn xuất bán tổng hợp của abamectin, ra thị trường năm 1997, hiệu lực trên sâu bộ cánh vảy ở liều 8–16 g/ha; abamectin đưa vào trồng trọt năm 1985.
• Ảnh bìa: CSIRO / Wikimedia Commons, giấy phép CC BY 3.0.