ШТАММ ГРИБА BEAUVERIA BASSIANA, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭНТОМОПАТОГЕННОГО ПРЕПАРАТА ПРОТИВ ХЛОПКОВОГО ДОЛГОНОСИКА, БЕЛЯНКИ СЛАДКОГО КАРТОФЕЛЯ И ХЛОПКОВОГО СЛЕПНЯКА, КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ БОРЬБЫ С НАСЕКОМЫМИ-ВРЕДИТЕЛЯМИ, СПОСОБ БОРЬБЫ С НАСЕКОМЫМИ-ВРЕДИТЕЛЯМИ Российский патент 1998 года по МПК A01N63/00 C12N1/14 

Изобретение относится к новому штамму гриба Beauveria bassiana ATCC 74040, композиции на его основе и способу борьбы с насекомыми - вредителями.

Известно, что хлопковый долгоносик является одним из самых известных сельскохозяйственных вредителей в мире. Он является основным вредителем для хлопка и приводит либо к прямому разрушению цветущего растения, либо к уменьшению содержания волокна в коробочке. Потери могут быть слишком велики.

Для борьбы с долгоносиком широко используют химические инсектициды и сельскохозяйственные меры борьбы с вредителями. Существует определенная потребность в альтернативных материалах, которые могут успешно использоваться с существующими средствами борьбы, которые могут терять эффективность вследствие резистентности или других факторов.

Таким образом, удаление долгоносика на ранней стадии формирования коробочки равносильно продуцированию жизнеспособной волокнистой культуры. С возрастанием внимания к защите окружающей среды, уменьшением использования пестицидов, с возрастанием урбанизации и осведомленности, потребность в биопестицидах и стратегии управления насекомыми является острой. Проведены расширенные испытания одного из наиболее удачных материалов - Bacillus thuringiensis - против долгоносика, но и он остается неэффективным.

Известно, что белокрылка сладкого картофеля Bemicia tabaci питается более, чем 500 различными растениями, такими как маниок, сладкий картофель, тыква, томат, бобы, латук, хлопчатник, перец, морковь, огурец, баклажан и арбуз столовый и другие. Наибольшие потери от этого вредителя достигаются за счет непосредственного поедания растений, и за счет косвенных убытков при передаче заболеваний растений.

Доказано, что с белокрылкой сладкого картофеля очень трудно бороться, используя обычные пестициды. Наиболее важным фактором является то, что белокрылка показывает широкий спектр резистентности к хлорированным углеводородам, фосфорорганическим соединениям, карбамату и синтетическим пиретроидным инсектицидам. Очень немногие коммерчески доступные пестициды являются эффективными против белокрылок, и эффективны только в случае применения их несколько раз в неделю.

Химический способ борьбы с этими вредителями имеет и другие существенные недостатки. Например, применение химических пестицидов сопровождается еще и такими существенными недостатками, как загрязнение окружающей среды, создание потенциальной угрозы здоровью сельскохозяйственных рабочих и потребителей, развитие резистентности к химикалиям у видов вредителей, являющихся объектами обработки, вредное действие этих химикалиев на виды, не являющиеся объектами обработки, приводящее в результате к вторичному массовому появлению вредителей, и токсичное воздействие на обрабатываемые растения.

Вследствие проблем, связанных с применением химических пестицидов, требуются безопасные и более эффективные способы борьбы с насекомыми-вредителями. Хотя ведется активный поиск биологических средств борьбы, новейшими средствами борьбы с долгоносиком и белокрылкой сладкого картофеля, пригодными для промышленного применения, остаются небиологические средства борьбы.

Биологические средства борьбы за счет их ограниченной пригодности, стоимости и надежности снижают потенциальную возможность использования этих биологических средств борьбы. Развитие широкого спектра пестицидов должно уменьшить потребность во многих пестицидах на основе продуктов нефтехимии. Путем использования грибов для борьбы с насекомыми-вредителями сводится к минимуму возможность развития резистентности, что, в свою очередь, будет стабилизировать многие программы работ по борьбе с вредителями.

Во многих случаях грибы, используемые для борьбы с насекомыми-вредителями, не обладают эффективностью, требуемой для промышленного применения.

Задачей настоящего изобретения является создание эффективного энтопатогенного штамма гриба Beauveria bassiana, а также композиции на его основе и способа борьбы с насекомыми-вредителями, позволяющего эффективно уничтожать последние.

Поставленная задача достигается новым штаммом гриба Beauveria bassiana ATCC 74040, предназначенного для получения энтомопатогенного препарата против хлопкового долгоносика/ белянки сладкого картофеля и хлопкового слепняка. А также композицией для борьбы с насекомыми-вредителями, включающей в качестве активного ингредиента штамм гриба Beauveria bassiana ATCC 74040.

И способом борьбы с насекомыми-вредителями путем обработки растений или почвы вокруг них энтомопатогенным грибным препаратом, в котором используют штамм гриба Beauveria bassiana ATCC 74040.

Энтомопатогенный гриб Beauveria bassiana представляет собой несовершенный гриб (Fungi imperfacti) и подразделение Deuteromycotonia. Род Beauveria Vuille относится к классу Deuteromycites; и отличается от других родов наличием конидий, которые держатся по одиночке, не располагаются мелкими цепочками, и имеют фертильную часть конидиофоры в форме зигзага и вытянутую кверху. Вид Beauveria bassiana имеет сферические, не эллипсоидальные конидии размером 2-3 - 2-2,5 мкм, и с конидофорами, образующими плотные пучки. Новый изолят Beauveria bassiana является первым известным грибом этого вида, который является высоковирулентным к хлопковым долгоносикам, белянкам сладкого картофеля и хлопковым слепнякам.

Подобно большинству энтомогенных грибов, Beauveria bassiana инициирует заражение путем прорастания споры (конидии), прикрепляющейся к кутикулу насекомого-хозяина, Beauveria bassiana прикрепляется очень прочно к кожице мишени - насекомого - вредителя, и как правило, не удаляется обычными ухаживаниями за ней насекомого. Это иногда может приниматься за высокую вирулентность гриба. Так как гриб пронизывает кожицу вредителя-мишени, инвазийные гифы начинают входить в ткани насекомого-хозяина и ветвиться через гемоцел. Гифальные тела или сегменты гиф распространяются в гемоцели, наполняя гибнущее насекомое мицелием. Появившаяся гифа прорастает сквозь наружный покров и дает споры на наружной поверхности хозяина. Эти споры, или конидии, рассеиваются и способны инфицировать новых хозяев - насекомых - вредителей.

Гриб работает быстро; заметная - 80-90%-ная - гибель насекомых происходит в течение 3-10 дней применения. По существу, более 90% гибели насекомых приходится на одну неделю применения. Может быть использована концентрация спор от 2•10⁸ до 2•10¹⁴ спор на мл носителя. Нормы использования спор могут составлять от 2,5•10¹² до 25•10¹² на га, предпочтительно - от 1,1•10¹² до 15,4•10¹² конидий на га.

Штамм гриба Beauveria bassiana может быть выращен и произведен в массовом количестве способами, применяемыми для культуры Beauveria spp. (Патент США N 4925663).

В соответствии с настоящим изобретением предлагается также биопестицидная композиция для борьбы с определенными насекомыми-вредителями. Биопестицидная композиция содержит энтомопатогенный гриб (штамм гриба Beauveria bassiana ATCC 74040), обладающий вирулентностью против определенных насекомых-вредителей необязательно, подавляющее вещество и стимулятор питания, и, необязательно, феромон. В этом случае контакт с грибом усиливается привлекающими свойствами подавляющего вещества и стимулятора питания, и, необязательно, сочетанием с половым или общим феромоном. Как отмечалось выше, при обсуждении Beauveria bassiana, способ заражения грибом представляет собой, в основном, кутикулярное проникновение проростковой трубочки конидии гриба, и может также происходить через дыхательные пути или пищеварительный тракт (через ротовое отверстие). Кроме того, проглоченные споры грибов, выведенные с фекалиями, могут дать еще один источник контакта с кожицей намеченного насекомого-вредителя. Гибель хозяина наступает либо в результате выделения грибных токсинов, либо за счет разрушения тканей. Гриб растет при температуре 22-53^oC в широком интервале влажности, но высокая влажность необходима для прорастания спор и возрастания производства спор на культурах и растениях, которые защищают биопестицидами.

Подавлявшие вещества и стимуляторы питания могут быть рассчитаны на различных насекомых-вредителей, или подобраны для определения насекомых-вредителей. Когда имеют дело с вредителями хлопчатника, подавляющее вещество и стимулятор питания получают из частей растения хлопчатника и компонентов бутона, предпочтительно, из семян хлопчатника и/или водного экстракта чашечек и андроцеи хлопчатника. Примерами таких насекомых-вредителей являются хлопковый долгоносик, белянка сладкого картофеля и хлопковый слепняк.

Стимулятор питания широкого применения, пригодный для использования в биопестицидной композиции настоящего изобретения, представляет собой комбинацию белка, углеводов и липидного масла, которая может быть составлена в виде водной суспензии, смачивающегося порошка, сухих с текучестью воды, диспергируемой гранулы, гранульной затравки или дуста. Эти три ингредиента могут присутствовать в количестве от 10 до 100 мас.% от веса стимулятора питания. Соотношение протеина, углевода и липидного масла предпочтительно находится в области от 1:1:0,2 до 1:2:0,03, причем предпочтительное соотношение составляет 42,5:55:2,5. Предпочтительно, чтобы источниками белка являлись источники с высоким содержанием белка - от 40 до 70 мас.% белка. Более того, растительные белки предпочтительнее, чем животные. Примерами растительных белков являются белки, находящиеся в соевых бобах, семенах хлопчатника и т.п. Особенно предпочтительной является мука из семян хлопчатника, которые обезжирены (предпочтительно, чтобы содержание жира было менее 4 мас. %), с низким содержанием госсипола (предпочтительно - менее 0,05 мас.%), с высоким содержанием белка (предпочтительно - от 55 до 60 мас.%), тонко размолотая (предпочтительно, чтобы 100% частиц муки из семян хлопчатника имели размер менее 75 мкм), которая содержит от 25 до 30 мас.% углеводов, предпочтительно- около 28 мас.%. Дополнительными источниками углеводов могут быть такие как сахар из сахарного тростника или свекольный сахар. Подобным образом, источниками для добавления липидного масла могут быть такие источники, как рафинированное хлопковое масло, кукурузное масло, соевое масло и т.п.

Муравьи Рихтера могут день ото дня изменять предпочтение в своем питании, разыскивая различный образом сахара, крахмалы, белки и масла. Следовательно, подавляющее вещество и стимулятор питания, содержащие эти четыре компонента, будут универсальными пищевыми стимуляторами, удовлетворяющим переменчивым требованиям к пище муравьев Рихтера.

Подавляющее вещество и стимулятор питания могут иметь дополнительные компоненты, включающие различные типы вспомогательных веществ, известных специалистам, которые включают, но не ограничиваются ими, разбавители, такие как вода, глина и т.п., вспомогательные вещества для образования состава, такие как эмульгаторы, вещества, помогающие применять композиции, такие как диспергаторы, смачиватели, разделители - связующие и т.п., и УФ-стабилизаторы.

Подавляющее вещество и стимулятор питания предпочтительно применять при норме от 0,28 до 11,2 кг на га по отношению к весу источников белка, углеводов и липидного масла. Особенно предпочтителен интервал от 0,58 до 2,9 кг на га по отношению к весу источников белка, углеводов и липидного масла.

Феромон является необязательным в биопестицидной композиции, поскольку подавляющее вещество и стимулятор питания, присутствующие в ней, сами по себе являются привлекательной пищей, которая действует как аттрактант на определенных насекомых-вредителей.

Вообще, феромоны или аттрактанты могут быть классифицированы как половые, пищевые или приманки для откладывания яиц. Дополнительная классификация или разделение на подклассы выделяет хвостовые феромоны, общие (собирательные) и другие феромоны. В широком смысле, половой феромон является запахом, издаваемым одной особью вида, который привлекает другую особь вида противоположного пола с целью спаривания. Присутствие половых феромонов демонстрирует большинство отрядов насекомых, и они могут продуцироваться самцами или самками вида. Во многих случаях аттрактант продуцирует самка вида. Большое число феромонов, которые полезны для биопестицидных композиций настоящего изобретения, могут быть естественного происхождения или получены синтетически. Феромоны и аттрактанты хорошо известны специалистам. Примеры таких феромонов и аттрактантов раскрываются в патентах США NN 4908977 и 3895078, описания которых включены в настоящее ссылкой. Если феромон включается, он может быть введен в биопестицидную композицию в проконтролированной свободной форме.

Предпочтительным феромоном является половой феромон самца долгоносика хлопкового, в которую входят четыре монотерпеноидных компонента, которые раскрываются в патенте США N 3895078. Компоненты представляют собой (I) (+)-цис-2-изопропенил-1-метилциклобутанэтанол; (II) (Z)-3,3-диметил- δ^I,α -циклогексанэтанол; (III) (Z)-3,3-демитил- δ^I,α -циклогексанацетальдегид; (IV) (Е)-3,3-диметил- δ^I,α циклогексанацетальдегид. Эти компоненты, предпочтительно, присутствуют в следующих соотношениях : компонент 1 - от 30 до 35 мас. %, компонент II - от 35 до 40 мас.%, компонент III - от 13 до 15 мас.%, и IV - от 13 до 15 мас.%. Особенно предпочтительно соотношение 30:40-15:15 соответственно. Норма применения феромона предпочтительно составляет от 60 мг до 2500 мг на га, более предпочтительно - от 100 до 1000 мг на га.

В случае хлопковых долгоносиков, предпочтительно применять биопестицидную композицию, когда внешняя температура окружающей среды составляет от 10^oC до 40^oC, которая является благоприятной для полета хлопкового долгоносика. Обработку обычно осуществляют несколько раз с интервалом в пять (5) дней, до тех пор, пока популяция хлопковых долгоносиков не станет ниже хозяйственного порога. Применение гриба и/или биопестицидной композиции можно осуществлять, используя стандартное оборудование, применяемое в сельскохозяйственной индустрии, например, трактор, или аэроплан, снабженные емкостями и насадками для разбрызгивания композиции в жидком носителе.

Кроме активного ингредиента композиция содержит сельскохозяйственный носитель, который представляет собой жидкость, порошок или гранулы.

Предпочтительно, носитель представляет собой производное хлопчатника или воду и смачивающий агент.

Предпочтительно, носитель представляет собой жидкость, а штамм гриба Beauveria bassiana имеет форму спор при соотношении 2•10⁸ - 2•10¹⁴ спор на 1 мл носителя.

Пример. Оценка питательной среды.

Хлопковый долгоносик главным образом питается и размножается на хлопчатнике; хотя и другие растения идентифицированы в качестве альтернативных хозяев. В настоящем примере в качестве потенциальных питательных сред для взрослых долгоносиков оценивают коммерчески доступные материалы, содержащие продукты, выработанные из растения хлопчатника. Оценивают следующие продукты: Proflo, который представляет собой белок, полученный из семян хлопчатника, от Trades Protein Мемфис, Техас; Konsume^TM от Feromone Corporation Inc.

Использование: сельское хозяйство, в частности биологическая защита растений от насекомых-вредителей. Сущность: предметом изобретения является штамм гриба Beauveria bassiana, обладающий патогенной активностью против хлопкового долгоносика, белянки сладкого картофеля и хлопкового слепняка. Используя этот штамм в композиции настоящего изобретения, можно осуществлять борьбу с перечисленными насекомыми-вредителями без угрозы для окружающей среды, которая присутствует при применении химических средств борьбы. 3 с. и 8 з.п.ф-лы.

1. Штамм гриба Beauveria bassiana АТСС N 74040, предназначенный для получения энтомопатогенного препарата против хлопкового долгоносика, белянки сладкого картофеля и хлопкового слепняка. 2. Композиция для борьбы с насекомыми-вредителями, выбираемыми из группы, состоящей из хлопкового долгоносика, хлопкового слепняка или белянки сладкого картофеля, включающая активный агент и сельскохозяйственно приемлемый носитель, отличающаяся тем, что в качестве активного агента она содержит штамм гриба Beauveria bassiana АТСС N 74040 в эффективном количестве. 3. Композиция по п.2, отличающаяся тем, что носитель представляет собой жидкость, порошок или гранулы. 4. Композиция по п.2 или 3, отличающаяся тем, что носитель представляет собой воду и смачивающий агент. 5. Композиция по п.2 или 3, отличающаяся тем, что носитель представляет собой производное растения хлопчатника. 6. Композиция по п.2, отличающаяся тем, что носитель представляет собой жидкость, а штамм гриба Beauveria bassiana имеет форму спор при соотношении 2 х 10⁸ 2 х 10^1 4 спор на 1 млн носителя. 7. Композиция по п.2, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит подавляющее вещество и стимулятор питания для мишени-вредителя. 8. Композиция по п.7, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит ферромон для мишени-вредителя. 9. Композиция по п.2 или 8, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит приманку для хлопкового слепняка. 10. Композиция по п.7, отличающаяся тем, что стимулятор питания получают из хлопчатника. 11. Способ борьбы с насекомыми-вредителями, выбираемыми из группы, состоящей из хлопкового долгоносика, хлопкового слепняка или белянки сладкого картофеля, включающий обработку растений или почвы вокруг них энтомопатогенным грибным препаратом, состоящим из патогена и носителя, отличающийся тем, что в качестве патогена используют штамм гриба Beauveria basiana АТСС N 74040 в эффективном количестве.