202063. lajstromszámú szabadalom • Nyújtott hatású biológiai peszticidet tartalmazó készítmény és eljárás a hatóanyag és a termelő sejtek előállítására
HU 202063B A találmány tárgya nyújtott hatású biológiai peszticidet tartalmazó készítmény és eljárás a hatóanyag és a termelő sejtek előállítására is. A rendkívüli növekedés a mezőgazdasági termelékenységben több tényező eredménye; ezek közé tartozik a mezőgazdasággal, a jobb minőségű készülékekkel, aműtrágyákhozzáférhetőségével és a jobb tulajdonságú peszticidekkcl kapcsolatos módszerek lényegesen jobb megértése. Az utóbbi tényező azonban nem nélkülözi az ártalmas vonzatokat sem, a környezetre való negatív hatása miatt. Ezért igen jelentős érdekek fűződnek a hatásos és a környezet szempontjából elfogadható peszticidek kifejlesztéséhez. A környezet ökológiája szempontjából elfogadható peszticidek között vannak a különböző mikroorganizmusok, pl. a Bacillus thüringiensis által termelt fehérje-toxinok. A B. thüringiensis lizátumának vagy spóráinak alkalmazása peszticidként azonban jelentős árnyoldalakkal is bír. A peszticid élettartama viszonylag rövid a környezetben, így sokszor alkalmazást igényel, hogy megfelelő védelmet nyújtson. Következésképpen ezek a peszticidek nem gazdaságosak, összehasonlítva a hagyományosabb vegyi termékekkel, amelyeknek hosszabb ideig marad meg az aktivitása. Az élettartam meghosszabbítása a földeken komoly segítséget jelentene a biológiai- vagy fehérje-toxin alapú peszticidek alkalmazásának kiterjesztésében. Amint fentebb jeleztük, több követelmény is van a peszticidekkel szemben, amely követelmények a mindenkori alkalmazással kapcsolatosak. így pl. több esetben kívánatos olyan peszticidekkel rendelkezni, amelyek hosszantartó maradék aktivitással rendelkeznek a földeken, ugyanakkor nem gyülemlenek fel a környezetben. Ezenkívül gazdasági megfontolásokból előnyös olyan peszticidekkel rendelkezni, amelyeknek ésszerűen széles spektrumú a biológiai aktivitásuk. Apcszticideknck olyanlebomlási termékekké kell elbomlaniok, amelyek a környezet szempontjából elfogadhatók. Más megfontolások közt találjuk pl. a kiszerelhetőség könnyűséget, a peszticid-aktivitást, a stabUitást környezeti hatásokra, pl. fényre, vízre, élő szervezetre stb., és a hatást a hasznos vagy ártalmatlan organizmusokra a környezetben. West, Crook és Burges: J. Invert. Path., áJL 150, (1984), immunfluoreszcenciás módszert alkalmaz B. thüringiensisnek talajban történő kimutatására. Megállapítása szerint a vegetatív sejtek gyors exponenciális görbe szerint tűnnek el; az életképes sejtek autolizálnak; a hővel elölt sejteket a talaj-mikroorganizmusok, pl. actinomycetes emésztik; és a paraspóra kristályok lassúbb, nem-exponenciális függvény szerint tűnnek el. Ugyanakkor az életképes spórák 91 napig aktívak maradtak, de csírázás ezalatt nem volt észlelhető. Ahővel kezelt sejtek nem stabilizálódtak (rövid idő alatt eltűntek, mint az életképes sejtek), nem mutattak inszekticid hatást, és nincs is létről. West a Sofl. Bioi. Biochem., Ifi, 357, (1984) cikkében megállapítja, hogy a kristályos inszekticid aktivitásának gyors csökkenése a talajban jelentős mértékben csökkenti a B. thüringiensis talajban élő kár1 tevők elleni alkalmazhatóságát. A 4.265.880. lajstromszámú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás élő inszekticid patogének beágyazását írja le koacervátum-mikrogyöngyökbe. Az 51-5047. lajstromszámú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás fizikai-kémiai módszereket (például hőkezelést, fagyasztást) ismertet B. thüringiensis spórák elölésére olyan módon, hogy eközben a toxicitás fennmaradjon. A találmány célja kompozíció mezőgazdasági termények és termékek megvédésére a kártevőktől, és annak előállítása. A találmány egyik megoldása szerint a toxint (peszticidet) termelő organizmusok teljes, vagyis nem lizál t sej tjeit kémiai reagensekkel kezeljük, hogy a sejtben termelt toxin aktivitását meghosszabbítsuk, amikor a sejtet a célkártevő(k) környezetében alkalmazzuk. A találmány egy másik megoldása értelmében a peszticidcket olyan módon állítjuk elő, hogy egy heterológgént vezetünk be egy gazdasejtbe. A heterológ gén kifejeződése — közvetve vagy közvetlenül — a peszticid sejten belüli termelődését és fennmaradását eredményezi. Ezeket a sejteket kezeljük azután olyan módon, ahogy fentebb leírtuk, olyan körülmények között, amelyek meghosszabbítják a sejtben termelt toxin aktivitását, amikor a sejteket a cél kártevőik) környezetében alkalmazzuk. Az így létrejött tennékmegőrzi a toxin toxieitását. Ezeket a természetes módon bezárt peszticideket azután ki lehet szerelni hagyományos technikákkal a cél kártevőt befogadó környezethez, pl. talajhoz, vízhez és lombozathoz való alkalmazás céljaira. A jelen találmány tárgyával összhangban javított tulajdonságú peszticideket — amelyek egyéb előnyeik mellett megnyújtott aktivitással rendelkeznek —állítunk elő úgy, hogy a természetben előforduló peszticid-tcrmclő mikroorganizmusokat módosítjuk, vagy a gazdaszervezetben kifejeződni képes heterológ gént befogadó peszticid-tcrmclő mikroorganizmusokat, amely utóbbi mikroorganizmusokban az említett gén kifejeződése közvetlenül vagy közvetve peszticidek termelését eredményezi. A jelen találmány magában foglalja továbbá az organizmusok kezelését olyan reagensekkel, amelyek meghosszabbítják a sejtben termelt toxin aktivitását, amikor a sejtet a cél kártevő(k) környezetében alkalmazzuk. Azígy létrejött termékmegőrzia toxin toxieitását. A peszticidek széles választékát lehet előállítani, amelyek képesek intracellulárisan termelődni, elsősorban egysejtű mikroorganizmus-gazdasszervezetekben, pl. prokariótákban, úgy mint baktériumokban, vagy cukarió Iákban, pl. gombákban (elsősorban az élesztőkben és fonalas gombákban, pl. Neurospórában vagy Aspergillusban), vagy protistákban, mint pl. amőbákban, protozoákban, algákban és hasonlókban. Apeszticid lehet bármilyen, mikroorganizmusok által termelt toxin. Lehet pl. polipeptid, amelynek toxikus aktivitása van valamilyen eukarióta többsejtű kártevő ellen, ilyen kártevők pl. a rovarok, úgy mint coleoptera (fedelesszámyúak), lepidoptera (pikkelycsszárnyúak), diptera (kétszárnyúak), hemiptera (félfedeles számyúak), dermoptera és orthoptera (egyenesszárnyúak), vagy pókfélék, vagy 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
