Главная страница Обратная связь Карта сайта
ОАО «БИОХИММАШ» ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ БИОХИМИИ И МАШИНОСТРОЕНИЯ  
   

ОПЫТ РАЗРАБОТКИ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ ПРОТИВ ЛИЧИНОК КРОВОСОСУЩИХ КОМАРОВ


Соколова Э.И., Кулиева Н.М., Соколова М.И.
Институт Прикладной биохимии и машиностроения (ОАО Биохиммаш) Москва.

Тел. 8-499-159-58-55
Сот. 8-916-453-96-37

        В статье представлены результаты разработки  двух ларвицидных   бактериальных препаратов – средств борьбы с кровососущими комарами. Продуцентом для изготовления  препарата «Бактоларвицид» служит  природный  штамм BTS-393  споровой культуры  бактерии Bacillus thuringiensis. Продуцентом  препарата  «Ларвиоль» является аспорогенный штамм ИПМ-1501 Bacillus thuringiensis. Биопрепараты  безопасны для здоровья  людей, животных, нецелевых насекомых и гидробионтов. По экологической  чистоте Ларвиоль занимает первое место, так как в его составе нет живых спор.

         Кровососущие комары в Российской федерации и странах СНГ  представлены более 100 видами (не считая подвидов), из которых около половины относятся к роду Aedes, 20 принадлежат роду   Culex , 9-Anopheles, 8-  Culiseta , 2- Megarhinus, роды Mansonia, Uranotaenia  и  Orthopodomyia  имеют лишь по одному представителю.

         Комары – назойливые кровососы. Однако наиболее велико значение комаров как переносчиков возбудителей болезней человека и животных. Нападая на человека, они осуществляют паразитарный контакт человека с дикой природой. Если до нападения на человека  комар пытался насосаться крови на каком-нибудь больном зверьке, то он может механически  перенести инфекцию на своем хоботке. Путем механического переноса комары рода Aedes способны  распространять  бактерии сибирской язвы, вирусы миксоматоза кроликов, везикулярного стоматита. Наиболее частый и опасный путь передачи инфекции происходит при кровососании. Комары способны длительно удерживать в своем организме возбудителей болезней, которые могут проходить в нем  определенные циклы развития. Большая приспособленность к комарам наблюдается у вирусов энцефалитных  инфекций, простейших – плазмодий птичьей малярии в комарах Aedes, Culex, плазмодий малярии человека  в комарах Anopheles, личинок нитчатых червей – филярий и др.(Huff,1931, Гуцевич А.В.,1951, Fenner,Day,1952)

          Проблема защиты от комаров весьма серьезна как в России, так и во всем мире. Показатели смертности от малярии  в мире составляют до 3 миллиона человек в год. Заболеваемость малярией в России выросла за  последние 20 лет в 6 раз. Значительную опасность представляют массовые вспышки вирусных энцефалитов, лихорадки Западного Нила (ЛЗН). В 2002 году в Нью-Йорке было зарегистрировано 4165 заболевших, 284 погибших от ЛЗН. В России в Волгоградской области 500 заболевших, 33 погибших. Резервуаром вируса Западного Нила в природе являются птицы, переносчиками комары рода Culex. Число видов, которых можно рассматривать, как потенциальных переносчиков ЛЗН в России достигает 15.(Федорова М.В., 2007). Для борьбы с комарами  в настоящее время стали активно применять биологические препараты, которые по сравнению с химическими, безвредны для человека и окружающей среды.  

          В данной работе речь пойдет об истории разработки двух микробиологических ларвицидных (личиночных)  отечественных препаратах – «Бактоларвициде» и «Ларвиоле».                          

Продуцентами для разработки микробиологических препаратов послужили  ныне широко известные споровые бактерии Bacillus thuringiensis Berl. Долгое время считали, что спектр  энтомопатогенного действия Bacillus thuringiensis в основном ограничивается  отрядом чешуекрылых (Lepidoptera) – вредителей сельскохозяйственных культур. Лишь в конце  70-х годов появились первые сведения о новой разновидности Bacillus thuringiensis , патогенной для личинок кровососущих комаров. Источником выделения бактерии  послужили образцы почв, взятых из мест выплода комаров  рода Culex  в Израиле. После  идентификации бактерия была отнесена к группе Bacillus thuringiensis   var.israilensis 14 серотипа, штамм ONR-60A. ( De Barjac H.,1978, Coldberg L.S., Margalit S.,1977). Новые изоляты по морфологическим и биохимическим свойствам в основном сходны с другими серотипами, но одним очень важным отличительным признаком является отсутствие  у 14 серотипа  термостабильного  экзотоксина, который может вызывать нежелательные изменения  в организме, не только у насекомых, теплокровных животных, но и у людей.

    Bacillus thuringiensis Н-14 в процессе своей жизнедеятельности синтезирует дельта-эндотоксин в виде кристалла неправильной овальной формы, в отличие от других серовариантов, имеющих четкую правильную бипирамидальную форму. Дельта-эндотоксин  и является действующим токсическим веществом. Действует избирательно на личинок кровососущих двукрылых – комаров.

Бактоларвицид.

      В 1979 году мы начали разработку отечественного препарата  Бактоларвицид. Исследования проводились по определенной схеме. Первые шаги были направлены на поиск  природных штаммов Bacillus thuringiensis с высокими патогенными свойствами против личинок кровососущих комаров. Выделенные из природы штаммы наиболее стабильно сохраняют биологическую  активность в отношении целевых объектов и представляют наилучший  исходный материал для проведения направленной селекции. Для микробиологических исследований было собрано в южных регионах (Азербайджане, Крыму, Краснодарском крае) более 5 тысяч особей насекомых 13 видов, более 100 биопроб ила, почвы из водоемов с богатой микрофлорой и обильным выплодом личинок комаров. Из собранного материала было изолировано 418 штаммов Bacillus thuringiensis, из которых только 4 штамма проявили высокую ларвицидную активность в  отношении личинок кровососущих комаров. Лучшим оказался споровый штамм Bacillus thuringiensis BTS-393 , выделенный из ила, взятого из пруда со сточными водами на территории молокозавода в Краснодарском крае. Пруд являлся местом выплода огромного числа личинок комаров рода Culex. ( Соколова Э.И. и др., 1984,1985,1986).

            Летальные концентрации  (ЛК50) штамма для личинок комаров лабораторной культуры  Aedes aegypti  второго возраста составляли 900 спор/мл, продуктивность 2,5-3,0 млрд. спор/мл. Селекционная работа со штаммом повысила его продуктивность в два раза, активность до 600 спор/мл. Штамм был рекомендован и утвержден как продуцент препарата Бактоларвицид. На основе этого штамма на заводе «Прогресс» (Производство микробиологических биопрепаратов для сельского хозяйства)   была разработана технология производства и выпуск «Бактоларвицида» в форме пасты и порошка. Препарат характеризуется высокой биологической активностью, ЛК50 пасты не более 0,0004 мл/л, порошка- 0,01 мг/л для тест личинок Aedes aegypti  второго возраста. Препарат эффективен для всех видов комаров во всех природных зонах. Личинки комаров погибают  в течение  суток  после обработки водоемов от дозировок препарата-пасты 0,1-0,4 г/м2, в зависимости  от типа и глубины водоемов. ( Методические указания по применению Бактоларвицида пасты, 1989).

        Дозировка препарата в форме порошка составляет от 0,05 до 0,15 г/м2 (Методические указания по применению Бактоларвицида порошка для борьбы с личинками комаров, 1989). Препарат Бактоларвицид относится к типу кишечных быстродействующих ядов. Частицы препарата в кишечнике личинок разлагаются и всасываются при рН 7,0-8,5 за 15-20 минут; гибель начинается через 20-30 минут.

       В 80-90 годах препарат производили на крупных заводах микробиологической промышленности (завод «Прогресс» в Казахстане, Бердский завод биологических препаратов в Новосибирской области). Препарат широко и успешно  применялся в практике. В определенной мере способствовал замене  химических инсектицидов на безопасные и безвредные для экологии  биологические препараты.

        Единственным недостатком Бактоларвицида является присутствие в его составе  живых спор, которые могут быть жизнедеятельными длительное время в комариных биоценозах. В настоящее время все широко известные бактериальные препараты – отечественные (Бактицид, Антинат) и зарубежные (Вектобак, Текнар, Бактимос и др.), применяемые в практике, относятся к споровым. Выброс большого количества спор  в природу может привести к нежелательному загрязнению окружающей среды.

       Присутствие спор в Бактоларвициде заставило нас отказаться от промышленного выпуска высокоэффективного препарата и начать разработку нового экологически более чистого бесспорового ларвицида (Ларвиоля)

Ларвиоль.

       Несмотря на многолетние исследования  аспорагенных  штаммов Bacillus thuringiensis 14 серотипа  в лабораториях мира, до сих пор не получили  широкого применения разработки беспоровых ларвицидных препаратов. В конце 80-х годов мы начали разработку нового препарата «Ларвиоль» на основе аспорогенного  кристалл-образующего штамма Bacillus thuringiensis 14 серотипа (штамм ИПМ-1501). Новый штамм был получен  в результате направленной селекции методом естественного отбора  из культуры аспорогенного штамма 346  Bacillus thuringiensis var israilensis, полученного из института Пастера (Франция).

       Изучение инсектицидных свойств на личинках кровососущих комаров показало, что полученный  штамм  обладает  высокой  ларвицидной активностью, не уступающей международному стандарту ONR-60A для споровых препаратов. Результаты лабораторных испытаний приведены в таблице 1,2.

Таблица  1.

Биологическая активность культуры аспорогенного штамма ИПМ-1501
на личинках комаров

 

 

Штаммы

Биологическая активность  (ЛК50), мл/л

Вид комаров, возраст личинок

Aedes aegypti

Culex pipiens

II

IY

II

IY

 

ИПМ-1501

 

 

0,00012

   ±  0,00001

 

0,00077

   ±  0,00001

   

     0,000020

  ± 0,000001

 

0,00056

    ± 0,00009

ONR-60A

(эталон споровый

 

0,0001

 


 

0,00002

 


     

На основе штамма ИПМ- 1501 была разработана технология производства препарата Ларвиоль в 2 формах - пасты и порошка. В  лабораторных испытаниях было установлено, что  Ларвиоль в форме пасты по эффективности  и скорости действия  находится на уровне промышленного спорового  препарата Бактоларвицида. (Табл.2)

Таблица 2.

Биологическая активность препарата Ларвиоль  в форме пасты  на личинках комаров

 

 

Препарат

Биологическая активность  (ЛК50), мл/л

Вид комаров, возраст личинок

Culex pipiens

Aedes aegypti

Anopheles messeae

II

     IY

II

IY

IY

 

Ларвиоль

 

 

0,000012

±0,000001

 

0,000040

±0,000002

 

0,000038

±0,000002

 

0,00013

±0,00001

 

0,00039

           ±0,00004

 

Бактоларвицид

 

 

0,000012

±0,000002

 

0,000012

±0,000001

 

0,000012

±0,000006

 

-

 

0,00082

           ±0,00001

   

     Полигоном для полевых испытаний служили рисовые поля в Краснодарском крае.  Ларвиоль в форме порошка в дозировках 0,1-0,2 г/м2 вызывал 100% гибель  личинок комаров в течение  первых суток после обработки водоемов. Такую же гибель  личинок наблюдали при обработке водоемов  препаратом в форме пасты  в дозировке 0,2-0,4 г/м2. Высокая эффективность препарата  (100-86%) сохранялась в течение 7-8 дней, на 12-15 день она снижалась до 76-30%. Действие препарата сохранялось в среднем 15-20 дней. На 21 день численность начинает восстанавливаться за счет вновь отродившихся личинок  (Табл.3,4).

                                                                                                                       

Таблица 3

Результаты полевых испытаний препарата Ларвиоль на личинках комаров Culex pipiens и  Anopheles messeae  I- IY   возраста                                                                                                      

Форма препарата

Дозировка

г/м2

Эффективность (%) по дням наблюдения

1

3

5

7

12

15

21

 

Порошок

 

0,1

 

100

 

100

 

  96±3

 

76±8

 

60±4

 

45±5

 

0

 

0,2

 

100

 

100

 

94±4

 

83±6

 

61±7

 

50±5

 

0

 

Паста

 

0,2

 

96±4

 

100

 

96±4

 

64±10

 

56±12

 

30±10

 

0

 

0,4

 

100

 

100

 

98±2

 

64±8

 

76±17

 

38±6

 

0

 

Рыбохозяйственная оценка токсичности Бактоларвицида и Ларвиоля

    Рыбохозяйственная  оценка токсичности Бактоларвицида и Ларвиоля, проведенная Азовским институтом рыбного хозяйства (отчеты АзНИИРХ, 1984,2003), позволила установить, что даже максимально испытанные концентрации 50 мл/л не влияли на кислородный режим и процессы   биохимического потребления  в модельном водоеме. Препараты  в концентрации до 10 мг/л не влияли на исследуемые  показатели дафний - выживаемость, плодовитость, сердцебиение, структуру популяций. Темп линейного роста и прироста биомассы моллюсков, интенсивность размножения  также не отличались от контроля. Результаты изучения  действия препаратов в концентрации 10 мг/л  на ранней стадии онтогенеза осетра показали отсутствие  гибели икры. Стадии развития  и выклев  шли без задержки параллельно с контролем. Проявление токсикоза не было обнаружено у сеголеток  карпа  в концентрации до 50 мг/л. Патологоанатомическое вскрытие  не показало, каких либо изменений.

            Для воды водных объектов рыбохозяйственного значения  были установлены предельно допустимые  концентрации (ПДК) препаратов  в дозировке 1 мг/л (Перечень №8 ПДК №3(12-04-11)

Заключение

         Микробиологические препараты Бактоларвицид и Ларвиоль, созданные на основе энтомопатогенных бактерий Bacillus thuringiensis 14 серотипа  характеризуется высокой селективностью в отношении кровососущих комаров.

       Препараты не представляют опасности для здоровья людей, животных, полезных насекомых. По токсикологической оценке они относятся к низшей 1У группе опасности.

       У комаров при многолетнем применении не развивается резистентность (устойчивость) к микробиологическим препаратам в отличие от химических пестицидов.

       Ларвиоль -  бесспоровый препарат нового поколения. По экологической чистоте он занимает первое место, так, как  в его составе нет живых спор. При многоразовых обработках он не загрязняет спорами водоемы, почву, растения.

      Ларвиоль зарегистрирован и сертифицирован в Российской Федерации

      Препарат успешно прошел испытания в странах СНГ, Германии, Франции, Америке, Индии, Вьетнаме, Кампучии, Малайзии, Бразилии.

      Ларвиоль получил высокую оценку Международной экспертной Комиссии (Сертификат от 19.05.2006.)

     В настоящее время Ларвиоль в форме пасты широко применяется  в истребительных мероприятиях с личинками кровососущих комаров всех видов, выплаживающихся в различных природных, искусственных и рыбохозяйственных   водоемах.

       Оптимальные дозировки для уничтожения  личинок комаров  в зависимости от характеристики водоемов  составляют 0,2-0,8 г/м2 . Предельно допустимые концентрации для воды рыбохозяйственных  водоемов – 1мг/л.

Таблица 4

Сводные данные испытаний препаратов Бактоларвицид и Ларвиоль на личинках   малярийных комаров  Anopheles messeae  в Краснодарском крае в июне-августе 1989-1995 г.г.

 

Препарат форма,

 

Характеристика водоема

Плотность

личинок

на м 2

Дози-ровка

  г/м2

 

Эффективность (%) по дням наблюдения

 


 


 


 


 


 


 


 


 


1

3

6-7

10-11

15

20

 


 

Бактолар-

 

 


 

446

 

0,05

 

96

 

97

 

68

 

60

 

60

 

20

 


вицид -

порошок

 

 


 

448

 

0,05

 

100

 

94

 

70

 

-

 

41

 

0

 


 


 


 

410

 

0,15

 

100

 

99,9

 

93

 

88

 

70

 

18

 


 


 


 

366

 

0,15

 

99,9

 

99,3

 

83

 

73

 

65

 

0

 


 


 


 

266

 

0,15

 

99

 

99,3

 

86

 

70

 

31

 

0

 


 


Рисовые поля

 

312

 

0,15

 

100

 

94

 

73

 

45

 

47

 

16

 


 

Бактолар-

Глубина -0,19-0,28 м

 

100

 

0,1

 

96

 

79

 

75

 

65

 

35

 

0

 


вицид -

паста

             

Температура воды  в

 

224

 

0,1

 

100

 

96

 

65

 

0

 

-

 


 


 


период испытаний:

 

 

498

 

0,2

 

98

 

98

 

-

 

45

 

-

 


 


 


20-230С

 

490

 

0,2

 

100

 

100

 

78

 

60

 

33

 

10

 


 


 

Плотность  посевов

 

304

 

0,4

 

100

 

98

 

79

 

37

 

30

 

0

 


 

Ларвиоль-

риса - 130 -160

растений на м2

 

320

 

0,05

 

85

 

86

 

19

 

-

 


 


 


порошок

 


 

300

 

0,1

 

100

 

89

 

58

 

42

 

29

 

0

 


 


рН воды -  7,0

 

288

 

0,15

 

100

 

92

 

69

 

44

 

26

 

0

 


 


 


 

376

 

0,15

 

100

 

92

 

80

 

75

 

72

 

40

 


 

Ларвиоль-

 


 

384

 

0,10

 

93

 

83

 

49

 

42

 

16

 

0

 


паста

 


 

390

 

0,10

 

100

 

81

 

66

 

-

 

37

 

0

 


 


 


 

482

 

0,10

 

90

 

100

 

68

 

67

 

70

 

65

 


 


 


 

304

 

0,20

 

100

 

99

 

76

 

65

 

42

 

0

 


 


 


 

418

 

0,20

 

100

 

94

 

-

 

41

 

34

 

20

 


 


 


 

426

 

0,20

 

100

 

100

 

73

 

77

 

70

 

66

 


 


 


 

430

 

0,40

 

100

 

87

 

70

 

-

 

58

 

-

 


 


 


 

364

 

0,40

 

100

 

100

 

70

 

70

 

56

 

30

 


 

Список литературы

1. Гуцевич А.В. кн. Общие вопросы изучения о насекомых  и клещах, как переносчиках     возбудителей болезней. Изд. Военно-медицинской Академии им. С.М.Кирова Л., 1951 г.

2. Федорова М.В. Комары (Diptera. Culicidae ) – переносчики вируса Западного Нила на     территории России. Ж.. РЭТ №1 2007г, с11-14.

3. De Barjac.H. Entomophaga,  1978г, 23.

4. Goldberg L.S., Margalit S., “Mosquito News”, 1977г, 37, 355-358

5. Соколова Э.И., Макарова Г.Я., Кулиева Н.М., Павлова-Иванова Л.К., Ульянова Е.А., Ж.. Медицинская паразитология и паразитарные болезни, 1985г, №3.

6. Волжинский Д.В., Соколова Э.И. и др. Применение Bacillus thuringiensis  Berl.14

 серотипа против личинок кровососущих комаров. Ж.. Медицинская паразитология и паразитарные болезни, 1984г, №3, 69-73.

7. Соколова Э.И., Кулиева Н.М. и др. Результаты испытания  препарата Bacillus thuringiensis Н-14 штамм BTS-393. Ж.. Медицинская паразитология и паразитарные болезни, 1986г, №1 , 25-28

8. Методические указания по применению Бактоларвицида – пасты для борьбы с личинками кровососущих комаров. Министерство медицинской промышленности СССР, ВНИИ Прикладной микробиологии, 1989г.

9. Методические указания по применению Бактоларвицида – порошка для борьбы с личинками кровососущих комаров. Министерство медицинской промышленности СССР, ВНИИ Прикладной микробиологии, 1989г.

10. Отчет. Рыбохозяйственные испытания и нормирование допустимых количеств биопрепарата BTS-393. Азовский НИИ рыбного хозяйства ,1984.

11. Отчет: Обоснование ПДК для воды водных объектов рыбохозяйственного значения бактериального препарата Ларвиоль–паста. Азовский НИИ рыбного хозяйства, 2003.

    Версия для печати
  Copyright (c) 2006 ОАО “Биохиммаш” 127299, Москва, ул. К.Цеткин, д. 4,
тел. (499) 159 3170, факс (499) 156 2897
разработка сайтов
и мультимедийных презентаций - БИАТ