БИОПРЕПАРАТЫ ФИТОЗАЩИТНОГО НАЗНАЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ ЭНТОМОПАТОГЕНОВ BACILLUS THURINGIENSIS
The paper provides overview of the scientifically-methodical approaches directed on the improvement of «know-how» and application of preparations created on the basis of natural entomopathogenic Bacillus thuringiensis − producers of biologically active substances and agents of preparations of phytop...
Збережено в:
| Дата: | 2010 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine
2010
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/320 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Agriciltural microbiology |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Agriciltural microbiology| _version_ | 1871465969628479488 |
|---|---|
| author | Патыка , Т.И. |
| author_facet | Патыка , Т.И. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Т.И. Патыка ",
"institution": "Інститут сільськогосподарської мікробіології та агропромислового виробництва НААН"
}
] |
| author_sort | Патыка , Т.И. |
| baseUrl_str | https://smic.in.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-22T10:10:47Z |
| description | The paper provides overview of the scientifically-methodical approaches directed on the improvement of «know-how» and application of preparations created on the basis of natural entomopathogenic Bacillus thuringiensis − producers of biologically active substances and agents of preparations of phytoprotective action. |
| doi_str_mv | 10.35868/1997-3004.10.133-141 |
| first_indexed | 2025-07-17T12:25:22Z |
| format | Article |
| fulltext |
133
БІОЛОГІЧНИЙ ЗАХИСТ РОСЛИН
УДК 632.937
БИОПРЕПАРАТЫ ФИТОЗАЩИТНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
НА ОСНОВЕ ЭНТОМОПАТОГЕНОВ BACILLUS
THURINGIENSIS
Патыка Т.И.
Институт сельскохозяйственной микробиологии УААН,
ул. Шевченко, 97, г. Чернигов, 14027, Украина
E-mail: isgm@ukrpost.ua
Изложены научно-методические подходы совершенствова-
ния технологий производства и применения препаратов на осно-
ве природных энтомопатогенов Bacillus thuringiensis – продуцен-
тов биологически активных веществ и агентов препаратов
фитозащитного действия.
Ключевые слова: энтомопатогенные бактерии Bacillus
thuringiensis, селекционный отбор, биотестирование, экзотокси-
ногенность, энтомоцидная активность.
При разработке систем интегрированной защиты растений,
обеспечивающих высокий выход высококачественной и
экологически чистой сельскохозяйственной продукции, особое
внимание уделяется методам биологического контроля численности
насекомых. Одними из эффективных и широко применяемых
(около 95 % рынка биопестицидов) средств контроля численности
насекомых-вредителей являются биопрепараты на основе грам-
положительной спорообразующей бактерии Bacillus thuringiensis
(Bt), обладающей способностью продуцировать биологически
активные вещества (экзо -, эндотоксины и другие метаболиты). Это
связано с рядом уникальных особенностей Bt:
• безопасность для нецелевых объектов и, в первую очередь,
для человека и теплокровных животных;
• технологичность в производстве и применении биопре-
паратов, созданных на основе этих энтомопатогенов;
• разнообразие свойств серотипов и штаммов Bt, что
обеспечивает специфичность действия соответствующих
биопрепаратов.
Токсикологические исследования, проводимые в течение 40
лет во всем мире, показали безопасность этих микроорганизмов и
134
их метаболитов, включая инсектицидные белки и другие вещества,
что позволяет широко их использовать в практике биоконтроля
насекомых-вредителей [1-4]. Мировой ассортимент биопрепаратов
фитозащитного назначения большой и разнообразный. На основе
спор и метаболитов Bt в странах ближнего и дальнего зарубежья
выпускаются десятки биопрепаратов, которые эффективны и
способны снизить численность и вредоносность насекомых и
клещей – опасных массовых вредителей сельскохозяйственных
растений и животных (Битоксибациллин, Бактокулицид, Бацикол,
Лепидоцид, БИП, Гомелин, Децимид, Колорадо, Турингин, Астур
и др.).
Биопрепарат на основе Bt считают высококачественным,
надежным и оптимальным для технологий применения в области
растениеводства, если он соответствует следующим параметрам и
требованиям:
1) штамм-продуцент способен в стандартных и производ-
ственных питательных средах накапливать достаточно высокий
титр спор и кристаллов и в кратчайший срок (в единице массы
необходимо содержание максимального количества активных
клеток и метаболитов с полезными свойствами; синхронное споро-
и кристаллообразование с соотношением спор и кристаллов 1:1);
2) сохранность и неизменность готового биопрепарата (сухо-
го порошка, пасты или жидкой формы) продолжительное время без
существенных изменений его свойств;
3) высокая биологическая активность (энтомоцидность) пре-
парата по действующему началу для тест-объектов;
4) персистентность, гомогенность, адгезионная способность
биопрепарата;
5) удобство транспортировки и технологических приемов
применения;
6) безопасность для обслуживающего персонала, окружаю-
щей среды.
У микробиометода фитозащиты имеются огромные ре-
зервы и перспективы использования препаратов в программах
интегрированного управления численностью вредителей, направ-
ленных на восстановление и поддержание биоценотического
равновесия в агроэкосистемах. Применение микробных препаратов
инсектицидного, фунгицидного и других действий ведет к
стабилизации биоценотических связей в агроценозах.
135
Цель исследований заключалась в изучении биологических
особенностей разновидностей энтомопатогенных бактерий
Bt (BtH1 – var. Thuringiensis, BtH10 − var. Darmstadiensis) для
совершенствования технологических приемов производства
биоинсектицидов на основе Bt и эффективного их использования в
практике растениеводства.
Материалы и методы. В работе использовали штаммы
природного типа: Bt 1-го и 10-го серотипов (BtH1, BtH10), выделенные
из популяций насекомых разных эколого-географических регионов
и обладающие фитозащитными энтомоцидными свойствами и
перспективными производственными показателями.
Динамику продуктивности культур при культивировании
их глубинным методом в качестве показателя технологичности
штаммов изучали методом серийных разведений культуральной
жидкости (КЖ) с последующим высевом на МПА и подсчетом
выросших колоний. Определение степени патогенности Bt с учетом
избирательного действия, количественное определение показателей
летальных концентраций (ЛК50), уровень токсинообразования
определяли методами, принятыми в микробиологии и патологии
членистоногих, в соответствии с методическими рекомендациями
[5-10]. В качестве биотестов использовали: инсектарную линию
комнатной мухи (Musca domestica, L2) − тест по экзотоксиногенности
культур Bt; личинок природной популяции колорадского жука
(Leptinotarsa decemlineata Say., L1-2) – тест по энтомоцидной
активности энтомопатогенов Bt. Суммарную оценку патогенного
действия препаратов на популяции насекомых оценивали по
первичному летальному эффекту и последействию.
Результаты и их обсуждение. При производстве фито-
защитных биопрепаратов Bt (равно как и других биопрепаратов)
необходимо постоянное наблюдение за активностью штаммов-
продуцентов и соответствующая селекция и отбор по произ-
водственно ценным свойствам. Практически ценные свойства
микроорганизмов, влияющие на технологичность при получении
препаратов и эффективность их применения нестабильны. Для
стабилизации ценных свойств штамма-продуцента по комплексу
свойств (продуктивности, энтомовирулентности и др.) необхо-
димо проведение селекционных процедур, соответствующих кон-
кретным биологическим особенностям того или иного микро-
организма. Многоступенчатой аналитической селекцией (рис. 1)
136
проведен отбор оптимальных вариантов штаммов-продуцентов
в ряде генераций с анализом биологических и хозяйственно
ценных свойств диссоциантов в соответствии с селекционными
критериями. Проведение такой селекции позволило получить
штаммы Bt для выполнения последующих этапов исследо-
ваний.
Рис. 1. Схема селекционного отбора вариантов BtН1 и BtН10
с ценными производственными показателями
На рост и развитие энтомопатогенных бактерий Bt
существенное влияние оказывают состав и соотношение
азотных и углеродных компонентов питательной среды. Поэтому
первоначально необходимо осуществлять подбор компонентов
углеродного и азотного питания для штамма-продуцента
биопрепарата с последующим определением наиболее усвояемых
форм этих питательных элементов, оптимальной нормы
посевного материала, рН среды и режима аэрации. Подбирая
питательные среды необходимого состава, следует учитывать
специфику культивируемого штамма. Это вавжно для создания
оптимальных условий, которые бы способствовали наилучшему
росту микроорганизма и биосинтезу необходимых продуктов
жизнедеятельности. В результате проведенных исследований
подобраны питательные среды различного состава, которые
могут быть использованы для регионального и промышленного
производств биопрепаратов на основе Bt (табл. 1 и 2). Следует
отметить, что при разработке и подборе питательных сред для
технологического производства биопрепаратов на основе BtН1 и
137
BtН10, наряду с учетом титра спор и кристаллов, проводили учет
накопления в среде термостабильного экзотоксина (биотестирование
на тест−объекте Musca domestica) и степень энтомоцидности (тест
− Leptinotarsa decemlineata Say.).
Таблица 1. Характеристика штаммов BtН1 и BtН10
на питательных средах разного состава
Варианты среды
Титр спор, млрд/мл
культуральной
жидкости
ЛК50, мкл/г
корма для L2 Musca
domestica
BtН1
№ 1 (дрожже-полисахаридная) 2,9-3,58 2,76-3,18
№ 2 (кукурузно-глюкозная) 2,75-3,2 3,44-3,62
BtН10
№ 1 (дрожже-полисахаридная) 3,0-3,3 2,97
№ 2 (кукурузно-глюкозная) 3,0 2,5
Таблица 2. Качество биопрепаратов
на основе BtН1 и BtН10
Титр спор,
млрд/мл КЖ
Соотношение
спор и
кристаллов
ЛК50, мкл/г корма
для L2 Musca
domestica
Энтомоцидная
активность, ЛК50, %
для L2 Leptinotarsa
decemlineata
BtН1
3,16 1:1 2,85 0,195
BtН10
3,2 1:1 2,90 0,21
Так, при стабильных титрах спор и кристаллов
(до 3,0 млрд/мл культуральной жидкости) показатели ЛК50 для
биотестов не превышали показателей норм, указанных в блок-схеме
(см. рис. 1), но и в отдельных вариантах обладали более высокой
активностью, т.е. меньшими значениями летальных концентраций,
что свидетельствует о высокой активности и функциональности
штаммов разных серотипов BtН1 и BtН10.
Разностороннее действие биоагентов Bt складывается из
разных параметров, обусловленных взаимоотношением патоген-
хозяин. В лабораторных условиях определена энтомоцидная
138
активность BtН1 и BtН10 контактной генерации колорадского жука.
Восприимчивость насекомых по вариантам опыта, с учетом гибели
по дням учета, оказалась практически на одном уровне − 0,23 % по
показателю ЛК50 (табл. 3).
Таблица 3. Восприимчивость 1-й контактной генерации
колорадского жука к BtH1 и BtH10
Рабочая
суспензия,
%
Интактная популяция
ЛК50,
%
Контактная
популяция ЛК50,
%гибель по дням учета гибель по дням учета
3 5 7 3 5 7
BtH1
10,0 60,0 97,5 100
0,20
57,5 90,0 100
0,232,0 35,0 87,5 100 32,5 82,5 100
0,4 27,5 67,5 92,5 27,5 57,5 87,5
BtH10
10,0 55,0 92,5 100
0,23
60,0 95,0 100
0,222,0 37,5 82,5 100 37,5 85,0 100
0,4 25,0 62,5 87,5 27,5 55,0 90,0
Установлена высокая энтомоцидная активность BtН1 и BtН10
в испытанных концентрациях на 7 сутки опыта − 87,5-100 %. С
учетом разработанной методики получена контактная генерация и
изучено влияние сублетальных доз Bt на плодовитость и вес жуков
полученной контактной генерации (табл. 4).
Таблица 4. Плодовитость и вес жуков контактной генерации
(обработка 0,5 %-ной суспензией L3 – L4)
В
ар
иа
нт
ы
о
пы
та
Кол-во
отложенных
яиц отдельными
самками
С
ре
дн
ее
н
а
1
са
мк
у
С
ни
ж
ен
ие
п
ло
до
ви
-
то
ст
и,
%
к
к
он
тр
ол
ю
Вес имаго
С
ре
дн
ий
С
ни
ж
ен
ие
в
ес
а,
%
к
ко
нт
ро
лю
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
BtH1 8 0 12 0 10 6 82,9 0,22 0,23 0,23 0,22 0,22 0,22 44,0
BtH10 6 10 6 3 11 7,2 79,5 0,22 0,22 0,23 0,23 0,23 0,23 43,5
Контроль 48 32 29 32 34 35 – 0,42 0,34 0,42 0,44 0,38 0,4 –
139
Важными показателями являются количество отложенных
яиц отдельными самками, снижение плодовитости и процент
снижения веса. Показатели плодовитости насекомых в опыте
снизились до 80,0-83,0 %, веса имаго − до 44,0 %. Следует
учитывать, что суммарный эффект Bt, как продуцентов фито-
защитных препаратов, несравненно выше первичного – леталь-
ного, так как его действие многостороннее на насекомых (антифи-
дантное, метатоксическое, складывающееся из физиологического,
таратогенного и дерепродукционного). Биотехнологические аспек-
ты производства препаратов на основе энтомопатогенных бакте-
рий Bt разнообразны и разрабатываются с учетом физиологичес-
ких, биохимических и других особенностей микробов-продуцентов
и, соответственно, целевых назначений. Имеется ряд основных
требований, а именно: селективность (избирательность), высокая
эффективность действия, безопасность для человека, полезной
флоры и фауны, удобство в производстве и применении, стабильность
ценных свойств препарата при хранении и применении.
Таким образом, комплексные исследования уникального
биологического потенциала природных энтомопатогенов Bt,
как продуцентов биологически активных веществ и агентов
биопрепаратов с комплексом полезных для агрофитоценозов
свойств, являются значимыми разработками научно-практических
основ и методов регулирования численностью популяций насе-
комых-вредителей для стабильности и саморегуляции агро-
экосистем. Исследования биологического разнообразия и фито-
защитных свойств Bt позволят расширить и углубить знания в
области технологии использования Bt в фитозащите от насекомых,
применительно к различным биоценотическим условиям и на этой
основе разработать соответствующие рекомендации.
1. Мікроорганізми і альтернативне землеробство /[Патика В.П.,
Тихонович І.А., Філіп’єв І.Д. та ін.]; за ред. В.П. Патики. – К.: Урожай,
1993. – 176 с.
2. Биопрепараты в сельском хозяйстве. Методология и практика
применения микроорганизмов в растениеводстве и кормопроизводстве
/[Тихонович И.А., Кожемяков А.П., Чеботарь В.К. и др.]. – М.:
Россельхозакадемия, 2005. – 154 с.
3. Baum J.A. Bacillus thuringiensis naturaland recombinant
bioinsecticide products /Baum J.A., Carlton B.C. //Method in Biotechnology.
140
– 1999. – Vol. 5. – P. 189-209.
4. Hofte H. Insecticidal crystal proteins of Bacillus thuringiensis
/H. Hofte, H.R. Whitely //Microbiol. Rev. – 1989. – Vol. 53. – P. 242-255.
5. Методические рекомендации по изучению микроорганизмов−
регуляторов численности опасных насекомых и клещей. – М., 1984. –
27 с.
6. Лескова А.Я. Методические указания по идентификации куль-
тур B. thuringiensis и оценки их патогенных свойств /А.Я. Лескова. – Л.,
1984. – С. 17-19.
7. Рекомендации к практикуму по бактериозам насекомых. –
Саранск, 1985. – 118 с.
8. Лабинская С.А. Микробиология с техникой микробиоло-
гических исследований /С.А. Лабинская. – М.: Медицина, 1978.
– 269 с.
9. Биргер М.О. Справочник по микробиологическим и виру-
сологическим методам исследования /М.О. Биргер. – М.: Медицина,
1982. – 463 с.
10. Кандыбин Н.В. Бактериальные средства борьбы с грызунами
и вредными насекомыми: теория и практика /Н.В. Кандыбин. – М.:
Агропромиздат, 1989. – 172 с.
БIОПРЕПАРАТИ ФIТОЗАХИСТНОЇ ДIї НА ОСНОВI
ЕНТОМОПАТОГЕНIВ BACILLUS THURINGIENSIS
Патика Т.І.
Інститут сільськогосподарської мікробіології УААН, м. Чернігів
Викладено науково-методичнi пiдходи щодо вдосконалення
технологiй створення та застосування препаратiв на основi
природних ентомопатогенiв Bacillus thuringiensis – продуцентiв
бiологiчно активних речовин i агентiв препаратiв фiтозахистної
дiї.
Ключовi слова: ентомопатогеннi бактерiї Bacillus
thuringiensis, селекцiйний вiдбiр, бiотестування, екзотоксиноген-
нiсть, ентомоцидна активнiсть.
141
BIOLOGICAL PRODUCTS OF PHYTOPROTECTIVE
ACTION CREATED ON THE BASIS OF
ENTOMOPATHOGENIC BACILLUS THURINGIENSIS
Patyka T.I.
Institute of Agricultural Microbiology, UAAS, Chernihiv
The paper provides overview of the scientifically-methodical
approaches directed on the improvement of «know-how» and application
of preparations created on the basis of natural entomopathogenic
Bacillus thuringiensis − producers of biologically active substances and
agents of preparations of phytoprotective action.
Key words: entomopathogenic bacteria Bacillus thuringiensis,
selection, biotesting, exotoxingenic, entomocyde activity.
|
| id | oai:ojs2.smic.in.ua:article-320 |
| institution | Agriciltural microbiology |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-23T01:10:29Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | smicinua/8e/dd33cf8841d56f77dbce7a24cc8efb8e.pdf |
| spelling | oai:ojs2.smic.in.ua:article-3202026-07-22T10:10:47Z BIOLOGICAL PRODUCTS OF PHYTOPROTECTIVE ACTION CREATED ON THE BASIS OF ENTOMOPATHOGENIC BACILLUS THURINGIENSIS БИОПРЕПАРАТЫ ФИТОЗАЩИТНОГО НАЗНАЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ ЭНТОМОПАТОГЕНОВ BACILLUS THURINGIENSIS Патыка , Т.И. entomopathogenic bacteria Bacillus thuringiensis, selection, biotesting, exotoxingenic, entomocyde activity энтомопатогенные бактерии Bacillus thuringiensis, селекционный отбор, биотестирование, экзотоксиногенность, энтомоцидная активность The paper provides overview of the scientifically-methodical approaches directed on the improvement of «know-how» and application of preparations created on the basis of natural entomopathogenic Bacillus thuringiensis − producers of biologically active substances and agents of preparations of phytoprotective action. Изложены научно-методические подходы совершенствования технологий производства и применения препаратов на основе природных энтомопатогенов Bacillus thuringiensis – продуцентов биологически активных веществ и агентов препаратов фитозащитного действия. Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine 2010-02-10 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/320 10.35868/1997-3004.10.133-141 Agricultural microbiology; Vol. 10 (2010): Agriciltural microbiology; 133-141 Сільськогосподарська мікробіологія; Том 10 (2010): Сільськогосподарська мікробіологія; 133-141 1997-3004 10.35868/1997-3004.10 uk https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/320/405 Авторське право (c) 2010 T.I. Patyka https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | энтомопатогенные бактерии Bacillus thuringiensis селекционный отбор биотестирование экзотоксиногенность энтомоцидная активность Патыка , Т.И. БИОПРЕПАРАТЫ ФИТОЗАЩИТНОГО НАЗНАЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ ЭНТОМОПАТОГЕНОВ BACILLUS THURINGIENSIS |
| title | БИОПРЕПАРАТЫ ФИТОЗАЩИТНОГО НАЗНАЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ ЭНТОМОПАТОГЕНОВ BACILLUS THURINGIENSIS |
| title_alt | BIOLOGICAL PRODUCTS OF PHYTOPROTECTIVE ACTION CREATED ON THE BASIS OF ENTOMOPATHOGENIC BACILLUS THURINGIENSIS |
| title_full | БИОПРЕПАРАТЫ ФИТОЗАЩИТНОГО НАЗНАЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ ЭНТОМОПАТОГЕНОВ BACILLUS THURINGIENSIS |
| title_fullStr | БИОПРЕПАРАТЫ ФИТОЗАЩИТНОГО НАЗНАЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ ЭНТОМОПАТОГЕНОВ BACILLUS THURINGIENSIS |
| title_full_unstemmed | БИОПРЕПАРАТЫ ФИТОЗАЩИТНОГО НАЗНАЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ ЭНТОМОПАТОГЕНОВ BACILLUS THURINGIENSIS |
| title_short | БИОПРЕПАРАТЫ ФИТОЗАЩИТНОГО НАЗНАЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ ЭНТОМОПАТОГЕНОВ BACILLUS THURINGIENSIS |
| title_sort | биопрепараты фитозащитного назначения на основе энтомопатогенов bacillus thuringiensis |
| topic | энтомопатогенные бактерии Bacillus thuringiensis селекционный отбор биотестирование экзотоксиногенность энтомоцидная активность |
| topic_facet | entomopathogenic bacteria Bacillus thuringiensis selection biotesting exotoxingenic entomocyde activity энтомопатогенные бактерии Bacillus thuringiensis селекционный отбор биотестирование экзотоксиногенность энтомоцидная активность |
| url | https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/320 |
| work_keys_str_mv | AT patykati biologicalproductsofphytoprotectiveactioncreatedonthebasisofentomopathogenicbacillusthuringiensis AT patykati biopreparatyfitozaŝitnogonaznačeniânaosnoveéntomopatogenovbacillusthuringiensis |