Jakub Baranek

„Aktywność owadobójcza białek Bacillus thuringiensis
w zwalczaniu szkodników roślin”
Jakub Baranek
Stypendysta projektu pt. „Wsparcie stypendialne dla doktorantów na kierunkach uznanych za
strategiczne z punktu widzenia rozwoju Wielkopolski”, Poddziałanie 8.2.2 Programu
Operacyjnego Kapitał Ludzki.
Owady powodują ogromne straty podczas uprawy roślin i przechowywania plonów.
Szacuje się, że insekty niszczą niemal 20% produkcji roślinnej. Jest to zagadnienie
niezwykle ważne dla Wielkopolski. Duże zagęszczenie pól uprawnych, sadów oraz
magazynów przechowujących plony stawia nasz region na wysokiej pozycji w skali kraju, a
nawet Środkowej Europy. Dlatego tak istotna dla regionu jest minimalizacja strat
spowodowanych przez szkodliwe owady.
Do tej pory niemal wszystkie insektycydy stosowane w Polsce są środkami
chemicznymi. Preparaty te czynią ogromne spustoszenie wśród wszystkich organizmów w
obszarze ich działania. Liczne są doniesienia o szkodliwym działaniu tych środków na
różnorodność gatunkową, funkcjonowanie ekosystemów i co najważniejsze na zdrowie
czlowieka. Długi okres półtrwania pestycydów chemicznych i ich duża rozpuszczalność w
wodzie powodują, że wydostają się one daleko poza obszar ich stosowania. Ponadto owady
stają się oporne na działanie chemicznych pestycydów co wymusza stosowanie coraz
większych dawek.
Alternatywnym rozwiązaniem w zwalczaniu owadów jest użycie środków biologicznych.
Są to środki działające wybiórczo – a więc bezpieczne dla organizmów nie będących celem
zabiegu agrotechnicznego. Bioinsektycydy nie kumulują się w glebie i tkankach zwierząt oraz
mają niezwykle krótki okres półtrwania. Bardzo ważnym argumentem świadczącym za
insektycydami pochodzenia biologicznego jest niski koszt ich produkcji – istnieje bowiem
możliwość wykorzystania odpadów organicznych jako pożywek do hodowli organizmów
wytwarzających bioinsektycydy.
Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach
Europejskiego Funduszu Społecznego
Obecnie na świecie zainteresowanie biologicznymi środkami ochrony roślin wzrasta.
Najczęściej stosowane są bioinsektycydy składające się ze spor i białek Cry B. thuringiensis.
Niestety dość wąski zakres działania białek Cry sprawia, że dla wielu ważnych pod
względem ekonomicznym szkodników nie opracowano skutecznych biologicznych środków.
Dlatego wciąż poszukuje się nowych, silniej działających czynników, w celu stworzenia
skutecznego i bezpiecznego bioinsektycydu względem najważniejszych grup szkodników.
Grupą takich toksyn, z którą wiązane są duże nadzieje są białka Vip. Białka te mają zbliżoną
budowę i działanie do toksyn Cry, dlatego również są bezpieczne dla człowieka i środowiska.
Toksyny te mają jednak inne spektrum wrażliwych na nie owadów, a ponadto w stosunku do
niektórych insektów wykazują nawet do 200 razy większą aktywność.
Celem pracy doktorskiej jest określenie owadobójczego działania bakteryjnych białek
Vip produkowanych przez szczepy Bacillus thuringiensis. Następnie toksyny te zostaną
wykorzystane do otrzymania wysoko aktywnego preparatu owadobójczego. Dodatkową
opcją będzie zaprojektowanie preparatu składającego się z białek Vip połączonych z
proteinami Cry o bardzo wysokiej aktywności.
Efektem końcowym będzie otrzymanie preparatu skutecznego wobec najgroźniejszych
szkodników upraw, znacznie przewyższającego pod względem aktywności dotychczas
stosowane preparaty insektycydowe oparte na czynnikach biologicznych. Jednocześnie
preparat ma być nieszkodliwy dla ludzi oraz bezpieczny dla środowiska naturalnego, a przy
odpowiednim gospodarowaniu zasobami także niezwykle tani w produkcji – bo oparty na
organicznych odpadach.
Opracowanie, a następnie wdrożenie takiego produktu na rynek byłoby niezwykle
atrakcyjne ze względu na możliwość wykorzystania go w bardzo ważnych dziedzinach
gospodarki: rolnictwie, ogrodnictwie i leśnictwie. Taki biopreparat mógłby stać się pożądaną
alternatywą dla szkodliwych pestycydów chemiczych. Stopniowe zastępowanie szkodliwych
środków chemicznych środkami biologicznymi będzie wymagane od stycznia 2014 roku, gdy
w
życie
wejdzie
dyrektywa
Parlamentu
Europejskiego
(2009/128/WE)
Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach
Europejskiego Funduszu Społecznego
dotycząca
Integrowanej Ochrony Roślin. Wykorzystanie zaprojektowanego w tej pracy biopestycydu
przez regionalne przedsiębiorstwa zajmujące się środkami ochrony roślin pozwoli na
zwiększenie ich innowacyjności oraz konkurencyjności.
Fot. W pracowni podłoży mikrobiologicznych. Autor zdjęcia: Jakub Baranek.
Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach
Europejskiego Funduszu Społecznego