تأثیر برخی ضایعات و فرآورده‌های جانبی صنایع غذایی بر رشد و فعالیت حشره‌کشی Bacillus thuringiensis

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه گیاه‌پزشکی، دانشکده علوم کشاورزی و صنایع غذایی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 موسسه تحقیقات گیاه‌پزشکی کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

چکیده

امروزه دانش مدیریت آفات کشاورزی و بهداشتی در قالب کنترل بیولوژیک درحال گسترش است، و در این میان میکروارگانیسم‌های بیمارگر حشرات Bacillus thuringiensis به‌عنوان یک آفت‌کش زیستی با کارایی و ایمنی بالا نقش عمده‌ای در کنترل آفات دارد. در حالی که به‌دلیل هزینه‌های بالای تولید هنوز نتوانسته جایگزین آفت‌کش‌های شیمیایی شود. در مطالعه حاضر، برای ارتقاء فعالیت حشره‌کشی و کشت ارزان و مقرون به‌صرفه Bt سویه بومی 6R زیرگونه kurstaki، ضایعات و فرآورده‌های جانبی صنایع غذایی شامل سبوس‌گندم، تفاله‌سویا، پودر‌ذرت، شربت‌ذرت، پودرماهی، شیره‌خرما، ملاس‌چغندرقند و ملاس و باگاس نیشکر به‌عنوان محیط تخمیر خام مورد ارزیابی قرار گرفت. فاکتورهای میزان تولید اسپور و کریستال طی فرآیند تخمیر در محیط کشت‌های مختلف طی 72 ساعت که شامل زیست‌سنجی روی لاروهای سن سه Helicoverpa armigera Hübner ، وزن خشک توده زنده، میزان اسپور و تغییرات pH، می‌باشد اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد، Bt حاصل از بسترهای سبوس‌گندم، ملاس‌نیشکر و کورن‌استیپ (عصاره خیسانده ذرت) روی لارو سن سه H. armigera 100% تلفات داده است. بیشترین وزن خشک توده زنده Bt بعد از پایان تخمیر مربوط به پودر ذرت، سبوس گندم و کورن استیپ به ترتیب 903/0، 7804/0 و 559/0 گرم در صد میلی‌لیتر سوسپانسیون کشت بود. نتایج نشان داد که محیط کشت کورن‌استیپ با بیشترین میزان تولید Bt در شرایط آزمایشگاه (CFU/ml 1012 ×8/2) بیشترین کارایی را داشت. در محیط‌های کشت دوتایی ملاس چغندر(منبع کربن) همراه با کورن‌استیپ (منبع ازت) با CFU/ml 1012 ×22/4 و سبوس‌گندم (منبع کربن) همراه با کورن‌استیپ با CFU/ml 1012 ×44/3، هر دو با تلفات 100% روی لارو سن سه H. armigera  بهترین کارایی را داشتند. در مجموع، یافته‌های ما یک استراتژی جدید برای استفاده از ضایعات و فرآورده‌های جانبی صنایع غذایی با اثرات زیست‌ محیطی کمتر و کاهش هزینه تولید ارائه می‌کند.

کلیدواژه‌ها


Amin, G. & Alotaibi, S. 2008. Optimization of a fermentation process for bioinsecticide production by Bacillus thuringiensis. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 24(11): 2465–2471.
Black, K.G. & Snyman, S.J. 1991. Biomass yield and insecticidal activity of a local Bacillus thuringiensis isolate in six fermentation. Proceedings of the south African Sugar Technologists Association, 77–79.
Brar, S.K. & Verma, M. 2005. Starch industry wastewater based stable Bacillus thuringiensis liquid formulation. Journal of Economic Entomology, 98(6): 1890–1404.
Capalbo, D.M.F. 1995. Bacillus thuringiensis: fermentation process and risk assessment: a short review. Memrias do instituto Oswaldo Cruz, 90:135–138.
Capalbo, D.M.F. Valicente, F.H. Marcus, I.O. & Pelizer. L. H. 2001. Solid–state fermentation of Bacillus thuringiensis var. tolworthi to control fall armyworm in maize, Journal of Biotechnology, 4(2): 155–168.
Dulmage, H.T. 1971. Production of delta–endotoxin by eighteen isolates of Bacillus thuringiensis serotype in fermentation media. Journal. Invertebrate Pathology, 18: 353–358.
Fernando, H. Valicente & Andre, H.C. Mourao. 2008. Use of By–Products Rich in Carbon and Nitrogen as a Nutrient Source to Produce Bacillus thuringiensis (Berliner)–Based Biopesticide. Neotropical Entomology, 37(6): 702–708 .
Jayaraman, R. 2003. Influence of Carbon and Nitrogen Sources on the Growth and Sporlution of Bacillus thuringiensis var Galleriae for Biopesticide production. Chemical and Biochemical Engineering Quarterly, 17(3): 225–231.
Kraemer–Schafhalter, A. & Moser, A. 1996. Kinetic study of Bacillus thuringiensis var. israelensis in lab–scale batch process. Bioprocess and Biosystems Engineering, 14(3): 139–144.
Lachhab, K. Tyag R.D. & Valero, J.R. 2001. Production of Bacillus thuringiensis biopesticides using wastewater sludge as a raw material: effect of inoculum and sludge solids concentration. Process Biochemistry, 37: 197–208.
Marzban, R. & Salehi, J.G. 2006, Isolation of native Bacillus thuringiensis Berliner isolates from the agricultural soils of Iran. Journal of New Agricultural Sciences, 1(2): 47–54.
Marzban, R. 2012. Investigation on the suitable isolate and medium for production of Bacillus thuringiensis. Journal of Biopesticids, 5: 144–147.
Obeta, J.A.N. & Okafor, N. 1984 Medium for the production of primary powder of Bacillus thuringiensis subsp. israelensis. Journal of Applied Environmental Microbiology, 47: 863–867.
Pan X., Huang T., Fang Y., Rao W., Guo X., Nie D., Zhang D., Cao F., Guan X. & Chen, Z. 2021. Effect of Bacillus thuringiensis biomass and insecticidal activity by cultivation with vegetable wastes. Journal of Royal. Society Open Science, 8: 1–8.
Pandey, A. Soccol C.R. & Larroche C. 2008. Current Developments in Solid–state Fermentation. Springer, New York, NY, P. 517.
Poopathi, S. 2010. Novel Fermentation media for the production of mosquito pathogenic bacilli in mosquito control. Technology and Education Topics in Applied Microbiology and Microbial Biotechnology, 349–358.
Prabakaran, G. Hoti, S.L. & Paily, K.P. 2009. Development of cost–effective medium for the large–scale production of a mosquito pupicidal metabolite from pseudomonas fluorescens Migula. Biological Control, 48(3): 264–266.
Rani, R. Singhania, R. 2009. Recent advances in solid–state fermentation. Journal of Biochemical Engineering, 44 (1): 13–18
Rao, Y.K. Tsay, j. Wu, W.S. & Tzeng, Y.M. 2007. Medium optimization of carbon and nitrogen sources for the production of spores from Bacillus amyloliquefaciens B128 using response surface methodology. Process Biochemistry, 42(4): 535–541.
Salehi Jouzani, G., Moradali, M.F. & Abbasalizadeh, S. 2015. Optimization of economic medium and fermentation process of a lepidopteran active native Bacillus thuringiensis strain to enhance Spore/Crystal production. Journal of Agricultural Biotechnology, 17: 1183–1196.
Tianjian, X. 1994. Industrial production of BT production and application. Wuhan, China.
Valicente, F.H. &. Moourao, A.H. 2008. Use of by–products rich in carbon and nitrogen as a nutrient source to produce Bacillus thuringiensis (Berliner)–based biopesticide. Neotropical Entomology, 37: 702–708.
Vimala Devi, P.S. Ravinder, T. & Jaidev, C. 2005. Cost–effective production of Bacillus thuringiensis by solid–state fermentation. Journal of Invertebrate Pathology, 88(2): 163–168.