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

In de wereld van de landbouw vertrouwen boeren al lang op chemische sprays om te voorkomen dat insecten hun gewassen verslinden. Echter, een stillere, natuurlijkere aanpak heeft terrein gewonnen: het gebruik van levende schimmels om plagen te bestrijden. Onder deze microscopische bondgenoten is een schimmel genaamd Beauveria bassiana een sterke performer. Het infecteert en doodt van nature een grote verscheidenheid aan schadelijke insecten, wat een manier biedt om plagen te beheersen zonder de zware milieu-impact van synthetische chemicaliën. Toch staat dit biologische wapen voor een aanzienlijke hindernis om in de echte wereld te kunnen werken. De minuscule sporen die de infectie overbrengen, zijn kwetsbaar. Wanneer ze worden blootgesteld aan droge lucht, fel zonlicht of temperatuurschommelingen, sterven ze vaak af voordat ze hun doelwit kunnen bereiken. Om deze schimmels bruikbaar te maken voor boeren, moeten wetenschappers ze verpakken op een manier die ze in leven houdt en klaar maakt om aan te vallen, een proces dat formulering wordt genoemd.

Onderzoekers van de Kerala Agricultural University zetten zich in om dit verpakkingsprobleem op te lossen voor een specifieke, inheemse stam van de schimmel. Ze wisten dat het mengen van de schimmelsporen met olie kon helpen om ze te beschermen tegen uitdroging en hen beter aan de lichamen van insecten te laten plakken dan watergebaseerde mengsels. Echter, niet alle oliën zijn gelijk, en het toevoegen van de verkeerde ingrediënten zou de schimmel kunnen doden in plaats van haar te redden. Het team testte vijf verschillende plantaardige oliën — palm-, sesam-, zonnebloem-, rijstzemelen- en kokosolie — om te zien welke oliën de schimmel kon verdragen. Ze experimenteerden ook met vier verschillende additieven, waaronder glycerol, een veelvoorkomende dikke en glibberige vloeistof, om te zien of deze stoffen als een schild voor de sporen tijdens opslag konden dienen.

De eerste stap was om te zien welke oliën de groei van de schimmel zouden toestaan en welke de groei zouden stoppen. De onderzoekers plaatsten de schimmelsporen op platen en introduceerden de verschillende oliën. De resultaten waren duidelijk en onmiddellijk. Zonnebloem-, rijstzemelen- en kokosolie werkten als barrières en voorkamen dat de schimmel überhaupt groeide. Sesamolie was beter en liet de schimmel overleven, maar palmolie bleek de duidelijke winnaar. Het remde de schimmel op geen enkele manier, en toen het team de sporen vijftien dagen in palmolie bewaarde, bleef het aantal levende sporen aanzienlijk hoger dan in de andere geteste oliën. Dit identificeerde palmolie als de ideale drager, het vloeibare voertuig dat het schimmelleger zou vasthouden.

Met de beste olie geselecteerd, ging het team verder met het vinden van het perfecte additief om bij de palmolie te mengen. Ze testten verschillende concentraties glycerol, een stof die vocht vasthoudt, samen met andere veelvoorkomende additieven zoals emulgatoren en verdikkingsmiddelen. Het doel was om een mengsel te vinden dat de sporen zo lang mogelijk in leven hield. De resultaten wezen naar een specifiek recept: palmolie gemengd met drie procent glycerol. Deze combinatie hield het hoogste aantal sporen in leven na dertig dagen opslag. Andere additieven, zoals een veelvoorkomende emulgator genaamd Tween-80 en een plastic-achtige stof genaamd PEG, verminderden het aantal levende sporen zelfs, en presteerden niet beter dan gewone olie zonder additieven. Het glycerolmengsel creëerde echter een stabiele omgeving die de sporen beschermde.

De laatste test was om te zien hoe lang dit nieuwe mengsel op een plank zou kunnen staan. De onderzoekers bewaarden hun beste formulering, de mix van palmolie en glycerol, in glazen flessen onder normale kamertemperatuur en controleerden elke maand gedurende een jaar het aantal levende sporen. Het mengsel presteerde opmerkelijk goed. Voor de eerste vijf maanden bleef het aantal levende sporen hoog, ruim boven het minimumniveau dat vereist is om een product als commercieel bruikbaar te beschouwen. Zelfs na vier maanden was de telling nog steeds sterk. Echter, tegen de zesde maand zakte het aantal levende sporen onder de acceptabele standaard, wat betekende dat het product niet langer betrouwbaar zou zijn voor boeren. In contrast hiermee stierf een controlegroep van sporen opgeslagen in gewoon water veel sneller, waarbij de levensvatbaarheid binnen twee maanden verloren ging.

Deze studie toont aan dat een eenvoudige combinatie van palmolie en een kleine hoeveelheid glycerol de levensduur van deze gunstige schimmelsporen aanzienlijk kan verlengen. Door de juiste olie en het juiste additief te vinden, hebben de onderzoekers een formulering gecreëerd die de schimmel tot wel vijf maanden in leven houdt en klaar maakt voor gebruik. Dit is een cruciale stap om biologische ongediertebestrijding praktischer en betrouwbaarder te maken voor grootschalige landbouw. Hoewel het product niet eeuwig meegaat, maakt het verlengen van de houdbaarheid van enkele weken naar vijf maanden het een levensvatbare optie voor geïntegreerde programma's voor ongediertebestrijding, wat een duurzaam alternatief biedt voor chemische pesticiden die opgeslagen en verzonden kunnen worden zonder hun kracht te verliezen.