БАКТЕРИАЛЬНЫЕ ИНСЕКТОАКАРИЦИДЫ ДЛЯ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ: ИЗУЧЕНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ

Энтомопатогенные препараты на основе бактерии Bacillus thuringiensis Berliner (BT) играют ключевую роль в биологической защите растений. Доля ВТ на мировом рынке биопестицидов составляет около 90-95%. Специфичность, экологическая безопасность и спектр действия - это характеристики, позволяющие препаратам на основе этой бактерии занимать важное место среди средств защиты растений. Bacillus thuringiensis - это грамположительные почвенные бактерии, поражающие беспозвоночных. Благодаря огромному диапазону хозяев ВТ стал ведущим продуцентом биопестицидов. Энтомоцидное действие бактерии обеспечивается либо токсинами, содержащими белковые кристаллы (Cry и Cyt), продуцируемыми в стационарной фазе, либо растворимыми токсинами семейств Vip и Sip, секретируемыми вегетативными клетками. В то же время обнаружены многочисленные нетоксиновые факторы вирулентности ВТ: металлопротеазы, хитиназы и др. Bacillus thuringiensis характеризуется полиферментативными свойствами: обнаружены ферменты из класса гидролаз, поэтому бактерия одновременно проявляет активность против вредных насекомых и фитопатогенных грибов. Отмечены антибактериальные свойства ВТ и способность стимулировать рост растений, индуцируя систему защиты растения от болезней. Токсикологические исследования, проводимые в течение 50 лет во всем мире, показали безопасность ВТ и её метаболитов, включая инсектицидные белки и другие вещества, что и позволяет широко их использовать в практике защиты растений. Новым направлением в защите растений является использование трансгенных растений на основе Bacillus thuringiensis . Внедряя гены ВТ, а точнее cry -гены эндотоксина в растения, получают трансгенные растения, устойчивые к вредным насекомым.

1. Белоусова М.Е. Энтомоцидная активность новых штаммов и экспериментальных инсектицидов на основе Bacillus thuringiensis Berliner. Автореф. дисс…канд. биол. наук: 06.01.07 - защита растений / ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева». СПб, 2019. 20 с.

2. Белоусова М.Е., Гришечкина С.Д., Ермолова В.П., Антонец К.С., Марданов А.В., Ракитин А.Л., Белецкий А.В., Равин Н.В., Нижников А.А. Секвенирование генома штамма Bacillus thuringiensis var. Darmstadiensis 56 и изучение инсектицидной активности биологического препарата на его основе // Сельскохозяйственная биология. 2020. Т. 55, № 1. С. 87-96. DOI:10.15389/agrobiology.2020.1.87

3. Гришечкина С.Д., Ермолова В.П., Романова Т.А., Нижников А.А. Поиск природных изолятов Bacillus thuringiensis для создания экологически безопасных биологических препаратов // Сельскохозяйственная биология. 2018. Т. 53, № 5. С.1062-1069. DOI: 10.15389/agrobiology.2018.5.1062

4. Гришечкина С.Д., Коваленко Т.К. Эффективность микробиологического препарата Бацикол против 28-точечной картофельной коровки Henosepilachna vigintioctomaculata Motsch. (Coleoptera, Coccinellidae) на Дальнем Востоке // Вестник защиты растений. 2017. № 1 (91). С. 48-52.

5. Долженко Т.В. Биологизация и экологическая оптимизация ассортимента средств защиты сельскохозяйственных культур от вредителей. Автореф. дисс…докт. биол. наук: 06.01.07 - защита растений / ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева». СПб. - Пушкин, 2017. 44 с.

6. Жученко А.А. Роль биологических методов в адаптивно-интегрированной системе защиты растений // Биологическая защита растений - основа стабилизации агроэкосистем. Вып. 5. Краснодар, 2008. С. 5-32.

7. Калмыкова Г.В. Скрининг антагонистической и ростостимулирующей активности штаммов Bacillus thuringiensis // Биологическая защита растений - основа стабилизации агроэкосистем. Вып. 9. Краснодар, 2016. С. 238-240.

8. Кандыбин Н.В., Патыка Т.И., Ермолова В.П., Патыка В.Ф. Микробиоконтроль численности насекомых и его доминанта Bacillus thuringiensis. СПб., Пушкин, 2009. 244 с.

9. Коломиец Э.И. Вклад микробиологической науки в развитие агротехнологий в Республике Беларуси // Наука и инновации. 2016. № 6. С. 23-25.

10. Коломиец Э.И. Биологические средства защиты растений как основа оздоровления и стабилизации агробиоценозов // Информационный бюллетень ВПРС МОББ. 2017. № 52. С.172-179.

11. Мунтян Е.М. Перспективы создания полифункциональных средств защиты растений на основе Bacillus thuringiensis // Биологическая защита растений - основа стабилизации агроэкосистем. Вып. 9. Краснодар, 2016. С.269-272.

12. Патыка Т.И. Bacillus thuringiensis в микробиологическом контроле численности насекомых. Автореф. дисс…докт. сельскохозяйственных наук: 03.00.07 - микробиология / Уманский государственный аграрный университет. Умань, 2010. 39 с.

13. Рябчинская Т.А., Харченко Г.Л. Экологизация защиты яблони от вредных организмов. М.: Росинформагротех, 2006. 188 с.

14. Трепашко Л.И., Быковская А.В., Немкевич М.Г. Эффективность применения бактериальных биопрепаратов для снижения вредоносности стеблевого кукурузного мотылька // Микробные биотехнологии: фундаментальные и прикладные аспекты. Минск: Беларуская навука, 2017. С.188-190.

15. Хужамшукуров Н.А., Газиева Ш.К., Агзамова Х.К. Системный анализ эффективности биопрепарата Antibac Uz против хлопковой совки на хлопчатнике // Информационный бюллетень ВПРС МОББ. 2017. № 52. С. 308-313.

16. Штерншис М.В., Беляев А.А., Цветкова В.П., Шпатова Т.В., Леляк А.А., Бахвалов С.А. Биопрепараты на основе бактерий рода Bacillus для управления здоровьем растений. Новосибирск: Издательство СО РАН, 2016. 233 с.

17. Ягодинская Л.П. Эффективность акарицидов против клещей-фитофагов на плодовых культурах // Сборник научных трудов ГНБС. 2016. Т 142. С. 128-138.

18. Bravo A., Likitvivatanavong S., Gill S.S., Soberón M. Bacillus thuringiensis: A story of a successful bioinsecticide // Insect Biochemistry and Molecular Biology. 2011. Vol. 41. P. 423-431.

19. Crickmore N., Berry C., Paneerselvam S., Mishra R., Connor T.R., Bonning B.C. A structure-based nomenclature for Bacillus thuringiensis and other bacteria-derived pesticidal proteins // Journal of Invertebrate Pathology. 2020. https://doi.org/10.1016/j.jip.2020.107438

20. Ibrahim M.A, Griko N., Junker M. Bacillus thuringiensis. A genomics and proteomics perspective // Bioengineered Bugs. 2010. Vol. 1 (1). P. 31-50.

21. Krieg A. Bacillus thuringiensis Berliner. Über seine Biologie, Pathogenie und Anwendung in der Biologischenschädlingsbekämpfung (In memoriam Dr. Ernst Berliner (1988-1957)) // Mitteilungenaus der Biologischenbundesanstalt für Land- und Förstwirtschaft. Berlin, Dahlem. Heft 103, April. 1961. P. 7-66.

22. Malovichko Y.V., Nizhnikov A.A., Antonets K.S. Repertoire of the Bacillus thuringiensis virulence factors unrelated to major classes of protein toxins and its role in specificity of host-pathogen interactions // Toxins. 2019. Vol. 11 (6). P. 347. https://doi.org/10.3390/toxins11060347

23. Palma L., Muñoz D., Berry C., Murillo J., Caballer P. Bacillus thuringiensis Toxins: An Overview of Their Biocidal Activity // Toxins. 2014. Vol. 6 (12). P. 3296-3325.

24. Ruiu L. Microbial Biopesticides in Agroecosystems // Agronomy. 2018. Vol. 8 (11). P. 235.

25. Sanchis V., Bourguet D. Bacillus thuringiensis: Applications in agriculture and insect resistance management // Agronomy for Sustainable Development. 2008. Vol. 28. P. 11-20.

26. Shikov A.E., Malovichko Y.V., Skitchenko R.K., Nizhnikov A.A., Antonets K.S. No more tears: mining sequencing data for novel Bt Cry toxins with CryProcessor // Toxins. 2020. Vol. 12. P. 204. Https://doi.org/10.3390/toxins12030204.

27. Soberón M., López-Díaz J.A., Bravo A. Cyt toxins produced by Bacillus thuringiensis: a protein fold conserved in several pathogenic microorganisms // Peptides. 2013. Vol. 41. P. 87-93.

28. The Manual of Biocontrol Agents. BCPC. Alton, UK, 2014. 304 р.

29. Vachon V., Laprade R., Schwartz J-L. Current models of the mode of action of Bacillus thuringiensis insecticidal crystal proteins: a critical review // Journal of Invertebrate Pathology. 2012. Vol. 111. P. 1-12.

30. Xu C.; Wang B.C.; Yu Z.; Sun M. Structural insights into Bacillus thuringiensis Cry, Cyt and parasporin toxins // Toxins. 2014. Vol. 6. P. 2732-2770.

31. Yılmaz S., Ayvaz A., Akbulut M., Azizoglu U., Karabörklü S. A novel Bacillus thuringiensis strain and its pathogenicity against three important pest insects // Journal of Stored Products Research. 2012. Vol. 51. P. 33-40.

32. Yu X., Liu T., Sun Z., Guan P., Zhu J., Wang S., Li S., Deng Q., Wang L., Zheng A. Co-expression and synergism analysis of Vip3Aa29 and Cyt2Aa3 insecticidal proteins from Bacillus thuringiensis // Current microbiology. 2012. Vol. 4. P. 326-331