Вacіllus thurіngіensіs у мікробіологічному контролі чисельності комах

Проведені дослідження щодо виявлення можливого формування популяційної ентоморезистентності у комах до BtH1 і BtH10, при інфікуванні личинок сублетальними дозами показали, що у популяції Musca domestica L. впродовж десяти генерацій резистентність не виникла.

Чутливість личинок інтактної і контактних популяцій до десятої генерації була на одному рівні (рис. 5). Незначна різниця за показниками ЛК50, з врахуванням об'єму вибірки досліду, свідчить про те, що впродовж десяти генерацій процес формування стійкості в популяціях комах до діючого початку препаратів Bt не виявляється.

Чутливість личинок комарів контактної популяції до біоагента BtH14 залишалася на високому рівні до 11 покоління (рис. 6) і практично не відрізняється від інтактної. Інтервал ЛК50 для інтактних і контактних ліній Aedes aegypti в межах 0,16х10-3% культуральної рідини.

Враховуючи здібність Bt до синтезу п'яти типів білкових ентомотоксинів з подальшою їх кристалізацією, можна передбачати, що формування резистентності якщо і можливе, то лише на рівні фізіологічного відбору популяції. Таким чином, формування резистентності популяцій мух і комарів до Bt не виявлено.

Оцінка ефективності дії мікробних препаратів на основі Bt відносно природної популяції Leptinotarsa decemlineata Say.

Успіх використання мікробних біопрепаратів, у тому числі Bt, залежить від технологічних параметрів його виготовлення і в неменшій мірі від правильної раціональної технології його застосування. На ефективність застосування біопрепаратів впливає цілий ряд технологічних, екологічних, видоспецифічних чинників (фенологія розвитку комах, чутливість до ентомопатогену різних фаз і вікових стадій розвитку, міграція окремих фаз комах, характер оброблюваної рослини, місце локалізації шкідника і таке інше).

В умовах польових дослідів ІСГМ УААН встановлено, що на оброблених ділянках середнє пошкодження рослин картоплі колорадським жуком у варіантах досліду при обприскуванні рослин мікробними і хімічними препаратами становило 24,0%, в варіанті з хімічним препаратом (Банкол) - 16,0%, в варіантах із застосуванням біопрепаратів (БТБ, Бацилотурінг) - 10,0%, проти 73,0% в варіанті чистого контролю без обробок. Високий відсоток загибелі особин колорадського жука відмічено при обробці Банколом - до 97,0% впродовж трьох діб, БТБ та Бацилотурінгом - 91,0?95,0% пролонговано на 6?7 діб. Всі препарати, що використовувалися в польовому досліді, виявили високу ентомоцидність, різко обмежуючи чисельність личинок фітофагу, що забезпечило захист картоплі та сприяло приросту врожаю 74,0-82,0 ц/га (84,1-93,2%), поліпшенню якості бульб (товарність у варіантах становила 79,3-82,6% проти 49,4% в контролі).

В умовах Північно-Західного регіону РФ (Ленінградська область) польовими дослідженнями ВНДІСГМ встановлена висока біологічна ефективність рідкої форми препарату на основі BtН10-18 відносно фітофагу Leptinotarsa decemlineata Say. 94,0% порівняно з хімічними варіантами Децис (95,0%) і Карате (97,8%). Ефективність BtН1-14 і BtН10 -109 у межах 93,0-7,0%. У всіх проведених дослідах біопрепарати за ефективністю не поступалися хімічним еталонам.

Різнобічна дія біоагентів Bt складається з різних параметрів, обумовлених взаємовідношенням патоген-хазяїн. З природної популяції одержана контактна генерація колорадського жука і вивчено вплив сублетальних доз Bt на плодючість і масу жуків отриманої генерації, оцінена ентомоцидна активність BtН1 і BtН10 контактної генерації. Чутливість комах по варіантах досліду, з врахуванням загибелі по днях обліку, виявилася практично на одному рівні 0,23% по показнику ЛК50 (табл. 10).

Таблиця 10 - Чутливість контактної генерації Leptinotarsa decemlineata Say.до BtH1 і BtH10

Встановлено високу ентомоцидну активність BtH1 і BtH10 у випробуваних концентраціях на 7 добу досліду 87,5-100%.

Важливими показниками були кількість відкладених яєць окремими самками, зниження плодючості, відсоток зниження маси: до 80,0?83,0% знизився показник плодючості та до 44,0% вага імаго.

Встановлено, що у варіантах з BtH1 і BtH10 відкладено імаго яєць на 17,0 і 20,5% менше, ніж в контролі. Відмічено сповільнене (пролонговане) відкладання яєць імаго, що були інфіковані у стадії личинок IIIIV віку. Знижена життєздатність личинок дочірнього покоління свідчить про прояв віддаленої дії ентомотоксинів, які продукують бактерії групи Bt. Основною причиною низької плодючості імаго, окрім інтоксикації, слід рахувати також тривале голодування, пов'язане з антифідантною дією штамів Bt. Отже, при оцінці ефективності мікробних препаратів на основі Bt слід враховувати різносторонню дію на комах (сумарний захисний ефект).

Таким чином, встановлено, що мікробні препарати на основі Bt є високоефективними і екологічно безпечними засобами захисту рослин від колорадського жука. При їх застосуванні забезпечується надійний захист рослин, покращується якість отриманої продукції при одночасному збереженні довкілля від забруднення засобами хімізації.

За результатами оцінки ефективності дії ларвіцидних препаратів на основі BtH14 у водоймищах, що заселені комарами Aedes, Culex встановлена висока ентомоцидність, яка проявляється у період активного живлення личинок комах молодшого віку. При потрапленні у травний канал личинок біоагент викликає токсикоз і подальшу їх загибель. Загибель комарів спостерігається впродовж перших трьох діб після обробки (90,0-99,0%). Встановлена ефективна доза рідкої препаративної форми Бактокуліциду, що забезпечує 94,0% загибель личинок різного видового складу кровосисних комарів із урахуванням характеристики водоймища 0,5; 0,75 і 1,0 мл/м2. Найчутливішими до біоларвіциду є личинки комарів родів Aedes, менш чутливі личинки Anopheles.

При використанні біопрепаратів на основі Bt необхідно пам'ятати про особливості та переваги мікробіометоду, які повинні обов'язково враховуватися (різнобічна дія, яка виражається у сумарній ефективності та екологічній безпеці). Сумарний ефект дії Bt набагато вище первинного (летального), оскільки він формується з подальших дій на популяційному рівні.

Оцінка екологічної пріоритетності використання Вacіllus thurіngіensіs.

На основі проведеної оцінки екологічної пріоритетності використання Bt у контролі чисельності комах та відомостей з літератури (Е.А. Мельникова, А.П. Тонконоженко, 1967; М.В. Кандибін, 1989; Т.Г. Омельянець, 2000) доведено відсутність негативної дії біоагентів Bt на корисну ентомофауну, теплокровних тварин, риб, довкілля.

Показано, що біопрепарати BtН1 нешкідливі для життєздатності рудих мурашок (Formica rufa), що мешкають у плодових садах. У дослідах з імаго семикрапчастого жука?сонечка (Coccinella septempunctata) при згодовуванні різними видами попелиць, оброблених BtН1, визначена ЛК50, що становить 2,3%; для личинок І віку золотоочки звичайної ЛК50 склала 0,6% БТБ. Встановлено, що обробка БТБ в 0,5-1,0% концентраціях рослини-медоноса в період активного збору меду не виявляє токсичної дії на бджіл (Apis mellifera). Встановлено, що рівень безпеки штамів Bt для теплокровних не виходить за межі величин, що характеризують інші препарати ентомоцидної дії на основі різних серотипів Bt (ЛД50 для BtН14 10 г/1 кг маси, BtН1 - 6 г/1 кг маси теплокровної тварини).

Біопрепарати фітозахисного призначення можуть бути використані для формування самостійної системи захисту (екологічно орієнтовані системи сільського господарства) або включатися в систему інтегрованого захисту, істотно знижуючи пестицидний прес на агроценози. Важлива перевага біологічних препаратів в тому, що їх використання сприяє збереженню природного біорізноманіття, що забезпечує участь природних агентів у регулюванні чисельності шкідливих об'єктів і призводить до відновлення природної саморегуляції біоценозів. Введення у системи захисту біопрепаратів забезпечує збільшення урожаю основних культур і підвищення якості сільськогосподарської продукції; можливість відмови від використання ряду дорогих і токсичних пестицидів; підвищення родючості грунтів, оздоровлення ґрунтової мікробіоти; можливість переорієнтації господарств на виробництво екологічно чистої продукції. Поза сумнівом, що біопрепарати перевершують пестициди за екологічною і соціальною значимістю, а тому продукція, захищена біометодом, завжди буде чистіша, якісна і, відповідно, економічно вигідніша.

ВИСНОВКИ

У дисертації наведено теоретичне і практичне обґрунтування наукових проблем вдосконалення технології використання ентомопатогенних бактерій Bacillus thuringiensis (Bt) з різним типом контролю чисельності комах, спрямованих на відновлення і підтримку біоценотичної рівноваги в агроекосистемах.

Виділено, відселектовано та ідентифіковано 16 нових штамів ентомопатогенних бактерій Bt з високими виробничо-корисними властивостями (ентомопатогенність, технологічність та ефективність). Комплексні дослідження біологічних особливостей бактерій групи Bt: BtН1, BtН10 і BtН14 з врахуванням біотестування на інсектарних і природних популяціях комах з рядів Diptera, Coleoptera (Musca domestica L., Aedes aegypti, Leptinotarsa decemlineata Say.) дозволили розробити селекційні критерії відбору перспективних, високоактивних штамів-продуцентів: BtH1 -14, BtH1 -20 (біопрепарату Бітоксибацилін з переважною дією на лускокрилих, твердокрилих, двокрилих); BtH1 -187, BtH1 -218, BtH1 -240, BtH1 -302, BtH1 -315, BtH1 -348, BtH1 -330, BtH1 -349 (біопрепарату Бацилотуринг з дією на лускокрилих, твердокрилих); BtH10 -18, BtH10 -23 (біопрепарату Бацикол з дією на твердокрилих); BtH14 -87/19, BtH14 -87/12, BtH14 -87/3, BtH14 -33 (біопрепарату Бактокуліцид, специфічного відносно кровосисних комарів і мошок).

Молекулярно?генетичний аналіз штамів трьох серологічних варіантів ВtН1, ВtН10, ВtН14, заснований на порівнянні нуклеотидних послідовностей за 16S рРНК, показав існування штамового поліморфізму усередині групи ентомопатогенів, що вивчалися, належність до двох філогенетично однорідних ліній (рівень схожості 16S рРНК штамів 1-го і 10-го серотипів становить від 90,0 до 94,0%). Виразних філогенетичних відособленостей між штамами 10-го і 14-го серотипів не виявлено. Гомологія ентомопатогенних штамів обумовлюється також їх токсигенним потенціалом.

В умовах експериментального інфікування визначена ентомоцидність штамів Bt, що продукують біологічно активні метаболіти з контактною активністю, у відношенні: колорадського жука Leptinotarsa decemlineata Say. (біологічна активність штамів BtH1, BtH10 для личинок жука молодшого віку за ЛК50 при титрі спор 3,5?3,6 млрд./мл за ЛК50 склала 0,18?0,19% культуральній рідині відповідно); личинок кімнатної мухи Musca domestica (екзотоксиногенність для личинок ІІ-го віку - від 2,5 до 2,75 мкл/г корму); комара Aedes aegypti (біологічна активність штамів BtН14 для личинок IV-го віку при титрі спор 3,6 млрд./мл через 24 години за ЛК50 становила від 0,12 до 0,16% культуральної рідини).

Встановлено, що розвиток та інтенсивність інфекційних процесів перебувають у прямій залежності від вірулентності та контагіозності мікроба-патогена, а також від видових, індивідуальних особливостей макроорганізму. Аналіз взаємодії Bt var. thuringiensis (BH1) і Bt var. darmstadiensis (BtH10) з контактними личинками колорадського жука (Leptinotarsa decemlineata Say.) молодшого віку показав посилення клітинного розкладання та структурну дезорганізацію середнього відділу кишечника інфікованих личинок (локалізація інфекційного процесу і відповіді від 3 до 10 діб), що вказує на гістопатологічні ефекти ентомотоксинів, що продукуються Bt.

Встановлена багатобічна ентомоцидна дія Bt на популяції комах-шкідників, яка обумовлена прямими антифідантними, летальними і послідовними діями патогена на своїх господарів. До числа метатоксичної дії належать тератогенез, особливо у процесі метаморфозу, дерепродукційний ефект, який знижує число самок, що беруть участь у розмноженні, та кількість яєць, що відкладають. Можливе виникнення епізоотій, залежно від виду хазяїна та умов його мешкання.

Ентомоцидна активність штамів BtН1 по відношенню до личинок Leptinotarsa decemlineata Say. в умовах польових дослідів виражена високими показниками (від 82,0 до 99,0%). Антифідантна дія є результатом порушення трофічних ритмів личинок, інгібірування живлення і, як наслідок, зниження маси личинок молодшого віку на 70,0% порівняно з контролем (без обробок).

Сумарний ефект дії препаратів Bt набагато вищий, ніж первинний (летальний). В польових експериментах встановлено метатоксичний ефект, який виражений у таких показниках: загибель лялечок L. decemlineata Say. становить 36,7-52,0% від загальної кількості шкідника, поява потворних імаго 15,3-19,3% від загальної кількості лялечок, що утворилися, зниження плодючості (по відношенню до контрольних) 44,8-95,9%, загибель личинок дочірнього покоління до 18,0-32,2%.

BtН10 володіє достатньою ентомоцидністю відносно твердокрилих комах, відрізняючись від інших різновидів Bt. Штами BtН10 подібно BtН1 мають антифідантний ефект. Тератогенної та дерепродукційної дії не виявлено. Порівняльні дослідження щодо ентомоцидності штамів BtН1 і BtН10 по відношенню до личинок L. decemlineata Say. в польових умовах виявили їх практично однакову ефективність - 92,0-100%.

BtН14 проявляє високоефективні ларвіцидні властивості по відношенню до личинок кровосисних комарів (Aedes, Culex, Anopheles), мошок. Виявлено його ларвіцидні властивості щодо рисового і грибного комариків (Cricotopus silvestris, Licoriella fucorum) з біологічною ефективністю 94,0-100%.

Оптимізовано умови і параметри глибинного культивування штамів, при яких виявляються високі технологічні, біологічні особливості культур, що дозволяє використовувати їх для регіонального і промислового виробництв біопрепаратів на основі Bt. Розроблено науково-методичні підходи біотехнологічного одержання мікробних препаратів на основі перспективних штамів Bt 1, 10 і 14-го серотипів з виробничо-цінними властивостями і з урахуванням біологічних особливостей мікробів-продуцентів, а також цільових призначень.

Встановлено, що мікробні препарати на основі Bt є високоефективними і екологічно безпечними засобами захисту рослин картоплі та інших культур від колорадського жука. При їх застосуванні в умовах Полісся забезпечується надійний захист рослин впродовж усього періоду вегетації (90,0-98,0%) і значний приріст урожаю картоплі 74,0-82,0 ц/га (84,1-93,2%), покращується якість отриманої продукції (товарність 79,3-82,6% проти 49,4% в контрольному варіанті без обробок препаратами). Показано, що в умовах Північно-Західного регіону Російської Федерації (Ленінградська область) виявляється висока біологічна ефективність препаратів на основі BtН1 і BtН10 (92,0-97,0%).

Розроблено науково-методичні підходи у вивченні чутливості контактної генерації колорадського жука до біоагентів BtH1 і BtH10 з врахуванням впливу сублетальних доз ентомопатогенів на плодючість і вагу жуків отриманої генерації. Результативність дії біопрепаратів за ЛК50 становила 0,23%, ефект післядії виявився у зниженні вагових показників імаго - до 44,0% і плодючості, пролонгованого відкладання яєць імаго, інфікованих у стадії личинок III?IV віку до 80,0-83,0%.

Встановлена висока ефективність застосування Бактокуліциду на основі штамів BtН14 в різних еколого-географічних зонах і типах водоймищ - природних і штучних (включаючи затоплені підвали житлових будинків) 91,0-99,0%. Токсикоз і загибель комарів настають протягом перших трьох діб після обробки. Визначена ефективна доза рідкої препаративної форми Бактокуліциду для різного видового складу кровосисних комарів із врахуванням характеристики водоймищ - від 0,5 до 1,0 мл/м2. Найчутливішими до біоларвіциду є личинки комарів роду Aedes і Culex.

Проведені дослідження щодо виявлення можливого формування популяційної ентоморезистентності у кімнатної мухи до біоагентів BtH1 і BtH10 та препаратам на їх основі при інфікуванні личинок сублетальними дозами показали, що впродовж 10 генерацій процес формування стійкості в популяціях комах на вихідні препаратів Bt не спостерігається. Результати вивчення ларвіцидної активності BtН14 для 11 послідовних генерацій комарів Aedes aegypti інсектарної контактної популяції показала відсутність формування резистентності у личинок. Чутливість контактних личинок всіх 11 генерацій була на рівні вихідних інтактних.

Встановлено, що рівень безпеки штамів Bt для теплокровних не виходить за межі величин, що характеризують інші препарати ентомоцидної дії на основі різних серотипів Bt. Використання біопрепаратів Bt на сільськогосподарських культурах не має негативного впливу на корисну ентомофауну (семикрапчастого жука-сонечка (Coccinella septempunctata), рудих мурашок (Formica rufa), бджіл (Apis mellifera); не призводить до забруднення агроценозу, у тому числі рослин, ґрунту та водоймищ.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

Для вирішення проблем підвищення стійкості сільськогосподарського виробництва, екологічної і соціальної безпеки країни рекомендується застосування інсектицидних, ларвіцидних біопрепаратів із пролонгованим типом ентомотоксичної дії та післядії на популяції комах?шкідників: БТБ і Бацилотуринг на основі BtH1, Бацикол на основі BtH10 (для мікробіоконтролю чисельності лускокрилих, твердокрилих комах (2,0-4,0 кг/га); Бактокуліцид (для контролю чисельності кровосисних комарів і мошок - переносників трансмісивних та інших інфекцій (0,5-2,0 кг на гектарну площу водної поверхні проти комарів роду Aedes, Culex і 2,0-3,0 кг/га - проти комарів роду Anopheles).

Великомасштабним і малотоннажним регіональним системам мікробіологічного виробництва запропоновані технології одержання ентомоцидних біопрепаратів групи Bt (науково-технологічні розробки рідких, пастоподібних рецептурних форм з якісними показниками функціональної активності 3,0 млрд. спор/мл і 20,0-25,0 млрд. спор/г відповідно).

СПИСОК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Монографії

1. Патыка В. Ф. Экология Bacillus thuringiensis /В. Ф. Патыка, Т. И. Патыка. К. : изд-во ПГАА. - 2007. - 216 с.

2. Микробиоконтроль численности насекомых и его доминанта Bacillus thuringiensis /[Н. В. Кандыбин, Т. И. Патыка, В. П. Ермолова, В. Ф. Патыка]. - СПб, Пушкин : Инновационный центр защиты растений, 2009. - 254 с.

Статті у наукових виданнях

3. Патика В. П. Як захиститись від колорадського жука /В. П. Патика,Т. І. Патика //Захист рослин. 2002. №9. С. 7-9. (проведення досліджень, узагальнення отриманих даних, написання статті).

4. Осінній М. Г. Вміст рухомих форм фосфору та урожайність льону олійного під впливом різних систем добрив та обробітку ґрунту із застосуванням сидератів і соломи в сівозміні /М. Г. Осінній, М. В. Патика, Т. І. Патика //Збірник наукових праць Уманського державного аграрного університету (спец. випуск). Біологічні науки і проблеми рослинництва. Умань, 2003. С. 821-825. (аналіз експериментальних і літературних даних, написання статті).

5. Патика Т. І. Біологічний контроль колорадського жука (Leptinotarsa decemlineata) на посівах картоплі /Т. І. Патика, Н. О Машко, С. П. Надкерничний //Агроекологічний журнал. 2003. № 2. С. 61-65. (постановка завдань, збір експериментальних і літературних даних, їх аналіз, написання статті).

6. Patyka T. I. Microbiological method in protection of plants from pests /Т. І. Patyka, N. A. Mashko //Вісник аграрної науки Причорномор'я. - Спец. випуск 3(23). - Т. 2. - Проблеми степового землеробства і рослинництва та їх вирішення в реформованих сільськогосподарських підприємствах. - Миколаїв, 2003. - С. 7073. (постановка завдань, збір експериментальних і літературних даних, їх аналіз, написання статті).

7. Патика Т. І. Біопрепарати на основі Bacillus thuringiensis як ефективний засіб захисту картоплі від колорадського жука /Т. І. Патика, Н. О. Машко, М. В. Патика //Вісник Сумського національного університету. - Серія «Агрономія і біологія». - Вип.7. - Суми, 2003. - С. 190-192. (проведення досліджень, узагальнення отриманих даних, написання статті).

8. Мікробні препарати - важливий фактор біологізації технологій вирощування ярої пшениці /В. П. Патика, Є. П. Копилов, Т. І. Патика, Ю. О. Черницький,С. П. Надкерничний //Агроекологічний журнал. - 2004. №4. - С. 3-6. (аналіз експериментальних і літературних даних, узагальнення отриманих даних, підготовка статті).

9. Особливості регулювання фунгістатичного потенціалу ґрунтів в агроекосистемах за допомогою агротехнічних заходів /М. В. Патика, Т. І. Патика, Ю. А. Нікитюк, Л. В. Потапенко //Корми і кормовиробництво. - 2005. - 55. - С. 88-99. (аналіз експериментальних і літературних даних, підготовка статті).

10. Патыка В. Ф. Экология бактерий рода Bacillus thuringiensis /В. Ф. Патыка, Т. И. Патыка //Вісник Білоцерківського державного аграрного університету. - 2006. Вип. 36. - С. 187-196. (проведення досліджень, узагальнення отриманих даних, написання статті).

11. Патика В. П. Збалансований розвиток агроекосистем і мікробіологічні засоби захисту рослин /В. П. Патика, Т. І. Патика //Вісник Харківського національного аграрного університету. Серія біологія. - 2006. Вип. 2 (9). - С. 128-134. (проведення досліджень, узагальнення отриманих даних, написання статті).

12. Бердников А. М. Лизиметрические исследования круговорота питательных элементов в агроэкосистемах /А. М. Бердников, Н. В. Патыка, Т. И. Патыка //Плодородие. - 2007. 4 (37). - С.7-8. (узагальнення отриманих результатів, аналіз літературних джерел, підготовка статті).

13. Патыка Т. И. Теоретические основы эффективного использования Bacillus thuringiensis для фитозащиты от насекомых-вредителей /Т. И. Патыка, В. Ф. Патыка //Збірник наукових праць Уманського державного аграрного університету. Основи формування продуктивності сільськогосподарських культур за інтенсивних технологій вирощування. - УДАУ, 2008. - С. 258-262. (проведення досліджень, узагальнення отриманих результатів, аналіз літературних джерел, написання статті).

14. Патыка Т. И. К вопросу формирования резистентности насекомых к Bacillus thuringiensis /Т. И. Патыка, В. П. Ермолова, Н. В. Кандыбин //Вестник защиты растений. - 2008. №2. - С.1925. (постановка завдань, проведення досліджень, узагальнення отриманих результатів, написання статті).

15. Патыка Т. И. Формирование популяционной резистентности у насекомых к энтомопатогенным бактериям Bacillus thuringiensis /Т. И. Патыка, В. П. Ермолова, Н. В. Кандыбин, В. Ф. Патыка //Науковий вісник НАУ. - 2008. - 125. - С. 28-36. (постановка завдань, проведення досліджень, узагальнення отриманих результатів, написання статті).

16. Патыка Т. И. Филогенетические взаимосвязи серологических вариантов Bacillus thuringiensis /Т. И. Патыка, Н. В. Патыка, В. Ф. Патыка //Biopolymers and Cell. 2009. Vol. 25, №3. - P. 240244. (проведення досліджень, аналіз літературних і експериментальних даних, написання статті).

17. Патыка Т. И. Токсигенные свойства Bacillus thuringiensis /Т. И. Патыка, В. Ф. Патыка //Мікробіологія і біотехнологія. - 2009. Вип. 5, №1. - С. 5663. (проведення досліджень, аналіз літературних і експериментальних даних, підготовка і написання статті).

18. Патыка Т. И. Энтомоцидность и ларвицидность Bacillus thuringiensis /Т. И. Патыка, Н.В. Патыка, В. Ф. Патыка //Вісник Ужгородського національного університету. - Серія біологія. - 2009. - Вип. 25. - С. 812. (проведення досліджень, аналіз літературних і експериментальних даних, написання статті).

19. Гистологический анализ взаимодействий «энтомопатоген-хозяин» на примере «Вacillus thuringiensis-колорадский жук» /Т. И. Патыка, В. Ф.Патыка, А. Е. Мамчур, Ю. А. Черницкий, Н. В. Патыка //Вісник Полтавської державної аграрної академії. - 2009. №4. С. 3336. (проведення досліджень, аналіз літературних і експериментальних даних, підготовка і написання статті).

20. Патыка Т. И. Роль Вacillus thuringiensis в микробиоконтроле численности вредных насекомых / Т. И. Патыка, В. Ф. Патыка //Виноградарство і виноробство: спец. випуск. Одеса: ННЦ «ІВіВ ім. В.Є. Таїрова». 2009. С. 141145. (проведення досліджень, аналіз літературних і експериментальних даних, написання статті).

21. Патика Т. І. Мікробіоконтроль чисельності шкідливих комах /Т. І. Патыка, В. П. Патика //Вісник аграрної науки. 2009. №12. - С. 46. (аналіз літературних і експериментальних даних, написання статті).

22. Патыка Т. И. Токсигенные особенности энтомопатогенных бактерий Вacillus thuringiensis /Т. И. Патыка, В. Ф. Патыка //Корми і кормовиробництво. 2009. С. 210-215. (планування та постановка експерименту, написання статті).

23. Патенти

24. Пат. 45103 А UA, С12Р1/04, С12N1/20, C12N3/00 Штам ентомопатогенних бактерій групи Bacillus thuringiensis 0239, який використовують для приготування біопрепарату проти листогризучих шкідників сільськогосподарських культур /Патика Т. І., Колбасова В. В.; заявл. 17.05.2001; опубл. 15.03.2002, Бюл. №3.

25. Пат. 56033 А UA, С12Р1/04, С12N1/20, C12N3/00 Спосіб виготовлення пастоподібного ентомоцидного біопрепарату на основі бактерій Bacillus thuringiensis /Патика В. П., Мельничук Т. М., Кузнєцова Л. М., Шерстобоєва О. В., Татарін Л. М., Патика Т. І..; заявл. 12.09.2002; опубл. 15.04.2003, Бюл. №4.

Матеріали наукових конференцій, з'їздів, нарад

26. Патика Т. І. Ізоляція та ідентифікація нових штамів Bacillus thuringiensis для створення препаратів проти листогризучих комах /Т. І. Патика, Н. О. Машко: матеріали Всеукраїнської наук.-практ. конф. молодих вчених і спеціалістів з проблем виробництва зерна в Україні, (Дніпропетровськ, 56 березня 2002 р.). С. 100-101.

27. Патика Т. І. Скринінг ентомопатогенних бактерій Bacillus thuringiensis - біоагентів мікробних препаратів /Т. І. Патика, Н. О. Машко, М. В. Патика: матеріали Всеукр. конф. молодих вчених [?Засади сталого розвитку аграрної галузі?], (Київ, 2830 жовт. 2002 р.). С. 103-104.

28. Патика М. В. Вплив сидератів та мінеральних добрив на вміст рухомих форм фосфору у ґрунті /М. В. Патика, Т. І. Патика: матеріали Всеукр. наук.-практ. конф. [?Проблеми сучасного землекористування?], (Чабани, Київ, 2628 листоп. 2002 р.). С. 51-52.

29. Патика Т. І. Использование метода биологического контроля колорадского жука на посадках картофеля /Т. І. Патика, Н. О. Машко, М. В. Патика: материалы Международ. юбилейной научно-практ. конф., посвященной 75-летию Института картофелеводства Национальной академии наук Беларуси, (Самохваловичи, Минск, 710 июля, 2003 г.). - Ч. 2. С. 185-189.

30. Патика Т. І. Bacillus thuringiensis - фактор гомеостазу агроекосистем /Т. І. Патика, Н. О. Машко: матеріали Х з'їзду Товариства мікробіологів України, 1517 верес. 2004 р. - Одеса : Астропринт, 2004. - С. 253.

31. Патика Т. І. Збереження цілісності агроландшафтів за рахунок біоінсектицидів на основі ентомопатогенних бактерій Bacillus thuringiensis /Т. І. Патика: матеріали Всеукр. наук.-практ. конф., присвяченої пам'яті М. М. Гришка - видатного селекціонера, генетика, ботаніка та громадського діяча [?Наукова спадщина академіка М. М. Гришка?], (Глухів, 1213 квіт. 2005 р.). С. 117-118.

32. Особливості регулювання фунгістатичного потенціалу ґрунтів в агроекосистемах за допомогою агротехнічних заходів /М. В. Патика, О. М. Бердніков, П. В. Писаренко, Т. І. Патика: матеріали наук.-практ. конф. [?Агроекологічні проблеми сьогодення та шляхи їх вирішення?], (Полтава, 31 травн.1 черв. 2005 р.). - С. 7-8.

33. Патыка Т. И. Энтомопатогенные бактерии bacillus thuringiensis в биоконтроле фитофагов /Т. И. Патыка, Н. В. Патыка, Н. В. Кандыбин: материалы международ. науч.-практ. конф. [?Технологии создания биологических средств защиты растений на основе энтомофагов, энтомопатогенов, микробов-антагонистов и применения их в открытом и закрытом грунтах. Биологическая защита растений - основа стабилизации агроэкосистем?], (Краснодар, 2022 сент. 2006 г.). Вып. 4. - С. 243-244.

34. Патыка Т. И. Оценка воздействия Bacillus thuringiensis на окружающую среду /Т. И. Патыка, В. Ф.Патыка: матеріали міжнарод. наук.-практ. конф. [?Екология: наука, освіта, природоохоронна діяльність?] /Уманський держ. пед. ун-т ім. Павла Тичини. - К. : Науковий світ, 2007. - С. 60-61.

35. Patyka T. I. Use entomopathogenes Bacillus thuringiensis for the biocontrol and maintenance homeostasis in agroecosystems /T. I. Patyka, V. P. Ermolova, N. V. Kandybin: материалы Международной науч. конф. [?С. П. Костычев и современная сельскохозяйственная микробиология?], (Ялта, 812 октября, 2007 г.). С. 84.

36. Patyka T. Perfection of microbial preparations on the basis of Bacillus thuringiensis /T. Patyka : рostgraduate сourse [?Applied and fundamental aspects of responses process in the root-microbe systems and Meeting of the plant-microbe interactions?], (St.-Petersburg, Russia, june 25 july 2, 2007). Р. 91.

37. Патыка Т. И. Микробиологический метод фитозащиты от насекомыхвредителей / Т. И. Патыка : матеріали Мiжнарод. наук.-практ. конф., присвяченої 75-рiччю з дня народження д.е.н., проф. Рабштини В. М. [?Формування конкурентноздатностi пiдприемств АПК?], (Полтава, 2122 травня 2008 р.). - С. 20-25.

38. Патыка Т. И. Биопрепараты фитозащитного назначения на основе энтомопатогенов Вacillus thuringiensis /Т. И. Патыка, Н. В. Патыка: материалы Всерос. науч.-практ. конф. [?Проблемы региональной экологии в условиях устойчивого развития?], (Киров, 25-27 ноября, 2008 г.). - Вып. VI (1). С. 228-231.

39. Патыка В. Ф. Энтомотоксины Вacіllus thurіngіensіs и их роль в биоконтроле численности насекомых /В. Ф. Патыка, Т. И. Патыка, Н. В. Кандыбин: материалы науч.-практ. конф. [?Биологически активные вещества: фундаментальные и прикладные вопросы получения и применения?], (Новый Свет, АР Крым, Украина, 2530 мая, 2009 г.). - С. 377-378.

40. Patyka T. I. Perfection of microbic preparations on the basis of bacillus thuringiensis /T. I. Patyka : матеріали ХІІ з'їзду Товариства мікробіологів України, Ужгород, 2430 травня 2009 р. С. 330.

41. Кандыбин Н. В. К вопросу формирования популяционной резистентности насекомых к bacillus thuringiensis /Н. В. Кандыбин, В. П. Ермолова, Т. И. Патыка: матеріали ХІІ з'їзду Товариства мікробіологів України, Ужгород, 2430 травня 2009 р. С. 306.

42. Патыка Т. И. Энтомоцидность и ларвицидность Bacillus thuringiensis /Т. И. Патыка: матеріали VI наук. конф. [?Мікробіологія в сучасному сільськогосподарському виробництві?], (Чернігів, 2930 вересня 2009 р.). С. 68-69.

43. Микробиоконтроль численности насекомых и его доминанта Bacіllus thurіngіensіs /Н. В. Кандыбин, Т. И. Патыка, В. П. Ермолова, В. Ф. Патыка: матеріали ІІ Всеукр. з'їзду екологів з міжнарод. участю, Вінниця, 2326 вересня 2009 р. - С. 437-440.

44. Науково-методичні роботи

45. Хетомик - эффективный, безопасный, ростстимулирующий биопрепарат для повышения урожайности картофеля /[С. П. Надкерничный, Е. П. Копылов, Ю. А. Черницкий, Т. И. Патыка, Н. А. Машко] //Информационный листок. Чернигов : Черниговский ЦНТЭИ. 2003. № 37. - 3 с.

46. Регулювання фунгістатичного потенціалу ґрунтів в агроекосистемах за допомогою агротехнічних заходів та сидерації: методичні рекомендації /[О. М. Бердніков, М. В. Патика, І. В. Гриник, Т. І. Патика, В. Чайковська, Я. В. Чабанюк, С. В. Пономаренко, Л. В. Потапенко]. - К., 2005. - 30 с.

47. Календарь эффективного применения микробиопрепаратов на основе энтомопатогенов Вacillus thuringiensis для контроля численности насекомых /[В. Ф. Патыка, Н. В. Кандыбин, Т. И. Патыка, В. П. Ермолова]. - К., 2007. - 28 с.

Патика Т.І. Вacіllus thurіngіensіs у мікробіологічному контролі чисельності комах. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора сільськогосподарських наук зі спеціальності 03.00.07 мікробіологія. Уманський державний аграрний університет, Умань, 2010.

У дисертаційній роботі викладено результати досліджень і дано комплексну характеристику корисних біологічних особливостей нових штамів Bt різних серотипів (Н1, Н10 і Н14) у рамках виробництва і застосування екологічно безпечних препаратів для мікробіологічного контролю чисельності комах?шкідників, спрямованого на відновлення і підтримку біоценотичної рівноваги в агроекосистемах.

Показано, що селекційні штами Bt є активними продуцентами ентомотоксинів: високий рівень екзотоксиногенності та ентомоцидної активності штамів BtН1 і BtН10 щодо контактних генерацій Leptinotarsa decemlineata Say., Musca domestіca L., ларвіцидність штамів BtН14 відносно Aedes aegypti. Встановлено, що розвиток інфекційних процесів та їх інтенсивність перебувають у прямій залежності від вірулентності і контагіозності мікроба?патогена, а також від видових та індивідуальних особливостей макроорганізму.

Уперше проведено філогенетичний аналіз сероваріантів ентомопатогенних бактерій Bt. Використовуючи комбінацію даних за вивченням 16S рРНК, отримані візуально наочні фінгерпринти і підтверджено видову належність штамів і філогенетичні взаємозв'язки усередині виду. При порівнянні нуклеотидних послідовностей за 16S рРНК встановлено існування штамового поліморфізму в середині групи ентомопатогенів ВtН1, ВtН10, ВtН14, який пов'язаний з їх ентомоцидною активністю.

Розроблено науково-методичні підходи біотехнологічного одержання мікробних препаратів на основі перспективних штамів Bt з виробничо?цінними властивостями і з врахуванням особливостей мікробів-продуцентів, а також цільових призначень.

Створено новий методичний напрям та запропоновано методи оцінки формування можливої популяційної ентоморезистентності щодо бактерій Bt та препаратам, створеним на їх основі, та дано оцінку багатобічної дії біоагентів Bt на комах-шкідників (антифідантна, метатоксична). Науково-практичні розробки рекомендуються і можуть бути використані для розвитку великомасштабних і регіональних систем виробництва біопрепаратів на основі Bt, для застосування їх з різними механізмами дії в агробіоценозах як екологічно пріоритетних засобів контролю чисельності популяцій комах?шкідників.

Ключові слова: ентомопатогенні бактерії Bacillus thuringiensis, екзотоксиногенність, ентомоцидна активність, ларвіцидність, ентоморезистентність, антифідантна дія, метатоксична дія, біопрепарати, контроль чисельності комах.

Патыка Т.И. Вacіllus thurіngіensіs в микробиологическом контроле численности насекомых. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук по специальности 03.00.07 микробиология. Уманский государственный аграрный университет, Умань, 2010.

В диссертационной работе изложены результаты исследований и дана комплексная характеристика полезных биологических особенностей новых штаммов Bt разных серотипов (Н1, Н10 и Н14) в рамках производства и применения экологически безопасных препаратов для микробиологического контроля численности насекомых-вредителей, направленного на восстановление и поддержание биоценотического равновесия в агроэкосистемах.

В результате разработки селекционных критериев отбора высокоэффективных и перспективных штаммов энтомопатогенных бактерий Вt трех серологических вариантов (Н1, Н10 и Н14), предусматривающих оптимизацию практически ценных свойств, проведен анализ их биологических показателей (продуктивности, биологической активности и уровня экзотоксинообразования). Показано, что селекционные штаммы Bt являются активными продуцентами энтомотоксинов c высоким уровнем экзотоксиногенности и энтомоцидной активности штаммов BtН1 и BtН10 относительно контактных генераций Leptinotarsa decemlineata Say и Musca domestіca L. и ларвицидной активностью штаммов BtН14 относительно Aedes aegypti. Установлено, что развитие инфекционных процессов и их интенсивность находятся в прямой зависимости от вирулентности и контагиозности микроба?патогена, а также от видовых и индивидуальных особенностей макроорганизма.

Впервые проведен филогенетический анализ серовариантов энтомопатогенных бактерий Bt. Используя комбинацию данных по изучению 16S рРНК, получены визуальнонаглядные фингерпринты и подтверждена видовая принадлежность штаммов и филогенетические взаимосвязи внутри вида. При сравнении нуклеотидных последовательностей по 16S рРНК установлено существование штаммового полиморфизма внутри группы энтомопатогенов ВtН1, ВtН10, ВtН14, который связан с их энтомоцидной активностью. На основе установленных отличий по морфологическим, физиолого-биохимическим, серологическим характеристикам штаммов Вt установлена их принадлежность к двум филогенетически однородным линиям. Уровень сходства 16S рРНК штаммов 1-го и 10-го серотипов составляет от 90,0 до 94,0%. Отчетливой филогенетической обособленности между штаммами 10-го и 14-го серотипов не выявлено.

Разработаны научно-методические подходы биотехнологического получения микробных препаратов на основе перспективных штаммов Bt с производственно-ценными свойствами и с учетом особенностей микробов?продуцентов, а также целевых назначений.

Создано новое методическое направление и предложены методы оценки формирования возможной популяционной энтоморезистентности относительно бактерий Bt и препаратам, созданным на их основе и дана оценка многостороннего действия биоагентов Bt на насекомых?вредителей (антифидантное, метатоксическое). Суммарный эффект действия энтомотоксинов и сопутствующих метаболитов намного выше первичного (летального), так как он формируется из последующих воздействий на популяционном уровне. Контактно-кишечное действие биопрепаратов Bt на насекомых обусловливает максимальный инсектицидный эффект и гарантированное сдерживание численности вредоносных объектов на уровне, не превышающем экономического порога вредоносности.

Научно-практические разработки рекомендуются и могут быть использованы для развития крупномасштабных и региональных систем производства биопрепаратов на основе Bt, для применения их с разными механизмами действия в агробиоценозе как экологически приоритетных средств контроля численности популяций насекомых-вредителей.

Ключевые слова: энтомопатогенные бактерии Bacillus thuringiensis, экзотоксиногенность, энтомоцидная активность, ларвицидность, энтоморезистентность, антифидантное действие, метатоксическое действие, биопрепарат, контроль численности насекомых.

T.I. Patyka. Вacіllus thurіngіensіs in the microbiological control of number of insects. - Manuscript.

The dissertation on competition of a scientific degree of the doctor of agricultural sciences on a speciality 03.00.07 microbiology. Umansky state agrarian university, Uman, 2010.

In dissertational work results of researches are stated and the complex characteristic of useful biological features new strains Bt different serotypes (Н1, Н10 and Н14) within the limits of manufacture and application of ecologically safe preparations for the microbiological control of number insects?pests, directed on restoration and support biocoenotic balance in agroecosystems is given.

It is shown, that selection strains Bt are active producers entomotoxines: high level exotoxicogenic and entomocyde activity strains BtН1 and BtН10 concerning contact generations Leptinotarsa decemlineata Say., Musca domestіca L., larvicidal activity strains BtН14 rather Aedes aegypti. It is established, that development of infectious processes and their intensity are in direct dependence from virulence and contagiousness microbe?pathogen, and also from specific and macroorganism specific features.

For the first time the phylogenetic analysis serovariants entomopathogenic bacteria Bt is carried out. At comparison nucleotide sequences on 16S rRNA existence strains polymorphism in group entomopathogenes ВtН1, ВtН10, ВtН14 which is connected from them entomocyde activity is established.

Are developed methodological approaches of biotechnological reception of microbic preparations on the basis of perspective strains Bt with industrial-valuable properties and taking into account features microbe?? producers, and also special-purpose designations.

The new methodical direction of an estimation of formation possible population entomoresistance concerning bacteria Bt and to the preparations created on their basis is created and the estimation of multilateral action of bioagents Bt on insects?pests (antifidant action, metatoxic) is given. Scientifically-practical workings out are recommended and can be used for development of large-scale and regional systems of manufacture of biological products on the basis of Bt, for application of microbiological products with different mechanisms of action in agrocenosis as ecologically priority control devices of number of populations insects?pests.

Keywords: entomopathogenic bacteria Bacillus thuringiensis, exotoxicogenic, entomocyde activity, larvicidal activity, entomoresistance, antifidant action, metatoxic action, biopreparation, the control of number of insects.

Размещено на Allbest.ru