Bacillus thuringiensis jellemzői, morfológiája, életciklusa

bacilus thuringiensis egy olyan baktérium, amely a gram-pozitív baktériumok nagy csoportjába tartozik, néhány kórokozó és mások teljesen ártalmatlanok. Ez az egyik olyan baktérium, amelyet a legjobban tanulmányoztak, mivel hasznosak voltak a mezőgazdaságban.

Ez a hasznosság az, hogy ez a baktérium sajátos tulajdonsága, hogy sporulációs fázisában olyan fehérjéket tartalmazó kristályokat állít elő, amelyek bizonyos rovarok számára mérgezőnek bizonyulnak, amelyek valóságos kártevőknek minősülnek..

A legkiválóbb jellemzői közé tartozik Bacillus thuringiensis Nagyfokú specificitása, biztonsága az emberekre, a növényekre és az állatokra, valamint annak minimális maradványossága. Ezek az attribútumok lehetővé tették, hogy pozícionálódhasson, mint az egyik legjobb lehetőség a kártevők kezelésére és ellenőrzésére.

Ennek a baktériumnak a sikeres alkalmazása 1938-ban vált nyilvánvalóvá, amikor először a spórákkal előállított peszticid keletkezett. Innentől fogva a történelem már hosszú volt, és azóta ratifikálta Bacillus thuringiensis a mezőgazdasági kártevők ellenőrzésének egyik legjobb lehetősége.

index

• 1 Taxonómia
• 2 Morfológia
• 3 Általános jellemzők
• 4 Életciklus
  • 4.1 A toxin
• 5 A kártevők elleni védelem
  • 5.1 A toxin hatásmechanizmusa
  • 5.2 Bacillus thuringiensis és peszticidek
  • 5.3 Bacillus thuringiensis és transzgenikus élelmiszerek
• 6 A rovarra gyakorolt ​​hatás
• 7 Referenciák

taxonómia

A. \ T Bacillus thuringiensis Ez:

tartomány: baktérium

Filo: Firmicutes

osztály: Bacillit

sorrendben: bacillales

család: Bacillaceae

műfaj: bacilus

fajok: Bacillus thuringiensis

morfológia

Ezek olyan baktériumok, amelyek lekerekített végű rúd alakúak. A peremterület-mintázatot mutatják, a flagella a sejtfelszínen oszlik el.

Mérete 3-5 mikron és 1-1,2 mikron széles. Kísérleti kultúrájukban körkörös telepeket figyeltek meg, amelyek átmérője 3-8 mm, rendszeres élekkel és "matt üveg" megjelenéssel..

Az elektronmikroszkóp megfigyelése során megfigyelhetőek a rövid láncokkal összekapcsolt, tipikus, hosszúkás sejtek.

Ez a baktériumfaj olyan spórákat termel, amelyek jellegzetes ellipszoid alakúak, és a sejt központi részén helyezkednek el anélkül, hogy ugyanazokat a deformációkat okoznák..

Általános jellemzők

Először is Bacillus thuringiensis egy gram-pozitív baktérium, ami azt jelenti, hogy a Gram festési eljárásnak megfelelően lila színt kap.

Hasonlóképpen, ez egy baktérium, amelyre jellemző, hogy képes a különböző környezetet gyarmatosítani. Lehetőség van arra, hogy minden talajtípusban elkülönítse. Széles földrajzi eloszlása ​​van, még az Antarktiszban is megtalálható, amely a bolygó egyik legveszélyesebb környezete.

Aktív anyagcserét mutat, amely képes szénhidrátok, például glükóz, fruktóz, ribóz, maltóz és trehalóz fermentálására. A keményítőt, a zselatint, a gliként és az N-acetil-glükózamint is hidrolizálhatja.

Ugyanebben az ötletrendben a Bacillus thuringiensis Ez kataláz pozitív, képes vízben és oxigénben lebontani a hidrogén-peroxidot.

Amikor agarvér közegben tenyésztették, a béta-hemolízis mintáját figyelték meg, ami azt jelenti, hogy ez a baktérium képes teljes mértékben megsemmisíteni az eritrocitákat.

A növekedésre vonatkozó környezetvédelmi követelményei tekintetében 10-15 ° C és 40-45 ° C közötti hőmérséklet-tartományt igényel. Ugyanígy az optimális pH értéke 5,7 és 7 között van.

az Bacillus thuringiensis Ez egy szigorú aerob baktérium. Kötelezőnek kell lennie az oxigén széles körű hozzáférhetőségű környezetben.

A. \ T Bacillus thuringiensis az, hogy a sporuláció folyamán a delta toxinként ismert fehérje által alkotott kristályokat képez. E két csoporton belül azonosították a Cry-t és a Cyt-et.

Ez a toxin képes bizonyos rovarok halálát okozni, amelyek igazi kártevők a különböző típusú növények számára.

Életciklus

B. thuringiensis Két fázisú életciklussal rendelkezik: egyikük vegetatív növekedéssel, másik pedig sporulációval jellemezhető. Az első olyan kedvező feltételek mellett alakul ki, mint a tápanyagban gazdag környezet, a második a kedvezőtlen körülmények között, az élelmiszer-szubsztrát hiánya.

A rovar lárvák, mint például a pillangók, a bogarak vagy a legyek, többek között a baktériumok endoszporáit képesek elfogyasztani a növény levelein, gyümölcsén vagy más részein. B. thuringiensis.

A rovar emésztőrendszerében a rovar alkáli tulajdonságai miatt a baktérium kristályosodott fehérje feloldódik és aktiválódik. A fehérje a rovar bélsejtjeiben lévő receptorhoz kötődik, ami pórust képez, amely befolyásolja az elektrolit egyensúlyt, ami a rovar halálát okozza..

Így a baktérium a halott rovar szöveteit táplálására, szaporítására és új spórák kialakulására használja fel, amelyek megfertőzik az új gazdákat.

A toxin

A toxinok által termelt B. thuringiensis a gerinctelen állatokban rendkívül specifikus hatást fejtenek ki, és gerinceseknél ártalmatlanok. A. \ T B. thuringensis különböző fehérjékkel rendelkeznek, amelyek sokrétűek és szinergikusak.

B. thuringiensis Számos virulencia tényezője van, amelyek közé tartoznak a Cry és Cyt delta endotoxinok mellett bizonyos alfa- és béta-exotoxinok, kitinázok, enterotoxinok, foszfolipázok és hemolizinek, amelyek fokozzák hatékonyságát entomopatogénként.

A toxikus fehérje kristályai B. thuringiensis, mikrobás hatással bomlanak le a talajban, és a napsugárzás előfordulása által denaturálhatók.

A kártevők elleni védekezés

A Bacillus thuringiensis entomopatogén hatását több mint 50 éve hasznosították a növények védelmében..

A biotechnológia fejlődésének és fejlődésének köszönhetően ezt a mérgező hatást két fő útvonalon lehetett felhasználni: a növényekben közvetlenül használt peszticidek előállítását és transzgenikus élelmiszerek létrehozását..

A toxin hatásmechanizmusa

Annak érdekében, hogy megértsük a baktérium fontosságát a kártevők elleni védekezésben, fontos tudni, hogy miként támad a toxin a rovar szervezetében..

Működési mechanizmusa négy szakaszra oszlik:

Cry protoxinok szolubilizálása és feldolgozása: a rovar lárva által bevitt kristályok feloldódnak a bélben. A jelen lévő proteázok hatására aktív toxinokká alakulnak. Ezek a toxinok áthaladnak az úgynevezett peritróf membránon (a bél epithelialis sejtek védőmembránja)..

Az Unió a vevőkhöz: a toxinok specifikus helyekhez kötődnek, amelyek a rovar bélsejtjeinek mikrovillájában találhatók.

Beillesztés a membránba és a pórus képződése: A Cry fehérjéket a membránba helyezzük, és az ioncsatornák kialakulása révén a szövet teljesen megsemmisül.

citolízistől: a bélsejtek halála. Ez több mechanizmuson keresztül történik, a legismertebb az ozmotikus citolízis és a rendszer inaktiválása, amely fenntartja a pH-egyensúlyt.

Bacillus thuringiensis és a peszticidek

Miután a baktériumok által termelt fehérjék toxikus hatását ellenőrizték, megvizsgálták annak potenciális felhasználását a növényi kártevők szabályozásában..

Számos olyan tanulmány készült, amelyek meghatározzák a baktériumok által termelt toxin peszticid tulajdonságait. E vizsgálatok pozitív eredményei miatt Bacillus thuringiensis A világszerte leggyakrabban használt biológiai rovarirtó szer a kártevők elleni védekezésre, amely károsítja és negatívan befolyásolja a különböző növényeket.

Bioinsekticidek alapulnak Bacillus thuringiensis Idővel fejlődtek. Az első, amely csak spórákat és kristályokat tartalmazott, a harmadik generációra ismertek, amelyek rekombináns baktériumokat tartalmaznak, amelyek a bt toxint generálják, és olyan előnyökkel rendelkeznek, mint például a növényi szövetek elérése..

A baktérium által termelt toxin fontossága az, hogy nemcsak rovarok, hanem más szervezetek, például nematódák, protozoonok és trematódák ellen is hatékony..

Fontos tisztázni, hogy ez a toxin teljesen ártalmatlan más típusú élőlényekben, például gerincesekben, olyan csoportban, amelyhez az ember tartozik. Ez azért van, mert az emésztőrendszer belső körülményei nem alkalmasak a szaporodására és hatására.

Bacillus thuringiensis és transzgenikus élelmiszerek

A technológiai fejlődésnek, különösen a rekombináns DNS-technológia kifejlesztésének köszönhetően olyan növényeket lehetett létrehozni, amelyek genetikailag immunisak a növényekre károsító rovarok hatására. Ezeket a növényeket általánosan transzgenikus élelmiszerekként vagy genetikailag módosított szervezetekként ismerik.

Ez a technológia a baktérium genomjában azonosítja a toxikus fehérjék expresszióját kódoló gének szekvenciáját. Később ezek a gének átkerülnek a kezelendő növény genomjába.

Amikor a növény növekszik és fejlődik, elkezdi szintetizálni a toxint, amelyet korábban a Bacillus thuringiensis, ezután immunis a rovarok hatására.

Számos üzem van, ahol ezt a technológiát alkalmazzák. Ezek közé tartozik a kukorica, a pamut, a burgonya és a szójabab. Ezek a növények bt kukorica, bt pamut stb..

Természetesen ezek a GM élelmiszerek némi aggodalmat keltettek a lakosság körében. Az Egyesült Államok Környezetvédelmi Ügynöksége által közzétett jelentésben azonban megállapítást nyert, hogy ezek az élelmiszerek, naprakészek, nem mutattak semmilyen toxicitást vagy károsodást sem az emberekben, sem a magasabb szintű állatokban..

Hatás a rovarra

A kristályok B. thuringiensis a magas pH-értékű rovar bélben oldódnak, és a protoxinok és más enzimek és fehérjék felszabadulnak. Így a protoxinok aktív baktériumokké alakulnak, amelyek a bélsejtek speciális receptor molekuláihoz kapcsolódnak.

A toxin B. thuringiensis a rovarok megszűnése, a bélbénulás, a hányás, a kiválasztás egyensúlyhiánya, az ozmotikus dekompenzáció, az általános bénulás és végül a halál.

A toxin hatása miatt a bélszövetben súlyos károsodások lépnek fel, amelyek hatással vannak a tápanyagok asszimilációjára..

Úgy vélték, hogy a rovarok halálát a spórák csírázása és a rovarok hemocoeljében a vegetatív sejtek elszaporodása okozhatja..

Úgy gondoljuk azonban, hogy a halálozás inkább a rovarok bélben élő kommunális baktériumok hatásától függ, és hogy a baktériumok toxinjának hatása után B. thuringiensis okozhat septicémiát.

A toxin B. thuringiensis nem befolyásolja a gerinceseket, mert az utóbbiban az élelmiszer emésztését savas közegben végezzük, ahol a toxin nem aktiválódik.

Rámutat a rovarok magas specificitására, különösen a lepidoptera-ról. A legtöbb entomofauna számára biztonságosnak tekinthető, és nincs káros hatása a növényekre, azaz nem fitotoxikus.

referenciák

1. Hoffe, H. és Whiteley, H. (1989, június). Rovarirtó kristályproteinek Bacillus thuringiensis. Mikrobiológiai felülvizsgálat. 53 (2). 242-255.
2. Martin, P. és Travers, R. (1989, október). Világméretű bőség és eloszlás Bacillus thuringiensis Alkalmazott és környezetvédelmi mikrobiológia. 55 (10). 2437-2442.
3. Roh, J., Jae, Y., Ming, S., Byung, R. és Yeon, H. (2007), Bacillus thuringiensis mint specifikus, biztonságos és hatékony eszköz a rovarirtás elleni védekezéshez. Journal of Microbiology and Biotechnology.17 (4). 547-559
4. Sauka, D. és Benitende G. (2008). Bacillus thuringiensis: általánosság A megközelítés a lepidopteran rovarok biokontrolljához, amely mezőgazdasági kártevők. Argentine Journal of Microbiology. 40. 124-140
5. Schnepf, E., Crickmore, N., Van Rie, J., Lereclus, D., Baum, J., Feitelson, J., Zeigler, D. és Dean H. (1998, szeptember). Bacillus thuringiensis és Pesticide Crystal Protein. Mikrobiológiai és molekuláris biológiai vélemények. 62 (3). 775-806.
6. Villa, E., Parrá, F., Cira, L. és Villalobos, S. (2018, január). A Bacillus nemzetség a biológiai védekezés hatóanyagaként és annak következményei a mezőgazdasági bio-biztonságban. Mexikói Phytopathology folyóirat. Online kiadvány.