Микробиологическое производство лекарственных средств для растений

СОДЕРЖАНИЕ

Введение. 3

1 Микробиологическое производство лекарственных средств для растений. 4

1.1 Современные виды биофунгицидов на основе грибов. 6

1.2 Современные виды биофунгицидов на основе бактерий. 8

2 Микробиологическое производство регуляторов роста растений. 10

2.1 Химическая природа, синтез и транспорт фитогормонов. 10

2.2 Физиологическое действие фитогормонов. 11

2.3 Механизмы действия фитогормонов. 12

2.4 Практическое использование фитогормонов. 13

3 Микробиологическое производство средств защиты растений. 23

3.1 Получение бактериальных препаратов. 23

3.2 Получение грибных энтомопатогенных препаратов. 26

3.3 Технология получения вирусных энтомопатогенных препаратов. 29

Заключение. 32

Список использованных источников. 33

ВВЕДЕНИЕ

Биотехнология широко применяется в растениеводстве. С её помощью стало возможным значительно увеличить количество урожая за счёт средств борьбы с болезнями и вредителями растений, а также средств, регулирующих рост растений.

Вещества, регулирующие рост растений, называются фитогормонами. Фитогормоны — это химические вещества, вырабатываемые в растениях и регулирующие их рост и развитие. Образуются главным образом в активно растущих тканях на верхушках корней и стеблей. К фитогормонам обычно относят ауксины, гиббереллины и цитокинины, а иногда и ингибиторы роста, например, абсцизовую кислоту. В отличие от гормонов животных, менее специфичны и часто оказывают свое действие в том же участке растения, где образуются. Многие синтетические вещества обладают таким же действием, как природные фитогормоны.

К средствам защиты растений относятся биопестициды. Биопестициды — пестициды, полученные из объектов природного происхождения, таких как: микроорганизмы, растения, животные и минералы. Биопестициды в своё время делятся на 3 группы:

микробиологические препараты на основе микроорганизмов (бактерий, грибов, вирусов и простейших) и продуктов их жизнедеятельности. Более чем 50 % в этой группе составляют препараты на основе бактерии Bacillusthuringiensis.

препараты из растений, экстрактов из растений и прочих природных субстратов. Их пестицидное действие обусловлено наличием в них специфических биологически активных веществ.

феромоны — препараты на основе природных соединений, не оказывающих токсического действия на вредные организмы, а влияющих только на их поведение. Обычно используются в виде приманок и ловушек для вредных насекомых. Но также можно выделить ещё одну группу биологических средств защиты растений — это естественные хищники, но они всё-таки не относятся к пестицидам.

Механизмы действия фитогормонов

Механизм действия фитогормонов в основных чертах и даже во многих молекулярных «деталях» сходен с механизмом действия гормонов животных, хотя значительно менее изучен. Чувствительные клетки воспринимают гормон благодаря специфическим рецепторам, расположенным главным образом на плазматической мембране. После взаимодействия с гормоном рецепторы меняют свою конформацию (пространственную форму) и тем или иным способом передают сигнал внутрь клетки. Как и у животных, передатчиками сигнала (вторичными посредниками) у растений могут служить каскады протеинкиназ/протеинфосфатаз, фосфоинозит, диацилглицерин, фосфатидные и жирные кислоты, кальций, циклические нуклеотиды, оксид азота, перекись водорода. Гормональный сигнал, проходя по определенному пути вплоть до эффекторных структур, обычно усиливается во много раз. Конечной мишенью фитогормонов в клетке являются гены, причем, в зависимости от типа фитогормона и типа ткани, активируется или репрессируется тот или иной набор чувствительных (компетентных) генов. При воздействии фитогормонов на гены-мишени происходит образование или, наоборот, исчезновение соответствующих ферментов. Хотя компетентные гены составляют малую долю от общего количества активных генов, изменения их активности обычно достаточно для включения или выключения метаболической программы, контролируемой фитогормоном.

Микробиологическое производство средств защиты растений

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, можно выделить сильные и слабые стороны биопестицидов.

Достоинства:

1) менее токсичны, в сравнении с химическими средствами либо вовсе безопасны для человека и животных;

2) характеризуются избирательным действием;

3) не накапливаются в почве, овощах, плодах. Последняя обработка проводится незадолго до сбора урожая;

4) выступают факторами регулировки роста (фунгициды);

5) проявляют пролонгированное действие (вирусы);

6) не вызывают резистентности (привыкания).

Недостатки:

1) срок годности жидких препаратов составляет от 2 недель до 2 месяцев;

2) специальные условия хранения: емкости из темных материалов, низкая температура;

3) частота обработки: 1 раз в 7–20 дней (в зависимости от препарата и фазы развития);

4) в тяжелых случаях поражения растений малоэффективны;

5) невысокая приживаемость искусственно выращенных микроорганизмов в реальных условиях.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение. 3

1 Микробиологическое производство лекарственных средств для растений. 4

1.1 Современные виды биофунгицидов на основе грибов. 6

1.2 Современные виды биофунгицидов на основе бактерий. 8

2 Микробиологическое производство регуляторов роста растений. 10

2.1 Химическая природа, синтез и транспорт фитогормонов. 10

2.2 Физиологическое действие фитогормонов. 11

2.3 Механизмы действия фитогормонов. 12

2.4 Практическое использование фитогормонов. 13

3 Микробиологическое производство средств защиты растений. 23

3.1 Получение бактериальных препаратов. 23

3.2 Получение грибных энтомопатогенных препаратов. 26

3.3 Технология получения вирусных энтомопатогенных препаратов. 29

Заключение. 32

Список использованных источников. 33

ВВЕДЕНИЕ

Микробиологическое производство лекарственных средств для растений

Микробиологическое производство лекарственных средств для растений осуществляется так же, как и любое другое биотехнологическое производство. Иерархическая структура биотехнологического производства делится на три ступени. Первая ступень построения включает подсистемы типа: биообъект —биореакторы, биомасса – сепараторы, экстракторы и т.п. Вторая ступень построения состоит из объединения подсистем в функционально единую цепь (участок, цех) и технологических основ создания блочно-модульных типовых решений. Третья ступень построения состоит из последовательности блоков и модулей функциональных участков,опытно-промышленной установки, предприятия законченного цикла, основных и вспомогательных (общеинженерных) подсистем.

Последовательно реализуемые стадии превращения исходного сырья в лекарственное средство:

- оптимизация биообъекта, процессов и аппаратов как единое целое в биотехнологическом производстве;

- подготовительные операции при использовании в производстве биообъектов микроуровня;

- многоэтапность подготовки посевного материала;

- инокуляторы;

- кинетические кривые роста микроорганизмов в закрытых системах;

- связь скорости изменения количества микроорганизмов в экспоненциальной фазе роста с концентрацией клеток в системе;

- комплексные и синтетические питательные среды, их компоненты;

- концентрация отдельного расходуемого компонента питательной среды и скорость размножения биообъекта в техногенной нише;

- уравнение Моно;

- методы стерилизации питательных сред;

- критерий Дейндорфера – Хэмфри;

- сохранение биологической полноценности сред при их стерилизации;

- стерилизация ферментационного оборудования;

- обнаружение "слабых точек" внутри стерилизуемых емкостей;

- проблемы герметизации оборудования и коммуникаций;

- очистка и стерилизация технологического воздуха;

- схема подготовки потока воздуха, подаваемого в ферментатор;

- предварительная очистка;

- стерилизующая фильтрация;

- определение предела размера пропускаемых частиц;

- определение эффективности работы фильтров;

- определение коэффициента проскока;

- критерии подбора ферментаторов при реализации конкретных целей;

- классификация биосинтеза по технологическим параметрам;

- принципы организации материальных потоков: периодический, полупериодический, отьемно-доливной, непрерывный, глубинная ферментация, массообмен, поверхностная ферментация;

- требования к ферментационному процессу в зависимости от физиологического значения целевых продуктов для продуцента — первичные метаболиты, вторичные метаболиты, высокомолекулярные вещества;

- биомасса как целевой продукт;

- требования к ферментационному процессу при использовании рекомбинантных штаммов, образующих чужеродные для биообъекта целевые продукты;

- выделение, концентрирование и очистка биотехнологических продуктов;

- специфические особенности первых стадий;

- седиментация биомассы;

- уравнение скорости осаждения;

- коагулянты;

- флокулянты;

- центрифугирование;

- выделение из культуральной жидкости клеток высших растений, микроорганизмов;

- отделение целевых продуктов, превращенных в твердую фазу;

- сепарирование эмульсий;