Doğadan İlham Alan Mahsul Koruması

Bitki özleri, proteinler ve feromonlar geleneksel kimyasal pestisitlerin yerini almayı amaçlar.

Düzenleyiciler, birçok sentetik bitki koruma kimyasalının kullanımını sınırlamaya çalışırken, biyolojiden türetilen veya biyolojiden esinlenen alternatifler, potansiyel olarak daha güvenli, çevreye daha zararsız ikameler vaat edebilir.

Avrupa komisyonu bu yaz AB’de sentetik pestisit kullanımının 2030 yılına kadar yarıya indirilmesini önerdi. Bu öneri kabul edilirse, bir yaptırım çerçevesi çiftçileri ve bahçe sahiplerini, böcek avcıları, mikroplar veya doğal kaynaklardan çıkarılan veya kopyalanan maddeler gibi alternatif haşere kontrollerini, sentetik pestisitlerle alternatif haşere kontrol edecektir.

Yine de biyokontrol endüstrisi, düzenleyici sistemin bu tür ürünlerle başa çıkmak için iyi kurulmadığından şikayet ediyor. Bu, yetiştiricilerden ve politika yapıcılardan gelen talebe rağmen, onları piyasaya sürmede aşırı gecikmelere neden oluyor.

Uçucu Yenilikler

Böcek feromonları en popüler ve yerleşik biyokontrol ajanları arasındadır ve bazıları 1960’lardan beri kullanılmaktadır. Birçoğu dişi güvelerin erkekleri çekmek için düşük konsantrasyonlarda yaydığı uçucu esterlerdir.

Sentetik versiyonlar, ya varlıklarını izlemek ya da onları tuzağa düşürmek ve öldürmek için erkek güveleri tuzaklara çekmek için yavaş yavaş serbest bırakılabilir. Başka bir strateji, erkekleri şaşırtmak için yeterince yüksek konsantrasyonları serbest bırakarak dişileri bulmalarını engellemektir. Syngenta Biyoloji Bölümü Başkanı Corey Huck, “Aslında böceği öldürmüyorsunuz, bunun yerine doğal böcek feromonlarını çiftleşmeyi bozmak için oraya yerleştiriyorsunuz” diye açıklama yaptı.

Huck, özellikle güveler ve onların tırtılları için, yaşlanan sentetik kimyasalları desteklemek için yeni yaklaşımlar sağlamaya ihtiyaç olduğunu öne sürüyor. Modern entegre haşere yönetimi (IPM) stratejileri, feromonları ve diğer kontrol yöntemlerini sentetik spreylerle birleştirir.

Birleşik Krallık şirketi International Pheromon Systems’ın (IPS) bilimsel yöneticisi Sam Jones, “Zararlıları kontrol etmek ve izlemek için feromonlar son on yılda önemli ölçüde arttı” diyor ve bunların ağırlıklı olarak seks feromonları olduğunu ekliyor. IPS için önemli hedef zararlılar arasında meyve bahçelerindeki morina güveleri, domates yaprağı madenci güveleri ve daha yakın zamanda, kuzey Avrupa’da bahçe çitleri ve bahçecilik yoluyla hızla yayılan şimşir güvesi sayılabilir. Bu yılın başlarında Syngenta, Endonezya’daki pirinç sap kurdu ve Fransa’daki Avrupa asma güvesi için yeni feromon ürünlerini tanıttı.

Ancak yeni stratejiler de var. Jones kısa süre önce, dişi morina güveleri tarafından yumurtlama için bitkileri bulmak için kullanılan bir armut esterini seks feromonuna ekledi. Bu kokteyl erkek ve dişi güveleri yakaladı ve İngiltere, Avustralya ve Yeni Zelanda’daki testlerde beş kat artan cazibe gösterdi. IPS ayrıca çiçeklerin saldığı uçucu maddeleri kullanarak çilekleri ve genç sebzeleri öldürebilen bahçe reşo böceği için kimyasal bir yem geliştirdi.

Başka bir seçenek de, böceklerin avcılarını çekmek için saldırdığı zaman bitkilerin ürettiği uçucu maddeleri bulmaktır. IPS, birçok bitki tarafından üretilen nane kokusu olan metil salisilat’ı Birleşik Krallık’taki ticari ahududu yetiştiricileri ile test ediyor. ‘Daha fazla uçan sinek, daha fazla dantel, daha fazla korsan böceği ve daha fazla parazit yaban arısını ekin üzerine çekebileceğimizi gösterdik. Çok etkili,” diyor Jones.

Lama antikorları

Feromonlar böceklere karşı iyi çalışabilirken, diğer zararlılar farklı yaklaşımlar gerektirir. Belçika, Ghent’te bir biyoteknoloji girişimi olan Biotalys, devegillerin belirgin şekilde küçük antikorlarına dayalı ürünler geliştiriyor. Bu tuhaf “nano cisimler” Belçika’daki Flaman Biyoteknoloji Enstitüsü’nde keşfedildi ve ilaç uygulamaları için Ablynx (şimdi Sanofi’nin bir parçası) tarafından geliştirildi. Teknoloji artık tarımsal kullanımlar için Biotalys’e de lisanslanmıştır.

Şirketin lider ürünü Evoca, başlangıçta üzüm ve çilek için geliştirilmiş bir biyo-mantar ilacıdır. Ablynx’te nanobody platformunun oluşturulmasına da yardımcı olan Biotalys’in baş bilim sorumlusu Carlo Boutton, “Özellikle çiçeklenme döneminde tedavi edildiğinde botrytis büyümesini engelliyor” diyor. Bir lamanın bir mantar proteini ile bağışık hale getirilmesi ve üretilen nano gövdelerin yakalanması ile geliştirildi.

Şirket, ABD’deki akademik kurumlarda yapılan bağımsız çalışmalar da dahil olmak üzere yüzlerce denemenin Evoca’nın etkili olduğunu kanıtladığını söylüyor. ve Japonya, Avrupa, Brezilya ve Güney Afrika’daki denemeler. Boutton, “Bazı kimyasal mantar öldürücüleri kademeli olarak değiştireceğiz” diyor.

Evoca, Mayıs 2022’de Birleşik Krallık’ın Birmingham kentinde düzenlenen Dünya Biyolojik Koruma Zirvesi ve Ödülleri’nde en iyi biyofungisit ürünü kazandı. Tamamen yeni bir etki şekline sahip ve şirket, külleme ve diğer mantar hastalıklarına karşı da etkili olmasını bekliyor. Nano gövdelerin üretimi maya fermantasyonuna dayandığından ve şu anda pahalı olduğundan, Evoca ile ilk odak noktası yüksek değerli mahsuller olacaktır.

Şirket, bu yıl üretim verimini beş kat artırdığını ve maliyetleri daha da azaltmak için maya yerine filamentli mantarları araştırdığını söylüyor. İletişim başkanı Toon Musschoot, “İtalya’da Olon ile fason üretici olarak çalışıyoruz” diyor. “Yakın zamanda üretimi, parti başına 35.000 litreden parti başına 120.000 litreye çıkardık.”

Maliyet de feromon kimyasal sentezi ile ilgili bir sorundur, ancak Danimarka’daki BioPhero gibi şirketlerden fermantasyon kullanarak da üretmeye yönelik bir baskı vardır. Huck, “Biyo-fermantasyon süreçleri etrafında, feromonların maliyetini, yüksek değerli mahsullerin kullanılabilecekleri noktaya indirebilecek yeni bir teknoloji var” diyor.

Düzenleyici Engeller

Biotalys, Evoca’yı ilk olarak bu yılın sonunda veya 2023’ün başlarında ABD’de piyasaya sürmeyi planlıyor. Şirket, Avrupa’da onaylanmasının iki kat daha uzun süreceğini ve 2025 civarında bir AB lansmanının gerçekleşeceğini tahmin ediyor. Bunun ötesinde, şirketin diğer mantar öldürücüler, bakteri öldürücüler ve biyolojik böcek öldürücüler geliştirmek için bir boru hattı var. .

Yavaş Avrupa onay süreci, şirketlerin sürekli şikayetidir. Musschoot, “ABD’de kimyasal olmayan koruma ürünleri için belirli bir yolunuz var” diyor. Avrupa’da, kimyasallar ve biyolojik maddeler, biyolojik ürünlerin birikmesine yol açan bazı küçük değişikliklerle aynı düzenleyici yol boyunca ilerlemektedir.

Hollanda’daki Koppert Biological Systems kıdemli düzenleyici işler müdürü Willem Ravensberg, “ABD ve Brezilya biyolojikler açısından AB’nin çok ilerisinde ve daha da ilerisinde” diyor. Düzenleyici veri gereksinimlerinin tek bir molekül için belirlendiğini, bu nedenle bir şirket bir bitki özü ile gelirse, çok hızlı bir şekilde son derece karmaşık hale geldiğini belirtiyor.

Sorunlar yaygın olarak kabul edilmektedir ve Avrupa komisyonu mikrobiyal ürünler için veri gereksinimlerinde değişiklik yapılmasını tavsiye etmiştir. Ravensberg, “Umarım yıl sonuna kadar kabul edilecekler ve teoride daha çok biyolojiye dayalı daha uygun bir dizi soru, sürecin daha hızlı ilerlemesine izin verecek” diyor, ancak zaman gösterecek. ‘Biyokontrol endüstrisi iyimser değil’ diye ekliyor.

Fotoğraf 1: Şili kültürlerinde Botanik Çözümler, mantar önleyici etkiye sahip bileşiklerin bir karışımını hasat etmek için sabun kabuğu ağaçları

Komisyon daha sonra feromonlar ve ardından bitki özleri için gerekliliklerde değişiklik yapmayı planlıyor.

İsrail’deki STK’nın satış müdürü Yair Nativ de aynı fikirde. STK, ABD, Kanada, Avustralya ve Latin Amerika dahil olmak üzere birçok ülkede lisanslı Avustralya çay ağacı yağı bazlı bir biyofungisit (Timorex) geliştirdi. Şirket ayrıca domates, üzüm ve yapraklı sebzelerde botrytis, külleme ve diğer mantar hastalıklarını kontrol etmek için çay ağacı yağını geleneksel fungisit difenokonazol ile birleştiren bir hibrit mantar ilacı (Regev) de satıyor. Patateslerde soya fasulyesi paslarına ve kahverengi lekelere karşı olumlu deneme sonuçları göstermiştir.

Nativ, “Timorex, üründe geride kalan düşük kalıntılar nedeniyle, esas olarak ihracata yönelik ürünler içindir” diyor. Ancak şirket henüz AB onayını almış değil. Nativ, “Bir ürünü Avrupa’da tescil ettirmek birçok engeli beraberinde getiriyor” diyor. ‘Çok zor ve çok zaman ve para alıyor.’

Bitkilerin Savunmasından Faydalanmak

Ürünlerin düzenleyici yollarda gezinebileceğini varsayarsak, kendilerini böceklere ve patojenlere karşı savunmak için ürettikleri kimyasalların çeşitliliği göz önüne alındığında, bitki özleri potansiyel olarak zengin bir haşere kontrolü kaynağıdır. Botanical Solutions (BSI) – Santiago, Şili merkezli bir start-up – Şili sabun kabuğu ağacından (Quillaja saponaria) elde edilen özleri kullanarak bir mantar önleyici geliştirdi. Quillibrium ürünü, salisilik asit gibi fenolik bileşikler ve aşılar için yeni bağışıklık tepkisini güçlendiren adjuvanların temeli olan QS-21 fraksiyonu dahil olmak üzere çeşitli saponinlerin bir karışımını içerir.

Kurucu ortak Gustavo Zuniga, BSI’nin bileşenlerini yerleşik ağaçların kabuğundan ziyade Quillaja’nın laboratuvar kültürlerinden çıkardığını söylüyor. “Bu, çevresel etkiler veya doğal ekosistemlere zarar vermeden yıl boyunca kendi kendimize yetebilmemizi ve bitkiler üretmemizi sağlar.” Ürün, mantarların ve özellikle lakkaz gibi önemli hastalıklara neden olan enzimlerin büyümesini engeller. Şili, Peru ve Meksika’da  domates, üzüm ve meyveler için satılıyor ve gelecek yıl ABD pazarına girme planları var.

IPS ayrıca, komşuları savunma yapılarına yatırım yapmaya teşvik eden böcek saldırılarından sonra bitkilerin salgıladığı moleküllere de bakıyor. Bu, yaprak bitleri gibi zararlıları caydırmak için daha kalın mumsu kütikülleri ve koruyucu yaprak tüylerini içerir. Jones, “Ekimleri böcek saldırılarına karşı hazırlayıp hazırlayamayacağımızı görmek istiyoruz ve bitkileri savunma geliştirmeye teşvik eden bitki kaynaklı uçucu maddeleri serbest bırakmak için dağıtıcılar geliştirip geliştiremeyeceğimizle ilgileniyorum.”dedi.

ABD, Florida’daki zirai kimya endüstrisi danışmanı Jon Amdursky, 15 yıl önce büyük zirai kimya şirketlerinin ve daha küçük biyokontrol şirketlerinin karşı karşıya geldiğini söylüyor ve  büyük şirketler daha fazla biyolojik ürün alıyor, üretiyor ve dağıtıyor.

Syngenta’dan Huck, Vestaron’dan bir peptit biyoinsektisit gibi tamamen yeni eylem modlarıyla biyokontroller geliştiren çeşitli başlangıç ​​şirketlerinden heyecan duyuyor. Syngenta, haşere kontrolü için RNA enterferansı geliştiren dahili bir programa sahiptir ve birkaç start-up ile işbirliği yapmaktadır. Bir, GreenLight Biosciences, geçen yıl Colorado patates böceği larvalarındaki bir geni kapatan maya bazlı RNAi teknolojisi için kavram kanıtı testleri bildirdi. Bu, böceği öldürür ve bitki hasarını azaltır. Huck, “Bu, anladığımız kadarıyla ABD’deki düzenleyici süreçteki ilk RNAi ürünü” diyor ve 2023’te ABD onayının beklendiğini de sözlerine ekliyor.

Büyüyen Önem

Biyolojik ürünler pazarı, yaklaşık 60 milyar sterlinlik küresel bitki koruma pazarına kıyasla 4 milyar sterlin civarındadır. Ancak biyolojiklerin hızla benimsenmesi, pazarın yılda %15-17 civarında büyümesinin beklendiği anlamına geliyor. Syngenta’nın biyolojik ürünleri meyve ve sebzeler gibi geleneksel mahsullere satılmaktadır, ancak giderek artan bir şekilde sıra mahsullerine de (patates ve soya fasulyesi gibi) satılmaktadır.

Huck, Syngenta’nın başarısının büyük bir kısmının biyofungisitlerde olduğunu, bunu biyoinsektisitlerin izlediğini açıklıyor, “ama gerçekten zor olan alan biyoherbisitler”. Geleneksel kimyasal ot öldürücülere birkaç alternatif vardır. “Biyokontrol portföylerinde hala yapılacak çok bilim var” dedi.

Kaynak: chemistryworld.com