Биопестициды можно сделать более эффективными и… дешевыми

Разработан новый, экономически эффективный подход выращивания грибов, защищающих растения от вредителей.

Биопестициды, основанные на полезных грибах, часто выращиваются на зерне или другом твердом органическом субстрате, но ученые из Министерства сельского хозяйства США (USDA) доказали, что жидкая «диета» может быть более обоснованной.

Данный подход, получивший название «ферментация в жидкой культуре», дает несколько преимуществ, включая снижение расходов на исходные материалы, повышение выхода определенных видов грибов, включая представителей родов isaria и metarhizium, убивающих насекомых. Эти грибы сейчас рассматриваются в качестве альтернативы синтетическим пестицидам.

На протяжении десятилетий изготовители биопестицидов выращивали такие грибы на хорошо увлажняемом зерне или других твердых органических материалах, изменением условий инициируя переход в стадию образования специальных клеток, называемых конидии. Эти клетки могут проникать внутрь тлей, белокрылок и других насекомых с мягкими покровами тела. Размножаясь внутри насекомого, грибы убивают его за несколько дней.

На протяжении нескольких лет ученые из Службы сельскохозяйственных исследований USDA (ARS) пытались усовершенствовать метод размножения грибов, перенеся его в жидкую культуру, которая находится в специальных емкостях, называемых биореакторы. ARS является основным научным подразделением, подчиненным USDA.

Как говорит Марк Джексон, микробиологи из лаборатории исследования методов биозащиты ARS, расположенной в Пеории (штат Иллинойс), использование ферментации в жидкой культуре существенно снижает производственные затраты, особенно те, которые связаны с азотом, используемым в качестве одного из важнейших элементов питания для грибов.

В качестве источника азота часто используется гидролизованный белок, обычно получаемый из таких продуктов, как молоко, казеин и т.п. Его рыночная цена составляет около 15 долл. США за килограмм. При ферментации в жидкой культуре, могут использоваться более дешевые источники азота, включая соевую муку, кормовую муку из жмыха семян хлопчатника, цена на которые составляет 1—1,5 долл. США за килограмм.

До последнего времени конидии являлись целевой стадией развития гриба для использования в качестве биопестицидов. Но ученые доказали, что клетки гриба, проходящие другие стадии развития (бластоспоры и микросклероции), могут быть не менее эффективны. Микросклероции — это скопления пигментированных волокон, из которых могут образовываться конидии. В лабораторных испытаниях, конидии, сформировавшиеся из микросклероций гриба M. brunneum, которые были внесены в почву, полностью уничтожили личинок Tetanops myopaeformis, поражающих корни свеклы. В другом варианте опыта обработка осуществлялась конидиями — вредитель был уничтожен лишь на 25%.

Как говорит Джексон, гибкость процесса ферментации в жидких средах позволяет нарабатывать клетки грибов различных типов, что открывает множество дополнительных возможностей в том, как и когда смогут применяться микроорганизмы, убивающие вредителей.

Источник: USDA — ARS