Bacillus thuringiensis

Bacillus thuringiensis -teelt in bloedagar, na 48 uur bij 37 ° C

Wat is de Bacillus thuringiensis?

Bacillus thuringiensis Het is een bacterie die behoort tot een brede groep gram -positieve bacteriën, sommige pathogeen en andere totaal onschadelijk. Het is een van de bacteriën die het meest zijn bestudeerd vanwege hoe nuttig landbouw als een natuurlijk pesticide.

Dit hulpprogramma is dat deze bacterie de eigenaardigheid heeft om te produceren tijdens de sporulatiefase kristallen die eiwitten bevatten die giftig blijken te zijn voor bepaalde insecten die echte ongedierte vormen voor gewassen.

Een van de meest opvallende kenmerken van Bacillus thuringiensis Er is zijn hoge specificiteit, veiligheid voor mens, planten en dieren, evenals de minimale weerstand.

Met deze attributen kon hij zichzelf positioneren als een van de beste opties voor de behandeling en controle van ongedierte die gewassen verwoestte.

Het bevredigende gebruik van deze bacterie werd duidelijk in 1938 toen het eerste pesticide vervaardigd met zijn sporen naar voren kwam. Van daaruit is het verhaal lang geweest en is het geratificeerd tot Bacillus thuringiensis Als een van de beste opties bij het beheersen van agrarische plagen.

Taxonomie van Bacillus thuringiensis

De taxonomische classificatie van Bacillus thuringiensis is:

Domein: Bacterie

Rand: FirmaUtes

Klas: Bacillen

Volgorde: Bacillalen

Familie: Bacillaceae

Geslacht: Bacil

Soort: Bacillus thuringiensis

Morfologie van Bacillus thuringiensis

Het zijn bacteriën die zijn gevormd met afgeronde uiteinden. Ze presenteren een perpetisch flagellatiepatroon, met gejuichen verdeeld over het celoppervlak.

Het heeft dimensies van 3-5 micron lang bij 1-1,2 micron. In zijn experimentele gewassen worden cirkelvormige kolonies waargenomen, met een diameter van 3-8 mm, met gewone randen en een verschijning van "Frosted Glass".

Wanneer waargenomen op de elektronische microscoop, worden de typische langwerpige cellen waargenomen, samengevoegd in korte ketens.

Dit soort bacteriën produceert sporen met een karakteristieke ellipsoïdale vorm en bevinden zich in het centrale deel van de cel, zonder de vervorming ervan te veroorzaken.

Algemene kenmerken van Bacillus thuringiensis

Allereerst, Bacillus thuringiensis Het is een grampositieve bacterie, wat betekent dat het bij het ondergaan van het gramkleuringsproces een violette kleur krijgt.

Evenzo is het een bacterie die wordt gekenmerkt door zijn vermogen om verschillende omgevingen te koloniseren. Het is mogelijk geweest om het in alle soorten bodems te isoleren. Het heeft een brede geografische verdeling, die zelfs in Antarctica is gevonden, een van de meest vijandige omgevingen op de planeet.

Het presenteert een actief metabolisme, in staat om koolhydraten te gisten zoals glucose, fructose, ribose, maltose en verleidelijk. Het kan ook zetmeel, gelatine, glycogeen en N-acetyl-glucosamine hydrolyseren.

In dezelfde volgorde van ideeën, Bacillus thuringiensis Het is een positieve catalase, in staat om af te breken tot waterstofperoxide in water en zuurstof.

Kan u van dienst zijn: Nocardia

Wanneer het is gekweekt in de middelste agar-sang, is een bèta-hemolysepatroon waargenomen, wat betekent dat deze bacterie erytrocyten volledig kan vernietigen.

Wat betreft de omgevingsvereisten voor groei, vereist het temperatuurbereiken variërend van 10-15 ° C tot 40-45 ° C. Evenzo is de optimale pH tussen 5,7 en 7.

Bacillus thuringiensis Het is een strikte aerobe bacterie. Het moet noodzakelijkerwijs in een omgeving zijn met brede zuurstofbeschikbaarheid.

Het onderscheidende kenmerk van Bacillus thuringiensis is dat het tijdens het sporulatieproces kristallen genereert gevormd door een eiwit dat bekend staat als delta -toxine. Binnen deze twee groepen zijn geïdentificeerd: huil en cyt.

Dit toxine kan de dood van bepaalde insecten genereren die echt ongedierte vormen voor verschillende soorten gewassen.

Levenscyclus

B. thuringiensis Het presenteert een levenscyclus met twee fasen: een van hen gekenmerkt door vegetatieve groei, een andere door sporulatie. De eerste van hen komt voor in gunstige omstandigheden voor ontwikkeling, zoals voedingsstoffen -rijke omgevingen; de tweede in ongunstige omstandigheden, met een tekort aan voedselsubstraat.

Insectenlarven zoals vlinders, kevers of vliegen, onder andere, door zich te voeden met de bladeren, fruit of andere delen van de plant, kunnen de bacteriën innemen B. thuringiensis.

In het spijsverteringskanaal van het insect wordt vanwege zijn alkalische kenmerken het gekristalliseerde eiwit van de bacteriën opgelost en geactiveerd.

Het eiwit bindt aan een ontvanger in de darmcellen van het insect en vormt een porie die de elektrolytische balans beïnvloedt, waardoor de dood van het insect wordt veroorzaakt.

De bacteriën gebruiken dus de dode insectenstoffen voor voedsel, vermenigvuldiging en vorming van nieuwe sporen die nieuwe gasten zullen infecteren.

Toxine

Toxines geproduceerd door B. thuringiensis Ze hebben een zeer specifieke actie in ongewervelde dieren en zijn onschadelijk in gewervelde dieren. De insluitsels parasporales van B. thuringensis Ze hebben verschillende eiwitten met diverse en synergetische activiteit.

B. thuringienisis Het heeft gevarieerde virulentiefactoren die, naast huil- en Cyt -endotoxinen, bepaalde alfa- en bèta -exotoxinen, chitinasen, enterotoxinen, fosfolipasen en hemolysines omvatten, die hun efficiëntie als een entomopathogeen verbeteren,.

De giftige eiwitkristallen van B. thuringiensis Ze worden in de bodem afgebroken door microbiële werking en kunnen worden gedenatureerd door de incidentie van zonnestraling.

Gebruik in ongediertebestrijding

Het entomopathogeen potentieel van Bacillus thuringiensis Het is al meer dan 50 jaar sterk geëxploiteerd in gewasbescherming.

Dankzij de ontwikkeling van biotechnologie en vooruitgang hierin was het mogelijk om dit giftige effect te gebruiken via twee routes, voornamelijk: uitwerking van pesticiden die rechtstreeks in gewassen worden gebruikt en het creëren van transgene voedingsmiddelen.

Kan u van dienst zijn: flagelina: structuur en functies

Toxine -actiemechanisme

Om het belang van deze bacterie in ongediertebestrijding te begrijpen, is het belangrijk om te weten hoe toxine -aanval is in het insectenorganisme.

Het werkingsmechanisme is verdeeld in vier fasen:

Solubilisatie en protoxinen verwerken cry

De kristallen die zijn ingenomen door de insectenlarve lossen op in de darm. Door werking van de aanwezige proteasen, transformeren ze in actieve gifstoffen. Deze gifstoffen gaan door het zo -gekalde peritrofische membraan (darmepitheelcelbeschermingsmembraan).

Unie voor ontvangers

Toxines binden aan specifieke locaties die zich bevinden in de microvings van de darmcellen van insecten.

Inbrengen in de membraan- en porievorming

Cry -eiwitten worden ingebracht in het membraan en veroorzaken totale weefselvernietiging door de vorming van ionische kanalen.

Citolyse

Dood van darmcellen. Dit gebeurt via verschillende mechanismen, de bekendste is de osmotische cytolyse en de inactivering van het systeem dat de balans van de pH handhaaft.

Bacillus thuringiensis en pesticiden

Zodra het toxische effect van de door de bacteriën geproduceerde eiwitten was bewezen, werd het potentiële gebruik ervan bij de controle van ongedierte in gewassen bestudeerd.

Er zijn veel onderzoeken uitgevoerd om de pesticide -eigenschappen van toxine te bepalen die door deze bacteriën worden geproduceerd.

Vanwege de positieve resultaten van deze onderzoeken, de Bacillus thuringiensis Het is wereldwijd het meest gebruikte biologische insecticide geworden om ongedierte te beheersen die de verschillende gewassen beschadigen en negatief beïnvloeden.

Bioinsecticiden op basis van Bacillus thuringiensis Ze zijn in de loop van de tijd geëvolueerd. Van de eerste, die alleen sporen en kristallen bevatten, tot die bekend als de derde generatie, die recombinante bacteriën bevatten die het BT -toxine genereren en voordelen hebben zoals het bereiken van plantenweefsels.

Het belang van toxine geproduceerd door deze bacterie is dat het niet alleen effectief is tegen insecten, maar ook tegen andere organismen zoals nematoden, protozoa en trematoden.

Het is belangrijk om te verduidelijken dat dit toxine volledig onschadelijk is in andere soorten levende wezens zoals gewervelde dieren, een groep waartoe de mens behoort. Dit komt omdat de interne omstandigheden van het spijsverteringssysteem niet geschikt zijn voor zijn proliferatie en effect.

Bacillus thuringiensis en transgene voedingsmiddelen

Dankzij technologische vooruitgang, met name de ontwikkeling van recombinante DNA -technologie, was het mogelijk om planten te creëren die genetisch immuun zijn voor het effect van insecten die verwoestingen in gewassen veroorzaken.

Deze planten staan ​​algemeen bekend als transgene voedingsmiddelen of genetisch gemodificeerde organismen.

Deze technologie bestaat uit het identificeren van de sequentie van genen die coderen voor de expressie van toxische eiwitten in het bacteriële genoom. Vervolgens worden die genen overgebracht naar het genoom van de plant om te behandelen.

Kan u van dienst zijn: ueplasma

Wanneer de plant groeit en zich ontwikkelt, begint deze het toxine te synthetiseren dat eerder werd geproduceerd door de Bacillus thuringiensis, Immuun zijn voor de werking van insecten.

Er zijn verschillende planten waarin deze technologie is toegepast. Onder deze zijn maïs, katoen, aardappel en soja. Deze gewassen staan ​​bekend als BT -maïs, BT -katoen, enz.

Natuurlijk hebben deze transgene voedingsmiddelen enige bezorgdheid in de bevolking gegenereerd.

In een rapport gepubliceerd door het United States Environment Agency, werd echter vastgesteld dat deze voedingsmiddelen tot op heden geen enkele vorm van toxiciteit of schade hebben uitgedrukt, hetzij bij mensen of hogere dieren.

Insecteneffecten

De kristallen van B. thuringiensis Ze lossen op in de darm van het insect met hoge pH en de protoxinen worden vrijgegeven, en andere enzymen en eiwitten. Aldus worden de protoxinen actieve toxines die zijn gekoppeld aan de gespecialiseerde ontvangende moleculen van de darmcellen.

Toxine van B. thuringiensis Het produceert bij het stoppen met insecten van inname, verlamming van de darm, braken, onevenwichtigheden in uitscheiding, osmotische decompensatie, algemene verlamming en uiteindelijk de dood.

Vanwege de werking van toxine, ernstige schade die de werking ervan voorkomt in darmweefsel, wat de assimilatie van voedingsstoffen beïnvloedt.

Er is aangenomen dat de dood van het insect kan worden veroorzaakt door de kieming van sporen en de proliferatie van vegetatieve cellen in het hemocele van het insect.

Er wordt echter gedacht dat sterfte zou afhangen van de werking van diner -bacteriën die de darm van het insect bewonen en die na de werking van het toxine van B. thuringiensis Ze zouden bloedverdeling kunnen veroorzaken.

Toxine van B. thuringiensis Het heeft geen invloed op gewervelde dieren, omdat de vertering van voedsel in het laatste wordt gedaan in zure media, waar toxine niet wordt geactiveerd.

Het benadrukt zijn hoge specificiteit in insecten, vooral bekend om Lepidoptera. Het wordt als onschadelijk beschouwd voor de meeste entomofauna en heeft geen nadelige actie op planten, dat wil zeggen, het is niet fytotoxisch.

Referenties

1. Hoffe, h. En Whiteley, h. (1989). Crystal -eiwitten insecticide van Bacillus thuringiensis. Microbiologisch overzicht. 53 (2). 242-255.
2. Martin, p. En Travers, r. (1989). Wereldwijde overvloed en verdeling van Bacillus thuringiensis Toegepaste en milieu -microbiologie. 55 (10). 2437-2442.
3. ROH, J., Jae, en., Ming, s., Byung, r. En yeon, h. (2007).Bacillus thuringiensis als een specifiek, veilig en effectief hulpmiddel voor insectenplegging. Journal of Microbiology and Biotechnology.17 (4). 547-559
4. Sauka, D. en Benitende G. (2008). Bacillus thuringiensis: Algemeen. Een benadering van zijn werkgelegenheid in de biocontrole van Lepidoptera -insecten die agrarisch ongedierte zijn. Argentijns microbiologie magazine. 40. 124-140.