RU2706162C1 - Применение хлорогеновой кислоты в качестве синергиста инсектицидов на основе энтомопатогенных бактерий Bacillus thuringiensis - Google Patents

Применение хлорогеновой кислоты в качестве синергиста инсектицидов на основе энтомопатогенных бактерий Bacillus thuringiensis Download PDF

Info

Publication number
RU2706162C1
RU2706162C1 RU2019118697A RU2019118697A RU2706162C1 RU 2706162 C1 RU2706162 C1 RU 2706162C1 RU 2019118697 A RU2019118697 A RU 2019118697A RU 2019118697 A RU2019118697 A RU 2019118697A RU 2706162 C1 RU2706162 C1 RU 2706162C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chlorogenic acid
bacteria
bacillus thuringiensis
colorado potato
potato beetle
Prior art date
Application number
RU2019118697A
Other languages
English (en)
Inventor
Иван Михайлович Дубовский
Екатерина Валерьевна Гризанова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет"
Priority to RU2019118697A priority Critical patent/RU2706162C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2706162C1 publication Critical patent/RU2706162C1/ru

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N31/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic oxygen or sulfur compounds
    • A01N31/04—Oxygen or sulfur attached to an aliphatic side-chain of a carbocyclic ring system
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N31/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic oxygen or sulfur compounds
    • A01N31/06—Oxygen or sulfur directly attached to a cycloaliphatic ring system
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N31/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic oxygen or sulfur compounds
    • A01N31/08—Oxygen or sulfur directly attached to an aromatic ring system
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N31/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic oxygen or sulfur compounds
    • A01N31/08—Oxygen or sulfur directly attached to an aromatic ring system
    • A01N31/16—Oxygen or sulfur directly attached to an aromatic ring system with two or more oxygen or sulfur atoms directly attached to the same aromatic ring system
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N37/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic compounds containing a carbon atom having three bonds to hetero atoms with at the most two bonds to halogen, e.g. carboxylic acids
    • A01N37/08—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic compounds containing a carbon atom having three bonds to hetero atoms with at the most two bonds to halogen, e.g. carboxylic acids containing carboxylic groups or thio analogues thereof, directly attached by the carbon atom to a cycloaliphatic ring; Derivatives thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N65/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing material from algae, lichens, bryophyta, multi-cellular fungi or plants, or extracts thereof

Abstract

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для увеличения биологической эффективности инсектицидов на основе бактерий Bacillus thuringiensis. Увеличение эффективности биологических инсектицидов достигается путем использования хлорогеновой кислоты в качестве синергиста бактерий. Показано увеличение процента гибели личинок колорадского жука при совместном применении хлорогеновой кислоты и смеси спор и кристаллического эндотоксина энтомопатогенных бактерий Bacillus thuringiensis ssp tenebrionis. Совместное использование хлорогеновой кислоты и чистого кристаллического эндотоксина энтомопатогенных бактерий Bacillus thuringiensis ssp tenebrionis дает достоверно высокий уровень синергизма, выражающийся в увеличении гибели личинок колорадского жука. 2 табл., 2 пр.

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к защите растений от насекомых вредителей, и может быть использовано для биологического контроля численности колорадского жука Leptinotarsa decemlineata.
Одним из наиболее опасных вредителей картофеля в России является колорадский жук Leptinotarsa decemlineata Say (Coleoptera, Chrysomelidae), потери урожая клубней от которого нередко превышают 30%. По уровню численности и вредоносности его относят к числу супердоминантных вредоносных видов насекомых. В связи с этим получение высоких и стабильных урожаев картофеля практически невозможно без применения научно обоснованных систем защитных мероприятий. По данным, представленным в международной базе данных, колорадский жук приобрел устойчивость к 51 препарату из различных классов инсектицидов в 46 регионах мира. Развитие резистентности к инсектицидам в популяциях колорадского жука приводит к увеличению норм расхода препаратов и количества обработок. Это увеличивает себестоимость конечной продукции, приводит к загрязнению окружающей среды, нарушению равновесия в биоценозах вообще и агроценозах в частности.
Большее распространение для контроля численности колорадского жука получили биопрепараты на основе экзотоксина бактерий В. thuringiensis, который является наиболее опасным для окружающих объектов, поскольку показан терратогенный эффект по отношению к насекомым и токсин способен проникать через покровы членистоногих. Известен штамм В. thuringiensis var. thuringiensis - продуцент промышленного препарата на основе экзо и эндотоксина бактерий - битоксибациллина.
Недостаток штамма В. thuringiensis var. thuringiensis - низкая патогенность в отношении колорадского жука и использование экзотоксина. В основном, для увеличения эффективности биопрепарата проводят селекцию штаммов для повышения энтомоцидной активности в отношении колорадского жука. Например, штамм 16Т100/18, полученный в 2012 году путем селекции штамма В. thuringiensis 16Т100 (Патент РФ №2559548, 2015).
В настоящее время социальные требования к получению экологически чистой растениеводческой продукции предусматривают развитие биологических методов защиты растений, в том числе необходимо совершенствование уже существующих биопрепаратов на основе энтомопатогенных микроорганизмов. Бактерии Bacillus thuringiensis (БТ) являются наиболее широко представленной основой многих биологических инсектицидов во всем мире для защиты растений от насекомых вредителей сельского и лесного хозяйства, а также переносчиков заболеваний опасных для человека.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) к предлагаемому изобретению является усниновая кислота, используемая как синергист инсектицидов на основе энтомопатогенных микроорганизмов (патент РФ №2328493, 2008). Усниновая кислота выступает синергистом биопрепаратов на основе грибов, а также биопрепарата Битоксибациллин, в основе которого эндо и экзотоксин бактерий Bacillus thuringiensis.
Недостаток прототипа - использование экзотоксина бактерий в отношении личинок колорадского жука. Экзотоксин представляет собой термоустойчивый токсин нуклеотидной природы, который бактерии синтезируют в внешнюю среду при размножении; он является опасным для нецелевых насекомых и клещей, поскольку токсин способен проникать через покровы членистоногих и вызывать тератогенный эффект.
Еще одним близким техническим решением (прототипом) к предлагаемому изобретению являются модификации усниновой кислоты, которые показали высокую эффективность при совместном использовании с энтомопатогенными грибами и бактериями против личинок колорадского жука (патент РФ №2448464, 2012).
Недостаток данного прототипа - использование смеси грибов и бактерий против колорадского жука, а также использование химически модифицированной усниновой кислоты (фторпроизводные усниновой кислоты), которые являются химически токсичными веществами.
Задачей изобретения является безопасный и эффективный синергист инсектицидов на основе энтомопатогенных бактерий В. thuringiensis для контроля численности колорадского жука. Поставленная задача решается применением хлорогеновой кислоты формулы 1 в качестве синергиста инсектицидов на основе энтомопатогенных бактерий В. thuringiensis.
Figure 00000001
Вторичные метаболиты (ВМ) растений являются биологически активными соединениями, которые содержатся в каждом растении. Многообразие взаимоотношений растений и насекомых включает в себя как антагонистическое действие ВМ на организм насекомого, так и адаптацию насекомых - фитофагов к аллелохемикам кормовых растений. Антагонистическое действие ВМ растений на организм насекомого заключается в том, что ВМ могут оказывать на фитофагов прямое токсическое действие с летальным исходом или вызывать у них различную степень расстройства пищеварительной, нервной, половой, кровеносной и других физиологических систем. Значение веществ вторичного обмена в защите растений от фитофагов может усиливаться после разрушения растительной клетки. Помимо токсичного действия, ВМ могут вызывать антинутриентный и репелентный эффект. Среди известных ВМ растений наиболее распространенным классом веществ, играющим ведущую роль в защите против фитофагов, являются фенольные соединения. Для фенолов описана способность связывать питательные вещества, понижать активность пищеварения насекомых, а также выступать в роли токсинов, что может приводить к снижению массы личинок и куколок, плодовитости имаго, а также к увеличению смертности. Один из основных механизмов токсичности фенолов заключен в их способности окисления до хинонов с образованием активированных кислородных метаболитов. Развитие бактериальной инфекции сопровождается развитием окислительного "стресса", соответственно, использование прооксиданта совместно с бактериями позволит повысить токсичность биопрепарата для насекомых. Хлорогеновая кислота, распространенный о-дегидрооксифенол, который продуктами своего окисления негативно влияет на насекомых.
Синергетические свойства хлорогеновой кислоты изучались на личинках колорадского жука природных популяций (Leptinotarsa decemlineata Say), собранных в районах НСО, на участках, свободных от обработок инсектицидами. Насекомых содержались при 28°С, с 12/12 часовым световым режимом, на естественном корме (свежесрезанная ботва картофеля), в вентилируемых пластиковых контейнерах. Для заражения насекомых использовались бактерии Bacillus thuringiensis ssp. tenebrionis. Инфицирование насекомых бактериями проводилось пероральным способом, путем нанесения суспензии спор и кристаллического эндотоксина или только эндотоксина бактерий на поверхность листьев картофеля. Обработанные листья помещали в контейнер с насекомыми.
Для оценки влияния хлорогеновой кислоты на развитие инфекционного процесса проводилась совместная обработка корма насекомых бактериями и хлорогеновой кислотой. Хлорогеновая кислота растворялась в воде в концентрации 5 мг/мл, затем добавлялась к суспензии спор и кристаллического эндотоксина бактерий. Полученная суспензия использовалась для нанесения на поверхность листьев для скармливания насекомым. В контрольном варианте использовалась обработка листвы стерильной водой. Кроме того, отдельные варианты листвы были обработаны только хлорогеновой кислотой или только суспензией бактерий.
Эффективность использования хлорогеновой кислоты в качестве синергиста для биопрепаратов на основе бактерий Bacillus thuringiensis продемонстрировано полученными результатами.
Пример 1. При совместном скармливании хлорогеновой кислоты в концентрации 5 мг/мл и бактерий В. thuringiensis в титре 5*108 личинкам колорадского жука L. decemlineata третьего возраста было зарегистрировано достоверное (р<0,05) увеличение процента смертности, по сравнению с насекомыми, зараженными только бактериями В. thuringiensis (Табл. 1). При совместном скармливании хлорогеновой кислоты в концентрации 5 мг/мл и бактерий В. thuringiensis в титре 109 личинкам колорадского жука L. decemlineata третьего возраста было зарегистрировано достоверное (р<0,05) увеличение процента смертности, по сравнению с насекомыми, зараженными только бактериями В. thuringiensis (Табл. 1). В контроле и варианте со скармливанием только хлорогеновой кислоты гибель отсутствовала.
Figure 00000002
Пример 2. В серии экспериментов с использованием очищенного от спор эндотоксина бактерий В. thuringiensis совместно с хлорогеновой кислотой было установлено, что хлорогеновая кислота обладает свойством существенно увеличивать чувствительность насекомых к эндотоксину бактерий. Показано, что при совместном скармливании очищенного эндотоксина бактерий В. thuringiensis в титре 108, 2*108, и 109 и хлорогеновой кислоты в концентрации 5 мг/мл личинкам колорадского жука L. decemlineata третьего возраста было зарегистрировано достоверное (р<0,05) увеличение процента смертности, по сравнению с насекомыми, зараженными только бактериями В. thuringiensis (Табл. 2). В контроле и варианте со скармливанием только хлорогеновой кислоты гибель отсутствовала. Сильный синергетический эффект в варианте с самым низким титром эндотоксина бактерий и хлорогеновой кислоты свидетельствует о высоком потенциале для использования хлорогеновой кислоты в качестве агента, повышающего эффективность биопрепаратов на основе бактерий.
Figure 00000003
Таким образом, при применении хлорогеновой кислоты в качестве синергиста биопрепаратов на основе бактерий Bacillus thuringiensis:
- увеличивается процент смертности личинок колорадского жука по сравнению с отдельным заражением спорами и эндотоксином бактерий Bacillus thuringiensis;
- увеличивается процент смертности личинок колорадского жука по сравнению с отдельным заражением эндотоксином бактерий Bacillus thuringiensis;
Преимущества использования хлорогеновой кислоты в качестве синергиста инсектицидов на основе бактерий Bacillus thuringiensis в том, что хлорогеновая кислота - вещество природного происхождения, а поэтому безопасна для человека, полезных животных, не накапливается в получаемой продукции и окружающей среде, а так же в ее способности повышать чувствительность насекомых к бактериям Bacillus thuringiensis.

Claims (3)

  1. Применение хлорогеновой кислоты формулы 1
  2. Figure 00000004
  3. в качестве синергиста биологических инсектицидов на основе бактерий Bacillus thuringiensis.
RU2019118697A 2019-06-14 2019-06-14 Применение хлорогеновой кислоты в качестве синергиста инсектицидов на основе энтомопатогенных бактерий Bacillus thuringiensis RU2706162C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019118697A RU2706162C1 (ru) 2019-06-14 2019-06-14 Применение хлорогеновой кислоты в качестве синергиста инсектицидов на основе энтомопатогенных бактерий Bacillus thuringiensis

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019118697A RU2706162C1 (ru) 2019-06-14 2019-06-14 Применение хлорогеновой кислоты в качестве синергиста инсектицидов на основе энтомопатогенных бактерий Bacillus thuringiensis

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2706162C1 true RU2706162C1 (ru) 2019-11-14

Family

ID=68579951

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019118697A RU2706162C1 (ru) 2019-06-14 2019-06-14 Применение хлорогеновой кислоты в качестве синергиста инсектицидов на основе энтомопатогенных бактерий Bacillus thuringiensis

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2706162C1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991019417A1 (en) * 1990-06-13 1991-12-26 The Wellcome Foundation Limited Pesticidal formulations
RU2326533C2 (ru) * 2006-03-31 2008-06-20 Некоммерческое научно-производственное партнерство "НЭСТ М"(ННПП "НЭСТ М") Способ защиты от вредителей, обеспечивающий повышение урожайности и снижение токсической нагрузки на культурные растения, и синергистическая инсектицидная композиция для его осуществления
RU2328493C1 (ru) * 2007-01-09 2008-07-10 Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН (НИОХ СО РАН) Применение усниновой кислоты в качестве синергиста инсектицидов на основе энтомопатогенных микроорганизмов
RU2448464C1 (ru) * 2010-12-23 2012-04-27 Учреждение Российской академии наук Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова Сибирского отделения РАН (НИОХ СО РАН) Синергист для повышения эффективности биопрепаратов против колорадского жука
RU2559548C2 (ru) * 2013-11-28 2015-08-10 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений Российской академии сельскохозяйственных наук Штамм бактерий bacillus thuringiensis для борьбы с колорадским жуком

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991019417A1 (en) * 1990-06-13 1991-12-26 The Wellcome Foundation Limited Pesticidal formulations
RU2326533C2 (ru) * 2006-03-31 2008-06-20 Некоммерческое научно-производственное партнерство "НЭСТ М"(ННПП "НЭСТ М") Способ защиты от вредителей, обеспечивающий повышение урожайности и снижение токсической нагрузки на культурные растения, и синергистическая инсектицидная композиция для его осуществления
RU2328493C1 (ru) * 2007-01-09 2008-07-10 Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН (НИОХ СО РАН) Применение усниновой кислоты в качестве синергиста инсектицидов на основе энтомопатогенных микроорганизмов
RU2448464C1 (ru) * 2010-12-23 2012-04-27 Учреждение Российской академии наук Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова Сибирского отделения РАН (НИОХ СО РАН) Синергист для повышения эффективности биопрепаратов против колорадского жука
RU2559548C2 (ru) * 2013-11-28 2015-08-10 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений Российской академии сельскохозяйственных наук Штамм бактерий bacillus thuringiensis для борьбы с колорадским жуком

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Essiedu et al. Benefits and limitations in using biopesticides: A review
Cox-Foster et al. Saving the honeybee
Mehrotra et al. Biopesticides
Chertkova et al. Bacterial and fungal infections induce bursts of dopamine in the haemolymph of the Colorado potato beetle Leptinotarsa decemlineata and greater wax moth Galleria mellonella
EP1896045B1 (en) Composition comprising brassicacea seeds meal and their use as biopesticides in plants
Becchimanzi et al. Aspergillus-bees: a dynamic symbiotic association
Agboola et al. Biopesticides and conventional pesticides: Comparative review of mechanism of action and future perspectives
RU2706162C1 (ru) Применение хлорогеновой кислоты в качестве синергиста инсектицидов на основе энтомопатогенных бактерий Bacillus thuringiensis
Mehrabi et al. A study of the effect of Bacillus thuringiensis serotype H14 (subspecies israelensis) delta endotoxin on Musca larva
Ahmed et al. Mealybug vectors: A review of their transmission of plant viruses and their management strategies
Thiagaletchumi et al. Assessment of residual bio-efficacy and persistence of Ipomoea cairica plant extract against Culex quinquefasciatus Say mosquito
Abbad et al. Bioassay of the botanical insecticide, tondexir, on two natural enemies of the common pistachio psyllid.
Duisembecov et al. Effect of plant secondary metabolites on susceptibility of insects to entomopathogenic microorganisms
Cox-Foster et al. Solving the mystery of the vanishing bees
Hailey et al. Fighting fire with fire
Pujiastuti Toxicity of Bacillus thuringiensis-based Bio-insecticide on Coptotermes curvinagthus (Isoptera: Rhinotermidae) in Laboratory
Lamlertthon et al. Biological activities of novel entomopathogenic fungi, Polycephalomyces phaothaiensis BCC78485 and BCC78486.
Pares et al. Alternative phytosanitary products against to white muscardine in Bombyx mori L.(Lepidoptera: Bombycidae)
Dolzhenko et al. Efficiency of Bacillus thuringiensis bioinsecticide in grapevine protection
Glinyshkin et al. Insectoacricides and insecticides and neoseiulus californicus (parasitiformes, phytoseiidae) safe and great application in protected ground
RU2812480C1 (ru) Штамм bacillus thuringiensis var. darmstadiensis 109/7 в качестве полифункционального средства защиты растений и стимулирования их роста
Mahamuni et al. Studies on mosquitocidal activity of metabolite from pseudomonas species
Bitkov et al. Efficacy of three bioinsecticides for control of Colorado potato beetle on potatoes
Kumari Chapter-8 Biopesticides: Safer Approach to Sustainable Agriculture
Reyad et al. The effect of Teflubenzuron and Bacillus thuringiensis on some haematolgical parameters of albino rats.