У підручнику висвітлено питання щодо виробництва та застосування біотехнологічних препаратів для захисту рослин від збудників хвороб та шкідників і підвищення врожайності рослин, а також використання методів біотехнології рослин для оздоровлення посадкового матеріалу та створення сортів, стійких до збудників хвороб, шкідників й абіотичних стресів. Проаналізовано історію розвитку біотехнологічних методів захисту рослин, наведено дані про сучасний стан виробництва й застосування біотехнологічних препаратів в Україні. Приділено увагу використанню поверхнево-активних речовин у рослинництві, виробництву та застосуванню стимуляторів росту та мікробних добрив для підвищення продуктивності рослин. Охарактеризовано методологію мікроклонального розмноження рослин та біотехнології отримання безвірусного посадкового матеріалу рослин, методологію генетичної трансформації рослин та описано методи отримання рослин, стійких до комах-шкідників, збудників бактеріальних, грибних та вірусних хвороб рослин. 

Для студентів спеціальності 162 «Біотехнології та біоінженерія» та споріднених спеціальностей (091 «Біологія», 101 «Екологія», 201 «Агрономія», 202 «Захист і карантин рослин», 203 «Садівництво та виноградарство», 208 «Агроінженерія» та ін.), а також для спеціалістів, які працюють у галузі біотехнології та сільського господарства.

Передмова ...........................................................................................................9

Список скорочень............................................................................................12

РОЗДІЛ 1. Рослинництво як споживач біотехнологічної продукції ......13

1.1. Напрями застосування біотехнологій у рослинництві............................13

1.2. Класифікація біотехнологічних препаратів для рослинництва ..............16

1.3. Стан виробництва біотехнологічних препаратів в Україні ....................17

Контрольні запитання......................................................................................20

РОЗДІЛ 2. Організми, що завдають шкоди рослинництву, та їхня

біологія .......................................................................................................21

2.1. Шкідники рослин........................................................................................22

2.2. Основи фітопатології .................................................................................28

2.3. Збудники хвороб рослин............................................................................32

2.3.1. Віруси.................................................................................................32

2.3.2. Бактерії...............................................................................................38

2.3.3. Мікоплазми........................................................................................40

2.3.4. Мікроміцети.......................................................................................40

2.4. Чинники патогенності та стійкості ...........................................................44

2.5. Взаємозв’язок організмів у біоценозі. Природна регуляція

чисельності шкідливих організмів ..........................................................45

Контрольні запитання......................................................................................49

РОЗДІЛ 3. Методи контролю поширення шкідників та збудників

хвороб рослин ...........................................................................................50

3.1. Агротехнічні заходи контролю поширення шкідників і збудників

хвороб рослин.............................................................................................51

3.2. Хімічний захист рослин ............................................................................53

3.2.1. Класифікація пестицидів ..................................................................54

3.2.2. Екологічні проблеми використання пестицидів.............................55

3.3. Історія розвитку біологічного захисту рослин ........................................58

3.4. Біоконтроль патогенних мікроорганізмів та комах-шкідників ..............61

3.5. Використання біотехнологічних препаратів в інтегрованому захисті

рослин .........................................................................................................63

3.6. Препаративні форми біотехнологічних препаратів.................................65

3.7. Оцінювання якості біотехнологічних препаратів....................................68

3.8. Безпечність біотехнологічних препаратів для захисту рослин ..............69

Контрольні запитання......................................................................................72

РОЗДІЛ 4. Вірусні препарати для захисту рослин та біотехнологічні

основи їх виробництва............................................................................ 74

4.1. Віруси, які використовують у захисті рослин ......................................... 74

4.2. Технологічні особливості виробництва інсектицидних вірусних

препаратів................................................................................................... 76

4.3. Виробництво та використання препаратів для захисту рослин

на основі бакуловірусів ............................................................................ 77

4.4. Використання фітовірусів для імунізації рослин.................................... 81

4.5. Бактеріофаги в захисті рослин.................................................................. 82

Контрольні запитання ..................................................................................... 84

РОЗДІЛ 5. Препарати на основі біомаси мікроорганізмів для захисту

рослин та біотехнологічні основи їх виробництва ................................. 85

5.1. Бактерії, що спричинюють хвороби комах, та інсектицидні препарати

на їх основі ................................................................................................. 86

5.1.1. Препарати на основі Bacillus thuringiensis ..................................... 86

5.2. Бактеріальні препарати фунгіцидної дії................................................... 93

5.2.1. Виробництво препарату Гаупсин.................................................... 93

5.3. Бактерії, що спричинюють хвороби гризунів, та родентицидні

препарати на їхній основі ......................................................................... 94

5.3.1. Препарати на основі Salmonella enteritidis var. Isachenko ............. 95

5.4. Мікроміцети, що спричинюють хвороби комах, та інсектицидні

препарати на їхній основі ......................................................................... 99

5.4.1. Препарати на основі Beauveria bassiana....................................... 102

5.5. Мікроміцетні препарати фунгіцидної дії............................................... 105

5.5.1. Виробництво препарату Триходермін.......................................... 105

Контрольні запитання .................................................................................. 107

РОЗДІЛ 6. Мікробні метаболіти як препарати для захисту рослин ... 109

6.1. Авермектини............................................................................................. 109

6.1.1. Загальна характеристика авермектинів ........................................ 110

6.1.2. Вітчизняний препарат Аверком .................................................... 111

6.1.3. Інтенсифікація технологій біосинтезу авермектинів .................. 115

6.1.3.1. Оптимізація умов культивування продуцентів................... 115

6.1.3.2. Мутагенез............................................................................... 116

6.1.3.3. Метаболічна інженерія.......................................................... 117

6.1.3.4. Методи синтетичної біології ................................................ 123

6.2. Антибіотики в захисті рослин................................................................. 125

6.3. Еліситори в захисті рослин ..................................................................... 127

6.3.1. Технологічні особливості виробництва та використання

препарату Мікосан.......................................................................... 129

Контрольні запитання ................................................................................... 130

РОЗДІЛ 7. Мікробні поверхнево-активні речовини ..............................132

7.1. Перспективи використання мікробних поверхнево-активних

речовин у рослинництві ..........................................................................133

7.1.1. Біоремедіація сільськогосподарських угідь..................................134

7.1.1.1. Роль поверхнево активних речовин Acinetobacter

calcoaceticus IМВ В-7241, Rhodococcus erythropolis

IМВ Ac-5017 і Nocardia vaccinii IМВ В-7405

у біоремедіації ґрунтів.................................................................136

7.1.1.2. Фіторемедіація........................................................................139

7.1.1.3. Обмеження та перспективи використання мікробних

поверхнево-активних речовин....................................................140

7.1.2. Контроль чисельності фітопатогенів.............................................146

7.1.2.1. Ліпопептиди............................................................................146

7.1.2.2. Рамноліпіди.............................................................................151

7.1.2.3. Софороліпіди ..........................................................................154

7.1.2.4. Дія поверхнево-активних речовин Acinetobacter

calcoaceticus ІМВ В-7241, Rhodococcus erythropolis

ІМВ Aс-5017 і Nocardia vaccinii ІМВ В-7405

на фітопатогенні бактерії ............................................................155

7.1.3. Регуляція рослинно-мікробної взаємодії ......................................158

7.1.4. Стимуляція росту рослин ...............................................................159

7.1.5. Мікробні поверхнево-активні речовини і виробництво

пестицидів ..........................................................................................160

7.2. Біотехнологічні аспекти одержання мікробних поверхневоактивних речовин.....................................................................................161

7.2.1. Використання олієвмісних субстратів для синтезу мікробних

поверхнево-активних речовин..........................................................162

7.2.1.1. Олії як субстрати для синтезу поверхнево-активних

речовин .........................................................................................163

7.2.1.2. Синтез поверхнево-активних речовин на відходах

виробництва олій .........................................................................163

7.2.1.3. Використання пересмажених олій для синтезу

поверхнево-активних речовин....................................................165

7.2.2. Мікробний синтез поверхнево-активних речовин на відходах

виробництва біодизелю.....................................................................168

7.2.2.1. Загальна характеристика технології виробництва

біодизелю......................................................................................168

7.2.2.2. Технічний гліцерин як субстрат для синтезу мікробних

поверхнево-активних речовин....................................................169

7.2.3. Оптимізація умов культивування та створення рекомбінантних

продуцентів рамноліпідів .................................................................171

7.2.4. Інтенсифікація біосинтезу поверхнево-активних речовин на

суміші ростових субстратів ..............................................................173 

7.2.5. Фізіологічні основи інтенсифікації синтезу поверхнево-активних

речовин Acinetobacter calcoaceticus ІМВ В-7241, Rhodococcus

erythropolis ІМВ Aс-5017 і Nocardia vaccinii ІМВ В-7405............. 176

Контрольні запитання ................................................................................... 179

РОЗДІЛ 8. Регулятори росту рослин ......................................................... 181

8.1. Класифікація регуляторів росту рослин................................................. 181

8.2. Загальна характеристика регуляторів росту рослин ............................. 183

8.2.1. Гібереліни........................................................................................ 183

8.2.2. Ауксини........................................................................................... 184

8.2.3 Цитокініни........................................................................................ 185

8.2.4. Абсцизини ....................................................................................... 186

8.2.5. Етилен.............................................................................................. 186

8.2.6. Механізми дії фітогормонів на рослини....................................... 187

8.3. Синтез фітогормонів мікроорганізмами ................................................ 188

8.3.1. Мікробний синтез ауксинів ........................................................... 191

8.3.2. Мікробний синтез цитокінінів....................................................... 193

8.3.3. Мікробний синтез гіберелінів ....................................................... 194

8.3.4. Синтез фітогормонів дріжджами .................................................. 197

8.3.5. Узагальнення щодо здатності мікроорганізмів синтезувати

фітогормони....................................................................................... 198

8.4. Синтез фітогормонів продуцентами поверхнево-активних речовин

Acinetobacter calcoaceticus ІМВ В-7241, Rhodococcus erythropolis

ІМВ Aс-5017 і Nocardia vaccinii ІМВ В-7405........................................ 200

8.5. Фітогормони як складові комплексних мікробних препаратів............ 205

8.6. Інтенсифікація синтезу мікробних гіберелінів...................................... 208

8.6.1. Вплив умов культивування на синтез гіберелінової кислоти..... 209

8.6.2. Шляхи підвищення ефективності технологій мікробного синтезу

гіберелінів.......................................................................................... 211

8.6.2.1. Удосконалення штамів-продуцентів.................................... 211

8.6.2.2. Іммобілізація клітин-продуцентів ........................................ 213

8.6.2.3. Синтез гіберелінової кислоти на промислових відходах ... 215

8.7. Створення штамів-надсинтетиків індоліл-3-оцтової кислоти.............. 217

Контрольні запитання ................................................................................... 219

РОЗДІЛ 9. Біотехнологічні препарати для поліпшення мінерального

живлення рослин ................................................................................... 221

9.1. Мінеральне живлення рослин та добрива.............................................. 221

9.1.1. Значення азоту для рослин та забезпечення азотного

живлення............................................................................................ 223

9.1.2. Значення фосфору для рослин та забезпечення фосфатного

живлення............................................................................................ 224 

9.2. Ефективність використання мікроорганізмів для поліпшення

мінерального живлення рослин ..............................................................225

9.3. Азотні бактеріальні добрива....................................................................229

9.3.1. Симбіотичні та вільноживучі азот фіксатори...............................232

9.3.2. Препарати азотфіксувальних бактерій та біотехнологічні

основи їх виробництва ......................................................................235

9.4. Фосфатмобілізувальні бактерії та препарати на їхній основі...............238

9.5. Носії для виготовлення бактеріальних добрив ......................................242

9.6. Комплексні бактеріальні добрива ...........................................................245