Энтомопатогенные грибы

Энтомопатогенные грибы способны поражать большое количество насекомых. Возникающие в результате этого инфекции называют микозами. Микозы насекомых вызывают грибами нескольких классов: Phycomycetes, Ascomycetes, Basidiomycetes и Deuteromycetes (Fungi Imperfecti). Хотя известны сотни видов энтомопатогенных грибов, в основном внимание привлечено к родам Beauveria (возбудитель белой мускардины), Metarrhizium (возбудитель зеленой мускардины) и Enthomophthora.

И. И. Мечников открытием возбудителя зеленой мускардины у хлебного жука и применением препарата из гриба Metarrhizium anisopliae положил начало новому направлению в защите растений. У большинства грибов инфекционной единицей являются конидии. Особенность микроскопических грибов состоит в том, что в отличие от бактерий и вирусов грибы проникают в тело насекомого не через пищеварительный тракт, а непосредственно через кутикулу. Это происходит с помощью физических (аппрессории) и биологических средств (ферменты). При прорастании конидий на кутикуле ростовые трубки могут расти на поверхности или сразу начать проникать в тело насекомого. Аппрессории - вздутия на концах коротких ростовых трубок, прикрепляющиеся к кутикуле и посылающие в хозяина мицелиальные ростки. В большинстве случаев сначала образуются фрагменты мицелия, похожие на дрожжевые клетки, так называемые гифальные тельца, которые циркулируют в гемолимфе, а потом в насекомом начинается развитие гриба. На этой стадии некоторые штаммы вырабатывают токсины в количествах, способных вызвать гибель хозяина, хотя ни один из важных органов тела не бывает инвазирован. Например, Beauveria bassiana продуцирует токсин боверицин.

У штаммов, слабо продуцирующих токсин, нитевидный мицелий заполняет все тело насекомого. Прежде всего гриб заселяет мышечную ткань. После этого образуются конидиеносцы, которые прорывают кутикулу и полностью покрывают мертвую личинку. У несовершенных грибов конидиеносцы и конидии не образуются, если только мертвое насекомое не находится во влажной среде.

Грибы могут заражать насекомых в фазе куколки и имаго, которые обычно этим путем не поражаются другими видами микроорганизмов. Грибам свойственна большая скорость роста и огромная репродуктивная способность. Они имеют покоящиеся споры, способные сохраняться в природе при неблагоприятных условиях. Спектр действия у энтомопатогенных грибов неодинаков, и даже в пределах одного вида существуют штаммы, которые различаются по вирулентности для одного и того же вида насекомого. Особое внимание в настоящее время обращено на возбудителя мускардины. Название этого заболевания насекомых происходит от французского слова, обозначающего засахаренный фрукт. Возбудителем белой мускардины является Beauveria bassiana Vuill, поражающая 60 видов насекомых в СССР. Другим практически важным видом рода Beauveria является В. tenella Del. Это более специфичный паразит и поражает около 10 видов насекомых, преимущественно жуков.

Большой интерес представляют грибные патогены на основе энтомофторовых грибов (класс Phycomycetes), поражающих сосущих насекомых. Эти препараты перспективны в борьбе с различными видами тлей и других сосущих насекомых в открытом и закрытом грунтах. В пораженных насекомых мицелий распадается на отдельные фрагменты - гифальные тела, имеющие неправильную форму и различные размеры. Эти фрагменты разносятся гемолимфой по телу хозяина и постепенно заполняют его, замещая разрушенные ткани. Рост гриба продолжается до тех пор, пока все внутренние органы и ткани не будут разрушены.

Продолжительность периода от прорастания конидий до гибели у крупных насекомых (саранча) составляет 5-8 сут, у мелких (тли) - 2-3 сут. Летальный эффект наступает вследствие нарушения циркуляции гемолимфы и от выделения грибом токсинов и ферментов.

Промышленное производство препаратов на основе грибов рода Enthomophtora пока невозможно, т. к. до сих пор не найдены условия культивирования представителей этого рода на искусственных средах.

Боверин

В Советском Союзе осуществляется промышленное производство грибного препарата боверина на основе конидиоспор гриба Beauveria bassiana (Bals.) Vuill. Препарат выпускается в виде порошка с титром 2-6 млрд. В качестве инсектицидной добавки можно использовать севин, хлорофос, фозалон н др. в количестве 10% от принятой для данного района нормы расхода. В. bassiana может хорошо расти при поверхностном способе культивирования как на жидкой питательной среде, так и на полутвердой среде, основой которой служат пшеничные отруби. Производство боверина основано на глубинном методе выращивания гриба.

Для промышленного производства боверина глубинным методом важным является вопрос получения посевного материала.

Исходный штамм хранят на косяках агаризованного пивного сусла или среде Сабуро. Исходный посевной материал получают выращиванием культуры в колбах с жидкой питательной средой глубинным способом в течение 72-96 ч при температуре 25-28 °С. Засев питательной среды качалочных колб осуществляют смывом культуры с косяков. Полученные в результате выращивания конидиоспоры высушивают лиофильно. Этот посевной материал в течение года сохраняет исходные жизнеспособность и вирулентность. Посевной материал для засева питательной среды ферментатора может быть получен двумя методами: первый - выращивание в качалочных колбах, а затем в инокуляторе; второй - выращивание культуры сразу в инокуляторе. Необходимо получить посевного материала не менее 2% от объема питательной среды ферментатора. Для размножения посевного материала может быть использована среда, содержащая сухие кормовые дрожжи, кукурузную муку и соли магния, калия, натрия.

При культивировании гриба в ферментаторе большое значение имеет поддержание оптимальной температуры, обеспечивающей получение активной культуры с высоким выходом конидиоспор. Следует отметить, что каждый штамм Beauveria Bassiana имеет свой определенный температурный оптимум развития.

При выращивании культуры кроме конидиоспор могут образовываться бластоспоры, что резко снижает активность культуры. Развитие гриба зависит от количества аминного азота в среде. Недостаток его приводит к слабому росту и конидиеобразованию. Чрезмерное содержание аминного азота в среде вызывает обильное образование бластоспор. Оптимальной концентрацией аминного азота в среде является 10-15 мг %. Помимо высокого титра конидиоспор при глубинном культивировании важно, чтобы полученный материал был устойчив к высушиванию и другим внешним воздействиям. Это достигается тем, что в питательную среду при начальном значении pH 4,5-5,6 наряду с источниками азота, углерода и минеральных солей вводят хлорид кальция в количестве 0,75-5,0% от массы среды. При незначительной интенсивности аэрации к 72-88 ч роста культуры титр достигает (3-4)*10 в 8 степени. После фильтрации получают пасту влажностью 70-80% с титром 6-8 млрд. при незначительных потерях энтомопатогенного материала.

Максимальное сохранение жизнеспособных спор (до 90%) обеспечивает лиофильная сушка, при распылительной сушке сохраняется до 50-60% (иногда до 80%) жизнеспособных спор. Как правило, чем выше процент оставшихся после сушки жизнеспособных спор, тем выше их вирулентность. Обычно с 1 м3 культуральной жидкости получают около 4 кг препарата влажностью около 10% и титром 8*10 в 9 степени в 1 г. После определения ЛК50 (летальная концентрация, вызывающая 50%-ную гибель тест-объекта) проводят стандартизацию препарата каолином.

Боверин рекомендуется применять против листогрызущих вредителей сада, а также против яблонной и восточной плодожорки и личинок колорадского жука на картофеле.