Бактериальные препараты

К настоящему времени описано свыше 90 видов бактерий, инфи­цирующих насекомых. Большая их часть принадлежит к семействам Pseudomonadaceae, Enterobacteriaceae, Lactobacillaceae, Micrococcaceae, Bacillaceae.

1. Большинство промышленных штаммов принадле­жит к роду Bacillus, и основная масса препаратов (свыше 90%) изготовлена на основе Bacillus thuringiensis (Bt), имеющих свыше 22 серотипов. Штаммы Bt используют для борьбы с различными вредителями — гусеницами, комарами, мошкой.

Впервые Bt была выделена в 1915 г. Берлинером из больных гу­сениц мельничной огневки. Штаммы Bacillus thuringiensis, помимо образования спор, которые при попадании внутрь насекомого вызы­вают септицемию, синтезируют также ряд экзо- и эндотоксинов.

Препараты на основе Bt относятся к токсинам кишечного дей­ствия. Типичными последствиями их воздействия являются паралич кишечника, прекращение питания, развитие общего паралича и гибель насекомого. Кристаллы варьируют между различными серотипами и изолятами Bt и обладают широким спектром активности против различных насекомых.

Бактерии группы Bacillus thuringiensis эффективны в отношении 400 видов насекомых, включая вредителей полей, лесов, садов и виноградников; наибольший эффект от применения данных препа­ратов получают при борьбе с листогрызущими вредителями. Из­вестно более 100 штаммов Bt, объединённых в 30 групп по сероло­гическим и биохимическим признакам. Микробиологическая про­мышленность многих стран выпускает различные препараты на основе Bt, способных образовывать споры, кристаллы и токсические вещества в процессе роста.

Технология получения биопестицидов на основе энтомопатоген­ных бактерий представляет собой типичный пример периодической гомогенной аэробной глубинной культуры, реализующейся в строго стерильных и контролируемых условиях. Цель процесса — получе­ние максимального урожая бактерий и накопление токсина. Основу питательной среды составляет дрожжеполисахаридная смесь и пеногаситель (кашалотовый жир). Длительность ферментации, реали­зуемой при 28-ЗО°С в режиме перемешивания и аэрации (0.2 л Ог/л среды-мин.), составляет 35-40 ч до накопления в культураль-ной жидкости 5-10% свободных спор и кристаллов от общего их количества (при титре культуры не менее 1 млрд. спор в 1 мл).

Далее споры и кристаллы отделяются в процессе сепарирования и обезвоживаются. Товарная форма препарата — сухой порошок, а также стабилизированная паста.

1- Первый отечественный препарат получен на основе Вас. Thuringiensis var. dalleriae — энтобактерин. Препарат выпускается в виде сухого порошка с содержанием спор и кристаллов эндотоксина по 30 млрд/г, пасты с наполнителем, а также жидкости в смеси с прилипателем. Эффективен против чешуекрылых насекомых (ка­пустной белянки, капустной моли, лугового мотылька, пяденицы, шелкопряда, боярышницы и др.). Применяют препарат путем опрыскивания растений суспензией из расчета 1-3 кг/га для овощных и 3-5 кг — для садовых культур с использованием назем­ных и авиационных опрыскивателей.

Оптимальные условия внеш­ней среды для применения энтобактерина — отсутствие осадков и Диапазон температур 18-32°С. Это препарат кишечного действия, при поедании гусеницами вместе с листовой зеленью после попада­ния в желудочно-кишечный тракт насекомого вызывает общую ин­токсикацию и затем полный паралич. Основная масса насекомых гибнет в течение 2—10 дней; при необходимости проводят повтор­ную обработку при сокращении дозы в 2 раза. Применение энто­бактерина повышает урожайность овощных культур и садовых культур на 50 и 5 ц/га соответственно.

2 - Дендробациллин является препаратом для защиты леса от си­бирского шелкопряда на основе Вас. thuringiensis var. dendrolimus. Бактерия была выделена из гусениц сибирского шелкопряда — вредителя хвойных лесов. Этот препарат также эффективен для защиты овощных, плодовых и технических культур от разных насе­комых (совок, белянок, молей, пядениц и др.). Препарат не токси­чен для полезной энтомофауны, исключение составляют тутовый и дубовый шелкопряд, применяется и действует аналогично энтобактерину.

3 - Инсектин — по действию аналогичен дендробациллину, пред­назначен главным образом для борьбы с сибирским шелкопрядом. Получен на основе Вас. thuringiensis var. insectus.

4 - БИН — биологический инсектицидный препарат, изготавли­вается в виде сухого порошка и пасты на основе Вас. thuringiensis var. darmstadiensis; эффективен против вредителей плодовых (яб­лочной и плодовой молей, пядениц, листоверток, шелкопрядов) И овощных культур {белянок, молей).

5 - Бактулоцид.. Бактулоцид выпускается в виде сухого по­рошка с титром спор около 90 млрд/г и содержит такое же количе­ство кристаллов. Применяется в жидком виде разбрызгиванием по поверхности водоёма.. Кристаллический эндотоксин бактулоцида высоко токсичен для личинок комаров и мошек, но совершенно безопасен для других насекомых и гидробионтов, обитающих в одном водоёме с комара­ми. Продуцент данного эндотоксина привлек внимание ученых мно­гих стран.

Методы генной и клеточной инженерии в настоящее время по­зволяют проводить работы, направленные на улучшение сущест­вующих продуцентов и продуктов Bt. Сегодня известно, что гены, контролирующие синтез кристаллов, локализованы на небольшом числе плазмид значительной молекулярной массы. Токсический бе­лок, синтезируемый Bt, клонирован в Е. coli и В. subtilis, его экс­прессия получена даже в течение вегетативной фазы роста. Есть сведения о клонировании белка, токсичного для бабочек, в клетках табака. В выросшем целом растении табака каждая клетка выраба­тывала токсин. Таким образом, растение, приобретшее токсин, само становится устойчивым к насекомым: поедая листья, гусеница поги­бает, не причинив существенного вреда растению. Резистентность к гусеницам передаётся через семена последующим по­колениям растений. Начато получение рассады трансгенного карто­феля и томатов с внедрённым геном Bt, токсичной для чешуекры­лых. Создан трансгенный инсектоустойчивый тополь с внедрённым в клетки тканей геном антитрипсиназы. Фермент снижает усвоение белка насекомыми, что приводит к сокращению популяции.