5.1. БАКТЕРИАЛЬНЫЕ ИНСЕКТИЦИДЫ И РОДЕНТИЦИДЫ
5.1.1. БАКТЕРИАЛЬНЫЕ ПРЕПАРАТЫ ПРОТИВ ВРЕДНЫХ НАСЕКОМЫХ И КЛЕЩЕЙ
Наибольшее распространение получили препараты на основе бактерии Bt. По составу они делятся на три группы. К первой, наиболее многочисленной группе относятся препараты, содержащие в качестве действующего начала споры и кристаллы эндотоксина бактерий; ко второй — препараты, содержащие кроме спор и кристаллов термостабильный р-экзотоксин; к третьей — бактериальные препараты, содержащие только очищенные токсины, вырабатываемые бактерией Bt.
'Препараты, вошедшие в Госкаталог 2004г., отмечены звездочкой (*).— Прим. ред.
Дендробациллин. Препарат на основе спор и кристаллов Bt subsp. dendrolimus (патовариант А). В 1949 г. профессор Иркутского государственного университета Е. В. Талалаев во время эпизоотии сибирского шелкопряда в таежных лесах выделил из погибших гусениц возбудителя болезни — бациллу, получившую впоследствии наименование Bacillus thuringiensis subsp. dendrolimus (sotto). Ha одну спору бактерии приходится один бипирамидальный кристалл, некоторые штаммы продуцируют также (3-экзотоксин. Первая партия препарата дендробациллина в количестве 3 т была наработана в 1958 г. на Московском заводе бактерийных препаратов и успешно прошла испытания против сибирского шелкопряда. Позднее дендробациллин начали использовать в сельском хозяйстве против чешуекрылых вредителей: капустной моли, капустной белянки, лугового мотылька и др.
Разработаны две препаративные формы: сухой и смачивающийся порошки с титром 100 и 60 млрд спор в 1 г соответственно.
Энтобактерин. Препарат на основе спор и кристаллов Bt subsp. galleriae (патовариант А). В 50-е годы XX в. в ВИЗР во время эпизоотии гусениц большой пчелиной огневки был выделен возбудитель болезни — Bacillus thuringiensis subsp. galleriae. В 1963 г. на Бер-дском заводе биопрепаратов Новосибирской области был произведен первый промышленный выпуск энтобактерина. Препарат предназначен для защиты овощных и плодово-ягодных культур от комплекса листогрызущих чешуекрылых насекомых. Впоследствии заводской выпуск энтобактерина был прекращен из-за высокой фагочувствительности этой бактериальной культуры. В настоящее время энтобактерин в жидкой или пастообразной форме нарабатывается в условиях мелкотоннажных региональных производств.
Лепидоцид, П*(БА — 3000 ЕА/мг). Препарат на основе спор и кристаллов Bt subsp. kurstaki (патовариант А). В 80-е годы XX в. во время эпизоотии мельничной огневки в лабораторных условиях Э. Р. Зурабовой был выделен возбудитель болезни гусениц — Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki, штамм Z-52. После 1970 г. большинство энтомопатогенных бактериальных препаратов в мире производится на основе данного подвида, впервые выделенного в 1962 г. В отличие от других подвидов патоварианта A Bt subsp. kurstaki продуцирует на одну спору 2...5 кристаллов эндотоксина. Поэтому инсектицидная активность лепидоцида против чешуекрылых насекомых, как правило, выше, чем у дендробациллина и энтобактерина. На примере лепидоцида была показана зависимость эффективности бактериальных инсектицидов от препаративной формы.
Первая препаративная форма, предложенная Э. Р. Зурабовой, называлась лепидоцид концентрированный с титром 100 млрд спор в 1 г. В его состав помимо спорово-кристаллического комплекса входили остатки питательной среды и наполнитель — каолин. Такая препаративная форма не обеспечивала реализации потенциальной активности исходного штамма, так как отсутствовали ингредиенты, защищающие действующее начало биопрепарата от неблагоприятных факторов внешней среды или усиливающие его инсектицидную активность. Наполнитель — каолин — препятствовал созданию стабильной рабочей суспензии, что приводило к забиванию опрыскивателей при применении препарата. В связи с этим М. В. Штерншис совместно с Э. Р. Зурабовой и представителями Бердского завода биопрепаратов провели исследования по разработке новой препаративной формы лепидоцида — стабилизированного порошка. В 1990 г. ими был получен патент на бактериальный препарат ЛЕСТ (лепидоцид, стабилизированный порошок). Новая препаративная форма отличалась тем, что каолин был полностью заменен на водорастворимый ингредиент, который одновременно усиливал инсектицидное действие эндотоксина Bt. Кроме того, в качестве протекторов от ультрафиолетового излучения и кислородных радикалов в нее были введены антиоксиданты, а в качестве прилипателя и стабилизатора рабочей суспензии — концентрат сульфитно-спиртовой барды (ССБ). Препарат ЛЕСТ с титром 70 млрд спор в 1 г обладал более высокой биологической эффективностью, чем лепидоцид концентрированный (100 млрд спор в 1 г). Например, согласно Каталогу (1986... 1997 гг.) для использования против непарного шелкопряда требовалось в два раза меньше ЛЕСТ, чем лепидоцида концентрированного. Срок хранения ЛЕСТ также был более продолжительным, чем у лепидоцида концентрированного.
Лепидоцид, П* (БА — 3000 ЕА/мг) рекомендован против комплекса чешуекрылых насекомых на различных сельскохозяйственных, цветочных, лекарственных и лесных культурах.
Лепидоцид, СК* (БА —2000 ЕА/мг). В Госкаталог 1999 г. была впервые включена новая жидкая препаративная форма лепидоцида — суспензионный концентрат, разработанная сотрудниками Бердского завода биопрепаратов. Жидкая форма имеет свои преимущества, главное из которых — возможность опрыскивания рабочей суспензией с помощью более совершенных технических средств (УМО, аэрозольный генератор). Препарат предназначен для защиты капусты, яблони, винограда и других культур от чешуекрылых насекомых.
Лепидобактоцид, Ж*. Основа препарата — спорово-кристаллический комплекс Bt subsp. kurstaki с биологической активностью 2000 ЕА/мг. Рекомендован для применения на лиственных и хвойных породах против чешуекрылых вредителей. Производитель — НПП «Экосервис С».
Дипел, СП (БА — 16 000 ЕА/мг). Препарат на основе споровокристаллического комплекса Bt subsp. kurstaki, разработан фирмой «АББОТ» (США). Предназначен для защиты капусты от совки и белянки.
Дипел, СК (БА—16 000 ЕА/мг). Отличается от предыдущего препарата жидкой формой. Предназначен для защиты хвойных растений от чешуекрылых насекомых.
Бактокулицид (бактицид). Препарат на основе спорово-кристаллического комплекса Bt subsp. israelensis (патовариант В). Впервые бактерия была выделена в 1976 г. израильскими учеными Л. Гольдбергом и И. Маргалитом из личинок кровососущих комаров. Первый отечественный препарат на основе этого подвида бактокулицид был создан сотрудниками ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии и Киевского университета и первоначально предназначался для подавления численности кровососущих комаров и мошек. Впоследствии Бердский завод биопрепаратов начал выпускать его под торговой маркой «бактицид». Препарат выпускается в виде порошка, содержит 100 млрд спор в 1 г. Кристаллы эндотоксина неопределенно-округлой формы, вызывают деструктивные изменения клеток кишечника личинок двукрылых. В последние годы показана возможность его применения против рисового и шампиньонного комариков, а также против пасленового минера (Ущеков, 1994) и малинной побеговой галлицы (Shternshis et al., 2002).
Новодор. Впервые бактерия Bt subsp. tenebrionis (morrisoni), относящаяся к патоварианту С, была выделена немецким ученым А. Кригом (Krieg, 1982). На ее основе был разработан зарубежный препарат Новодор, предназначенный для подавления колорадского жука. Данный подвид Bt характеризуется пластинчатой формой кристаллов эндотоксина в виде квадратов, прямоугольников и ромбов. В 1986 г. появилось сообщение о выделении на американском континенте Bt subsp. san-diego, обладающего выраженной инсектицидной активностью против жесткокрылых насекомых. Однако последующая экспертиза установила идентичность подвидов san-diego и tenebrionis.
Децимид. Первый отечественный аналог препарата на основе спор и кристаллов Bt subsp. tenebrionis (morrisoni), разработанный во ВНИИ «Биохиммашпроект» против колорадского жука.
Колорадо, СК. Титр не менее 20 млрд спор в 1 г. Препарат на основе спор и кристаллов оригинального штамма Bt subsp. tenebrionis № 16-8116. Штамм-продуцент выделен в ГосНИИ генетики из хрущаков, обитающих в муке. Форма кристаллов эндотоксина плоская, прямоугольная, (3-экзотоксин не продуцируется. Колорадо представляет собой однородную массу темно-серого цвета, рекомендован против колорадского жука на картофеле и баклажанах. Гарантийный срок хранения 1 год при температуре —20...20 °С.
Битоксибациллин, П* (БТБ) (БА — 1500 ЕА/мг). Препарат на основе Bt subsp. thuringiensis (патовариант А). Относится ко второй группе биопрепаратов — содержит помимо спор и эндотоксина водорастворимый (3-экзотоксин. Разработан во ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии. Первый отечественный препарат, содержащий Р-экзотоксин. Рекомендован для применения на многих сельскохозяйственных культурах против чешуекрылых насекомых, колорадского жука и паутинного клеща.
Бикол, СП* (БА — 2000 ЕА/мг, титр не менее 45 млрд спор в 1 г). Препарат на основе Bt subsp. thuringiensis, содержит споровокристаллический комплекс и Р-экзотоксин. Разработан НПО «Экотокс» (Москва), отличается от БТБ улучшенной препаративной формой. Рекомендован для защиты капусты и яблони от чешуекрылых насекомых, картофеля и томатов от колорадского жука, огурцов защищенного грунта от паутинного клеща.
Содержание р-экзотоксина расширяет сферу применения препаратов за счет иного механизма действия экзотоксина по сравнению с эндотоксином. Экзотоксин может действовать не только через кишечник, но и через покровы насекомых, а в комбинации со спорово-кристаллическим комплексом проявляет синергизм. Поэтому экзотоксинсодержащие препараты рекомендованы не только против гусениц, но также против колорадского жука и паутинного клеща.
Турингин и астур. Представители третьей группы препаратов на основе токсинов без спор. Турингин — жидкий препарат, содержащий в растворенном виде р-экзотоксин, выделяемый Bt subsp. thuringiensis. Первоначально предназначался для лечения животных от паразитов, впоследствии — для защиты растений аналогично БТБ. Астур, СП и СК созданы на основе кристаллов эндотоксина аспорогенного штамма Bt subsp. kurstaki. В Госкаталоге 1997 г. рекомендован против чешуекрылых насекомых на капусте, плодовых, ягодных и лекарственных культурах.
Препараты на основе генно-инженерных (трансгенных, рекомбинантных) штаммов бактерий. Эти препараты еще не вошли в Госка-талог, однако попытки их создания предпринимаются в последние годы и в нашей стране, и за рубежом. В качестве примера можно привести разработки ГНЦ прикладной микробиологии, где сконструирован рекомбинантный штамм путем переноса плазмиды из Bt subsp. kurstaki, детерминирующей синтез Сгу1Ав, в клетки Bt subsp. tenebrionis. Этот штамм по сравнению с природными способен к синтезу токсинов, специфичных и для чешуекрылых, и для жесткокрылых насекомых. Ранее аналогичная разработка ГосНИИ генетики и селекции микроорганизмов была реализована в создании препарата куртен.
Перенос генов Bt возможен в другие микроорганизмы для улучшения важных для использования в биоконтроле характеристик. Как уже отмечалось, в бактерию Pseudomonas fluorescens Mig. вводят ген Bt для увеличения персистентности кристаллов эндотоксина в окружающей среде.
5.1.2. БАКТЕРИАЛЬНЫЕ ПРЕПАРАТЫ ПРОТИВ ГРЫЗУНОВ
Среди естественных регуляторов численности мышевидных грызунов встречаются возбудители бактериальных болезней. Некоторые из возбудителей инфекционных заболеваний грызунов патогенны только для этих теплокровных и не действуют на полезную фауну. Так, еще в 1893 г. С. С. Мережковский выделил из больных сусликов бактерию, которая оказалась патогенной для мышей, полевок и серого хомячка. В 1897 г. Б. Л. Исаченко обнаружил сходную бактерию в трупах крыс. В 60-е годы XX в. такие бактерии были выделены в Сибири из погибших водяных полевок (Полтев, Гриценко, 1961). Эти бактерии относятся к энтеробактериям, видам рода Salmonella.
Salmonella enteritidis subsp. issatschenko или subsp. mereschkovski представляют собой короткие (1...2мкм) грамотрицательные палочки с закругленными краями, неспорообразующие.
Бактерии являются факультативными аэробами, с оптимальной температурой роста 37 °С. По данным Н. В. Кандыбина (1989), из 33 видов грызунов 14 высоковосприимчивы к S. enteritidis. В их число входят домовая мышь, серая и водяная полевки.
Во ВНИИ сельхозяйственной микробиологии разработаны две формы препарата бактороденцида на основе S. enteritidis.
Бактороденцид аминокостный. Сухая аминокостная форма представляет бактерии, размноженные на костной муке с добавлением аминокислот. В 1 г содержится не менее 0,1 млрд жизнеспособных бактерий, располагающихся внутри и на поверхности каждой гранулы. Нормы расхода аминокостной формы бактороденцида: на 1 га — 200...300 г; на 1 м3 стогов и скирд — 0,5... 1 г; на 100 м2 площади построек — 5... 10 г для мышей и полевок, 20...50 г для крыс.
Для борьбы с полевками, домовой и лесной мышами, черной и серой крысами раскладывают приманки, содержащие 20 % препарата. Приманку готовят из доброкачественного зерна пшеницы. Для борьбы с водяной крысой используют приманки из мелко нарезанного картофеля, на 100 г которого берут 36 г взвеси препарата.
Бактороденцид зерновой. Действующее начало то же, титр — 1 млрд спор в 1 г. Препарат готовят путем размножения бактерий в зерне. В результате каждое зерно представляет собой гранулу, содержащую внутри бактерии. Поэтому само зерно является и защитной средой для бактерий, и приманкой. Применяется без дополнительного приманочного продукта против мышей и полевок на полях, лугах, пастбищах, в лесополосах, стогах и скирдах. Нормы расхода: на 1 га — 1...2 кг; на 1 м3 стогов и скирд — 5...30 г; на 100 м2 площади теплиц, парников, складов — 100 г. В полях, лугах и садах разрешена однократная обработка бактороденцидом, на остальных объектах — двукратная. Для летального эффекта грызуну достаточно съесть 1...2 зерна.
Как зерновую, так и аминокостную форму бактороденцида можно использовать в любое время года (до температуры —25 °С). Чаще всего препарат раскладывают в норы грызунов по их тропам. На территории теплиц и парников норы грызунов выявляют ранней весной, особое внимание обращают на срубы парниковых рам и места хранения соломенных матов, где грызуны могут скапливаться зимой.
Родентопатогенные бактерии могут вызвать эпизоотию среди высоко восприимчивых видов грызунов. Инфекция может передаваться от больных особей здоровым несколькими путями, наиболее распространенный из которых — каннибализм. Погибшие грызуны являются резервуаром массы бактерий Исаченко, поэтому, поедая их, здоровые особи заражаются. Так происходит горизонтальная передача инфекции. Для создания острой эпизоотии необходимо наличие высоковирулентного возбудителя, высокая плотность хозяина и сохранение жизнеспособности бактерий в среде.
После поедания препарата бактерии попадают в желудок, кишечник, затем проникают в кровь, вызывая септицемию. Патологическая картина аналогична наблюдаемой при других брюшнотифозных инфекциях теплокровных. Сначала активность грызунов повышается, но на 3...5-е сутки они становятся вялыми, мало едят, шерсть взъерошена, глаза слезятся. Обычно болезнь длится до 1 нед. При производстве бактороденцида особое внимание следует уделять контролю качества препарата. Недооценка этого требования может привести к непредвиденным последствиям вплоть до замены родентопатогенных бактерий другими видами. Используемые штаммы бактерий должны строго соответствовать характеристикам, указанным в паспорте. Штамм следует получать из коллекции ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии. Коллекционные штаммы используют не более 3 мес.
Результаты исследований последних лет на культурах клеток и тканей животных и человека позволили заключить, что бактерии Исаченко не опасны для человека. Патогенность этих бактерий, несмотря на принадлежность к группе сальмонелл, строго селективна. Они не только непатогенны для человека и домашних животных, но и избирательно патогенны для грызунов. Такая избирательность позволяет использовать их достаточно широко. Но для соблюдения высокой степени осторожности не рекомендуется применять их в детских и лечебных учреждениях, на предприятиях общественного питания, птицефабриках.