Примером препарата, разработанного в России на основе специализированного гиперпаразита фитопатогенных грибов, может служить "Ампеломицин" (разработан О.Б. Натальиной и Л.А. Пузановой - КГАУ и СКЗНИИСиВ, г. Краснодар), достаточно широко используемый в тепличных хозяйствах в конце ХХ в. Основа этого биологического фунгицида - пикнидиальный гриб Ampelomyces quisqualis, в естественных условиях паразитирующий на мицелии, конидиях и клейстотециях мучнисто-росяных грибов - Erysiphe spp., Sphaerotheca spp., Podosphaera spp.
При выборе агента биоконтроля для создания всех микробных средств защиты растений важна селекция исходных штаммов на вирулентность, продуктивность, способность синтезировать ферменты или токсины. Результатом такого отбора является штамм, превосходящий по качеству эталонные культуры продуцента препарата, необходимого для производства. Важен подбор оптимальной питательной среды для культивирования биологических агентов. Культивирование в жидкой питательной среде (глубинный способ) используют, как правило, для получения бактериальных препаратов, и в определенной степени грибных. Грибные препараты получают не только глубинным, но и поверхностным, а также глубинно-поверхностным культивированием. Это связано с тем, что бластоспоры грибов, получаемые в глубинной культуре, не столь жизнеспособны и активны, как конидии, образуемые грибами на поверхности питательной среды. В последние годы более популярным стал способ поверхностного культивирования грибов на сыпучих субстратах. Главной особенностью производства вирусных энтомопатогенных препаратов является накопление вирусной биомассы на живых насекомых с последующим извлечением бакуловирусов из погибших особей, что более трудоемко, но экономически выгоднее из-за малых норм расхода вирусных инсектицидов. Технология размножения бакуловирусов на культуре клеток насекомых изучалась в России начиная со второй половины ХХ в., однако практического воплощения эта технология не получила из-за экономической нецелесообразности. Отмеченные особенности получения биопрепаратов определяют возможность их производства в условиях крупнотоннажного либо малотоннажного регионального (в биолабораториях или специализированных фирмах) производства. ПО "Сиббиофарм" - единственное в России предприятие для крупнотоннажного производства биопрепаратов. Помимо этого имеется сеть биолабораторий и небольших фирм для регионального малотоннажного производства биологических средств защиты растений. Концепция малотоннажного производства, предложенная около 25 лет назад ведущими учеными и поддержанная Минсельхозом РФ, сыграла значительную роль в развитии биотехнологии микробных средств защиты растений. В то время был разработан ряд технологических регламентов биопрепаратов с ускоренной регистрацией для производства в условиях биолабораторий, что привело к усилению использования биопрепаратов в защите растений. Одновременно были разработаны и предложены специальные ферментаторы для малотоннажных производств в биолабораториях [12]. Некоторые биопрепараты, такие как "Бактороденцид" (ВНИИ сельского хозяйства и микробиологии, Санкт-Петербург), на основе Salmonella enteritidis, патогенной для грызунов, производились исключительно в этих условиях [13].
В производстве препаратов важным завершающим этапом является приготовление препаративной формы (формуляция действующего начала). Препаративная форма тесно связана с технологией применения биопрепаратов и со сроком их хранения. От того, насколько она будет способствовать проявлению потенциала штамма-продуцента, зависит и эффективность микробного препарата. Современные разработчики биопрепаратов учитывают необходимость оптимизации препаративной формы, что недооценивалось на первых этапах развития биотехнологии. Кроме того, неотъемлемая часть технологического процесса получения биопрепаратов - их стандартизация и оценка качества. Без этого невозможно их рациональное использование в биологической защите растений.
Хотя главным преимуществом биопрепаратов является высокая степень экологической безопасности, их эффективность не всегда соизмерима с эффективностью химических пестицидов в связи с большей зависимостью от температуры, влажности, инсоляции. Для устранения этого необходимо дальнейшее изучение механизмов взаимодействия биоагентов с мишенью и с окружающей средой для усиления активности действующего начала [14]. Перспективны также исследования и разработка биопрепаратов полифункционального действия [15, 16]. Так, разработана технология получения комплексных препаратов серии "Хитозар Био", в которых клетки микробов-антагонистов B. subtilis и T. viride иммобилизуют на хитин-хитозановых носителях. Представляет также интерес выявленное действие Bt на фитопатогенные грибы, что может расширить область применения Bt-препаратов в случае направленной селекции штаммов [16]. Заслуживает внимания и разработка препаратов на основе очищенного и активированного эндотоксина Bt [17].
В России, являющейся родиной первого в мире микробиологического препарата для защиты растений, периодически происходит возрастание интереса к исследованиям и разработке биопрепаратов для контроля численности фитофагов и фитопатогенов. Это связано, с одной стороны, с тем, что есть осознание настоятельной необходимости перехода на экологически безопасные средства защиты растений, с другой стороны, помимо научных и производственных проблем создания и применения биопрепаратов существуют социально-экономические. Подъем в производстве и использовании биологических препаратов для защиты растений, который происходил в России в 80-е гг. ХХ в., сменился на рубеже веков спадом из-за изменений в социально-политическом обустройстве общества. В последние годы объем производства микробных средств защиты растений стал увеличиваться, но еще не столь быстрыми темпами. Для интенсификации производства и применения биологических препаратов необходимы дальнейшие исследования по отбору наиболее пригодных агентов биологической регуляции численности фитофагов, разработке технологии их производства, повышению эффективности использования в сельском и лесном хозяйстве. Одними из проблем, тормозящих развитие биотехнологий микробных средств защиты растений в России, является бюрократическая и финансовая сложность государственной регистрации биопрепаратов, а также отсутствие льгот производителям продукции, использующим для защиты растений биопрепараты. При поддержке государства научные достижения российских ученых в области биотехнологии микробных средств защиты растений будут успешно реализованы и послужат дальнейшей экологизации растениеводства, что в конечном итоге обеспечит улучшение качества жизни и здоровья человека.
Результаты исследования были представлены автором на Международной молодежной научной школе "Пищевые технологии и биотехнологии" (Томск, 18-22 июня 2012 г.), организованной ФГБ ОУ ВПО "Национальный исследовательский Томский государственный университет" в рамках ФЦП "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы" (ГК № 12.741.11.0112 от 14 мая 2012 г.).
Литература
1. Lord J.С. From Metchnikoff to Monsanto and beyond: The path of microbial control // J. Invertebrate Pathology. 2005. Vol.89. P. 19-29.
2. Берестецкий А.О. Проблемы и достижения в области биологической борьбы с сорными растениями при помощи фитопатогенных грибов // Микология и фитопатология. 2004. Т.38. С.1-14.
3. Патогены насекомых: структурные и функциональные аспекты / под ред.В. В. Глупова. М.: Круглый год, 2001.736 с.
4. Воронина Э.Г. Энтомофторовые грибы и препараты эпизоотического и токсического действия // Защита и карантин растений. 1997. № 5. С.12-13.
5. Лобанова Н.В., Ракшаина М.Ц., Штерншис М.В. Производство и применение пириформина в защите овощей закрытого грунта от вредителей. Новосибирск: СО ВАСХНИЛ, 1989.21 с.
6. Павлюшин В.А., Евлахова А.А., Тарасов Л.Г., Новикова И.И. Технологический регламент получения боверина. СПб.: ВИЗР, 1994.28 с.
7. Павлюшин В.А., Митина Г.В., Конюхов В.П., Новикова И.И. Лабораторный регламент на производство вертициллина. М.: ВИЗР; СПб., 1993.66 с.
8. Гулий В.В., Штерншис М.В., Колтунов Е.В. Основные итоги и перспективы разработки вирусологического метода борьбы с вредителями // Сибирский вестник сельскохозйяственной науки. 1976. № 5. С.36-43.
9. Орловская Е.В. Биологические аспекты использования энтомопатогенов для регуляции численности насекомых - вредителей леса // Информационный бюллетень ВПС МОББ. 2002. № 33. С.141-146.
10. Тюльпанова В.А., Громовых Т.И., Малиновский А.Л. и др. Биотехнология новых форм грибных фунгицидов для защиты растений // Сибирский экологический журнал. 1997. № 5. С.495-500.
11. Коломбет Л.В. Грибы рода Trichoderma - продуценты биопрепаратов для растениеводства // Успехи медицинской микологии. М., 2007. Т.1. С.323-371.
12. Огарков Б.Н. Mycota - основа многих биотехнологий. Иркутск: Время странствий, 2011.207 с.
13. Кандыбин Н.В. Бактериальные средства борьбы с грызунами и вредными насекомыми. М.: Агропромиздат, 1989.175 с.
14. Штерншис М.В. Энтомопатогены - основа биопрепаратов для контроля численности насекомых. Новосибирск: НГАУ, 2010.160 с.
15. Новикова И.И. Биологическое обоснование использования полифункциональных препаратов на основе микробов-антагонистов в защите растений от болезней // Защита и карантин растений. 2005. № 2. С.15-16.
16. Смирнов О.В., Гришечкина С.Д. Изучение действия биопрепаратов на основе Bacillus thuringiensis на фитопатогенные грибы // Вестник защиты растений. 2010. № 1. С.27-35.
17. Каменек Л.К., Шроль О.Ю., Иванова Л.Н., Кублик В.А. Биологический препарат Битиплекс для защиты лесов от рыжего соснового пилильщика // Лесное хозяйство. 2005. № 6. С.44-45.