Введение к работе
Актуальность темы. Использование биологических средств защиты растений является одним из основных элементов современных технологий фитосанитарной оптимизации агроэкосистем. В связи с этим, актуальна проблема поиска в различных местах обитания микроорганизмов, продуцирующих метаболиты с широким спектром инсектоакарищідного действия.
Широкое распространение актиномицетов в природе, богатое функциональное разнообразие, высокая биосинтетическая активность и простата культивирования делает их весьма перспективными продуцентами новых биопрепаратов, эффективных в борьбе с вредными насекомыми и клещами. В последнее время во всем мире усилилось вішмание к энтомопатогенным и энтомотоксичным актиномицетам [Черменский, 1988,1989; Кандыбин,1991; Omura,1996], но имеющиеся сведения об их распространенности в почве недостаточны.
В результате исследований, проведенных в ВИЗР, из почв различных географических регионов выделены изоляты стрептомицетов с инсектоакарицидной активностью в отношении оранжерейной бело-крылки, тлей, трипсов, паутинного клеща и т.д. Высокая эффективность, стабильность, низкая токсичность метаболитяых комплексов показали возможность их использования в качестве основы новых биопрепаратов .
Выбор вредных сосущих членистоногих в качестве тест-объектов определялся их значительной вредоносностью, связанной с высоким потенциалом размножения, большой распространенностью и широкой полифагией. Актуальность проблемы контролирования численности сосущих вредителей растений на экологически безопасном уровне связана с крайне ограниченным ассортиментом эффективных биопрепаратов, что, в свою очередь, обусловлено рядом не решенных проблей в сфере их создания и внедрения в производство.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы было выделение новых штаммов стрептомицетов, обладающих инсек-тоакарицидной активностью; изучение распространенности продуцентов в почвах разных географических зон; исследование микробных метаболитов инсектоакарицидного типа и определение возможности их практического применения.
-2-Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
выделить и идентифицировать актиномицеты с инсектицидными свойствами из почвенных образцов различных географических регионов;
оценить биологическую эффективность выделенных изолятов в отношении оранжерейной белокрылки (Tryaleurodes vaporariorum), гороховой тли (Acyrihosiphon piswri), персиковой тли (Myzodes persicae) и др. и отобрать наиболее перспективные штаммы;
изучить и оптимизировать условия глубинного культивирования и выделения активных метаболитных комплексов отобранных культур;
охарактеризовать свойства инсектицидных метаболитов, продуцируемых некоторыми отобранными штаммами;
разработать технологию получения нового шісектшгидного биопрепарата алейцид.
Научная новизна. Впервые проведено исследование распространенности и группового состава стрептомицетов с инсектицидными свойствами в почвах различных географических зон. Отобраны новые штаммы-продуценты метаболитов с выраженной контактной активностью в отношении сосущих вредителей растений.
Впервые описаны новые продуценты пиерицидинов (-rantiacus ВИЗР-10), депсипептидов (Str.loidensis П-56), низкомолекулярных пептидов - ингибиторов протеаз (Str.cremeus biovar.octemberanum var. nov. 0729), обладающих инсектицидной активностью.
На основе Str. aurantiacus ВИЗР-10 (Авт.свид. №1699040) разработан новый оригинальный биопрепарат алейцид, эффективный в отношении вредных сосущих членистоногих: белокрылки, тлей (персиковой, гороховой, бобовой, бахчевой и др.). Из Str.cremeus biovar.octemberanum var. nov. 0729 (Авт.свид. № Ш0170) выделен метабо-литньш комплекс, характеризующийся выраженной активностью в отношении фитопатогенных грибов, бактерий, вредных насекомых и ингибиторной активностью в отношении протеаз: трипсина, химо-трипсина, папаина, калликреина. Показано, что действующим веществом является низкомолекулярный пептид, по физико-химическим свойствам и биологической активности отличающийся от известных ингибиторов протеаз.
Практическая значимость работы. На основе культуры Str.aurantiacus ВИЗР-10 создан новый оригинальный биопрепарат алейцид, эффективный в отношении оранжерейной белокрылки, тлей, морковной листоблошки. Препарат показал высокую активность в
-3-лабораторных, вегетационных и производственных испытаниях в закрытом грунте на растениях томата, огурца, перца и т.д.
Разработана научно-техническая документация на препарат: технические условия и технологический регламент на производство, токсикологический паспорт.
Выделены перспективные штаммы стрептомицетов, высокоактивные в отношении членистоногих, которые могут быть использованы для разработки новых биопрепаратов. Штаммы депонированы в Государственной Коллекции ВИЗР, входящей в Международный Банк Культур WFCC, WDCM под № 760 (Япония).
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на Российских конференциях: "Микроорганизмы в защите растений (Велигож,1989); "Интегрированная защита растения в теплицах" (Вильнюс, 1989); "Микроорганизмы в сельском хозяйстве" (Пущино, 1992); "Интродукция микроорганизмов в окружающую среду" (Москва, 1994); "Экологически безопасные и беспестицидные технологии получения растениеводческой продукции" (Пущино, 1994); на международной конференции: "Биотехнология", (Санкт-Петербург, 1994); международном симпозиуме "Cold Region Development" (Эспоо-Хельсинки, Финляндия, 1994); Всероссийском съезде по защите растений (Санкт-Петер-бург,1995); международном конгрессе по защите растений (Гаага, 1995).
Технологический регламент на производство алейцида апробирован на опьтш-промышлешюй установке ВНИТИАФ и Вышневолоцком заводе медпрепаратов.
Публикации. Основные материалы диссертации опубликованы в 28 научных работах.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы (1 глава), описания основных материалов и методов исследоваїпія (2 глава), обсуждения экспериментальных результатов (3-6 главы), выводов, практических рекомендаций, списка литературы включающего 394 источника (в том числе 190 зарубежных авторов) и приложения. Работа изложена на 231 странице машинописного текста, содержит 58 таблиц и 35 рисунков.