Первый казахстанский биопрепарат против насекомых-вредителей

Аманов Сержан – ведущий научный сотрудник института защиты и карантина растений, в лабораториях которого создается высокоэффективный экологичный биопрепарат.

Корреспондент Йорика подробно расспросила Сержана Бахытовича о биопрепарате и под его любезным руководством посетила лаборатории.
– Сержан Бахытович, расскажите про историю создания препарата.
– Начнем с того, что на границе с Кыргыстаном в поселке Кордай регулярно подвергается атакам карантинного вида – американская белая бабочка. Гусеницы этой бабочки весьма прожорливы и проникновение такого вида в Казахстан грозит весьма тяжёлыми последствиями для сельского хозяйства. И второй аспект этой проблемы в том, что для обеспечения карантинных мероприятий приходится обрабатывать жесткими химическими препаратами сам поселок и его окрестности, что конечно не добавляет радостей его жителям. И вот однажды, в 2003 году, экспедиция нашей лаборатории обнаружила на тополе массовую гибель американской белой бабочки.

Энтомологи без проблем определили бактериальное происхождение этой инфекции. Стоить отметить, что в этой экспедиции наши энтомологи и биотехнологи работали с учеными из России, специалистами института систематики и экологии животных СО РАН . Дальнейшие задачи состояли в том, чтобы определить видовую принадлежность бактерии, а после – ее выделение в отдельный штамм. Нужно принимать во внимание, что насекомые после смерти в естественном порядке разлагаются бактериями, так что нужно было еще дополнительно доказать, что смерть белой бабочки была вызвана именно бактериальной инфекцией.
Дальше все действия были стандартными: наши специалисты-плодовики собрали мертвых бабочек для анализа и передали дальше микробиологам для исследований. На этом этапе мы плотно сотрудничали со специалистами из института систематики и экологии животных СО РАН. Мы выделили эту бактерию, определили ее до вида, до формы. Бактерия Bacillus thuringiensis, вариант kurstaki, поражает чешуекрылых: бабочек, мотыльков, молей. Основным критерием определения вида является специфическая способность формирования кристаллов эндотоксина, которые, кстати, на определенной стадии можно увидеть в световом микроскопе. Все это определило вид thuringiensis, а по форме и составу кристаллов и серологическим признакам эти бактерии отнесены к специфическому варианту kurstaki.

После этого этапа начались технические исследования бактерии – изучение метаболической активности, условия выращивания, время перепассажа и продуктивности – все это довольно кропотливая работа. Изолировали отдельные колонии, дали инвентарные номера изолятов и начали испытывать в лабораторных условиях. Во время испытаний отобрали наиболее активный штамм, который обуславливают 100% гибель американской белой бабочки, и ряда других чешуекрылых вредителей. Стоить отметить что это уже штамм, так как и до сих пор он стабильно размножается и идеально работает.
А сам биопрепарат авторы назвали по имени «первооткрывателя» “Ак-кобелек” – белая бабочка. Это первый и пока что единственный экологически чистый биопрепарат, разработанный в Казахстане.

– Вы рассказываете все это довольно просто, почему же с 2003 года до сегодняшнего дня этот препарат не применяется повсеместно?
– Лабораторные исследования наши специалисты закончили за три года, но чтобы довести биопрепарат до практики надо было сделать огромную организационную работу. И Стоить отметить, что большую работу провела и администрация института и лично директор института академик Сагитов А.О. в продвижении препарата. На основе этих исследований мы и начали разработку высокоэффективного биопрепарата для борьбы с самыми распространенными и вредоносными насекомыми Казахстана. Собрали нужную документацию, оформили патент. Естественно, что российский институт стал нашим партнером и совладельцем штамма, так как проходила совместная работа над анализом и разработкой бактерии. Также провели на протяжении этих лет производственные и демонстрационные испытания. А результатом стала разработка промышленного регламента, и внесение в список разрешенных для использования на территории Казахстана пестицидов. Так что за парой абзацев слов стоит огромный труд целого института.

– В чем заключается биологическое действие биопрепарата “Ак-кобелек”?
– Биопрепарат воздействует 100% на определенные виды насекомых-вредителей, а на другие чуть поменьше. Эти бактерии – спороообразущие. Споры у бактерий – это не продукт размножения, а продукт антистресса. Вся протоплазма сворачивается, образуя спору. Главное отличие нашей бактерии от других представителей Bacillus – это образование белковых кристаллов. Этот белок и является токсином, в частности эндотоксином, так как он образуется внутри бактерий. Технологическая задача нашей лаборатории – это получить максимальное количество спор и, соответственно, кристаллов. При попадании кристаллов в желудок насекомых щелочная среда этого органа активирует белок, растворяет его, и происходит лизис, ведущий к последующей гибели организма. А в желудке человека, где, наоборот, среда довольно кислая, кристаллы не растворяются, не активируются, и в неизменном виде выводятся из организма. Активная форма токсина у насекомых повреждает эпителий желудка. Желудок разрушается, и происходит активация спор. Клеточный механизм яда – это угнетение клеточного дыхания на уровне митохондрий, то есть не происходит синтеза энергии в виде АТФ. Клетки испытывает энергетическое голодание, что ведет к опустошению сил и последующей смерти.

Растения обрабатываются большим количеством спор, а споры приводят к гибели насекомых, практически не воздействуя на людей. У теплокровных в крайнем случае возникает дисбактериоз, но это легко лечится и возникает лишь в случае передоза бактериями. (Если, к примеру, выпить целый стакан чистых бактерий). Риск серьезно заболеть – естественный. Это проверялось на телятах: в корм добавляли огромную дозу чистых спор, и проявлялся дисбактериоз. Сапрофитная микрофлора вступила в конкуренцию с уже присутствующими бактериями, и привела к угнетению функций желудка, которые быстро пришли в норму.
В этом и есть весь смысл экологически безвредного биопрепарата – вредно для насекомых, безвредно для человека.

– А есть ли сегодня покупатели биопрепарата “Ак-кобелек”?
– В прошлом вот году у нас закупался Caspian Food из Шымкента, которому нужен биопрепарат для защиты винограда. Эта компания планирует поставлять на экспорт вино, а для этого нужно соответствовать международным стандартам. Стандарты ограничивают использование гербицидов, пестицидов, инсектицидов, поэтому Caspian Food нужен экологический биопрепарат, который есть у нас.

Также у нас закупается на протяжении нескольких лет фермер из Костаная, который использует биопрепарат для защиты капусты. Мы продали ему в этом году около полтонны. Химикаты не действовали против распространения капустной белянки, поэтому он обратил внимание на “Ак-кобелек”. Капустная белянка оставляет свое будущее потомство внутри кочана. Извлечь из кочана червяков технически невозможно, сохранив целостность, а поверхностная обработка химикатами не всегда успешна, кроме того они токсически воздействуют на организм человека при попадании с капустой внутрь. В данном случае бактериальные споры и кристаллы за счет своих особенностей находят целевые насекомые при их миграции, а водорастворимые химикаты активны ограниченное время. Ну и “Ак-кобелек” еще и экологичнее и полностью безвреден для конечных пользователей.

– Как проходит продвижение биопрепарата сегодня?
– Естественный последующий этап – это коммерциализация, продвижение биопрепарата на сельскохозяйственном рынке, распространение среди фермеров.

Сейчас фермерами для обработки растений предлагаются и другие биопрепараты, всего их в казахстанском списке 14 и прямой аналог нашего препарата – «Лепидоцид», но в ходе исследовательских работ нами было выяснено, что наш препарат на 30% работает эффективнее. Это обусловлено в первую очередь аборигенностью нашего штамма.

Мы работаем с биопрепаратом уже около 10 лет, но продали мы очень мало. Ученые – это не коммерсанты, нам сложнее продвигать свой товар. К тому же, фермеры – это довольно консервативные люди, они не готовы пока принимать новое, им тяжело доказать, что наш препарат эффективней и экологичней. Фермеры сомневаются в эффективности биопрепарата и относятся с опаской к лабораторным исследованиям. Большинство работ, к сожалению, ограничиваются демонстрационными. Мы приходим к фермерам и предлагаем им обработать растения. Они с сомнением спрашивают, сработает ли. Мы обычно отвечаем, что если не сработает, то захимичите по старинке. Дней пять фермеры терпят, пока мы показываем, обрабатываем, рассказываем, убеждаем. Но как только разговор заходит о покупке, они махают рукой и выпроваживают, говоря, что еще посмотрят. Ну не готово пока наше общество к внедрению инновационных продуктов в производство и сельское хозяйство.

Вот и получается, что по технической сфере у нас все разработано, эффективность хорошая, но вот с коммерциализацией проблемы.

Поэтому мы, в качестве драйвера наших продаж ориентируемся на государственный сектор, и надеемся, что государственная поддержка в области биологизации защиты растений, покажет выгоду и для частников. К слову с этого года работает программа субсидий, то есть возмещение государством части трат на биопрепараты при обработке овощных и плодовых насаждений. И хорошие перспективы коммерциализации в связи с введением в действие закона о производстве органической продукции.

Направлений развития коммерциализации у нас много, и вот буквально на днях мы выиграли грант на коммерциализацию этого препарата в рамках Проекта МОН РК «Стимулирование Продуктивных инноваций» под протекцией Всемирного банка. И ставим себе задачу организации прибыльного бизнеса по производству и продажам нашего биопрепарата.