Біотехнологія

ЗМІСТ

1 ВСТУП

Біотехнологія – це сукупність промислових методів, які застосовують для виробництва різних речовин із використанням живих організмів, біологічних процесів чи явищ. Сам термін “біотехнологія” з’явився в 70-их роках XX ст. (біос – життя, технос – мистецтво, майстерність, логос – слово, вчення) хоча біотехнологічні принципи людина розробила уже давно – використання життєдіяльності мікроорганізмів для випікання хліба, виготовлення сиру та інших молочних продуктів, виноробства, пивоварення.

Зараз технологія біологічних процесів набирає в сучасному світі винятково велике значення. Взаємодія молекулярної біології, генетики, генної інженерії, біохімії і мікробіології, хімії і хімічної технології в області проблем біотехнології веде до створення нових біологічних агентів, вдосконалення керування біосинтезу тощо.

Біотехнологію умовно поділяють на два розділи :

1) традиційна (куди входить технологічна мікробіологія, а також технічна, біохімічна та інженерна ензимологія);

2) нова (куди входять генетична та клітинна інженерія).

2 ПЕРСПЕКТИВНІ НАПРЯМКИ ТРАДИЦІЙНОЇ БІОТЕХНОЛОГІЇ

2.1 Ферментація в біотехнології

Традиційна біотехнологія заснована на ферментації. За останні 30 років виник ряд нових виробництв, що базуються на використанні різних міцеліальних грибів, дріжджів, бактерій, рідше водоростей. За допомогою мікроорганізмів отримують такі лікарські препарати як кортизон, гідрокортизон і деякі інші, які відносяться до групи стероїдів.

Мікроорганізми використовують для отримання деяких нуклеотидів і цитохромів. Вони є продуцентами вітамінів В2 і В12, які використовують для синтезу бета-каротину. Широко використовують полісахариди, отримані в значній кількості завдяки ряду мікроорганізмів. Їх застосовують в медицині, наприклад, як замінник плазми крові – декстран, в харчовій, текстильній, парфумерній промисловості і для збільшення добутку нафти. Розширюється можливість масового виробництва на застосуванні вірусних та бактеріальних препаратів для профілактики захворювань сільськогосподарських тварин.

Також мікроорганізми використовують в хлібопеченні, для отримання оцту, молочнокислих продуктів, етанолу, гліцерину, ацетону, бутанолу та ряду органічних кислот.

Одним з найбільш перспективних напрямків традиційної біотехнології є використання мікроорганізмів як один з засобів захисту рослин від шкідників.

2.2 Засоби захисту рослин

Розвиток цього напрямку зумовлюється багатьма вадами пестицидів та інших засобів захисту рослин.

По-перше, абсолютна більшість пестицидів є сильними біологічними активними речовинами і негативно впливають на рослини. Це може виразитись в погіршенні росту, розвитку і загального стану рослини.

По-друге, дуже часте використання пестицидів може знищити всю мікрофлору, в першу корисну, так як вона є дуже чутливою до пестицидів. Цим порушуються нормальні мікробіологічні процеси в грунті, в тому числі симбіотичні і асоціативні, що часто призводить до зниження супротивлення рослин шкідникам, хворобам, бур’янам. Це може проявитись і в період зберігання врожаю, коли відбувається зміна мікрофлори поля на мікрофлору сховища. Приклад – збільшення псування картоплі збуджувачами м’якої гнилі, внаслідок багаторазових опрацювань пестицидами проти колорадського жука і фіофтори, особливо на фоні надлишку органічних і азотних добрив.

По-третє, невміле використання пестицидів може сприяти появі нових стійких форм організмів-шкідників.

В ситуації, що склалась в сільському господарстві одним з виходів є заміна пестицидів на мікроорганізми (бактерії, актиноміцети, гриби), живі організми (хижаки і паразити шкідників і збуджувачів хвороб), або продукти їхньої життєдіяльності.

Для цієї заміни зроблено чимало.

Вже зараз отримані препарати мікроорганізмів, відібрані комахи-хижаки, кліщі та нематоди, паразитичні організми різного рівню організації. Опрацьовані методи вирощування таких тварин і мікроорганізмів і їх застосування в полі і закритому грунті. Препарати для боротьби з фітофагами надходять в продаж з інструкцією по використанню.

Набагато важче склались справи з біозахистом рослин від хвороб. Не дивлячись на багаточисленні розробки біопрепаратів для захисту рослин від хвороб поки тільки деякі з них рекомендовані для використання.

Це перш за все антибіотики, які мають деякі переваги в порівнянні з фунгицидами: вони в основному добре розчиняються в воді, досить стійкі до навколишнього середовища, досить легко проникають в тканини рослини. Ці їхні ознаки дозволяють використовувати їх для придушення збуджувачів хвороби. Майже всі антибіотики спроможні придушувати широке коло патогенів: гриби, бактерії і мікоплазми. Проводяться пошуки і антивірусних антибіотиків. В деяких країнах дозволено використовувати антибіотики медицинського призначення або синтезовані для захисту рослин в чистому вигляді або в суміші з фунгицидами.

Деякі зарубіжні фірми вже випускають препарати антибіотиків спеціально для захисту рослин: бластоцидин, касугиміцин, поліоксин, валідаміцин та інші. В нашій країні найбільш поширенішими антибіотиками є трихотецин, фітобактеріоміцин і фітолавін-100.