Энтомопатогенные грибные препараты

Важное место в арсенале средств борьбы с вредными насекомыми занимают грибные препараты. Для создания эффективных микоинсектицидных препаратов против вре_дителей сельского и лесно­го хозяйства необходимы высокоактивные штаммы энтомопатогенных грибов, характерной осо­бенностью которых является способность паразитировать на насекомых, вызывая их заболевание и гибель.

проблем сдерживают их применение в борьбе с вредителями сельского и лесного хозяйства.

Основой для разработки микоинсектицидных препаратов послужили работы итальянского

исследователя А. Баси, который в 1835 г. описал гриб из рода боверия, обнаруженный на гусени­цах тутового шелкопряда. Гриб Beauveria bassiana, получивший видовое название от фамилии первооткрывателя, как было установлено позднее, поражает до 200 видов вредных насекомых, в том числе картофельную коровку, сосновую пяденицу и совку, яблоневую персиковую плодо­жорку .колорадского жука, лугового и кукурузного мотылька, облепиховая моль, некоторые виды клещей.

Наряду с Beauveria bassiana, на основе которого был создан первый Препарат «боверин». несом­ненный интерес представляют и другие виды энтомопатогенных грибов, относящихся к разным таксономическим группам. Самыми многочисленными по количеству Патогенных для насекомых видов являются грибы, относящиеся к классам Zygomycetes, Deuteromycetes. Среди грибов

Zygomycetes, являющихся основой биопрепаратов, следует отметить Conidiobolus obscura (Entomophthora thaxteriana) и Conidiobolus tromboides (Entomophthora pyriformis). Внутри насе­комых они образуют распадающийся на части мицелий, участки которого разносятся гемолимфой по телу насекомого. На поверхности погибшего насекомого образуется бархатистый налет из мице­лия со спорами.

Самые распространенные возбудители болезней насекомых являются представителями Deuteromycetes, в частности семейства монилиевые, к которому принадлежат наиболее известные энтомопатогенные виды из родов Beauveria, Paecilomyces, Verticillium, Metarhizium. Энтомопато- генные виды выделены среди родов Fusarium, Trichoderma, Oospora, Aspergillus, Penicillium, Enthomophthora и др. Препарат энтомофторин, созданный на основе гриба Enthomophthora thaxte­riana, эффективен против тлей в тепличных комбинатах. Гриб Verticillium lecanii применяют для производства препаратон верталек и микотел, которые применяют против вредителей овощных культур в закрытом грунте.

Проникают в насекомых энтомопатогенные грибы разными путями: перорально, через повреж­денные участки покровов и с помощью внеклеточных ферментов, вызывающих гидролиз кути­кулы. Важную роль в гидролизе покровов играют хитиназа, липаза, протеазы. От этих ферментов зависит и вирулентность энтомопатогенных грибов. Губительное действие на насекомых оказыва­ют синтезируемые грибами токсичные метаболиты, которые могут быть использованы для усиле­ния энтомоцидности микоинсектицидных препаратов.

Грибы заражают насекомых в фазе личинки, куколки, имаго. Вызываемые ими микозы часто, протекают в виде эпизоотий. Они широко распространены в лесном биоценозе и агробиоценозах, благодаря возможности постоянного перезаряжения восприимчивых к грибковым инфекциям на­секомых и способности развиваться не только на насекомых, но и на растительных остатках без по­тери вирулентности. Энтомопатогенные грибы, выделенные из природных изолятов, можно разде­лить на следующие группы:

1) паразиты с широким спектром патогенности и частотой встречаемости;

2) специализированные паразиты, поражающие несколько видов насекомых;

3) узкоспециализированные паразиты, поражающие один вид насекомого.

В чистые культуры выделяют грибы из пораженных микозами насекомых. С этой целью пита­тельные среды засевают конидиями грибов с трупов насекомых и выращивают в течение 14-21 суток при 26—28 °С. Параллельно используют метод непосредственного заражения тест-насекомого, нап­ример личинок большой вощинной моли, каждой особи которой с помощью микроиньектора вводится суспензия, приготовленная из трупов насекомых. Вирулентность культур выросших на питательных средах и с трупов тест-насекомого проверяют путем обработки корма суспензией ко­нидий исследуемых грибов и последующего его скармливания личинкам большой вощинной моли (Galleria mellonella). В качестве перспективных штаммов отбирают культуры способные вызывать экспериментальный микоз у 50-100 % особей Galleria mellonella.

По данным Огаркова и Огарковой (2000), наибольшее количество вирулентных штаммов обна­ружено среди культур, имеющих мучнистый вид грибницы и высокий титр конидий. Вирулен­тность культур при хранении в лабораторных может заметно снижаться. Поэтому важной биотех­нологической задачей является повышение вирулентности штаммов энтомопатогенных грибов. Для ее усиления используют различные методы, но наиболее результативными являются приемы многократных пассажей через восприимчивых насекомых. При этом следует отметить, что усиле­ние вирулентности конидий может наблюдаться более чем в два раза, но до определенного пассажа.

Для длительного хранения грибов применяют агаризованные среды, лиофильное высушивание, восковые капсулы, силикагель, трупы насекомых и др. Хранение на мумифицированных покрытых грибницей трупах способствует сохранению вирулентности и жизнеспособности конидий.

Производство микоинсектицидных препаратов в настоящее время осуществляется преимущес­твенно в биолабораториях тепличных комбинатов, небольшими фирмами, или станциями защиты растений. При организации малотоннажного производства для отдельного хозяйства или неболь­шого региона необходимо использовать такой способ размножения энтомопатогенных грибов, ко­торый будет способствовать ускорению процесса спорообразования, увеличению количества жиз­неспособных спор в единице массы или объема (титр препарата) и их биологической активности.

Для размножения энтомопатогенных грибов используют разваренное пшено, ячмень, куку; зу, пшеничные, рисовые отруби и другие субстраты, пропитанные минеральной средой. К з> новым культурам в ряде случаев добавляют наполнители: солому-сечку, древесные опилг ячменную или рисовую лузгу, керамзит и др. Это позволяет получить препараты с высоким титр спор и значительно понизить их себестоимость. Использование многослойной гофрированн фильтровальной бумаги, пропитанной минеральной средой Чапека с добавлением 0,5 % дрожи вого автолизата ускоряет процесс конидиеобразования у Beauveria bassiana CL67 и позволяет в і чение длительного срока сохранять культуру без потери вирулентности.

Для производства грибных биопрепаратов используют поверхностный, глубинный или глуби но-поверхностный способы культивирования продуцентов, при этом любой грибной препар проходит обязательное медико-токсикологическое исследование и в производство может быть Д пущен только с разрешения специальной Государственной комиссии.

Культивирование поверхностным способом на увлажненном твердом субстрате для грибі является близким к их природному распространению. При получении грибных препаратов п верхностным способом используют твердые и сыпучие субстраты — зерно, отруби, торф и д Схема производства поверхностным способом включает следующие стадии: получение посе ного материала (инокулята) из маточной культуры; подготовка и стерилизация субстрат засев и выращивание продуцента; высушивание и размол; стандартизация и контроль каче' тва препарата.

Производство грибных препаратов глубинным способом предусматривает получение посевно: материала; приготовление жидкой питательной среды и ее стерилизации; засев питательно среды и выращивание продуцента в ферментере; отделение биомассы от культуральной жидкост. путем центрифугирования или фильтрации; высушивание и размол; стандартизация и контрол качества препарата. Недостатком глубинного культивирования является слабое созревание спор При использовании глубинно-поверхностного способа к полученной в ферментере биомассе добав ляют солому, ячмень, пшеничные, рисовые отруби и другие субстраты, на которых в течени 8-10 суток происходит образование конидий. Титр после высушивания составляет 10 млрд спс в 1 г препарата.

Производство большинства биопрепаратов организовано на местах, несмотря на то, что технолс гия их получения требует от персонала надлежащих знаний и соответствующей аппаратуры. Про изводители работают в сотрудничестве с научно-исследовательскими учреждениями — разработ чиками биопрепаратов, которые выдают необходимую документацию (регламент, технически условия) и рекомендации микробиологического и сырьевого характера. На рис 1. представлен: схема получения биопрепаратов грибного происхождения.

Приведенная схема внедрена в ряде биолабораторий и предназначена для малотоннажного про изводства микоинсектицидных препаратов — боверина, вертициллина, цефалоспорина, пецило мина и других, а так же получения грибных биопрепаратов против фитопатогенов.

Рис. 1. Схема получения биопрепаратов грибного происхождения (Огарков. Огаркова, 2000)

1 — ферментатор 0,05 м³; 2 — ротаметр; 3 — насос; 4 — сборник питательной среды; 5 — фильтр; 6 — автоклав; 7 — ферментатор 1 м³; 8 — воздуходувка; 9 — фильтр; 10 - парогенератор

В России для борьбы с насекомыми —вредителями сельского хозяйства широко используют боверин и вертициллин.

Боверин представляет собой бластоспоры энтомопатогенного гриба Beauoeria bassiana, который легко разводится на искусственных питательных средах, поражает, как отмечалось ранее более 200 видов насекомых. Эффективно применяется против табачного трипса, для защиты огурцов и томатов защищенного грунта.

Вертициллин (бластоспоры гриба Verticillium lecanii) используется против тепличной белокрылки. ,

В ряду микопрепаратов необходимо отметить нематофагин БЛ — хищный гриб Arthrobotrys oligospora, который губительно действует на паразитических круглых червей — нематод. Его при­меняют для защиты овощей и шампиньонов в теплицах.

Производимые в биолабораториях биологические препараты могут иметь постоянные или вре­менные технические условия. Стандартизация биопрепаратов проводится по количеству жизнес­пособных спор в единице массы или объема (титр препарата) и по биологической активности. Разные группы препаратов, характеризующиеся различными путями заражения и характером действия, не оценивают по одному стандарту. Биологическая активность измеряется реакцией тест-объекта на действие препарата. Для энтомопатогенных грибов в качестве тест-объекта используют насекомых, которые легко разводятся в лабораториях и не являются карантинными вредителями. Так для стандартизации боверина тест-объектами служат капустная белянка, коло­радский жук, комнатная муха, пчелиная огневка, а для вертицилина - бахчевая тля, гороховая тля, белокрылка, пчелиная огневка. В последние годы для оценки качества биопрепаратов пред­ложен ряд косвенных методов, например по активности ферментов. Для каждой группы препара­тов существует свой признанный стандарт. При использовании стандартов биологическая актив­ность испытуемого препарата выражается в ЛК₅₀ (средней летальной концентрации) или в других единицах. Биологическая активность произведенного препарата не должна быть меньше, чем у стандарта. При высокой биологической активности допускается разбавление наполнителем.

Препараты на основе энтомопатогенных грибов используются по сравнению с энтомоцидными бактериальными препаратами не так широко. Их основными недостатками являются нестабиль­ность, неспособность вызывать эпизоотии у насекомых, потребность во влаге при прорастании спор.

3.