Биотехнологии на защите растений

С развитием химической науки и промышленности в природу попадает все большее количество различных соединений в виде инсектицидов, гербицидов, моющих средств и т. п. Поскольку эти соединения довольно устойчивы, они накапливались в почве, растениях и оказались опасными для человека и животных. Они попали в разряд ксенобиотиков, то есть чужих, вредных для жизни веществ.

Проблема очистки биосферы от подобных веществ чрезвычайно остра, поскольку сделать это очень трудно. На помощь пришли биологические методы борьбы: во многих микроорганизмах обнаружены так называемые плазмиды деградации, то есть расположенные вне ядра участки ДНК, кодирующие биологически активные веществе, которые способны разлагать ксенобиотики. Эти плазмиды легко переносятся из одной клетки в другую, и это открыло широкие возможности для конструирования и биотехнологического производства новых штаммов микроорганизмов с повышенной способностью к разложению нефти, ДДТ и всякого рода других ксенобиотиков.

Практика показала высокую эффективность новых штаммов. Так, в Институте биохимии и физиологии микроорганизмов АН СССР получили ряд штаммов, разрушающих ДДТ, его аналог кельтан и ряд других токсикантов. И оказалось, что новые штаммы с плазмидами деградации разлагают ксенобиотики гораздо эффективнее, чем их предшественники. В частности, остаток кельтана в почве через 3 месяца после его внесения составлял 72 процента первоначального количества, а при использовании плазмид деградации его за те же месяцы оставалось лишь 8 процентов.

Другое важнейшее направление экологической биотехнологии — это замена устойчивых пестицидов биологическими средствами защиты — антибиотиками, микогербицидами, бактериальными токсинами (их производят микроорганизмы) и иными подобными веществами. Они оказались весьма эффективными в борьбе с сорняками, против которых подчас бессильна химия. В частности, различные виды микроскопических грибов эффективно уничтожают сорняки на плантациях цитрусовых, арбузных бахчах, полях пшеницы. Важнейшее преимущество биологических средств защиты растений состоит в том, что они не загрязняют окружающую среду, а применять их можно в очень небольших количествах — граммах на гектар.