Bacillus thuringiensis

Bacillus thuringiensis -viljely veriagarissa 48 tunnin kuluttua 37 ° C: ssa

Mikä on Bacillus thuringiensis?

Bacillus thuringiensis Se on bakteeri, joka kuuluu laajaan ryhmään grampositiivisia bakteereja, jotkut patogeeniset ja toiset täysin vaarattomia. Se on yksi bakteereista, joita on tutkittu eniten siitä, kuinka hyödyllinen maatalous luonnollisena torjunta -aineena.

Tämä hyödyllisyys on, että tällä bakteerilla on erityispiirre tuotettavan itiöiden faasikiteiden aikana, jotka sisältävät proteiineja, jotka osoittautuvat myrkyllisiksi tietyille hyönteisille, jotka muodostavat todellisia tuholaisia ​​viljelykasveihin.

Joukossa merkittävimpiä ominaisuuksia Bacillus thuringiensis Ihmisten, kasvien ja eläinten turvallisuus on sen korkea spesifisyys, samoin kuin sen minimiresistenssi.

Nämä ominaisuudet antoivat hänelle mahdollisuuden sijoittaa itsensä yhdeksi parhaimmista vaihtoehdoista tuholaisten hoitamiseksi ja hallintaan, jotka tuhosivat viljelykasvit.

Tämän bakteerin tyydyttävä käyttö tuli ilmeiseksi vuonna 1938, kun ensimmäinen torjunta -aine, joka on valmistettu sen itiöillä, syntyi. Sieltä tarina on ollut pitkä, ja sen kautta se on ratifioitu Bacillus thuringiensis yhtenä parhaimmista vaihtoehdoista maatalouden tuholaisia ​​hallinnassa.

Taksonomia jstk Bacillus thuringiensis

Taksonominen luokittelu Bacillus thuringiensis On:

Verkkotunnus: Bakteeri

Reuna: Firmicutes

Luokka: Bacilli

Tilaus: Bacillaalit

Perhe: Bacillaceae

Sukupuoli: Basilli

Lajit: Bacillus thuringiensis

Morfologia Bacillus thuringiensis

Ne ovat bakteereja, jotka on muotoiltu pyöristetyillä päillä. Ne esittävät pysyvän lippukuvion, vitsaukset jakautuvat koko solun pintaan.

Sen mitat ovat 3-5 mikronia pitkiä 1-1,2 mikronia. Kokeellisissa viljelykasveissa havaitaan pyöreitä pesäkkeitä, joiden halkaisija on 3-8 mm, säännöllisillä reunoilla ja "himmeän lasin" ulkonäköllä.

Elektronisessa mikroskoopissa havaittua tyypillisiä pitkänomaisia ​​soluja havaitaan, liitetään lyhyisiin ketjuihin.

Tällaiset bakteerit tuottavat itiöitä, joilla on ominainen ellipsoidinen muoto ja jotka sijaitsevat solun keskiosassa aiheuttamatta sen muodonmuutoksia.

Yleiset ominaisuudet Bacillus thuringiensis

Ensinnäkin, Bacillus thuringiensis Se on grampositiivinen bakteeri, mikä tarkoittaa, että Gram -värjäysprosessin aikana se saa violetin värjäyksen.

Samoin se on bakteerit, joille on ominaista kyky kolonisoida erilaisia ​​ympäristöjä. Se on ollut mahdollista eristää kaiken tyyppisissä maaperissä. Sillä on laaja maantieteellinen jakauma, joka on jopa löydetty Antarktikasta, joka on yksi planeetan vihamielisimmistä ympäristöistä.

Siinä on aktiivinen aineenvaihdunta, joka kykenee käymään hiilihydraatteja, kuten glukoosia, fruktoosia, riboosia, maltoosia ja rajuista. Se voi myös hydrolysoi tärkkelystä, gelatiinia, glykogeenia ja N-asetyyli-glukosamiinia.

Samassa ideoinnissa, Bacillus thuringiensis Se on positiivinen katalaasi, joka pystyy hajottamaan vetyperoksidiin vedessä ja happea.

Voi palvella sinua: Nocardia

Kun sitä on kasvatettu keski-agar-sangissa, on havaittu beeta-hemolyysikuvio, mikä tarkoittaa, että tämä bakteeri pystyy tuhoamaan erytrosyyttit kokonaan.

Kasvuvaatimuksensa ympäristövaatimukset vaativat lämpötila-alueet, jotka vaihtelevat välillä 10-15 ° C-40-45 ° C. Samoin sen optimaalinen pH on välillä 5,7 - 7.

Bacillus thuringiensis Se on tiukka aerobinen bakteeri. Sen on välttämättä oltava ympäristössä, jolla on laaja hapen saatavuus.

Erottuva ominaisuus Bacillus thuringiensis on se, että itiöprosessin aikana se tuottaa kiteitä, jotka muodostuu deltatoksiinina tunnetulla proteiinilla. Näissä kahdessa ryhmässä on tunnistettu: Cry and Cyt.

Tämä toksiini pystyy luomaan tiettyjen hyönteisten kuoleman, jotka muodostavat todellisia tuholaisia ​​erityyppisille satoille.

Elinkaari

B -. thuringiensis Se esittelee elinkaaren kahdella vaiheella: yhdellä niistä on ominaista vegetatiivinen kasvu, toinen itiöiden avulla. Ensimmäinen niistä esiintyy suotuisissa olosuhteissa kehityksessä, kuten ravinne -rikkaat ympäristöt; toinen epäsuotuisissa olosuhteissa, joissa on pulaa elintarvikesuvusta.

Hyönteisten toukat, kuten perhoset, kovakuoriaiset tai kärpäset, ruokintaan lehdet, hedelmät tai muut kasvin osat, voivat nauttia bakteereja B -. thuringiensis.

Hyönteisen ruuansulatuksessa sen emäksisten ominaisuuksien vuoksi bakteerien kiteytetty proteiini liuotetaan ja aktivoidaan.

Proteiini sitoutuu hyönteisen suolistosolujen vastaanottimeen muodostaen huokosen, joka vaikuttaa elektrolyyttiseen tasapainoon, aiheuttaen hyönteisen kuoleman.

Siten bakteerit käyttävät kuolleita hyönteisten kankaita ruokaan, uusien itiöiden kertolasku ja muodostuminen, jotka tartuttavat uusia vieraita.

Toksiini

Toksiinit B -. thuringiensis Heillä on erittäin spesifinen vaikutus selkärangattomiin ja he ovat vaarattomia selkärankaisilla. Sulkedions Parasporales B -. thuringensis Heillä on erilaisia ​​proteiineja, joilla on monipuolinen ja synergistinen aktiivisuus.

B -. thuringienisis Siinä on monipuolisia virulenssitekijöitä, jotka sisältävät itkun ja CYT -endotoksiinien lisäksi tietyt alfa- ja beeta -eksotoksiinit, kitinaasit, enterotoksiinit, fosfolipaasit ja hemolysiinit, jotka parantavat niiden tehokkuutta entomopatogeeninä.

Myrkylliset proteiinikiteet B -. thuringiensis Ne hajoavat maaperässä mikrobin vaikutuksella ja ne voidaan denaturoida aurinkosäteilyn esiintymisellä.

Käyttää tuholaistorjunta

Entomopatogeenpotentiaali Bacillus thuringiensis Sitä on hyödynnetty voimakkaasti yli 50 vuoden ajan sadonsuojelussa.

Bioteknologian ja tässä kehityksen kehityksen ansiosta on ollut mahdollista käyttää tätä myrkyllistä vaikutusta kahdella reitillä: Torjunta -aineiden kehittäminen, joita käytetään suoraan viljelykasveissa ja siirtogeenisten elintarvikkeiden luominen.

Voi palvella sinua: Flagelina: rakenne ja toiminnot

Toksiinin toimintamekanismi

Tämän bakteerin merkityksen ymmärtämiseksi tuholaistorjunnassa on tärkeää tietää, millainen toksiinihyökkäys on hyönteisten organismissa.

Sen toimintamekanismi on jaettu neljään vaiheeseen:

Liukeneminen ja protoksiinien prosessointikuusi

Hyönteisten toukan nauttimat kiteet liukenevat suolistoon. Läsnä olevien proteaasien vaikutuksella ne muuttuvat aktiivisiksi toksiiniksi. Nämä toksiinit käyvät läpi niin kutsutun peritrofisen kalvon (suoliston epiteelisolusuojamembraani).

Unioni vastaanottimiin

Toksiinit sitoutuvat tiettyihin kohtiin, jotka sijaitsevat hyönteisten suolistosolujen mikroviivoissa.

Lisäys kalvoon ja huokosten muodostumiseen

Cry -proteiinit työnnetään kalvoon ja aiheuttavat kokonaisen kudoksen tuhoamisen ionisten kanavien muodostumisen kautta.

Siivous

Suolisolujen kuolema. Tämä tapahtuu useiden mekanismien kautta, tunnetuin on osmoottinen sytolyysi ja järjestelmän inaktivointi, joka ylläpitää pH: n tasapainoa.

Bacillus thuringiensis ja torjunta -aineet

Kun bakteerien tuottamien proteiinien myrkyllinen vaikutus oli osoitettu, sen potentiaalista käyttöä tuholaisten hallinnassa viljelykasveissa tutkittiin.

Näiden bakteerien tuottamien toksiinien torjunta -aineominaisuuksien määrittämiseksi on tehty monia tutkimuksia.

Näiden tutkimusten positiivisten tulosten vuoksi Bacillus thuringiensis Siitä on tullut eniten käytetty biologinen hyönteismyrkky maailmanlaajuisesti tuholaisten hallitsemiseksi, jotka vahingoittavat ja vaikuttavat negatiivisesti erilaisiin viljelykasveihin.

Bioinansektiset torjunta -aineet perustuvat Bacillus thuringiensis He ovat kehittyneet ajan myötä. Ensimmäisestä, joka sisälsi vain itiöitä ja kiteitä, niihin, jotka tunnetaan nimellä kolmas sukupolvi, jotka sisältävät rekombinanttibakteereja, jotka tuottavat BT -toksiinia ja joilla on etuja, kuten kasvikudoksiin saavuttaminen.

Tämän bakteerin tuottaman toksiinin merkitys on, että se ei ole tehokas vain hyönteisten, vaan myös muita organismeja, kuten nematodeita, alkueläimiä ja trematodeja vastaan.

On tärkeää selventää, että tämä toksiini on täysin vaaraton muun tyyppisissä elävissä olennoissa, kuten selkärankaiset, ryhmässä, johon ihminen kuuluu. Tämä johtuu siitä, että ruuansulatuksen sisäiset olosuhteet eivät sovellu sen lisääntymiseen ja vaikutukseen.

Bacillus thuringiensis ja siirtogeeniset ruuat

Teknologisen kehityksen, erityisesti rekombinantti -DNA -tekniikan kehityksen ansiosta, on ollut mahdollista luoda kasveja, jotka ovat geneettisesti immuuneja hyönteisten vaikutukselle, jotka aiheuttavat tuhoja viljelykasveissa.

Nämä kasvit tunnetaan yleisesti siirtogeenisinä ruokia tai geneettisesti muunnettuja organismeja.

Tämä tekniikka koostuu geenien sekvenssin tunnistamisesta, jotka koodaavat myrkyllisten proteiinien ekspression bakteerien genomissa. Myöhemmin nämä geenit siirretään kasvin genomiin hoitoon.

Voi palvella sinua: ureaplasma

Kun kasvi kasvaa ja kehittyy, se alkaa syntetisoida toksiinia Bacillus thuringiensis, immuuni hyönteisten vaikutukselle.

On olemassa useita kasveja, joissa tätä tekniikkaa on sovellettu. Näistä ovat maissia, puuvillaa, perunaa ja soijaa. Nämä viljelykasvit tunnetaan nimellä BT maissi, BT -puuvilla jne.

Tietysti nämä siirtogeeniset elintarvikkeet ovat herättäneet huolta väestöstä.

Yhdysvaltain ympäristöviraston julkaisemassa raportissa todettiin kuitenkin, että nämä elintarvikkeet eivät ole tähän mennessä ilmaisseet minkäänlaista myrkyllisyyttä tai vaurioita joko ihmisillä tai korkeammilla eläimillä.

Hyönteisvaikutukset

Kiteet B -. thuringiensis Ne liukenevat hyönteisen suolistoon korkealla pH: lla ja protoksiinit vapautuvat, ja muut entsyymit ja proteiinit. Siten protoksiinista tulee aktiivisia toksiineja, jotka on kytketty suolistosolujen erikoistuneisiin vastaanottaviin molekyyleihin.

Toksiini b b. thuringiensis Se tuottaa saannin hyönteisten lopettamisessa, suolen halvauksen, oksentelun, erittymisen epätasapainon, osmoottisen dekompensaation, yleisen halvauksen ja lopulta kuoleman.

Toksiinin vaikutuksen vuoksi vakavia vaurioita, jotka estävät sen toimintaa tapahtuu suoliston kudoksessa, vaikuttavat ravinteiden assimilaatioon.

On katsottu, että hyönteisen kuolema voi johtua itiöiden itävyydestä ja kasvillisien solujen lisääntymisestä hyönteisen hemocelessa.

Kuitenkin ajatellaan, että kuolleisuus riippuu pikemminkin hyönteisen suoliston asuttavien ruokailubakteerien vaikutuksesta ja että toksiinin vaikutuksen jälkeen B -. thuringiensis He pystyisivät aiheuttamaan septikemiaa.

Toksiini jstk B -. thuringiensis Se ei vaikuta selkärankaisiin, koska ruoan sulaminen jälkimmäisessä tehdään happamissa väliaineissa, missä toksiinia ei aktivoida.

Se korostaa hyönteisten korkean spesifisyyttä, erityisesti Lepidoptera. Sitä pidetään vaarattomana useimmille entomofaunalle, eikä sillä ole haitallista vaikutusta kasveihin, ts. Se ei ole fytotoksinen.

Viitteet

1. Hoffe, H. Ja Whiteley, H. (1989). Kristalliproteiinit hyönteismyrkky Bacillus thuringiensis. Mikrobiologinen katsaus. 53 (2). 242-255.
2. Martin, P. Ja travers, r. (1989). Maailmanlaajuinen runsaus ja jakelu Bacillus thuringiensis Sovellettu ja ympäristömikrobiologia. 55 (10). 2437-2442.
3. Roh, J., Jae, ja., S, s., Byung, r. Ja yeon, h. (2007).Bacillus thuringiensis erityisenä, turvallisena ja tehokkaana työkaluna hyönteisten tuholaistorjunnassa. Mikrobiologian ja biotekniikan lehti.17 (4). 547-559
4. Sauka, D. ja Benitende G. (2008). Bacillus thuringiensis: Yleinen. Lähestymistapa sen työllisyyteen Lepidoptera -hyönteisten biokontrollissa, jotka ovat maatalouden tuholaisia. Argentiinan mikrobiologialehti. 40. 124-140.