बीटी कीटकनाशके एकात्मिक कीड नियंत्रणातील (integrated pest management) महत्त्वाचे जैविक घटक आहेत. बॅसिलस थुरिंजेन्सिस (Bacillus thuringiensis; Bt) या जमिनीतील जीवाणूपासून मिळणारी कीटकनाशके अनेक प्रकारच्या किडींविरुद्ध काम करतात. या जीवाणूंचे नैसर्गिक बचावतंत्र असलेले क्राय (Cry) जनुक व क्राय प्रथिने जैविक कीटनाशके म्हणून यशस्वी ठरली आहेत.
बीटी विषे (Toxins) मुख्यत: कीटकांच्या अळ्यांना आपले लक्ष्य करतात. सी. ओ. नोल्स (C. O. Knowles) या शास्त्रज्ञांना १९९४ मध्ये क्राय प्रथिनांची कार्यपद्धती पूर्णपणे उलगडण्यात यश आले. बॅ. थुरिंजेन्सिस बीजाणू अवस्थेत जाताना विषारी प्रथिने स्फटिक रूपात तयार करतो. हे बीजाणू मातीत व वनस्पतींच्या पृष्ठभागांवर चिकटून राहतात. क्राय प्रथिने बॅ. थुरिंजेन्सिसच्या बीजाणूंमध्ये पूर्व-प्रथिन (Precursor-proteins) स्वरूपात सुप्त अवस्थेत असतात. कीटकांच्या अळ्या पाने भक्षण करत असताना ही विषे त्यांच्या पोटात जातात. अळीच्या अन्ननलिकेचा अंतर्गत पीएच (pH) अल्कधर्मी असतो. यामुळे १३०−१४० kDa (किलो डाल्टन) एवढी मोठी असलेल्या क्रायपूर्व-प्रथिनांचे विघटन (Proteolysis) होते. तयार झालेली छोटी प्रथिने ५५−६० kDa (किलो डाल्टन) या आकाराची असतात. ही छोटी प्रथिने अन्ननलिकेतील ठराविक पेशींमध्ये शिरून त्या पेशींना छोटी छोटी छिद्रे पाडतात. अन्ननलिका निकामी झाल्याने अळ्यांची उपासमार होते व मृत्यू होतो.
कीटकांच्या मोठ्या गटावर बीटी कीटकनाशके परिणामकारक ठरतात, असे संशोधनातून सिद्ध झाले आहे. यामधे लेपिडोप्टेरा (Lepidoptera) म्हणजेच पतंग व फुलपाखरे, डिप्टेरा (Diptera) आणि हायमेनॉप्टेरा (Hymenoptera) म्हणजेच विविध माशा व डास आणि कॉलिऑप्टेरा (Coleoptera) म्हणजेच विविध प्रकारचे भुंगेरे (beetles) यांचा समावेश आहे.
पिढीची बी-टी कीटकनाशके शंभर वर्षांपूर्वी तयार झाली होती. १९२० नंतरच्या दशकात बीटी कीटकनाशकांचा सेंद्रिय शेतीमध्ये वापर सुरू झाला होता. बी. एम्. मॅटेस (B. M. Mattes) या शास्त्रज्ञाने १९२७ मध्ये क्षेत्रीय चाचण्या घेऊन (field trials) कॉर्न-बोअरर (Corn borer) या किडीवर बीटी विषे अतिशय उपयुक्त आहेत हे दाखवून दिले. यानंतर ही कीटनाशके विकसित करण्याला चालना मिळाली. १९३८ साली फ्रान्समध्ये स्पोरीन (Sporien) हे पहिले बीटी कीटनाशक बाजारात आले.
पहिल्या पिढीतील बीटी कीटकनाशके पिकांवर बाह्य स्वरूपात (Topical application) वापरली जातात. यांपैकी बहुतेक सर्व कीटकनाशके, फवारे आणि बीजाणूंची भुकटी अशा स्वरूपात बाजारात मिळतात (पहा : तक्ता). सध्या १८० पेक्षा अधिक प्रकारची नोंदणीकृत बीटी कीटकनाशके वापरात आहेत. यांमध्ये फवारे, भुकटी व त्यांची मिश्रणे यांचा समावेश आहे. बाजारात उपलब्ध असणारी ७०% पेक्षा अधिक बीटी कीटकनाशके एबॉट (Abott) व नोव्हार्टीस (Novartis) या दोन कंपन्या बनवतात.
फवारे व भुकटी स्वरूपातील कीटकनाशकांचे काही ठळक फायदे आहेत — (१) ती वापरण्यास सोपी व स्वस्त असतात. (२) किडींच्या ठराविक प्रकारच्या गटाविरुद्ध ही कीटनाशके काम करतात. (३) मनुष्य, गुरे व अन्य पाळीव प्राण्यांना यांपासून धोका नसतो. (४) या कीटनाशकांचे जैविक विघटन त्वरित होते. ती माती व पाण्यात साठून राहत नाहीत. हवा, सूर्यप्रकाशातील अतिनील किरण किंवा मातीच्या संपर्कात आल्यावर त्यांचे वेगाने विघटन होते.
फवारणी केल्यानंतर चोवीस तासात या कीटकनाशकांचा ४०% पर्यंत ऱ्हास होतो, असे आढळून आले आहे. यामुळे ही कीटकनाशके पुन्हा पुन्हा वापरावी लागतात. बीटी कीटकनाशकांच्या वापरातील ही अडचण कमी करण्यासाठी जैवतंत्रज्ञानाचा वापर करून जनुकांमध्ये बदल केलेल्या कीटकरोधी वनस्पती (Insect resistant) विकसित करण्यात आल्या. कीटकांना प्रतिबंध करणारी पिकांची बीटी वाणे (Bt crops) ही बीटी कीटकनाशकांच्या वापराची पुढची पायरी समजली जाते.
पिकांना कीटकांपासून संरक्षण देण्याखेरीज बीटी कीटकनाशकांचे अन्य उपयोग आहेत. बॅ. थुरिंजेन्सिस जीवाणूच्या काही उपजातींचा उपयोग डासांची पैदास रोखण्यासाठी व वनसंवर्धनात होतो. बीटी-इज्रायलेन्सिस (Bti) ही उपजाती डासांची वाढ नियंत्रित करण्यासाठी मोठ्याप्रमाणात वापरतात. मॉस्क्युटो डंक (Mosquito dunk) या नावाने हे कीटकनाशक बाजारात उपलब्ध आहे. नद्या, नाले, तलाव तसेच वस्त्यांमधील डबकी यांवर ही भुकटी पसरली जाते. साठलेल्या पाण्यातील डासांच्या अळ्यांचा नायनाट करण्यासाठी ही पद्धत उपयुक्त ठरते.
कॅनडा, अमेरिका व अनेक युरोपीय देशांमध्ये बीटी-कुर्स्ताकी (Btk) ही उपजाती वनसंवर्धन कार्यक्रमाचा एक अविभाज्य भाग आहे. १९८० नंतर कोनिफर (Conifer) वृक्षांची पाने खाणाऱ्या स्प्रूस बडवर्म (Spruce budworm) या कीटकाचा बंदोबस्त करण्यासाठी जंगलांमध्ये बीटी-कुर्स्ताकीच्या बीजाणूंची फवारणी केली जाते. स्प्रूस बडवर्म व यासारख्या अनेक किडींपासून वने वाचवण्याच्या या पद्धतीला मोठे यश मिळाले आहे.
पहा : कीटकनाशके (पूर्वप्रकाशित नोंद), बॅसिलस थुरिंजेन्सीस.
संदर्भ :
- http://sitn.hms.harvard.edu/flash/2015/insecticidal-plants/
- http://npic.orst.edu/factsheets/btgen.html.
- Sanahuja, Georgina; Raviraj Banakar; Richard M. Twyman; Teresa Capell and Paul Christou Bacillus thuringiensis : a century of research, development and commercial applications, Plant Biotechnology Journal 9(3):283-300, 2011.
- Van Frankenhuyzen, K. Application of Bacillus thuringiensis in forestry in Entomopathogenic Bacteria from Laboratory to Field Application (J.F. Charles, A. Delécluse and C.N.L. Roux Eds.), pp.371-382.Dordrecht:Springer, 2000.
- जोगळेकर, प्रमोद, जैवतंत्रज्ञान, कॉन्टिनेन्टल प्रकाशन, पुणे, २००१.
- भट्टाचार्य, शकुंतला, हिरवे जनुक (अनुवाद : प्रमोद जोगळेकर), मेहता पब्लिशिंग हाऊस, पुणे, १९९८.
समीक्षक : प्रमोद जोगळेकर
