Zwalczanie szkodników roślin cytrusowych
UE przechodzi na zrównoważone systemy żywnościowe, a w ramach tej transformacji dąży do ograniczenia stosowania pestycydów chemicznych. Realną alternatywę dla pestycydów chemicznych na bazie ropy naftowej stanowią w szczególności biopestycydy. Optymalizacja bioprodukcji i uzyskanie nowych, nadających się do wykorzystania bioproduktów wiąże się jednak z wyzwaniami naukowymi i technologicznymi. Z pomocą przychodzi finansowany ze środków UE projekt IPM-4-Citrus, przy wsparciu działań „Maria Skłodowska-Curie”. Przyjmując multidyscyplinarne podejście, zespół projektu obrał za cel opracowanie bioprocesów na potrzeby biogospodarki o obiegu zamkniętym oraz zbadanie zmian w skali w biotechnologii i zarządzanie nimi. „Mówiąc konkretnie, naszym celem było opracowanie dwóch nowych biopestycydów (endotoksyn delta) wytwarzanych przez szczepy BLB1 i LIP Bacillus thuringiensis, podgatunek kurstaki (Btk), które aktywnie przeciwdziałają szkodnikom roślin cytrusowych: motylom i ćmom”, wyjaśnia Luc Fillaudeau, koordynator projektu i dyrektor ds. badań w Narodowym Instytucie Rolnictwa, Żywności i Środowiska we Francji.
Walidacja alternatywnego, niedrogiego biopestycydu
Z technologicznego punktu widzenia podczas projektu IPM-4-Citrus zweryfikowano lub zbadano cztery wymiary innowacji. „Po pierwsze, zweryfikowaliśmy solidny proces fermentacji wykorzystujący tani surowiec przy użyciu dwóch endemicznych szczepów Btk”, potwierdza Fillaudeau. Ponadto zweryfikowaliśmy i zbadaliśmy alternatywną konfigurację oprzyrządowania do monitorowania procesu w czasie rzeczywistym, a także standardy i normy dotyczące procesu produkcji Bacillus thuringiensis dla regionu Bliskiego Wschodu i Afryki Północnej oraz krajów Afryki Subsaharyjskiej. Dodatkowo w ramach projektu zweryfikowano innowacyjną strategię zwalczania owadów minujących liście przez skórkę. „Z akademickiego punktu widzenia rozpowszechnianie i waloryzacja poprzez 27 komunikatów i publikacji (7 artykułów naukowych) jest doskonałym wyznacznikiem naszej działalności naukowej i technicznej”, podkreśla Fillaudeau. Przykładowo, zaproponowano dwa modele opisujące produkcję białek i zarodników przez Btk LIP. Kalibracja modeli pozwoliła badaczom obliczyć parametry kinetyczne i dobrze odpowiadała zestawowi danych eksperymentalnych. „Wyniki pokazały, że optymalizacja oparta na strategii kontroli modelu zmaksymalizowała produktywność białka i zarodników”, zauważa Fillaudeau. Aby udowodnić ich niezawodność, dla szczepów Btk HD1, LIP i BLB1 przeprowadzono symulacje w różnych warunkach eksperymentalnych. „Uwzględniając produkcję i formułowanie, nasze wyniki obejmują transfer protokołów fermentacji, proces downstreamingu i ustanowienie kontroli jakości aż do standaryzacji protokołu”, informuje Fillaudeau. Jeśli chodzi o skuteczność produktu końcowego, raporty z działań projektowych wykazały, że skuteczność w zakresie formułowanych BLB1 i LIP jest co najmniej porównywalna ze złotym standardem. „Biorąc pod uwagę ocenę ryzyka dla ludzi i ekotoksykologię środowiska, dokonano przeglądu oceny toksyczności ostrej i podostrej dla organizmów docelowych i niedocelowych”, dodaje Fillaudeau.
Wprowadzenie nowych biopestycydów na rynek
„Poprzez potwierdzenie skuteczności preparatów uzyskanych w testach laboratoryjnych i polowych, projekt utorował drogę do potencjalnego komercyjnego wykorzystania dwóch nowych biopestycydów. Zwiększenie skali, integracja produkcji przemysłowej i opracowanie opłacalnego produktu to obecnie najważniejsze wyzwania, jakie przed nami stoją”, podsumowuje Fillaudeau. Prace w ramach projektu stworzyły również podstawy do pomocy innym w walce ze szkodnikami roślin. Przykładem jest zakład w Nabeul w Tunezji przygotowywany przez laboratoria MEDIS, aby produkować w nim preparaty biologicznych środków zwalczania szkodników roślin cytrusowych na bazie Btk w oparciu o wyniki i wiedzę konsorcjum projektu IPM-4-Citrus. Ich celem jest wejście na rynki Bliskiego Wschodu i Afryki Północnej do 2023 roku. Ponadto konsorcjum projektu będzie kontynuować prace w ramach projektu PRIMA SAFWA, którego celem jest zwalczanie innych szkodników roślin za pomocą tych samych bioproduktów.
Słowa kluczowe
IPM-4-Citrus, biopestycydy, Btk, LIP, BLB1, motyle, ćmy, rośliny cytrusowe, Bacillus thuringiensis podgatunek kurstaki
