Enhanced Oil-Based Formulation of a Native Beauveria bassiana Isolate: Optimisation of Carriers and Adjuvants for Improved Conidial Viability

In der Welt der Landwirtschaft verlassen sich Landwirte seit langem auf chemische Sprays, um Insekten daran zu hindern, ihre Ernten zu verschlingen. Ein leiserer, natürlicherer Ansatz hat jedoch an Boden gewonnen: der Einsatz lebender Pilze zur Bekämpfung von Schädlingen. Unter diesen mikroskopisch kleinen Verbündeten ist ein Pilz namens Beauveria bassiana ein Starperformer. Er infiziert und tötet auf natürliche Weise eine Vielzahl schädlicher Insekten und bietet so eine Möglichkeit, Schädlinge ohne die schwere Umweltbelastung durch synthetische Chemikalien zu bekämpfen. Doch damit diese biologische Waffe in der realen Welt funktioniert, steht sie vor einer bedeutenden Hürde. Die winzigen Sporen, die die Infektion tragen, sind zerbrechlich. Wenn sie trockener Luft, greifendem Sonnenlicht oder Temperaturschwankungen ausgesetzt sind, sterben sie oft ab, bevor sie ihr Ziel erreichen können. Um diese Pilze für Landwirte nutzbar zu machen, müssen Wissenschaftler sie auf eine Weise verpacken, die sie am Leben erhält und bereit zum Angriff macht – ein Prozess, der als Formulierung bekannt ist.

Forscher der Kerala Agricultural University setzten sich zum Ziel, dieses Verpackungsproblem für einen spezifischen, einheimischen Stamm des Pilzes zu lösen. Sie wussten, dass das Mischen der Pilzsporen mit Öl helfen könnte, sie vor dem Austrocknen zu schützen und ihnen zu helfen, besser an den Körpern von Insekten haften zu bleiben als wasserbasierte Mischungen. Doch nicht alle Öle sind gleich, und das Hinzufügen der falschen Inhaltsstoffe könnte den Pilz töten, anstatt ihn zu retten. Das Team testete fünf verschiedene Pflanzenöle – Palm-, Sesam-, Sonnenblumen-, Reiskleie- und Kokosöl –, um zu sehen, welche die Pilze vertragen könnten. Sie experimentierten auch mit vier verschiedenen Zusatzstoffen, darunter Glycerin, eine gängige dicke und schmierige Flüssigkeit, um zu sehen, ob diese Substanzen als Schutzschild für die Sporen während der Lagerung dienen könnten.

Der erste Schritt bestand darin, zu prüfen, welches Öl den Pilzwuchs ermöglichen würde und welches ihn stoppen würde. Die Forscher platzierten die Pilzsporen auf Platten und führten die verschiedenen Öle ein. Die Ergebnisse waren eindeutig und unmittelbar. Sonnenblumen-, Reiskleie- und Kokosöle wirkten als Barrieren, die das Wachstum des Pilzes vollständig verhinderten. Sesamöl war besser und ermöglichte es dem Pilz zu überleben, aber Palmoil erwies sich als klarer Gewinner. Es hemmte den Pilz in keiner Weise, und als das Team die Sporen fünfzehn Tage lang in Palmoil lagerte, blieb die Anzahl der lebenden Sporen signifikant höher als in jedem anderen getesteten Öl. Dies identifizierte Palmoil als das ideale Trägermedium, das flüssige Gefäß, das das Pilzheer halten würde.

Nachdem das beste Öl ausgewählt worden war, ging das Team dazu über, den perfekten Zusatzstoff zu finden, der in das Palmoil gemischt werden sollte. Sie testeten verschiedene Konzentrationen von Glycerin, einer Substanz, die Feuchtigkeit bindet, zusammen mit anderen gängigen Zusatzstoffen wie Emulgatoren und Verdickungsmitteln. Das Ziel war es, eine Mischung zu finden, die die Sporen so lange wie möglich am Leben erhält. Die Ergebnisse deuteten auf ein spezifisches Rezept hin: Palmoil gemischt mit drei Prozent Glycerin. Diese Kombination hielt die höchste Anzahl an lebenden Sporen nach dreißig Tagen Lagerung am Leben. Andere Zusatzstoffe, wie ein gängiger Emulgator namens Tween-80 und eine kunststoffähnliche Substanz namens PEG, reduzierten die Anzahl der lebenden Sporen tatsächlich und zeigten keine bessere Leistung als reines Öl ohne Zusätze. Die Glycerinmischung hingegen schuf eine stabile Umgebung, die die Sporen schützte.

Der letzte Test bestand darin, zu sehen, wie lange diese neue Mischung im Regal halten würde. Die Forscher lagerten ihre beste Formulierung, die Mischung aus Palmoil und Glycerin, in Glasflaschen unter normalen Raumbedingungen und überprüften jeden Monat die Anzahl der lebenden Sporen über ein Jahr lang. Die Mischung schnitt bemerkenswert gut ab. In den ersten fünf Monaten blieb die Anzahl der lebenden Sporen hoch, weit über dem Minimum, das für ein Produkt erforderlich ist, um als kommerziell nutzbar zu gelten. Selbst nach vier Monaten war der Bestand immer noch stark. Bis zum sechsten Monat sank die Anzahl der lebenden Sporen jedoch unter den akzeptablen Standard, was bedeutete, dass das Produkt für Landwirte nicht mehr zuverlässig wäre. Im Gegensatz dazu starb eine Kontrollgruppe von Sporen, die in reinem Wasser gelagert wurde, viel schneller ab und verlor bereits innerhalb von zwei Monaten ihre Lebensfähigkeit.

Diese Studie zeigt, dass eine einfache Kombination aus Palmoil und einer kleinen Menge Glycerin die Lebensdauer dieser nützlichen Pilzsporen erheblich verlängern kann. Durch das Finden des richtigen Öls und des richtigen Zusatzstoffes haben die Forscher eine Formulierung geschaffen, die den Pilz bis zu fünf Monate lang am Leben erhält und einsatzbereit macht. Obwohl das Produkt nicht ewig hält, macht die Verlängerung der Haltbarkeit von wenigen Wochen auf fünf Monate es zu einer praktikablen Option für integrierte Pflanzenschutzprogramme und bietet eine nachhaltige Alternative zu chemischen Pestiziden, die gelagert und versandt werden können, ohne ihre Kraft zu verlieren.