Асортимент біопрепаратів дуже широкий. Так, наведемо лише основні, найбільш відомі препарати: дипел, біоград, біотрол (США), бактоспеін (Франція), біоспор 2802 (Німеччина), турінжин (Румунія), бактуцид, екзобак (Італія), бацилін (Польща), ентеробактерін, дендробацилін, бітоксібацилін, БІЛ, гомелін, лепідоцид, бактокуліцид (Росія, країни СНД) (Патыка и др., 1998).
Велику роль у сучасному біотехнологічному бізнесі відіграють трансгенні рослини. На сьогодні Bt–захищена картопля, бавовник та кукурудза введені у практику комерційного сільського господарства США, ці культури вирощуються в Канаді, Мексиці, Аргентині, Австралії, Китаї, Іспанії, Франції, Португалії, Південній Африці, Росії та Румунії. На протязі останніх років виробники сільськогосподарської продукції перейняли ці рослини в якості ефективного способу збільшення урожаїв і ведення стабільного господарства. В США загальна площа під трансгенним бавовником, кукурудзою та картоплею у 1998 році перевищувала 2,71 млн. га, що склало 17% загальних площ під бавовником, 18% – під кукурудзою і 4% – під картоплею (табл.1.2).
Загальна ж площа під трансгенними культурами у всьому світі зросла з 1,7 млн. га у 1996 році до 50 млн. га у 2009 (табл.1.3).
Таблиця 1.2 Посівні площі під трансгенними культурами в США у 2009 р.
| Культура | Посівна площа,млн. акр. | Частка від загальної посівної площі,% |
| Кукурудза на зерно | 5,83 | 18 |
| Бавовник | 0,93 | 17 |
| Картопля | 0,02 | 4 |
Серед компаній, які створюють трансгенні культури лідером є “Монсанто”. До її активу входять сорти картоплі групи Новий Лист – Рассет Бербанк, Суперріор, Атлантік, стійкі до колорадського жука, сорти сої, бавовнику, цукрових буряків, ріпаку, тютюну та кукурудзи стійкі до гербіцидів. Крім того готуються до виходу на ринок такі екзотичні модифікації, як блакитний бавовник, фрукти, що містять більшу кількість вітамінів у порівнянні до звичайних, картоплю з незначним вмістом води – така властивість дозволить економити олію при смаженні.
Таблиця 1.3 Площі зайняті трансгенними культурами у світовому масштабі
| Рік | Площі, млн. га |
| 1996 | 1,7 |
| 1997 | 11,0 |
| 1998 | 28,8 |
| 1999 | 39,9 |
| 2000 | 44,2 |
| 2009 | 50,0 |
Так, ще у 1987 році на дослідній станції “Монсанто” було проведено польові випробування на стійкість генетично модифікованих рослин тютюну до гліфосату. У 1988 – випробовували генетично змінені сорти томатів з підвищеною стійкістю до шкідників.
На початку 1998 року тільки в США посіви трансгенних сортів сої фірми “Монсанто” займали 14%, а до кінця того ж року їх планувалося збільшити до 30%, трансгенні сорти бавовнику цієї ж компанії у 1997 році вирощувалися на 13,5% площ під цією культурою. Взагалі ж “Монсанто” вирощує більш як 30 видів культурних рослин з зміненою ДНК. Серед інших компаній, які працюють в цій галузі можна назвати найбільших виробників генетично зміненої кукурудзи – “Новартіс сідс” (у складі “Сенгента”); “Сіба сідс АГ” (Bt –176); “Нортруп Кінг” (раніш “Сандос”) (Bt –11).
Таким чином, ми коротко розглянули основні етапи історії біотехнологічного бізнесу з давнини до наших днів і можемо бачити як він розвивався разом з науково-технічним прогресом.
1.2 Історія зародження мікробіологічного методу регулювання чисельності шкідливих комах в Україні
Виникнення і початок розвитку мікробіологічного методу регулювання чисельності шкідників пов’язане насамперед з ім’ям І.І. Мечнікова та його науковими дослідженнями у 70-х роках ХІХ сторіччя (Резник, 1973). Саме в цей період в південних регіонах Росії спостерігалися спалахи розмноження хлібного жука, збитки від якого тільки в період 1870 – 1880 рр. склали 100 млн. карбованців золотом і на 50% знизили експорт пшениці.
Вивчаючи цього шкідника Мечніков відмітив спорадичну загибель личинок комахи від мікроскопічного пліснявого гриба названого ним у 1878 році зеленою мускардиною (Metaerhiziumanisopline). До цього часу вже було відоме подібне захворювання, що викликалося білою мускардиною, на тутовому шовкопряді у Франції (вивчення хвороби провів Л.Пастер). Вивчивши вплив погодних умов на ураження комах вчений винайшов ефективний засіб пригнічення популяції хлібного жука шляхом штучного інфікування його збудником мускардинозу (в дослідах гинуло до 70% особин). Вперше про цей метод було оповіщено наукову громадкість на з’їзді представників земств південних губерній, який був скликаний восени 1878 року в Одесі. (Вивчаючи личинок шкідника І.І.Мечніков описав і бактеріальне захворювання, що викликається Bacillussalutarius, одночасно запропонувавши використовувати грунт з трупами личинок для штучного поширення хвороби. У 1879 році вчений зробив доповідь про це на засіданні Новоросійської спілки природників та опублікував брошуру “Хвороби личинок хлібного жука” (Воловник, 1979) та статтю в “Земледельческой газете” “О болезнях свекловичного жука” (Мечников, 1879). Незабаром І.І. Мечніков сумісно з Л.Є. Ценковським, Шабельським, а пізніше і О.О. Ковалевським, розробляє методи напрацювання вказаного мікроорганізму для практичного використання в якості засобу боротьби (Левитский, Ковалевский, 1880; Воловник, 1979; Васильєв, Лісовий, 1996).
Так, був запропонований наступний спосіб напрацювання мускардини: в ящик з грунтом, заселеним ураженими личинками хлібного жука, проводять поступове (по мірі їх загибелі) підселення нових – при цьому підвищується концентрація спор і, відповідно, патогенності субстрату.
І.І. Мечніков винайшов, що Metaerhiziumanisopline може добре рости і утворювати спори в цукровому розчині, в висячих краплинах, але забезпечити ріст гриба в великих обсягах рідини не вдавалося. Проблема була вирішена лише коли О.О. Ковалевським (за іншими даними – професором Веріго (Мартиньони, 1964) був запропонований оригінальний метод одержання мускардини на живильному середовищі – стерилізованому пивному суслі.
Роботи по новому методу захисту від шкідників викликали неоднозначну оцінку широких кіл як вчених, так і практиків. Особливо критичне відношення до нього склалося після виступів І.І. Мечнікова і Л.Є. Ценковського на ентомологічному з’їзді 1882 року.
Цікавим буде згадати, що професором Л.Є. Ценковським, відносно хлібного жука, було вперше запропоновано метод оцінки норми витрати грибного препарату на основі мускардини. Щоб визначити необхідну кількість препарату, потрібно на основі значень розмірів (ширини і довжини) окремої спори гриба, розрахувати, скільки спор розміститься в 1 мм2, а потім і на 1 га (1 десятині). За розрахунками професора Деларю, якщо покрити десятину шаром чистого мускардинового борошна у 0,008 мм (подвійна ширина спори), то норма витрати буде становити 0,25–0,20 аршинів3/десятину. При використанні не чистого препарату, а у суміші з наповнювачем (ґрунтом), але отриманого у зразковому розсаднику, професор Зайкевич визначив, що порожнини займають половину всього об’єму кубічної одиниці ґрунту, отже норма витрати такого препарату зросте до 0,4 аршину3/десятину. У випадку, коли використовується препарат отриманий у звичайному розсаднику, і, відповідно, в ньому міститься менше спор, шар його збільшується у 10–30 разів. Так, наприклад, норма витрати для розсадника, концентрація спор гриба вирощеного в якому становить 0,05% зразкового, буде дорівнювати 8 аршинів3/десятину.
Наступний етап пов’язаний з розвитком цукрової промисловості, самому існуванню якої почав загрожувати звичайний буряковий довгоносик, що нечувано розмножився в той час в основних бурякосійних регіонах. Про це свідчать дані щодо розмірів посівів, пересівів та загинувши з вини бурякового довгоносика плантацій цукрових заводів, що входили у склад Всеросійської Спілки цукрозаводчиків (табл. 1.4).
З метою перевірки ефективності нового методу було залучено ентомолога І.М. Красильщика, який у 1883 році прибув у м. Сміла Київської губернії – маєток графа Бобринського – одного з монополістів виробництва цукру, що погодився надати проекту фінансову підтримку, за досить короткий строк опанував основні методики вивчення хвороб комах. Виробництво налагодили тільки в 1884 році, коли І.І.Мечніков винайшов середовище для мускардини – пивне сусло сильно розбавлене водою, а власник маєтку погодився надати одну з будівель під “мускардиновий завод”.
Таблиця 1.4 Деякі дані щодо шкодочинності бурякових довгоносиків на плантаціях цукрових буряків наприкінці ХІХ сторіччя у європейській частині Росії
| Роки | Посіяно навесні, дес. | Пересіяно, дес. | Знищено і не пересіяно, дес. |
| 1891–1892 | 284162 | 14290 | 10948 |
| 1892–1893 | 281798 | 59056 | 26388 |
| 1893–1894 | 313503 | 27749 | 11170 |
| 1894–1895 | 308668 | 13288 | 4944 |
| 1895–1896 | 317100 | 10547 | 2315 |
| 1896–1897 | 327061 | 17126 | 5590 |
| 1897–1898 | 372501 | 21961 | 8578 |
| 1898–1899 | 408539 | 62952 | 7226 |
| 1899 | 467543 | дані відсутні | 26083 |
| В середньому | 28371 | 10771 |
Почалося виробництво мускардини фабричним шляхом з максимальною механізацією процесу. Завдяки методиці, розробленої І.М. Красильщиком, робочі виконували лише дуже прості операції. Засіви здійснювали в герметично закритих металевих плоских і широких чанах. При цьому операції з культивування здійснювалися в замкненій системі труб, непроникних для пилу і сторонніх спор бактерій і грибів. Для запобігання частій стерилізації, свіже стерильне середовище вводили до контейнерів без попередньої їх стерилізації, після збору старого середовища з спорами; грибні спори, які залишалися в сосуді, автоматично давали початок наступній культурі. Ось деякі технологічні дані виробництва, наведені І.М.Красильщиком: між посівом і збором проходило 14–15 діб при 250С, в подальшому цей період, було зменшено до 5–8 діб, на 1 м2 середовища отримували 180–220 г спор (для боротьби з звичайним буряковим довгоносиком на 1 га потрібно було до 8 кг спор, за іншими даними – 4–6 кг або 400–600 кг суміші з сухим піском – на 1 вагову частину брали 99 вагових частин піску). При заводському способі виробництва, при розрахункових потужностях установки на 16 тонн, вартість виробництва кількості мускардини необхідної для захисту 1 га склала б 4 крб., при більших потужностях ця сума була б ще меншою. Відомо, що установка в Смілі виробила за 4 місяці 1884 року 54 кг спор. Таким чином, в результаті нескладних розрахунків легко визначити – в експериментальній установці щоденно функціонувало близько 2,3 м2 поверхні свіжого середовища (Мартиньони, 1964).