Спецможливості
Технології

Біологічні ме­то­ди бо­роть­би з віру­са­ми рос­лин

18.09.2017
841
Біологічні ме­то­ди бо­роть­би з віру­са­ми рос­лин фото, ілюстрація

Про­блем­ним місцем в аг­ро­тех­но­логіях ви­ро­щу­ван­ня ку­ку­руд­зи є си­с­те­ма за­хи­с­ту від шкідли­вих ор­ганізмів, зо­к­ре­ма бур’янів. Це вик­ли­ка­но низь­кою здатністю ку­ку­руд­зи до їхньо­го пригнічен­ня че­рез ви­нят­ко­во спри­ят­ливі умо­ви (до­стат­ня пло­ща жив­лен­ня і до­б­ре освітлен­ня про­тя­гом три­ва­ло­го ча­су) для рос­ту бур’яно­вої рос­лин­ності. 

 

 

 

Життєвий цикл вірусів рос­лин як облігат­них внутрі­ш­­ньоклітин­них па­ра­зитів повністю за­ле­жить від ме­та­болізму своїх рос­лин-ха­зяїв. На­разі не існує ефек­тив­них те­ра­пев­тич­них за­собів бо­роть­би з віру­сни­ми за­хво­рю­ван­ня­ми, а ос­нов­ни­ми за­со­ба­ми кон­тро­лю в сільсько­му гос­по­дарстві є за­сто­су­ван­ня профілак­тич­них за­собів. Це впро­ва­д­жен­ня сортів з підви­ще­ною при­род­ною ре­зи­с­тентністю до па­то­генів, бо­роть­ба з пе­ре­нос­ни­ка­ми та санітар­на об­роб­ка ура­же­них полів з ви­да­лен­ням хво­рих рос­лин (рис.1).

Найбільш ефек­тив­ни­ми, еко­номічно-вигідни­ми і еко­логічни­ми за­хо­да­ми кон­тро­лю вірус­них ін­­фекцій є ви­ко­ри­с­тан­ня сортів рос­лин з ге­не­тич­ною стійкістю до збуд­ників. Ос­таннім ча­сом ця стра­тегія ши­ро­ко ви­ко­ри­с­то­вується в про­гра­мах підви­щен­ня вро­жай­ності куль­тур — crop improvement programs. Віру­состійкі сор­ти от­ри­му­ють як ме­то­да­ми кла­сич­ної се­лекції, так і за до­по­мо­гою ге­не­тич­них маніпу­ляцій — віднос­но швид­ко­го спо­со­бу вве­ден­ня в рос­ли­ни потрібних генів стійкості, що мо­же бу­ти особ­ли­во ко­ри­сним в бо­ротьбі з віру­сни­ми за­хво­рю­ван­ня­ми, які з’яв­ля­ють­ся рап­то­во. Труд­нощі, що ви­ни­ка­ють при ство­ренні стійких рос­лин ген­но-інже­нер­ни­ми ме­то­да­ми, за­зви­чай обу­мов­лені об­ме­же­ною кількістю до­ступ­них «тра­диційних» ге­не­тич­них дже­рел стійкості та ви­со­кою швидкістю му­тації вірус­них ге­номів, що при­зво­дить до не­три­ва­лої стійкості в по­льо­вих умо­вах. На­разі ство­рені та успішно куль­ти­ву­ють­ся рос­ли­ни з транс­ген­ною стійкістю про­ти вірусів рос­лин на ос­нові домінант­них генів стійкості — сор­ти то­матів, стійкі до Tomato spotted wilt virus (TSWV), Tomato mosaic virus (ToMV), Tomato chlorotic spot virus (TCSV), Groundnut ringspot virus (GRSV) та Impatiens necrotic spot virus (INSV), сор­ти ква­солі, стійкі до Bean common mosaic virus (BCMV) і ря­ду інших вірусів. Ген струк­тур­но­го білка обо­лон­ки (БО) віру­су тю­тю­но­вої мо­заїки (ВТМ) — один із пер­ших вірус­них генів, пе­ре­не­се­них в рос­ли­ни тю­тю­ну. На­разі транс­ген­на стійкість на ос­нові ге­на БО відо­ма для більше ніж 35 вірусів із 15 різних так­со­номічних груп, зо­к­ре­ма tobamo-, potex-, cucumo-, tobra-, carla-, poty-, luteo- і alfamo- вірусів. 

Найбільш кон­сер­ва­тив­ним ме­ха­нізмом за­хи­с­ту клітин­них РНК від чу­жорідної інфор­мації у ви­гляді нук­леїно­вих кис­лот вірусів, транс­по­зонів чи транс­генів вва­жа­ють РНК-за­мов­чу­ван­ня. В ос­нові ме­ханізму РНК-за­мов­чу­ван­ня ле­жить розпізна­ван­ня клітин­ни­ми білка­ми (фер­мент Dicer) дво­лан­цю­го­вої РНК ек­зо­ген­но­го або ен­до­ген­но­го по­хо­д­жен­ня та нарізан­ня її на ко­роткі (21–26 нук­ле­о­ти­ди) фраг­мен­ти, відомі як ко­роткі інтер­фе­ру­ючі РНК і мікроРНК. Більшість досліджень ген­но-інже­нер­ної стійкості на ос­нові РНК-за­мов­чу­ван­ня бу­ли про­ве­дені на мо­делі од­но­лан­цю­го­вих +РНК вірусів. Од­нак за­сто­су­ван­ня подібних вірус­них транс­генів бу­ло ефек­тив­ним і що­до інших вірусів, зо­к­ре­ма, то­с­повірусів, вірусів з «?» РНК-ге­но­мом або гемінівірусів з од­но­лан­цю­го­вим ДНК-ге­но­мом. Ця стра­тегія бу­ла успішно за­сто­со­ва­на для ство­рен­ня транс­ген­них рос­лин, стійких до Pepper mild mottle virus (PMMoV) і Plum pox virus (PPV). 

Са­ме ме­ханізм РНК-за­мов­чу­ван­ня бу­ло по­кла­де­но в ос­но­ву ство­рен­ня но­во­го біологічно­го пре­па­ра­ту «BioClay», в яко­му вчені вда­ло поєдна­ли РНК з на­но­ча­с­тин­ка­ми гли­ни: та­ка суміш при об­при­с­ку­ванні надійно при­ли­пає до листків і дов­гий час не зми­вається. В «BioClay» по­зи­тив­но за­ря­д­жені ча­с­тин­ки гли­ни зв’язу­ють і за­хи­ща­ють від руй­ну­ван­ня не­га­тив­но за­ря­д­жені мо­ле­ку­ли РНК. Мікро­скопічні ча­с­тин­ки гли­ни по­сту­по­во руй­ну­ють­ся, повільно вивільня­ю­чи РНК, і, та­ким чи­ном, од­но­крат­не роз­пи­лен­ня пре­па­ра­ту за­без­пе­чує три­ва­лий (при­наймні на 20 днів) за­хист від вірусів рос­лин. Ре­зуль­та­ти своїх досліджень ав­ст­ралійські дослідни­ки опубліку­ва­ли в на­уковій праці «Clay nanosheets for topical delivery of RNAi for sustained protection against plant viruses» (Nature Plants, № 3, 2017 р.). Ос­нов­ною пе­ре­шко­дою при ство­ренні біоп­ре­па­ра­ту в ко­мерційних об’ємах є до­сить ви­со­ка собівартість от­ри­ман­ня РНК, про­те, най­б­лиж­чим ча­сом, як за­пев­нив John Killmer — влас­ник біотех­но­логічної ком­панії Apse, бу­дуть за­сто­со­ву­ва­тись тех­но­логії, які знач­но зде­шев­лять цей про­цес і доз­во­лять ви­роб­ля­ти РНК собівартістю менш ніж  2 дол. за грам. Без­пе­реч­ною пе­ре­ва­гою да­но­го пре­па­ра­ту є йо­го еко­логічна без­печність, він не за­три­мується в ґрунті і не за­бруд­нює во­ду. «BioClay» з ча­сом де­гра­дує, змен­шу­ю­чи ри­зик для на­вко­лиш­нь­о­го се­ре­до­ви­ща і здо­ров’я лю­ди­ни.

Ге­не­тич­на інже­нерія відкри­ває нові мож­ли­вості для підви­щен­ня стійкості рос­лин до па­то­генів та ко­мах-шкідників. Кількість транс­генів, що ви­ко­ри­с­то­ву­ють­ся для транс­фор­мації рос­лин, постійно зро­с­тає. Аль­тер­на­тив­ним підхо­дом підви­щен­ня стійкості сільсько­го­с­по­дарсь­ких куль­тур є ви­ко­ри­с­тан­ня за­хис­них по­тен­ціалів са­мих рос­лин. Цьо­го мож­на до­сяг­ну­ти як підви­щен­ням рівня ек­с­пресії влас­них генів стійкості, так і пе­ре­не­сен­ням генів, що ко­ду­ють білки і пеп­ти­ди з ан­тивіру­сни­ми вла­с­ти­во­с­тя­ми з інших видів рос­лин. Та­ким чи­ном, тра­диційні ме­то­ди се­лекції сільсько­го­с­по­дарсь­ких куль­тур, стійких до різних па­то­генів, до­пов­ни­ли­ся ген­но-інже­нер­ни­ми підхо­да­ми. Ці підхо­ди відрізня­ють­ся за своєю ефек­тивністю, і їхня кількість постійно зро­с­тає.

Як вже за­зна­ча­лось ви­ще, не існує хімічних чи біологічних пре­па­ратів, які мож­на бу­ло б за­сто­со­ву­ва­ти з те­ра­пев­тич­ною ме­тою, тоб­то, для «ліку­ван­ня» рос­ли­ни. Про­те, ви­ко­ри­с­тан­ня де­я­ких хімічних чи біологічних пре­па­ратів з профілак­тич­ною ме­тою мо­же інду­ку­ва­ти в рос­ли­нах різно­манітні ме­ханізми за­хи­с­ту (ре­зи­с­тент­ності) до ши­ро­ко­го спе­к­т­ру як вірус­них, так і гриб­них та бак­теріаль­них па­то­генів. На­разі відомі рос­линні гор­мо­ни, ек­зо­ген­не за­сто­су­ван­ня яких «за­пу­с­кає» ефек­тивні ме­ханізми си­с­тем­ної стійкості що­до вірус­них і не вірус­них збуд­ників. Най­без­печнішим се­ред ана­логів рос­лин­но­го гор­мо­ну саліци­ло­вої кис­ло­ти бу­ло виз­на­но бен­зотіадіазол (benzothiadiazole).

Цей до­сить ефек­тив­ний індук­тор стійкості до ба­га­ть­ох па­то­ген­них мікро­ор­ганізмів, вклю­ча­ю­чи віру­си, на рин­ку за­собів за­хи­с­ту рос­лин відо­мий під за­галь­ною на­звою аци­бен­зо­лар-S-ме­тил (acibenzolar-S-methyl) та торгівель­ни­ми мар­ка­ми «Actigard», «Bion 50WG», «Blockade», «Boost». Пре­па­рат не діє без­по­се­ред­ньо на віру­си, по­за­як ак­ти­вує при­родні за­хисні ме­ханізми рос­лин. Зви­чай­но, ефек­тивність дії аци­бен­зо­лар-S-ме­ти­лу, як і інших індук­торів си­с­тем­ної стійкості, за­ле­жить від ба­га­ть­ох чин­ників: до­зи, ви­ду і сор­ту рос­ли­ни, стадії роз­вит­ку, кліма­тич­них умов і стро­ку за­сто­су­ван­ня, про­те, за­сто­су­ван­ня пре­па­ра­ту в поєднанні з ме­то­да­ми се­лекції та ге­не­тич­ної інже­нерії є над­зви­чай­но ефек­тив­ним у збільшенні стійкості рос­лин до збуд­ників вірус­ної при­ро­ди.

За­сто­су­ван­ня біоп­ре­па­ратів, особ­ли­во в пе­ред­посівний період, мо­же бу­ти од­ним з ефек­тив­них, еко­логічно без­печ­них прий­омів зни­жен­ня шко­до­чин­ності вірус­них інфекцій. При ство­ренні біологічних пре­па­ратів в їхню ос­но­ву по­кла­де­но ко­рисні для за­хи­с­ту рос­лин мікро­ор­ганізми або про­дук­ти їхньої життєдіяль­ності. Пре­па­ра­ти на­ту­раль­но­го по­хо­д­жен­ня спри­я­ють по­кра­щен­ню функціональ­них по­каз­ників хво­рих рос­лин за ра­ху­нок збільшен­ня площі асиміляційної по­верхні як коріння, так і над­зем­ної ма­си (що впли­ває на за­своєння по­жив­них ре­чо­вин), інтен­сифікації про­цесів фо­то­син­те­зу у рос­лин. 

У зер­но­бо­бо­вих куль­тур, важ­ли­вою функцією за­без­пе­чен­ня життє­діяль­ності яких є симбіот­роф­не азот­не жив­лен­ня, фізіологічний стан рос­лин по­кра­щується шля­хом ак­тивізації симбіотич­ної азотфіксації (збільшується азот­не жив­лен­ня). Окрім то­го, біоп­ре­па­ра­ти мо­жуть місти­ти фіто­гор­мо­нальні ре­чо­ви­ни, які, за ха­рак­те­ром впли­ву на рос­ли­ни, на­ле­жать до біоген­них еліси­торів, і їхня ан­тивірус­на ак­тивність обу­мов­ле­на підси­лен­ням ек­с­пресії за­хис­них генів, син­те­зом стре­со­вих білків і фіто­а­лек­синів та інду­ку­ван­ням си­с­тем­ної ре­зи­с­тент­ності до па­то­генів чи не­спри­ят­ли­вих умов.Метод invitro дає змогу отримати чистий, безвірусний рослинний матеріал

За пе­ред­посівної об­роб­ки насіння мікроб­ни­ми пре­па­ра­та­ми ук­раїнсько­го ви­роб­ництва («Ековітал», «Хе­томік», «Ри­зо­бофіт», «Ри­зо­гумін» та «Га­уп­син») спо­с­терігається знач­не зни­жен­ня кон­цен­т­рації віру­су в рос­ли­нах, сповільнен­ня роз­вит­ку вірус-інду­ко­ва­них симп­томів, змен­шен­ня не­га­тив­но­го впли­ву вірус­ної інфекції та, як наслідок, — по­кра­щен­ня ба­га­ть­ох фізіологічних по­каз­ників куль­ту­ри. Ре­зуль­та­ти на­уко­вих досліджень ан­тивірус­ної ак­тив­ності да­них пре­па­ратів свідчать про їхній по­зи­тив­ний вплив на пе­ребіг вірус­ної інфекції, по­каз­ни­ки уро­жай­ності та якість от­ри­ма­ної про­дукції.

У світовій прак­тиці ши­ро­ко ви­ко­ри­с­то­ву­ють біологічні пре­па­ра­ти, що сти­му­лю­ють ріст ри­зо­бак­терій рос­лин та пригнічу­ють роз­ви­ток бак­теріаль­ної і вірус­ної інфекції. Так, на ос­нові ен­дофітно­го шта­му Bacillus pumilus INR7 бу­ло ство­ре­но біологічний фунгіцид з ко­мерційною на­звою «Yield Shield». Пре­па­рат є при­род­ним по­туж­ним за­со­бом за­хи­с­ту бо­бо­вих (пе­ре­важ­но сої) що­до ря­ду вірусів та бак­терій. Ос­нов­ним ме­ханізмом дії да­но­го пре­па­ра­ту є роз­ви­ток си­с­тем­ної інду­ко­ва­ної стійкості в рос­ли­нах, а оскільки він містить ко­лонізу­ючі бак­терії, то об­роб­ка насіння біофунгіци­дом сприяє ут­во­рен­ню ак­тив­ної ко­ре­не­вої си­с­те­ми і по­кра­щен­ню фізіологічних по­каз­ників рос­ли­ни та зро­с­тан­ню вро­жаю. Інший ко­мерційний бак­теріаль­ний біоп­ре­па­рат «BioYield» на ос­нові B. subtilis GB03 та B. amyloliquefaciens знач­но підви­щує про­дук­тивність сої та ку­ку­руд­зи, а та­кож по­зи­тив­но вли­ває на ек­с­пресію генів стійкості та інду­кує роз­ви­ток ре­зи­с­тент­ності до вірус­них чи бак­теріаль­них за­хво­рю­вань.

Од­ним із за­ходів бо­роть­би з віру­сни­ми інфекціями є зни­жен­ня чи­­сель­ності їхніх при­род­них век­торів. До пе­ре­нос­ників вірусів, які вик­ли­ка­ють за­хво­рю­ван­ня найбільш еко­номічно-важ­ли­вих куль­тур, на­ле­жать кліщі, по­пе­лиці, ци­кад­ки, біло­к­рил­ки та ґрун­тові гри­би. Так, кліщі ро­ду Aceria (A. tulipae, A. tosichella Keifer) є ос­нов­ни­ми век­то­ра­ми вірусів Wheat streak mosaic та Wheat spot mosaic,  що до­сить по­ши­рені в Ук­раїні. За до­по­мо­гою пе­ре­нос­ників віру­си з хво­рих рос­лин роз­се­лю­ють­ся на ярі ко­ло­сові, ку­ку­руд­зу, ба­га­торічні зла­кові тра­ви, зла­кові бур’яни, пізніше — на па­да­ли­цю злаків, де розмно­жу­ють­ся. Осе­ред­ки ма­со­во­го розмно­жен­ня кліщів на озимій пше­ниці доцільно об­при­с­ку­ва­ти пре­па­ра­та­ми з ака­ри­цид­ною дією (дієви­ми са­ме про­ти кліщів) для ло­калізації по­ши­рен­ня шкідни­ка і за­побіган­ня ура­жен­ню рос­лин віру­сом сму­га­с­тої мо­заїки пше­ниці. До ака­ри­цидів біологічно­го по­хо­д­жен­ня на­ле­жать пре­па­ра­ти на ос­нові авер­мек­тинів — порівня­но но­во­го кла­су ма­к­ро­циклічних лак­тонів, які є про­дук­та­ми біологічно­го син­те­зу. У при­род­них та ви­роб­ни­чих умо­вах во­ни син­те­зу­ють­ся ґрун­то­вим мікро­ор­ганізмом Streptomyces avermitilis. Ме­ханізм дії ре­чо­вин цьо­го кла­су (аба­мек­ти­ну та ема­мек­ти­ну) на ко­мах по­ля­гає у бло­ку­ванні пе­ре­дачі нер­во­во­го імпуль­су, що при­зво­дить до не­о­бо­рот­но­го па­ралічу та за­ги­белі шкідників. Торгівельні на­зви та­ких пре­па­ратів — «Abba», «Abathor», «Affirm», «Agri-Mek», «Avid», «Dynamec», «Vertimec», «Zephyr». Ці за­со­би за­сто­со­ву­ють­ся шля­хом об­при­с­ку­ван­ня ли­с­тя до по­яви або відра­зу після по­яви шкідників. Оскільки аба­мек­тин має транс­ламінарні вла­с­ти­вості, при об­при­с­ку­ванні до­сить швид­ко про­ни­кає в ли­с­тя. В рос­лині пре­па­рат сти­му­лює виділен­ня гамма-аміно­мас­ля­ної кис­ло­ти, яка у кліщів вик­ли­кає нер­во­во-па­ралітич­ну дію. Пре­па­ра­ти на ос­нові авер­мек­ти­ну до­б­ре пе­ре­но­сять­ся рос­ли­на­ми, не зни­щу­ють ко­рис­них ко­мах, ма­ло­ру­хомі в ґрунті й швид­ко роз­кла­да­ють­ся мікро­ор­ганізма­ми.

До най­важ­ливіших пред­став­ників по­пе­лиць, які є пе­ре­нос­ни­ка­ми фіто вірусів, відно­сять Macrosiphum (Sitobion) avenae (ве­ли­ка зла­ко­ва), Rhopalosiphum padi (че­рем­хо­ва), Rhopalosiphum maidis (ку­ку­руд­зя­на), Schizaphis graminum (зви­чай­на зла­ко­ва), Myzus persicae (зе­ле­на пер­си­ко­ва), Macrosiphum euphorbiae (ве­ли­ка кар­топ­ля­на) та ін. Віру­си найбільш еко­номічно-важ­ли­вих для Ук­раїни куль­тур пе­ре­но­сять­ся са­ме по­пе­ли­ця­ми (віру­си: кар­ли­ко­вої мо­заїки ку­ку­руд­зи (Maize dwarf mosaic virus), жов­тої кар­ли­ко­вості яч­ме­ню (Barley yellow dwarf virus), змор­ш­ку­ва­тої мо­заїки ква­солі (Bean wrinkle mosaiс virus), жов­тої мо­заїки ква­солі (Bean yellow mosaic virus), мо­заїки сої (Soybean mosaic virus) то­що).

Ос­но­вою біоп­ре­па­ратів, за­про­по­но­ва­них для біологічно­го кон­тро­лю по­пе­лиці, є ен­то­мо­па­то­генні гри­би відділів Deuteromycota і Zygomycota. На ос­нові при­род­них штамів цих грибів бу­ли роз­роб­лені біоп­ре­па­ра­ти «Бо­ве­рин» (на ос­нові гри­ба Beauveria Bassiana Bals. Vuil.), «Вер­ти­цилін» (на ос­нові Verticillium lecanii Nees), «Піри­формін» (на ос­нові Entomophthora piriformis (Petch) Hall et Bell) та ін. Ще на по­чат­ку 1980-х років бу­ло роз­роб­ле­но біоп­ре­па­рат міко­афідин, що пред­став­ляє со­бою 1–2%-ну су­с­пензію спор і конідій цих грибів Entomophthora thaxteriana. Міко­афідин ефек­тив­ний у бо­ротьбі з різни­ми ви­да­ми по­пе­лиць і прак­тич­но не ток­сич­ний для ен­то­мо­фагів та для теп­ло­кров­них тва­рин. Найбільш чут­ли­ви­ми до міко­афіди­ну в ла­бо­ра­тор­них і по­льо­вих умо­вах ви­я­ви­лись ба­ш­тан­на, ба­вов­ня­на, зе­ле­на яб­лу­не­ва і зла­кові по­пе­лиці (відсо­ток за­гиб­лих ко­мах ста­но­вив 80–100%). По­трап­ля­ю­чи на по­верх­ню тіла кліщів, конідії і спо­ри гри­ба про­ро­с­та­ють, гриб­ни­ця про­ни­кає в тка­ни­ни. Після за­ги­белі ха­зяїна на по­верхні йо­го тіла з’яв­ляється наліт, ут­во­ре­ний конідієнос­ця­ми з конідіями, які в умо­вах во­ло­гості (близькій до аб­со­лют­ної) розсіюють­ся на значні відстані і про­ро­с­та­ють. За не­спри­ят­ли­вих умов в тілі за­гиб­лих кліщів фор­му­ють­ся спо­ри з подвійною обо­лон­кою, здатні зберіга­ти­ся в ґрунті і на рос­лин­них решт­ках впро­довж ба­га­ть­ох років. Пре­па­рат «Вер­ти­цилін» ре­ко­мен­до­ва­ний для бо­роть­би з біло­к­рил­ка­ми, тю­тю­но­вим трип­сом, по­пе­ли­ця­ми та інши­ми ко­ма­ха­ми. До біологічних за­собів бо­роть­би відно­сять­ся і фе­ро­мо­нові па­ст­ки — еко­логічно чи­с­тий і без­печ­ний для при­ро­ди спосіб кон­тро­лю комах-щкідників

«Пе­ци­ломіцін» — це но­вий біотех­но­логічний пре­па­рат для бо­роть­би з ґрун­то­ви­ми шкідни­ка­ми (не­ма­то­да­ми, ка­пу­с­тян­ка­ми, дро­тя­ни­ка­ми). Ак­тив­ну діючу ос­но­ву пре­па­ра­ту скла­да­ють спо­ри ен­то­мо­па­то­ген­но­го гри­ба Paecilomyces fumosoroseus (Wize) Brown et Smith. Ура­жен­ня ко­мах гри­бом пов’яза­но з про­ник­нен­ням гіф гри­ба че­рез по­кри­ви тіла шкідни­ка. Спо­ри гри­ба про­ро­с­та­ють, рос­то­ва труб­ка про­ни­кає в тіло ко­ма­хи. Кліти­ни гри­ба розмно­жу­ють­ся і по­ши­рю­ють­ся по ге­молімфі, за­пов­ню­ю­чи всю по­рож­ни­ну тіла. Хво­ра ко­ма­ха втра­чає ак­тивність і апе­тит. Після за­ги­белі тіло ко­ма­хи стає жор­ст­ким і муміфіко­ва­ним, за­пов­ню­ю­чись міцелієм гри­ба. Спо­ри, які фор­му­ють­ся, є дже­ре­лом вто­рин­ної інфекції в по­пу­ляції шкідни­ка. «Пе­ци­ломіцін» еко­логічно без­печ­ний та має ви­со­ку біологічну ак­тивність, не фіто­ток­сич­ний і не шкідли­вий для тва­рин та ко­рис­них ко­мах, не на­ко­пи­чується в про­дукції та на­вко­лиш­нь­о­му се­ре­до­вищі, про­дукція мо­же ви­ко­ри­с­то­ву­ва­ти­ся в дієтич­но­му та ди­тя­чо­му хар­чу­ванні.

Хо­ча го­ло­вною пе­ре­ва­гою біоп­ре­па­ратів є ви­со­кий ступінь еко­логічної без­пе­ки, на відміну від хімічних пе­с­ти­цидів, їхня ефек­тивність знач­но за­ле­жить від тем­пе­ра­ту­ри, во­ло­гості, інсо­ляції. До­сить ча­с­то пе­с­ти­ци­ди є віднос­но де­шев­ши­ми, до­вше зберіга­ють­ся на насінні і більш ефек­тив­но за­хи­ща­ють йо­го при різних по­год­них умо­вах. Од­нак в сільсько­му гос­по­дарстві ча­с­то ви­ни­ка­ють си­ту­ації, ко­ли ви­ко­ри­с­тан­ня біоп­ре­па­ратів є більш доцільним і вигідним. Так, біоп­ре­па­ра­та­ми заміню­ють фунгіци­ди з низь­кою ефек­тивністю, до яких у па­то­генів ви­ник­ла ре­зи­с­тентність; їх ви­ко­ри­с­то­ву­ють замість не­без­печ­них для на­вко­лиш­нь­о­го се­ре­до­ви­ща хімічних пе­с­ти­цидів; без біологічно­го за­хи­с­ту не­мож­ли­ве ве­ден­ня біологічно­го (ор­ганічно­го) сільсько­го гос­по­дар­ст­ва.

Іншим ти­пом біоп­ре­па­ратів з інсек­ти­цид­ною дією є так звані «зе­лені» інсек­ти­ци­ди («green»-insecticides) — пре­па­ра­ти на ос­нові рос­лин­них ек­с­т­рактів. Та­ки­ми інсек­ти­ци­да­ми є пре­па­ра­ти на ос­нові діючої ре­чо­ви­ни ма­т­ри­ну (ком­по­нен­та, що містить­ся в ко­ре­нях со­фо­ри). Діюча ре­чо­ви­на пре­па­ра­ту — гліко­зид ма­т­рин, який ефек­тив­но діє про­ти ши­ро­ко­го спе­к­т­ра шкідників. В Ук­раїні інсек­ти­ци­ди на ос­нові ма­т­ри­ну пред­став­лені пре­па­ра­та­ми «Біорейд» та «На­тур Гард». Во­ни по­чи­на­ють діяти відра­зу після вне­сен­ня, ма­ють чітко ви­ра­же­ну кон­такт­но-киш­ко­ву дію — вик­ли­ка­ють па­раліч нер­во­вої си­с­те­ми і за­ги­бель ко­мах-шкідників. Крім за­галь­них пе­ре­ваг, вла­с­ти­вих всім біоп­ре­па­ра­там, «Біорейд» та «На­тур Гард» пра­цю­ють в ши­ро­ко­му діапа­зоні тем­пе­ра­тур і за­ли­ша­ють­ся ефек­тив­ни­ми навіть при знач­них тем­пе­ра­тур­них ко­ли­ван­нях. 

Іншим при­кла­дом подібних ре­чо­вин є аза­ди­рах­тин. Так, ек­с­т­рак­ти з насіння індійсько­го буз­ку — аза­ди­рах­ти індійської (Azadirachta indica) ма­ють до­сить ви­со­ку інсек­ти­цид­ну ак­тивність. Ця ак­тивність, як пра­ви­ло, обу­мов­ле­на на­явністю аза­ди­рах­ти­на, який є вто­рин­ним ме­та­болітом і відно­сить­ся до кла­су на­ту­раль­них про­дуктів із за­галь­ною на­звою «Лімо­ноїди». Досліджен­ня ос­танніх 20 років по­ка­за­ли, що аза­ди­рах­тин є до­сить по­туж­ним ре­гу­ля­то­ром розмно­жен­ня, рос­ту і жив­лен­ня. Він зни­жує або повністю при­пи­няє здатність хар­чу­ва­ти­ся у ба­га­ть­ох шкідників, в то­му числі не­ма­тод. За­вдя­ки подібності до гор­монів ко­ма­хи, аза­ди­рах­тин про­ни­кає в ор­ганізм і по­чи­нає повністю кон­тро­лю­ва­ти гор­мо­наль­ну си­с­те­му, зо­к­ре­ма, впли­ває на ріст і роз­ви­ток ко­мах, по­ру­шує ен­до­крин­ну си­с­те­му, зу­пи­няє транс­фор­мацію ли­чин­ки в ля­леч­ку.

Піре­т­рум от­ри­му­ють із суцвіть дал­матсь­кої ро­маш­ки. З хімічної точ­ки зо­ру, пре­па­рат яв­ляє со­бою суміш із ше­с­ти ефірів хри­зан­те­мо­вої кис­ло­ти, ос­нов­ним ком­по­нен­том яко­го є піре­т­рин І. Піре­т­рум — це кон­такт­на от­ру­та, по­трап­ляє в тіло ко­ма­хи че­рез ди­хальні от­во­ри. Син­те­тичні піре­т­роїди є од­ним з найбільш до­ступ­них інсек­ти­цидів і за­сто­со­вується про­ти ба­га­ть­ох шкідників. На­разі існує ду­же ма­ло інсек­ти­цидів для об­роб­ки насіння, що не містять ак­тив­них ре­чо­вин цієї гру­пи («Буль­док», «Де­цис», «Фа­с­так», «Фьюрі», «Тре­бон»).Ге­не­тич­на інже­нерія відкри­ває нові мож­ли­вості для підви­щен­ня стійкості рос­лин до па­то­генів та ко­мах-шкідників

До біологічних за­собів бо­роть­би відно­сять­ся і фе­ро­мо­нові па­ст­ки — еко­логічно чи­с­тий і без­печ­ний для при­ро­ди спосіб кон­тро­лю (моніто­рин­гу) ко­мах-шкідників і бо­роть­би з ни­ми з уже більш ніж трид­ця­тирічною історією, що за­слу­жив ши­ро­ке виз­нан­ня у всьо­му світі. Фе­ро­мо­ни — біологічно ак­тивні ре­чо­ви­ни, які виділя­ють­ся ко­ма­ха­ми для за­лу­чен­ня осо­бин сво­го ви­ду. У фе­ро­мо­но­вих па­ст­ках при­ман­кою для ко­мах-шкідників слу­гу­ють син­те­зо­вані в ла­бо­ра­торії фе­ро­мо­ни, що доз­во­ляє надійно за­хи­с­ти­ти го­то­ву про­дукцію ко­мах, до­по­ма­гає ско­ро­ти­ти ви­т­ра­ти на бо­роть­бу з ко­ма­ха­ми-шкідни­ка­ми та ско­ро­чує кількість хімічних об­ро­бок на 50–70%, тим са­мим за­побіга­ю­чи за­бруд­нен­ню на­вко­лиш­нь­о­го се­ре­до­ви­ща і вро­жаю.

Висновок

Та­ким чи­ном, ос­нов­ни­ми ме­то­да­ми біологічно­го кон­тро­лю вірус­них за­хво­рю­вань рос­лин за­сто­су­ван­ня ком­плек­су профілак­тич­них аг­ро­технічних за­собів є: бо­роть­ба із ре­зер­ва­то­ра­ми віру­су — бур’яна­ми і са­мосійни­ми рос­ли­на­ми (аль­тер­на­тив­ни­ми ха­зяїна­ми вірусів чи їхніх век­торів) на по­лях і при­лег­лих те­ри­торіях; до­три­ман­ня ре­ко­мен­до­ва­них для пев­ної те­ри­торії термінів висіван­ня куль­ту­ри; постійний моніто­ринг і санітар­не ви­да­лен­ня рос­лин з симп­то­ма­ми вірус­но­го за­хво­рю­ван­ня; ви­ко­ри­с­тан­ня безвірус­но­го насінно­го ма­теріалу; бо­роть­ба з пе­ре­нос­ни­ка­ми шля­хом біоінсек­ти­цид­них об­ро­бок насіння та рос­лин впро­довж ве­ге­тації; за­сто­су­ван­ня біологічних пре­па­ратів для інду­ку­ван­ня в рос­ли­нах ме­ханізмів не­спе­цифічної ре­зи­с­тент­ності до па­то­генів; за­сто­су­ван­ня ком­плекс­них мікроб­них пре­па­ратів, що ма­ють різнобічний вплив на роз­ви­ток і функціону­ван­ня сільсько­го­с­по­дарсь­ких куль­тур; ство­рен­ня та впро­ва­д­жен­ня стійких (або то­ле­рант­них) до вірусів сортів. 

А. Ки­ри­чен­ко, Інсти­тут мікробіології і віру­со­логії ім. Д.К. За­бо­лот­но­го НАН Ук­раїни

Інформація для цитування
Біологічні ме­то­ди бо­роть­би з віру­са­ми рос­лин/ А. Ки­ри­чен­ко// Спецвипуск ж. Пропозиція. Біозахист та біопрепарати - актуальна перспектива/ — 2017. — С.- 42-46

Інтерв'ю
Раїса Вожегова, доктор сільськогосподарських наук, професор, член-кореспондент НААН України, директор Інституту зрошуваного землеробства
Інститут зрошуваного землеробства НААН України посів 1-е місце серед експортерів наукоємної продукції та отримав Міжнародний сертифікат «Експортер року». Його керівника - доктора сільськогосподарських
В Україні дедалі частіше говорять про смерть аграрної науки, і про неефективність роботи НААН. Про можливі варіанти виходу науки із кризи та про перспективні розробки науковців у інтерв`ю propozitsiya

1
0