1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Биотехнология
  4. T. 41, № 6, 2025

Биотехнология, 2025, T. 41, № 6, стр. 94-103

Научно-технологические аспекты разработки микробиологических фунгицидов: от выделения штамма до регистрации (обзор)

Н. А. Жевнова 1, *, А. М. Асатурова 1

1 ФГБНУ “Федеральный научный центр биологической защиты растений” Министерства науки и высшего образования РФ
350039 Краснодар, Россия

* E-mail: n.zhevnova@mail.ru

Поступила в редакцию 01.08.2025
После доработки 11.09.2025
Принята к публикации 18.09.2025

Аннотация

Разработка биологических средств защиты растений представляет собой многоэтапный междисциплинарный процесс, включающий микробиологические, биохимические, молекулярно-генетические, агротехнические и правовые аспекты. Путь от изоляции микроорганизма до выхода препарата на рынок требует значительных ресурсов и времени (в среднем 5–7 лет). В настоящей статье рассмотрены ключевые научно-технологические аспекты каждого этапа, а также приведен обзор современных подходов к оптимизации производственного процесса.

Ключевые слова: микробиологические биопрепараты, микроорганизмы-антагонисты, биоконтроль, агробиотехнологии, микробиологическая защита, органическое земледелие

Список литературы

  1. Babalola O.O. Beneficial Bacteria of Agricultural Importance Biotechnol. Lett., 2010, 32, 1559–1570. https://doi.org/10.1007/s10529-010-0347-0

  2. Köhl J., Postma J., Nicot P., Ruocco M., Blum B. Stepwise screening of microorganisms for commercial use in biological control of plant-pathogenic fungi and bacteria. Biol. Control, 2011, 57(1), 1–12. EDN: OMNQKJ.https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2010.12.004

  3. Рябова О.В. К вопросу разработки микробиологических препаратов (фунгицидов и удобрений) для условий Северо-Востока европейской части Российской Федерации. Аграрная наука Евро-Северо-Востока, 2016, (1)50, 31–40.

  4. Павлюшин В.А., Новикова И.И., Бойкова И.В. Микробиологическая защита растений в технологиях фитосанитарной оптимизации агроэкосистем: теория и практика (обзор). Сельскохозяйственная биология, 2020, 55(3), 421–438. EDN: FEAOFPhttps://doi.org/10.15389/agrobiology.2020.3.421rus

  5. Долженко В.И., Лаптиев А.Б. Современный ассортимент средств защиты растений: биологическая эффективность и безопасность. Плодородие, 2021, 3, 71–75. https://doi.org/10.25680/S19948603.2021.120.13

  6. Домрачева Л.И., Скугорева С.Г., Стариков П.А., Горностаева Е.А., Ашихмина Т.Я. Микробы-антагонисты против фитопатогенных бактерий и грибов (обзор). Теоретическая и прикладная экология, 2022, 2, 6–14. EDN: ZWPWVPhttps://doi.org/10.25750/1995-4301-2022-2-006-014

  7. Ayaz M., Li C.H., Ali Q., Zhao W., Chi Y.K., Shafiq M., Ali F., Yu X.Y., Yu Q., Zhao J.T., Yu J.W., Qi R.D., Huang W.K. Bacterial and fungal biocontrol agents for plant disease protection: journey from lab to field, current status, challenges, and global perspectives. Molecules, 2023, 28(18), 6735. PMID: 33764510. PMCID: PMC10537577https://doi.org/10.3390/molecules28186735

  8. Тареев А.И., Березнов А.В., Смирнов В.В., Тареева А.А., Кислая С.С. Мировой рынок химических средств защиты растений: потенциальные потери урожая, тренды и перспективы производства пестицидов для экономики России. Техника и технология пищевых производств, 2024, 54(2), 310–329. EDN: HKNCPPhttps://doi.org/10.21603/2074-9414-2024-2-2508

  9. Маслиенко Л.В., Дейнега Л.А., Ефимцева Е.А. Элементы технологии производства микробиопрепаратов на основе перспективных бактериальных штаммов антагонистов возбудителя сухой гнили подсолнечника. Масличные культуры, 2023, (3)195, 63–68.

  10. Галиева Г.Ш., Галицкая П.Ю., Селивановская С.Ю. Растительный микробиом: происхождение, состав и функции. Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки, 2023, 165(2), 231–262. https://doi.org/10.26907/2542-064X.2023.2.231-262

  11. Maksimov I.V., Singkh B.P., Cherepanova E.A., Burkhanova G.F., Khayrullin R.M. Prospects for the use of bacteria – producers of lipopeptides for plant protection (review). Appl. Biochem. Microbiol., 2020, 56(1), 15–28. https://doi.org/10.1134/S0003683820010135

  12. Chebotar V.K., Zaplatkin A.N., Chizhevskaya E.P., Gancheva M.S., Voshol G.P., Malfanova N.V., Baganova M.E., Khomyakov Y.V., Pishchik V.N. Phytohormone production by the endophyte Bacillus safensis TS3 increases plant yield and alleviates salt stress. Plants, 2024, 13, 75. https://doi.org/10.3390/plants13010075

  13. Стандартная операционная процедура по выделению штаммов микроорганизмов из разных природных источников, в т. ч. экстремальных мест обитания в ЦКП “Коллекция уникальных и экстремофильных микроорганизмов различных физиологических групп биотехнологического назначения”, ЦКМ коллекция Uniqem) Москва 2017.

  14. Wang L., Jia S., Du Y., Cao H., Zhang K., Dong J. Biocontrol potential of Bacillus subtilis A3 against corn stalk rot and its impact on root-associated microbial communities. Agronomy, 2025, 15, 706. https://doi.org/10.3390/agronomy15030706

  15. Rat A., Naranjo H.D., Krigas N., Grigoriadou K., Maloupa E., Alonso A.V., Schneider C., Papageorgiou V.P., Assimopoulou A.N., Tsafantakis N., Fokialakis N., Willems A. Endophytic bacteria from the roots of the medicinal plant Alkanna tinctoria Tausch (Boraginaceae): exploration of plant growth promoting properties and potential role in the production of plant secondary metabolites. Front. Microbiol., 2021, 12, 633488. https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.633488

  16. Zhang Y., Luo X., Yin L., Yin F., Zheng W., Fu Y. Isolation and screening of a chitin deacetylase producing Bacillus cereus and its potential for chitosan preparation. Front. Bioeng. Biotechnol., 2023, 11, 1183333. https://doi.org/10.3389/fbioe.2023.1183333

  17. Gonfa T.G., Negessa A.K., Bulto A.O. Isolation, screening, and identification of chitinase-producing bacterial strains from riverbank soils at Ambo, Western Ethiopia. Heliyon, 2023, 9, e21643. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e21643

  18. Patel H.K., Vyas R.V., Shelat H.N. Selective enrichment method for isolation of efficient phosphate solubilizing bacteria from soil. Commun. Soil Sci. Plant Anal., 2022, 53(6), 1–10. https://doi.org/10.1080/00103624.2022.2055054

  19. Amri M., Rjeibi M.R., Gatrouni M., Mateus D.M.R., Asses N., Pinho H.J.O., Abbes C. Isolation, identification, and characterization of phosphate-solubilizing bacteria from Tunisian soils. Microorganisms, 2023, 11(3), 783. doi: . PMID: . PMCID: PMC10052640https://doi.org/10.3390/microorganisms1103078336985356

  20. Миронов В.В., Бочкова Е.А., Ганнесен А.В., Вантеева А.В., Русскова Ю.И., Ножевникова А.Н. Динамика биологических процессов при компостировании анаэробно обработанного осадка сточных вод. Микробиология, 2020, 89(4), 474–487. https://doi.org/10.31857/S0026365620040096

  21. Maslienko L.V., Deynega L.A., Zaveryukha E.A., Kuznetsova A.V. Primary screening of collection of fungal antagonist strains against Phoma rot pathogen on winter rapeseed. Oil Crops, 2024, 4(200), 107–113. EDN: SLTUBFhttps://doi.org/10.25230/2412-608x-2024-4-200-107-113

  22. Raymaekers K., Ponet L., Holtappels D., Berckman B., Cammue B.P.A. Screening for novel biocontrol agents applicable in plant disease management – a review. Biol. Control, 2020, 144, 104240. https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2020.104240

  23. Adhikari S., Saha S., Biswas A., Rana T.S., Bandyopadhyay T.K., Ghosh P. Application of molecular markers in plant genome analysis: a review. The Nucleus, 2017, 60(3), 283–297. https://doi.org/10.1007/s13237-017-0214-7

  24. Ranjan A., Rajput V.D., Prazdnova E.V., Gurnani M., Bhardwaj P., Sharma S., Sushkova S., Mandzhieva S.S., Minkina T., Sudan J., Zargar S.M., Chauhan A., Jindal T. Nature’s antimicrobial arsenal: non-ribosomal peptides from PGPB for plant pathogen biocontrol. Fermentation, 2023, 9(7), 597. https://doi.org/10.3390/fermentation9070597

  25. Hernández-Rodríguez A., Miguelez-Sierra Y., Acebo-Guerrero Y., Díaz de la Osa A., Casanova M.A. A practical guide to isolation of fluorescent Pseudomonas antagonic to Phytophthora palmivora (Butler) in Theobroma cacao L. Physiol. Mol. Plant Pathol., 2023, 127, 102061. https://doi.org/10.1016/j.pmpp.2023.102061

  26. Терлецкий В.П. Антагонисты бактериальной природы – молекулярно-генетическая идентификация и паспортизация в защите растений. Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование, 2020, (3)59, 163–173. EDN: BUWWYOhttps://doi.org/10.32786/2071-9485-2020-03-16

  27. Грачева И.В., Плотников О.П., Осин А.В. Современное состояние процедуры депонирования микроорганизмов в коллекционных центрах. Проблемы особо опасных инфекций, 2010, (1), 11–17.

  28. Грачева И.В., Осин А.В., Кутырев В.В. Принципы формирования коллекционных фондов штаммов микроорганизмов. Проблемы особо опасных инфекций, 2021, (2), 16–23.

  29. Можарова И. П., Мухина М. Т. Аналитический обзор о конференции “Проблемы и пути их решения при проведении испытаний агрохимикатов и регуляторов роста растений для государственной регистрации на территории Российской Федерации”. Плодородие, 2021, 4 (121). https://doi.org/10.25680/S19948603.2021.121.22

  30. Rafikova G.F., Korshunova T.Yu., Minnebaev L.F., Chetverikov S.P., Loginov O.N. A new bacterial strain Pseudomonas koreensis IB-4 as a promising agent for the biological control of phytopathogens. Microbiology, 2016, 85(3), 317–326.

  31. Lee J., Kim S., Jung H., Koo B.-K., Jeong A., Ho-Seok Lee. H. Exploiting bacterial genera as biocontrol agents: mechanisms, interactions and applications in sustainable agriculture. J. Plant Biol., 2023, 66, 485–498. https://doi.org/10.1007/s12374-023-09404-6

  32. Pan J., Huang T., Yao F., Huang Z., Qiu S., Guan X., Powell C.A. Expression and characterization of aiiA gene from Bacillus subtilis BS-1. Microbiol. Res., 2008, 163(6), 711–716. EDN: MNGAAXhttps://doi.org/10.1016/j.micres.2007.12.002

  33. Blake C., Christensen M.N., Kovacs A.T. Molecular aspects of plant growth promotion and protection by Bacillus subtilis. MPMI, 2021, 34, 15–25. https://doi.org/10.1094/MPMI-08-20-0225-CR

  34. Librizzi V., Malacrinò A., Li Destri Nicosia M., Barger N., Luzzatto-Knaan T., Pangallo S., Agosteo G., Schena L. Extracts from environmental strains of Pseudomonas spp. effectively control fungal plant diseases. Plants, 2022, 11(3), 436. https://doi.org/10.3390/plants11030436

  35. Sidorova T.M., Asaturova A.M., Khomyak A.I., Zhevnova N.A., Shternshis M.V., Tomashevich N.S. Optimization of laboratory cultivation conditions for the synthesis of antifungal metabolites by Bacillus subtilis strains. Saudi J. Biol. Sci., 2020, 27(7), 1879–1885. EDN: MURIDRhttps://doi.org/10.1016/j.sjbs.2020.05.002

  36. Asaturova A.M., Zhevnova N.A., Tomashevich N.S., Sidorova T.M., Khomyak A.I., Dubyaga V.M., Nadykta V.D., Zharikov A.P., Kostyukevich Yu.I., Tupertsev B.S. Evaluation of Bacillus velezensis biocontrol potential against Fusarium fungi on winter wheat. Agronomy, 2022, 12(8), 1956. https://doi.org/10.3390/agronomy12081956

  37. Vindas-Reyes E., Chacón-Cerdas R., Rivera-Méndez W. Trichoderma production and encapsulation methods for agricultural applications. Agric.Eng., 2024, 6(3), 2366–2384. https://doi.org/10.3390/agriengineering6030138

  38. Boukaew S., Chumkaew K., Petlamul W., Srinuanpan S., Nooprom K., Zhang Z. Preserving snake fruit (Salacca zalacca Voss) quality: effective control of Peniophora salaccae SKRU002 with fungicides and biological agents. Food Control, 2024, 163, 101475. https://doi.org/10.1016/j.jafr.2024.101475

  39. Liu X., John Martin J.J., Li X., Zhou L., Li R., Li Q., Zhang J., Fu D., Cao H. Optimization of the fermentation culture conditions of Bacillus amyloliquefaciens CK-05 using response surface methodology. Front. Microbiol., 2025, 16, 1552645. .https://doi.org/10.3389/fmicb.2025.1552645

  40. Ughy B., Nagyapati S., Lajko D.B., Letoha T., Prohaszka A., Deeb D., Der A., Pettko-Szandtner A., Szilak L. Reconsidering dogmas about the growth of bacterial populations. Cells, 2023, 12, 1430. https://doi.org/10.3390/cells1210143

  41. Malkova A., Evdokimov I., Shirmanov M., Irkitova A., Dudnik D. Development of a microbiological preparation for crops based on Bacillus pumilus strains. BIO Web of Conferences. 2021, 36, 07012. https://doi.org/10.1051/bioconf/20213607012.

  42. Методические указания по регистрационным испытаниям пестицидов в части биологической эффективности. Общая часть. Утверждены Научно-техническим советом Минсельхоза России (протокол от 08.05.2024 № 12).

  43. Перечень организаций, допущенных к проведению регистрационных испытаний. Утвержден Минсельхозом России 27.02.2019.

  44. Асатурова А.М., Жевнова Н.А., Исмаилов В.Я., Волкова Г.В., Шипиевская Е.Ю. Органическое земледелие в России: состояние и перспективы. Защита и карантин растений, 2024, 8, 7–12. https://doi.org/10.47528/1026-8634_2024_8_7

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Биотехнология

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал