Контр Биологические методы в ИЗР. Контрольная работа по биологическим методам в интегрированной защите растений
 Скачать 58.52 Kb.
|
|
76. Современные препараты, содержащие в качестве действующего вещества авермектины. Особенности их действия и применения. В настоящее время авермектины, продукты жизнедеятельности S. avermitilis, признаны самым эффективным средством борьбы с эндо- и эктопаразитами растений, животных и человека. Авермектины принадлежат к классу 16-членных макролидов, которые в положении С13 имеют дисахарид, состоящий из L-олеандрозы (2,6- дидезокси-3-О-метил-L-арабиногексозы). Культура продуцента синтезирует комплекс из восьми авермектинов, среди которых выделяют четыре мажорных (А1а, А2а, В1а, В2а) и четыре минорных (А1b, A2b, В1b, В2b) компонентов [3]. Известна также полусинтетическая форма авермектинов – ивермектин, который представляет собой смесь, состоящую из авермектинов В1а и В1b, подвергнутых гидрогенизации в положении 22 и 23. Авермектины группы В обладают инсектицидным, аскарицидным и нематодоцидным действием, а группы А – противоопухолевым, особенно авермектин А1, который оказывает цитотоксическое действие на клетки опухолей. Главным преимуществом антипаразитарных препаратов, созданных на основе авермектинов, является отсутствие негативного влияния на организм теплокровных животных. Проникая в организм паразита через кишечник или контактным путем, авермектины влияют на его нервную систему и вызывают паралич, а потом гибель. Препараты авермектинов широко применяются в ветеринарии и растениеводстве. В почве препараты инактивируются за 7–14 суток [4]. Для авермектинового комплекса характерны структурные модификации в трех позициях: С5, С22–23 и С26. Авермектины фракций a и b различаются тем, что старто- 11© И. А. Евтушенко, И. Е. Соколова, 2006 58 вой единицей при биосинтезе агликона авермектинов а является 2-метилбутират, а авермектинов b – изобутират. При дальнейшей сборке макроцикла в позиции С22–23 или совершается гидратация (авермектины фракции 1: В1а и В1b), или нет (авермектины фракции 2: В2а, В2b). Предполагается, что эта реакция катализируется дегидратазой, кодируемой геном ave C. Мутация этого гена ведет к образованию только компонентов фракции 2. По окончании процесса образования агликона происходит метилирование гидроксила при С5 (авермектины А). Компоненты, не содержащие СН3 – радикала при С5, относятся к авермектинам В. Активность метилирования снижается в ряду: В2а агликон > В2а моносахарид > В1а агликон > В1а моносахарид > В2а > В1а. Компонент В1а практически не метилируется. Компоненты 2 метилируются быстрее, чем компоненты 1, а компоненты b – быстрее, чем компоненты а. Другой биохимической особенностью трансформации компонентов комплекса является закономерность, согласно которой компоненты а дегидратируются в позиции С22–23 с эффективностью 50 %, а компоненты b с эффективностью 67 %. Таким образом, компоненты а превращаются в авермектины 1 и 2 в соотношении 1 : 1, а компоненты b – в соотношении 2 : 1. Из всех восьми компонентов комплекса авермектины фракции В1 обладают наибольшей антипаразитарной активностью. Выделенный в чистом виде авермектин В1 получил название абамектин. На его основе и на основе его дигидропроизводного – ивермектина, фирмой Merck, Sharp & Dohme разработан ряд препаратов как ветеринарного назначения, так и для защиты растений. В России фирмой «Фармбиомед» разработан ряд препаратов для ветеринарии и растениеводства, действующим началом которых является природный авермектиновый комплекс, названный аверсектином С [2]. Ввиду сложности разделения компонентов В1а и В1b ветеринарные препараты содержат оба компонента, однако доля авермектина В1а в них составляет 80 %. Путем многочисленных исследований было выяснено, что экономичность процедуры очистки и получения препаратов с высоким содержанием авермектина В1а во многом зависит от компонентного состава комплекса, образуемого в процессе ферментации. Физиолого-биохимические условия образования авермектинов Причиной изменений композиции авермектинового комплекса являются, по мнению В. А. Миронова и соавторов, изменения в углеводном обмене актиномицета, которые, в свою очередь, определяются доступностью источника углерода. Снижение углерода в среде лимитирует метаболизм клетки по углероду скорее не прямо, а косвенно, так как уменьшает соотношение углерода и азота, вызывая повышение включения углерода в азотсодержащие соединения, а не в безазотистые метаболиты, какими являются, например, авермектины. Поэтому изучение условий ферментации, определяющих повышенное содержание авермектинов В1 и, прежде всего, компонента В1а в комплексе, представляет значительный практический интерес. Ввиду выгодности использования препарата с преобладанием компонента В1 проводились опыты со штаммом S. avermitilis на средах с глюкозой в различных концентрациях. Было отмечено, что увеличение концентрации углевода ведет к следующим изменениям в комплексе: повышаются доли компонентов В и 1, но снижается доля компонентов а. Увеличение доли компонентов В сопровождалось снижением степени метилирования всех четырех компонентов фракции В (В1а, В1 b, В2а, В2 b). В соответствии с данными литературы степень метилирования компонентов В уменьшается в ряду: В1а > В1b > В2а > В2b. В увеличении доли компонентов 1 основной вклад вносит повышение доли компонентов 1b. При этом наблюдается снижение доли компонентов а и в по фракциям компонентов 1 и 2. Компоненты а распределяются по фракциям 1 и 2 поровну, а компоненты b – в соотношении близком 2 : 1, соответственно. В то же время недостаток углевода в среде ведет к повышению доли 59 компонентов А в комплексе. Что касается такого параметра в композиции комплекса как степень распределения компонентов а во фракции 1 и 2, то изменения его возможны только посредством генетических методов, поэтому исследования последних лет сосредоточены на решении этой практически важной проблемы. К настоящему времени геном S. avermitilis охарактеризован почти полностью, что позволяет решать задачу создания авермектиновых препаратов с заданной композицией методами генной инженерии и протеомики [2]. Список использованной литературы: Биологическая защита растений. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Агропромиздат, 1986. — 278 с., ил. — (Учебники и учеб. пособия для высш. учеб. заведений). Замотайлов, А.С. История и методология биологической защиты растений. Электронный курс лекций / А.С. Замотайлов. – Краснодар, 2012. – 237 с. Лукин, А. Л. Практическое руководство для выполнения лабораторных работ по курсу " Биологические методы в интегрированной защите растений " [Текст] / А. Л. Лукин — 1. — Воронеж: Воронеж: ФГБОУ ВО ВГАУ, 2023 — 176 c. Романова, А. Б. Интродукция древесных растений : учеб. пособие / А. Б. Романова ; СибГУ им. М. Ф. Решетнева. – Красноярск, 2018. – 86 с. О. В. Федорова, А. И. Назмиева, Э. И. Нуретдинова, Р. Т. Валеева ПРОБИОТИЧЕСКИЕ ПРЕПАРАТЫ НА ОСНОВЕ МИКРООРГАНИЗМОВ РОДА BACILLUS [Текст] / О. В. Федорова, А. И. Назмиева, Э. И. Нуретдинова, Р. Т. Валеева // Вестник технологического университета. — 2016. — № Т.19, №15. — С. 171-173. Goldin E.B., Goldina V.G. Insecticidal activity of harmful cyanobacteria: the role of terpene substances/ E. B. Goldin, V. G. Goldina // G.M. Hallegraeff, S.I. Blackburn, C.J. Bolch & R.J. Lewis (eds.). Harmful Algal Blooms 2000, IOC of UNESCO, Paris, 2001 - P. 403-406. МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ИМПЕРАТОРА ПЕТРА I» КАФЕДРА ЗЕМЛЕДЕЛИЯ, РАСТЕНИЕВОДСТВА И ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО БИОЛОГИЧЕСКИМ МЕТОДАМ В ИНТЕГРИРОВАННОЙ ЗАЩИТЕ РАСТЕНИЙ Ф.И.О студента: Теплова Анна Александровна Форма обучения: Заочная Факультет: Агрономия Курс: 3 Группа 3 с-20 Шифр зачётной книжки: № 202110 Вопросы: 53, 28, 2, 68 Проверил: профессор А.Л.Лукин Оценка_______________________________Подпись_____________________ Дата______________________________________________________________ Воронеж 2023 Вариант 25 2. Краткая история развития биологической защиты растений в нашей стране В России развитие экологических и биологических подходов к защите растений началось в XIX веке. Как уже отмечалось выше, в 1879 г. наш великий соотечественник И.И. Мечников предложил использовать для борьбы с хлебными жуками паразитические грибы, вызывающие эпизоотии. Под его руководством И.М. Красильщиком был создан небольшой завод для выращивания культуры гриба4. Этим была вписана яркая страница в историю микробиологического метода борьбы с вредными насекомыми. За период с 1870 по 1890 г. многое сделали для становления биологического метода И.А. Порчинский, И.Я. Шеверев, И.В. Васильев, Н.В. Кур- 41 дюмов и др. Велики заслуги наших соотечественников в выявлении и испытании эффективности многих энтомофагов. В 1910 г. И.В. Васильев, а в 1911 г. А.Ф. Радецкий перевезли из Астрахани плодожорочную трихограмму и выпустили ее против яблонной плодожорки в садах Ташкента и Самарканда. И.В. Васильев успешно испытал яйцееда клопа-черепашки теленомуса в Купянском уезде Харьковской губернии, где яйцеед уничтожил около 60 % яиц черепашки. Исследования по биологическому методу были продолжены, усилены и поставлены на научную основу в послеоктябрьский период. В 1930 – 1931 гг. во Всесоюзном институте защиты растений, а в последующие годы и в некоторых республиканских институтах, а также в системе АН СССР были созданы лаборатории биологического и микробиологического методов защиты растений, а затем в 1969 г. в Кишиневе организован Всесоюзный НИИ биологических методов защиты растений (ВНИИБМЗР). В стране широко использовались методы размножения и выпуска энтомофагов, сезонная колонизация их, внутриареальное расселение из очагов. Разрабатывались способы акклиматизации ввозимых энтомофагов и др. Хорошие результаты были получены от использования против кровяной тли афелинуса, завезенного в СССР в 1931 г. За 5 лет афелинус акклиматизировался на всей площади, зараженной кровяной тлей (90 тыс. га) и снизил численность этого вредителя до такой степени, что он утратил хозяйственное значение. Также успешно была проведена работа по ликвидации карантинного вредителя ицерии в Аджарии и Краснодарском крае при помощи ввезенной и акклиматизированной коровки – родолии. Одним из важных достижений биометода в послевоенный период было использование псевдофикуса (паразитического перепончатокрылого) против опасного вредителя шелковицы – червеца Комстока, который проник в Среднюю Азию из Японии. Псевдофикус был завезен в Советский Союз в 1948 г., размножен и выпущен в зоне распространения вредителя. Благодаря этому 42 вред от червеца Комстока был сведен до хозяйственно неощутимых размеров и шелководство избавлено от огромных потерь. Биологический метод с успехом использован и против другого опасного вредителя шелковицы японо-китайского происхождения – тутовой щитовки. Для ее подавления был ввезен узкоспециализированный японский паразит – проспальтелля Берлезе. Ввоз паразита позволил подавить первичные очаги щитовки в Абхазии и Аджарии. В 1960 г. в Советский Союз для борьбы с опасным карантинным вредителем, проникшим из Австралии, – цитрусовым мучнистым червецом – был завезен с его родины узкоспециализированный паразит – желтый коккофагус, который уже к осени 1962 г. снизил повреждения цитрусовых в Абхазии до хозяйственно неощутимых размеров. Наряду с ввозом узкоспециализированных энтомофагов ввозились и хищники более широкой кормовой специализации. Среди них – хищный жук криптолемус из семейства коровок, уничтожающий червецов – виноградного, цитрусового, приморского, щетинистого и др. Однако этот активный хищник оказался совершенно неприспособленным к условиям зимовки даже в Абхазии и на Черноморском побережье и зимой гибнет. Поэтому его ежегодно приходится размножать в производственных лабораториях и выпускать в местах распространения вредителей. Аналогично использовали другого переселенца из Австралии – хищного жука линдоруса из того же семейства. Он оказался эффективным хищником, уничтожающим диаспиновых щитовок – коричневой, плющевой, пальмовой, разрушающей. Разводили его в Аджарской производственной лаборатории биометода. Широко используется для борьбы с обыкновенными паутинным клещом и другими паутинными клещами, вредящими в защищенном грунте, завезенный в 1963 г. из Канады хищный клещ фитосейулюс. Его разводили в лаборатории и выпускали в теплицы. Затем был завезен целый ряд видов семейства фитосейид, которые используются отдельно или совместно. 43 Сейчас в России действует большое число лабораторий по наработке этих энтомофагов. Но наибольших размахов достигло в СССР использование наездников рода трихограмма. Против 16 видов вредителей нашли практическое применение четыре вида наездников: трихограмма обыкновенная, бессамцовая, желтая плодожорочная и американская малая (интродуцирована). Наиболее широко применяется трихограмма обыкновенная, эффективно уничтожающая яйца насекомых, вредящих свекле, кукурузе, овощным и плодовым культурам (различают соответственно четыре специализированные расы яйцееда). Трихограмма широко применяется против многих совок: капустной, восклицательной, озимой, клеверной, люцерновой, ипсилон, совки-гамма, черное, гороховой, огородной, хлопковой, а также сопутствующих видов – мотыльков (кукурузного, лугового) и плодожорок (гороховой и др.). Разводят трихограмму на яйцах зерновой моли, культуру которой поддерживают на зерне ячменя. В СССР впервые была создана специальная механизированная линия по разведению зерновой моли и получению ее яиц в массовом количестве. В последние десятилетия для борьбы с опасным вредителем тепличных культур – белокрылкой оранжерейной, особенно на томатах, нашел практическое применение паразит белокрылки – энкарзия, относящийся к отряду перепончатокрылых. Приемы использования природного энтомофага апантелеса были разработаны Н.А. Теленга. Большой круг работ отечественных ученых посвящен активизации божьих коровок, активных хищников тлей и медяниц, хищных жужелиц и других насекомых. Объем применения биометода в СССР из года в год увеличивался и за последние 20 лет существования страны возрос более чем в 20 раз. В 1983 г. биологическими лабораториями и фабриками было произведено энтомофагов для защиты растений на площади 15,6 млн. га, в том числе трихограммы на 14,2 млн. га, мушки фитомизы – 0,2 млн. га, хабробракона – более 44 чем на 1 млн. га, биопрепаратов для обработки – 3,3 млн. га. По данным МСХ СССР, в 1984 г. хищный клещ фитосейулюс применялся в теплицах на общей площади около 36 млн. кв. м, паразит белокрылки энкарзия – на 375 тыс. кв. м, а златоглазка обыкновенная и галлица афидимиза – на площади 300 тыс. кв. м. Биолаборатории и биофабрики оснащались новым оборудованием. К 1986 г. действовало 680 механизированных линий для разведения зерновой моли. Были проведены значительные работы для повышения качества производимых энтомофагов, что позволит значительно повысить эффективность биометода как составной части интегрированной системы защиты растений. Определенные успехи были достигнуты в биологическом методе подавления сорняков. В СССР против опасного сорняка-паразита египетской заразихи с успехом применяют мушку-фитомизу, которая питается ее соками и поедает семена. После «прополки» фитомизой урожай культурных растений повышается в два раза. В 1983 г. в стране фитомиза применялась на 200 тыс. га. Получены определенные успехи в борьбе с амброзией полынолистной. Осенью 1978 г. к нам был завезен в количестве 1500 экземпляров и выпущен на Северном Кавказе и в Казахстане абмрозиевый листоед. Он хорошо акклиматизировался, успешно перезимовал и на следующий год начал активно размножаться. Этому способствовало то, что он, как говорят, занял пустующую экологическую нишу: у него не оказалось пищевых конкурентов. В результате к лету 1980 г. численность популяции достигла миллиона. Предпринимаются попытки использования природных фитофагов, прежде всего конопляной блошки, для борьбы с дикорастущей коноплей. В настоящее время масштабные исследования в области биологической защиты растений проводятся во Всероссийском научно-исследовательском институте защиты растений (ВИЗР – Санкт-Петербург) и Всероссийском научно-исследовательском институте биологической защиты растений (ВНИИБЗР – Краснодар). 28.Интродукция: понятие и основные закономерности Интродукция — введение видов полезных организмов в какую-либо местность, в которой они ранее не встречались, из географически удаленной зоны5. Понятие «интродукция растений» включает в себя активный характер деятельности человека, которая направлена на обогащение местной флоры. Интродукцию растений отличает целеустремленность исследователя при работе с интродуцентами, т. е. осмысленное овладение их полезными свойствами и качествами. Интродукторы занимаются изучением подбора и переноса растений из одних условий существования в другие, познанием закономерностей изменчивости растительных организмов и разработкой методов освоения и использования в народном хозяйстве. Потенциально объектами интродукции являются все растительные организмы, но обычно в качестве таковых выступают представители высших растений. Часто выделение объектов интродукции как древесных, так и травянистых растений, производится по флористическому принципу, обычно за основу берутся одна или несколько флористических областей, например: Восточно-азиатская флористическая область, совокупность флористических областей Южной Америки с умеренно-теплым климатом и т. п. Еще чаще выделение объектов интродукции производится на основе систематического подхода. В традиционной группе травянистых растений часто выделяют группы летников и многолетников. Здесь же возможна классификация объектов по принципу родовых (роды ирис, лилия и др.) и даже видовых комплексов (сорта однолетней астры, гибридного гладиолуса и т. п.). Потенциально объектами интродукции являются все растительные организмы нашей планеты, хотя обычно в качестве таковых выступают представители высших растений, которые традиционно подразделяются на ряд функциональных интродукционных групп. Высшие растения, которые, как это принято в систематике, подразделяют на споровые и семенные растения; среди первых чаще всего объектами интродукции выступают папоротники и селягинеллы, реже – мхи; вторые обычно делят на так называемые голосеменные и покрытосеменные. В свою очередь, у голосеменных растений объектами интродукции отдельно выступают хвойные и саговниковые. Выделение обособленных объектов интродукции среди покрытосеменных растений более сложное и основывается на многих признаках. Общепринято выделение группы древесных ( древовидных) растений, куда включаются и голосеменные растения ( в организационной структуре таких пунктов интродукции, как ботанические сады и дендрологические парки, этой группе соответствуют отделы дендрологии), и группы травянистых растений, с включением в их число споровых растений, соответственно эта группа составляет сферу интродукционной деятельности отделов травянистых (цветочных) растений. Древесные растения как объекты интродукции могут подразделяться на уже упоминавшиеся хвойные (голосеменные) и лиственные растения, иногда выделяют древовидные однодольные растения. По принципу жизненных форм часто выделяют в отдельные группы лианы, пальмы, бамбуковидные злаки и другие. Очень часто выделение объектов интродукции как древесных, так и травянистых растений производится по флористическому принципу, обычно за основу берутся одна или несколько флористических областей, например: Восточноазиатская флористическая область, совокупность флористических областей Южной Америки с умеренно теплым климатом и т. п. Еще чаще выделение объектов интродукции производится на основе систематического подхода, и здесь число вариантов не ограничено. В качестве пункта интродукции могут выступать ботанические, лесные, селекционные, питомниководческие и другие учреждения и хозяйства любой формы собственности, в том числе и частные. В России, например, интродукционными пунктами являются все ботанические сады и дендрологические парки, учреждения селекционной направленности; в ряде стран в качестве таковых активно работают семеноводческие и питомниководческие хозяйства. 53 Bacillus thuringiensis – аэробные бактерии, хорошо развивающиеся на обычных средах преимущественно в слабокислой среде и при высокой температуре. Биологические препараты на основе Bacillus thuringiensis содержат в своем составе спорово-кристаллический комплекс бактерий, с небольшой примесью остатков питательной среды и метаболитов. В составе препаратов микроорганизмы сохраняют жизнеспособность, средства выпускаются в порошке или других формах. Препараты на основе Bacillus thuringiensis – инсектициды ярко выраженного кишечного действия. Механизм действия. При попадании с листьями растений в организм гусениц (личинок), вещество вызывает у вредителей кишечный токсикоз (угнетение секреции пищеварительных ферментов и нарушений функций кишечника). Повреждения, нанесенные кишечному тракту, первоначально нарушают способность гусеницы переваривать пищу и вызывают приостановку питания. Аппетит насекомых снижается через несколько часов после проникновении препарата в тело вредителя[6]. Затем активированный в кишечном тракте токсин вызывает повреждение внутренней оболочки кишечника гусеницы, в результате чего нарушается осмотическое равновесие, приводящее к просачиванию щелочного содержимого кишечника в полость ее тела. Споры прорастают, в полости тела размножаются бактерии, формируется септицемия, в исходе наступает гибель гусениц, которая происходит через 1–4 дня. Var. thuringiensis обладает энтомоцидным и овицидным действием, Var. Kurstaki не имеет таких свойств, но нарушает течение нормальных физиологических процессов у представителей старших поколений: вызывает появление уродливых куколок, нарушает способность имаго к репродукции[1]. Пестициды, содержащие Bacillus thuringiensis для сельского хозяйства: -Биоcлип БТ, П; -Биостоп, Ж C; -Битоксибациллин, П; -Лепидобактоцид, Ж; -Лепидоцид, П%; -Лепидоцид, СК Препараты на основе Bacillus thuringiensis зарегистрированы для борьбы с вредителями картофеля (картофельная моль), капусты и других овощных культур (капустная моль, репная белянка и капустная белянка, огневки (гусеницы 1-2 возраста), капустная совка), яблони, сливы, абрикоса, черешни, груши и других плодовых деревьев (американская белая бабочка (гусеницы 1-3 возраста), плодовая и яблонная моли (гусеницы 1-3 возраста), пяденицы, златогузки, шелкопряды (гусеницы 1-3 возраста), листовертки весенней группы) и мн.др. Токсикологические свойства и характеристики Бактериальные препараты в рекомендуемых дозах безопасны для полезных насекомых; малоопасны для птиц, теплокровных животных, рыб и человека. Bacillus thuringiensis, var. Kurstaki токсичен для тутового и дубового шелкопряда. По токсичности для человека Bacillus thuringiensisvar. Kurstaki относится к 4 классу, Bacillus thuringiensis var. thuringiensis – ко 2 и3. Для пчел токсичность первого принадлежит к 3 и 4, второго – к 1 и 3 классам[4]. Препараты с действующим веществом Bacillus thuringiensis по токсичности для человека относятся к 4 классу опасности (Биоcлип БТ, П) и 3В классу (Биоcтоп, Ж) и характеризуются как малоопасные[4]. По отношению к пчелам класс опасности препаратов равен 3, что говорит об их низкой токсичности по отношению к полезным насекомым[4]. |