Po tisíciletí si hrách polní přirozeně vyvíjel látku na ochranu svých semen před poškozením hmyzem. Nyní vědci zapřahují tuto látku do práce, aby vyvinuli účinnou, bezpečnou a ekonomickou možnost ochrany proti hmyzím škůdcům u skladovaných semen. „Ochrana proti hmyzu u skladovaných semen je absolutně rozhodující, protože naše exportní trhy mají nulovou toleranci k importu semen obsahujících hmyz“, říká Dr. Russell Hynes z výzkumné organizace AAFC (Agriculture and Agri-Food Canada) v Saskatoon. Škody způsobené hmyzem mohou znamenat velké ztráty a snižovat jakostní třídu, hmotnost, rychlost klíčení a nutriční hodnotu skladovaných semen. Ačkoli jsou k dispozici možnosti chemické ochrany, problémy jako obavy spotřebitelů týkající se reziduí pesticidů, bezpečnost farem v zacházení s pesticidy a vývoj hmyzu resistentního vůči pesticidům činí rozvoj tohoto nového bioinsekticidu žádoucím.

Hynes vysvětluje, že schopnost polního hrachu potlačovat škodlivý hmyz poprvé vyšly na světlo cca před 15 lety. Pracovníci společnosti Parrheim Foods, jedné z velkých jednotek v kanadské provincii Saskatchewan, si všimli, když vyklidili zásobníky na hrachovou moučku, že v nich nebyl žádný hmyz. Zajímali se o to, co způsobilo potlačení veškerého hmyzu v těchto speciálních zásobnících versus zásobnících, kde byla skladována ovesná nebo pšeničná zrna nebo mouka.

Společnost Parrheim Foods nanesla tuto otázku Dr. Robertu Bodnarykovi z výzkumného centra Cereal Research Centre ve Winnipegu při AAFC. Výzkumníci tam prováděli pokusy a zjistili, že hrachová moučka naprášená na pšeničná zrna potlačovala žír hmyzu a nakonec způsobila úhyn určitých běžných druhů skladištních hmyzích škůdců. Samozřejmě umístění hrachové mouky na pšeničná zrna není vhodné, protože když je tato pšenice mleta na mouku, měla by chuť hrachové moučky, což není to, co by si spotřebitelé při nákupu pšeničné mouky přáli.

Proto, aby se insekticidní schopnost hrachu přeměnila na praktický produkt, Dr. Wes Taylor z výzkumného centra v Saskatonn zkoumal, které specifické látky v hrachové moučce způsobují insekticidní účinek a Dr. Paul Fields z AAFC ve Winnipegu studoval účinky hrachové moučky na různé druhy hmyzu. Hynes se připojil k tomuto týmu v roce 2008, aby vyvinul receptury pro hrachový bioinsekticid.

Výzkumníci již udělali značný pokrok. Například určili, že insekticidní účinek způsobuje složka proteinu hrachu - peptid PA1B. Ukazuje se, insekticidní aktivitu tohoto peptidu zvyšují některé další látky zvané saponiny. Peptid potlačuje brouka lesáka moučného (Cryptolestes ferrugineus) a brouka pilouse (rod Sitophilus spp.), dva běžné hmyzí škůdce vyskytující se ve skladových zásobnících na většině farem v západní Kanadě. A na rozdíl od mnoha chemických insekticidů, neškodí některým užitečným druhům hmyzu, které přirozeně napadají hmyzí druhy skladištních škůdců.

 
Posun blíže k registraci přípravků

Výzkumníci nyní podnikají v novém projektu další kroky v rozvoji přípravků. Projekt zahrnuje vyvíjení extrakčního procesu od laboratorní procedury k pilotnímu podnikovému procesu; určení nejlepší receptury pro bioinsekticid; a testování přípravku ve faremních zásobnících, aby se určila jeho účinnost a nasbíraly údaje pro registraci přípravku. Tento projekt dostává finance od nadace Agriculture Development Fund v Saskatchewan a od AAFC a společnost Parheim Foods dodává hrachovou moučku.

Rozhodující význam má pro výzkumníky zajistit to, že každý krok, od extrakce k  receptuře po aplikaci bioinsekticidu je příznivý pro potraviny. Všechny látky musí být roztříděny, aby se zajistilo, že ošetřovaná zrna mohou být použita jako potravina nebo jako krmivo. Peptid PA1B a saponiny jsou samozřejmě poživatelné. Konec konců, jsou konzumovány pokaždé, kdy je konzumován hrách nebo hrachová moučku.

Vyvíjení extrakčního procesu již probíhá. Výzkumníci ve spolupráci se společností Bio Processing Centre na universitě University of Saskatchewan  nyní zpracovávají dávky hrachové moučky o hmotnosti 500 kg, aby extrahovali aktivní látky. Výsledky prvního cyklu jsou „poměrně povzbudivé“ a je naplánováno několik dalších cyklů. Rovněž se pracuje na optimalizaci extrakčního procesu.Ten využívá pro extrakci peptidu PA1B a saponinů etanol.

Výzkumníci jsou přesvědčeni, že ekonomika extrakčního procesu je velmi dobrá, protože materiály které používají, jsou snadno dostupné, levné a běžné na trhu. 

Projekt bude porovnávat dvě receptury: ve formě tekutiny a ve formě smáčitelné moučky. Tyto receptury budou aplikovány na pšeničné zrno ve fázi, kdy bude zrní proudit šnekovým dopravníkem do skladového zásobníku. Výzkumníci budou přitom hodnotit faktory, jak  budou tyto receptury přilnavé k obilkám pšenice a ověřovat uchovatelnost extraktu. Jiným významným cílem bude určit velikost aplikační dávky tak, aby byla dostatečně levná, přitom ještě dobře potlačovala hmyz a zajistit, aby ošetřená pšenice nepřejímala hrachovou chuť od ošetřujícího přípravku. Pokud jde o peptid, zde není důvod k obavám. Saponiny mohou předávat určitou chuť, ale výzkumníci zkouší zjistit, musí-li být nezbytnou součástí přípravku nebo zdali je možné ji odstranit.

Výzkumný tým doufá, že získá registraci pro tento bioinsekticid s regulačními agenturami pro registraci pesticidů v Kanadě a Spojených státech. To by mohlo učinit přípravek dokonce přitažlivějším pro zainteresované společnosti.

Výzkumný tým věří, že tento bioinsekticid by mohl být dobrou náhradou za malation a fosfin, dva přípravky běžně používané ke kontrole skladištních hmyzích škůdců v Kanadě. Fosfin je extrémně toxický pro lidi a může být aplikován jen specialistou, který má řádnou licenci pro aplikaci pesticidů. Malation nesmí být používán na neregistrované plodiny jako například kanolu. Rovněž někteří nákupčí nechtějí obilí, které je ošetřeno malationem.

Resistence skladištních hmyzích škůdců vůči malationu již v Kanadě existuje a resistence hmyzu vůči fosfinu  se vyskytuje v několika státech. Výzkumníci poukazují na to, že dlouhodobé používání jakéhokoli insekticidu vytváří resistenci u hmyzu. Ale peptidy jsou mnohem komplexnější než relativně jednoduché chemické látky typické pro člověkem vyrobené chemické insekticidy, proto zabere hmyzu více času než si vytvoří resistenci vůči peptidu PA1B.

Top Crop Manager, vol. 36, 2010, č. 14, s. 50 – 51

Zdroj: www.agronavigator.cz