Бета-экзотоксин, или термостабильный экзотоксин

3.2 Бета-экзотоксин, или термостабильный экзотоксин

Представляет собой также очень важный компонент метаболизма бактериальной клетки. По химической природе он близок к нуклеотидам — аденину или урацилу, а некоторые исследователи причисляют его к структурным аналогам аденозинтрифосфорной кислоты. Кристаллической природы не имеет. Токсин накапливается в культуральной жидкости после отделения от нее спор и кристаллов бактерии. Свое название этот токсин получил за сравнительно хорошую стабильность при высокой температуре: активность сохраняется при автоклавировании в течение 15 мин при 120° С.

Вещество термостабильного экзотоксина растворимо в воде, устойчиво к действию щелочи, гидролизуется кислотами, выдерживает нагревание при 110° С в течение 4 ч. При дефосфорилировании химическим или ферментативным путем становится нетоксичным для насекомых.

Термостабильный экзотоксин наиболее эффективен против личинок восприимчивых насекомых. Он вызывает специфические задержки линьки насекомых и тератологическое действие на взрослых насекомых, развивающихся из личинок, получивших сублетальную дозу токсина. Тератологическое действие сказывается неодинаково на разных насекомых. Например: у капустной белянки происходит атрофия хоботка, в результате чего полностью исключается возможность питания имаго. У колорадского жука исчезают щупики нижней губы, а кончик язычка вытягивается, образуя непарный придаток. На члениках булавы усиков развиваются коготки, сходные с коготками на лапках. Несмотря на это колорадский жук продолжает питаться с помощью мандибул, остающихся почти неизмененными. Как показали исследования А. Бюржерона, указанные деформации передаются по наследству. Более чувствительны к токсину личинки, в меньшей степени — зародыши в яйцах, куколки и взрослые насекомые. (Бондаренко Н.В 1978).

Экзотоксин обладает более широким спектром действия, чем кристаллический эндотоксин. Он токсичен не только для чешуекрылых (в том числе совок), но и для прямокрылых, некоторых жуков, двукрылых, а из представителей других групп организмов для паутинного клеща и парамеций.

3.3 Альфа-экзотоксин, или фосфолипаза С, или лецитиназа С

Является продуцентом растущих клеток бактерий. Предполагается, что этот фермент вызывает распад незаменимых фосфолипидов в тканях насекомых, приводя их к гибели. Токсичная для насекомых лецитиназа отмечена как у кристаллоносных, так и некристаллоносных бактерий. Лецитина за активна при рН кишечника в пределах 6,6...7,4 и повреждает у восприимчивых насекомых клетки кишечника, способствуя проникновению бактерий в полость тела.

Глава 4. Бактериальные препараты

Наибольшее практическое значение в деле организации борьбы с насекомыми-вредителями как выше было сказано имеет бактерия:

В. fburingiensis, она составляет основу современной промышленности по производству бактериальных, инсектицидов. В. thuringiensis объединяет разновидности спорообразующих бактерий, вырабатывающих особые энтомоцидные токсины, обладающие высокой активностью по отношению к насекомым. Эти токсины могут быть двух видов: кристалловидный и растворимый.

В нашей стране и за рубежом из В. thuringiensis в промышленных масштабах изготовляют ряд препаратов, предназначенных для борьбы с вредными насекомыми. Из зарубежных препаратов известны:

·  биотрол

·  турицид

·  агритрол

·  бактан

·  дипел

·  бактоспейн

Мировое производство препаратов из В. thuringiensis в 1979 г. составляло более 1200 т., что позволяет обработать площадь посевов в несколько миллионов гектаров.

В США инсектициды на основе В. thuringiensis производятся компанией «Сельскохозяйственные продукты Монсанто» (Monsanto). Agricultural Products»). Фермеры в течение двадцати лет используют эти препараты для защиты таких культур, как капуста, хлопчатник, бобы, картофель.

В России созданы, применяются или проходят испытание следующие препараты:

·  битоксибациллин

·  лепидоцид

Они поражают свыше 200 видов вредных насекомых. Промышленное изготовление бактериального препарата энтобактерина осуществляется в нашей стране еще с 1959 г.

Бактериальные инсектициды обычно выпускаются в виде порошка. Это удобная для транспортировки, хранения и использования форма. Против ряда вредителей, применяются гранулированные и инкапсулированные формы бактериальных препаратов. Так, например, для борьбы с кукурузным мотыльком успешно используются препараты, в гранулах с кукурузной мукой.

Для повышения эффективности бактериальных инсектицидов употребляются различные добавки — растекатели, прилипатели или распылители. Препараты содержат споры бактерий и кристаллы эндотоксина, а в некоторых случаях (препарат битоксибациллин) и термостабильныи токсин с помощью которого удается расширить спектр действия препаратов. Эти препараты можно комбинировать с сублетальными дозами химических инсектицидов, а именно некоторых карбаматов, фосфорорганических препаратов, пиретроидов, с препаратами энтомопатогенных вирусов, о которых говорилось выше. В нашей стране дендробациллин, энтобактерин, инсектин, гомелин, битоксибациллин используют в смеси с хлорофосом, золоном, фосфамидом, севином, бензофосфатом, фозолоном, метатионом, метафосом, полидофеном, рогором, карбофосом против непарного и кольчатого шелкопрядов, яблонной и капустной молей, плодожорок, боярышниковой и розанной листоверток, хлопковых и капустных совок, боярышницы, шелкопряда-монашенки, комплекса пядениц, дубовой листовертки, лугового мотылька, красногрудой пьявицы, бересклетовой и японской восковой ложнощитовок, шишковой огневки. Химические добавки в ряде случаев повышают эффективность биопрепаратов на 20—30% или не изменяют ее. Причины отсутствия эффекта при добавлении к биопрепаратам ядохимикатов еще не выяснены, однако в целом ряде случаев отмечено отрицательное влияние химических добавок на жизнеспособность спор В. thuringiensis (в случае фосфорорганических инсектицидов, алдрина, гепта-хлора). Вместе с тем ряд препаратов оказался совместимым с бактериями. Эти препараты могут быть рекомендованы к использованию при осуществлении интегрированной защиты растений от вредных насекомых (ортен, дилокс, ланнот, цетран, димелин).(Иванов А., Кузманова И, Камберов Е.1990г).

С целью повышения эффективности бактериальных препаратов пытаются использовать особые клеящие вещества. Производственную проверку успешно прошел прилипатель поливинилацетат и дрожжевая бражка в концентрации 1 %. Добавление к препарату В. thuringiensis фермента хитиназы, ускоряющего гидролиз хитинового покрова насекомых, ускоряет гибель еловой листовертки. Помимо хитиназы хороший эффект дает димелин, который подавляет образование хитина у гусениц и удлиняет межлиночный период. Наряду с В. thuringiensis для борьбы с вредными насекомыми могут быть использованы и некоторые другие бактерии. Так, например, культуры В. popilliae являются эффективным средством борьбы с японским жуком — опасным вредителем, поражающим около 300 видов растений. Бактерия вызывает так называемую молочную болезнь вредителя. Для практических надобностей бактерии выращивают непосредственно в организме личинок японского жука. Погибших личинок вносят в почву, где споры бактерий в течение длительного времени сохраняют жизнеспособность и вирулентность. Детальное изучение биологических особенностей этих бактерий позволит успешно культивировать их на искусственных питательных средах и изготовлять бактериальные инсектициды в больших количествах. Они могут быть использованы для борьбы с вредными жуками и другими насекомыми, против которых ныне используемые средства малоэффективны.

·  характерен общий паралич;

·  паралич среднего отдела кишечника;

·  реакция на препарат в целом: гибель в результате прорастания спор и последующего размножения бактерий.

Заключение

Преимущество бактериальных препаратов в безвредности для человека, животных, полезных насекомых, пчел и возможности их применения в сроки, когда нельзя использовать химические препараты (во время цветения, незадолго до сбора урожая). Незначительное распространение данных препаратов связано, прежде всего, с высокой трудоемкостью в их разработке, по сравнению с химическими аналогами. Серьезным преимуществом в сравнении с химическими препаратами является отсутствие загрязняющего фактора окружающей среды в результате их применения, что должно повлиять на повсеместное внедрение использования бактериальных препаратов. На мой взгляд, расширение использования препаратов данного типа, позволит более эффективно бороться с различными болезнями с наименьшим вредом для окружающей среды.

Приложение №1. Справочник пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории РФ, 2009 год.

Таблица 1. Бактериальные препараты – обзор по каталогу.

Список литературы

1 Азизбекян К.Р., Кузин А.И., Добржанская Е.О. // Биотехнология. 1996. № 6.

2. Азизбекян P.P., Смирнова Т.А. //Успехи микробиологии. М., 1988.

3. Азизбекян P.P., Шагов Е.М., Миненкова И.Б. // Защита и карантин растений. 1996.

6. Беттхер К. //'Микробиология. Новосибирск, 1961.

7. Бурлак В.А., Глупов В.В., Пузырь АЛ. // Сибирский экологии, журнал. 1995. Т. 2. № 5. Микроорганизмы полезные для биометода.

8. Вейзер Я. Микробиологические методы борьбы с вредными насекомыми (Болезни насекомых). М.: Колос,1972г.

9. Гулий В.В., Теплякова Т.В., Иванов Г.М. Микроорганизмы, полезные для биометода. Новосибирск, 1981.

10. Иванов А., Кузманова И., Камберов Е. // Биотехнология. Исследования по биологическому методу. Новосибирск, 1990.

11. Исакова П.П. // Микробиол. методы борьбы с вредными насекомыми. М.: Изд. АН СССР, 1964.

12. Каменек Л.К., Харина Н.И. // Использование микроорганизмов в сельском хозяйстве и промышленности. Микроорганизмы в защите растений. Новосибирск, 1982.

13. Лескова А.Я., Рыбина. Л.М., Чумакова А.Я. // Бактер. средства и методы борьбы с насекомыми и грызунами. Бактериальные средства. М., 1987г.