Bacillus thuringiensis

Bacillus thuringiensis penanaman dalam agar darah, selepas 48 jam pada suhu 37 ° C

Apa itu Bacillus thuringiensis?

Bacillus thuringiensis Ia adalah bakteria yang dimiliki oleh sekumpulan bakteria gram -positif, beberapa patogen dan yang lain tidak berbahaya. Ia adalah salah satu bakteria yang telah dikaji paling banyak disebabkan oleh pertanian yang berguna sebagai racun perosak semula jadi.

Utiliti ini adalah bahawa bakteria ini mempunyai keanehan menghasilkan semasa kristal fasa sporulasi yang mengandungi protein yang berubah menjadi toksik kepada serangga tertentu yang membentuk perosak yang benar untuk tanaman.

Antara ciri -ciri paling cemerlang Bacillus thuringiensis Terdapat kekhususan yang tinggi, keselamatan untuk manusia, tumbuh -tumbuhan dan haiwan, serta rintangan minimum.

Atribut -atribut ini membolehkannya meletakkan dirinya sebagai salah satu pilihan terbaik untuk rawatan dan kawalan perosak yang merosakkan tanaman.

Penggunaan yang memuaskan bakteria ini menjadi jelas pada tahun 1938 ketika racun perosak pertama yang dihasilkan dengan spora muncul. Dari situ kisahnya telah lama dan melaluinya ia telah disahkan Bacillus thuringiensis sebagai salah satu pilihan terbaik semasa mengawal perosak pertanian.

Taksonomi Bacillus thuringiensis

Klasifikasi taksonomi dari Bacillus thuringiensis adalah:

Domain: Bakteria

Hujung: Firmicutes

Kelas: Bacilli

Memerintahkan: Bacillals

Keluarga: Bacillaceae

Jantina: Bacillus

Spesies: Bacillus thuringiensis

Morfologi Bacillus thuringiensis

Mereka adalah bakteria yang dibentuk dengan hujung bulat. Mereka membentangkan corak flagellation pelepasan, dengan scourges diedarkan di seluruh permukaan sel.

Ia mempunyai dimensi 3-5 mikron panjang dengan 1-1.2 mikron. Dalam tanaman eksperimennya, koloni pekeliling diperhatikan, dengan diameter 3-8 mm, dengan tepi biasa dan penampilan "kaca beku".

Apabila diperhatikan di mikroskop elektronik, sel -sel panjang yang biasa diperhatikan, bergabung dalam rantai pendek.

Bakteria semacam ini menghasilkan spora yang mempunyai bentuk ellipsoidal ciri dan terletak di bahagian tengah sel, tanpa menyebabkan ubah bentuknya.

Ciri -ciri umum Bacillus thuringiensis

Pertama sekali, Bacillus thuringiensis Ia adalah bakteria gram -positif, yang bermaksud bahawa ketika menjalani proses pewarnaan gram, ia memperoleh pewarnaan violet.

Begitu juga, ia adalah bakteria yang dicirikan oleh keupayaannya untuk menjajah pelbagai persekitaran. Telah mungkin untuk mengasingkannya dalam semua jenis tanah. Ia mempunyai pengedaran geografi yang luas, bahkan terdapat di Antartika, salah satu persekitaran yang paling bermusuhan di planet ini.

Ia membentangkan metabolisme yang aktif, dapat menanam karbohidrat seperti glukosa, fruktosa, ribosa, maltosa dan bersahaja. Ia juga boleh menghidrolisis kanji, gelatin, glikogen dan n-asetil-glucosamine.

Dalam urutan idea yang sama, Bacillus thuringiensis Ia adalah catalase positif, dapat memecah ke hidrogen peroksida dalam air dan oksigen.

Boleh melayani anda: nocardia

Apabila ia telah ditanam di tengah-tengah-sang, corak hemolisis beta telah diperhatikan, yang bermaksud bahawa bakteria ini dapat memusnahkan erythrocytes sepenuhnya.

Mengenai keperluan alam sekitar untuk pertumbuhan, ia memerlukan julat suhu antara 10-15 ° C hingga 40-45 ° C. Begitu juga, pH optimum adalah antara 5.7 dan 7.

Bacillus thuringiensis Ia adalah bakteria aerobik yang ketat. Ia semestinya berada dalam persekitaran dengan ketersediaan oksigen yang luas.

Ciri tersendiri dari Bacillus thuringiensis adalah bahawa semasa proses sporulasi, ia menghasilkan kristal yang dibentuk oleh protein yang dikenali sebagai toksin delta. Dalam kedua -dua kumpulan ini telah dikenalpasti: menangis dan cytan.

Toksin ini dapat menghasilkan kematian serangga tertentu yang membentuk perosak yang benar untuk pelbagai jenis tanaman.

Kitaran hidup

B. Thuringiensis Ia membentangkan kitaran hidup dengan dua fasa: salah satunya dicirikan oleh pertumbuhan vegetatif, yang lain dengan sporulasi. Yang pertama berlaku dalam keadaan yang menggalakkan untuk pembangunan, seperti persekitaran nutrien; yang kedua dalam keadaan tidak menguntungkan, dengan kekurangan substrat makanan.

Larva serangga seperti rama -rama, kumbang atau lalat, antara lain, dengan memberi makan pada daun, buah -buahan atau bahagian lain tumbuhan, boleh menelan bakteria B. Thuringiensis.

Dalam saluran pencernaan serangga, disebabkan ciri -ciri alkali, protein kristal bakteria dibubarkan dan diaktifkan.

Protein mengikat kepada penerima di sel usus serangga, membentuk liang yang mempengaruhi keseimbangan elektrolitik, menyebabkan kematian serangga.

Oleh itu, bakteria menggunakan kain serangga mati untuk makanan, pendaraban dan pembentukan spora baru yang akan menjangkiti tetamu baru.

Toksin

Toksin yang dihasilkan oleh B. Thuringiensis Mereka mempunyai tindakan yang sangat spesifik dalam invertebrata dan tidak berbahaya dalam vertebrata. Inklusi parasporales B. Thuringensis Mereka mempunyai pelbagai protein dengan aktiviti yang pelbagai dan sinergi.

B. Thuringienisis Ia mempunyai pelbagai faktor virulensi yang termasuk, sebagai tambahan kepada endotoxin menangis dan cyt, alpha dan beta exotoxin tertentu, chitinase, enterotoxin, fosfolipase dan hemolysin, yang meningkatkan kecekapan mereka sebagai entomopathogen.

Kristal protein toksik B. Thuringiensis Mereka terdegrad.

Kegunaan dalam kawalan perosak

Potensi entomopatogen Bacillus thuringiensis Ia telah dieksploitasi selama lebih dari 50 tahun dalam perlindungan tanaman.

Terima kasih kepada perkembangan bioteknologi dan kemajuan dalam hal ini, mungkin untuk menggunakan kesan toksik ini melalui dua laluan terutamanya: penghuraian racun perosak yang digunakan secara langsung dalam tanaman dan penciptaan makanan transgenik.

Boleh melayani anda: Flagelina: Struktur dan Fungsi

Mekanisme tindakan toksin

Untuk memahami kepentingan bakteria ini dalam kawalan perosak, penting untuk mengetahui serangan toksin seperti dalam organisma serangga.

Mekanisme tindakannya dibahagikan kepada empat peringkat:

Solubilisasi dan protoksin memproses menangis

Kristal yang ditelan oleh larva serangga dibubarkan di usus. Dengan tindakan protease yang hadir, mereka berubah menjadi toksin aktif. Toksin ini melalui membran peritropik yang dibebaskan (membran perlindungan sel epitel usus).

Kesatuan kepada penerima

Toksin mengikat ke tapak tertentu yang terletak di dalam sel -sel usus serangga.

Penyisipan ke dalam membran dan pembentukan liang

Protein menangis dimasukkan ke dalam membran dan menyebabkan kemusnahan tisu total melalui pembentukan saluran ionik.

Citolysis

Kematian sel usus. Ini berlaku melalui beberapa mekanisme, yang paling terkenal ialah sitolisis osmotik dan pengaktifan sistem yang mengekalkan keseimbangan pH.

Bacillus thuringiensis dan racun perosak

Setelah kesan toksik protein yang dihasilkan oleh bakteria terbukti, penggunaan potensinya dalam mengawal perosak dalam tanaman telah dikaji.

Terdapat banyak kajian yang telah dijalankan untuk menentukan sifat racun toksin yang dihasilkan oleh bakteria ini.

Oleh kerana hasil positif penyiasatan ini, Bacillus thuringiensis Ia telah menjadi insektisida biologi yang paling banyak digunakan di seluruh dunia untuk mengawal perosak yang merosakkan dan memberi kesan negatif kepada pelbagai tanaman.

Bioinsecticides berdasarkan Bacillus thuringiensis Mereka telah berkembang dari masa ke masa. Dari bekas, yang hanya mengandungi spora dan kristal, kepada mereka yang dikenali sebagai generasi ketiga, yang mengandungi bakteria rekombinan yang menghasilkan toksin BT dan mempunyai kelebihan seperti mencapai tisu tumbuhan.

Kepentingan toksin yang dihasilkan oleh bakteria ini adalah bahawa ia bukan sahaja berkesan terhadap serangga, tetapi juga terhadap organisma lain seperti nematoda, protozoa dan trematods.

Adalah penting untuk menjelaskan bahawa toksin ini tidak berbahaya dalam jenis makhluk hidup yang lain seperti vertebrata, kumpulan yang mana manusia milik. Ini kerana keadaan dalaman sistem pencernaan tidak sesuai untuk percambahan dan kesannya.

Bacillus thuringiensis dan makanan transgenik

Terima kasih kepada kemajuan teknologi, terutamanya perkembangan teknologi DNA rekombinan, mungkin untuk mewujudkan tumbuh -tumbuhan yang secara genetik kebal terhadap kesan serangga yang menyebabkan kemusnahan dalam tanaman.

Tumbuhan ini dikenali secara umum sebagai makanan transgenik atau organisma yang diubahsuai secara genetik.

Teknologi ini terdiri daripada mengenal pasti urutan gen yang menyandarkan ekspresi protein toksik dalam genom bakteria. Selanjutnya, gen tersebut dipindahkan ke genom tumbuhan untuk merawat.

Boleh melayani anda: ureaplasma

Apabila tumbuhan tumbuh dan berkembang, ia mula mensintesis toksin yang sebelum ini dihasilkan oleh Bacillus thuringiensis, kebal terhadap tindakan serangga.

Terdapat beberapa tumbuhan di mana teknologi ini telah digunakan. Antaranya ialah jagung, kapas, kentang dan soya. Tanaman ini dikenali sebagai jagung bt, kapas bt, dll.

Sudah tentu makanan transgenik ini telah menimbulkan kebimbangan dalam populasi.

Walau bagaimanapun, dalam laporan yang diterbitkan oleh Agensi Alam Sekitar Amerika Syarikat, telah ditentukan bahawa makanan ini, setakat ini, tidak menyatakan apa -apa jenis ketoksikan atau kerosakan, sama ada pada manusia atau haiwan yang lebih tinggi.

Kesan serangga

Kristal B. Thuringiensis Mereka membubarkan usus serangga dengan pH yang tinggi dan protoxin dibebaskan, dan enzim dan protein lain. Oleh itu, protoxin menjadi toksin aktif yang ditambah pula dengan molekul penerimaan khusus sel -sel usus.

Toksin daripada b. Thuringiensis Ia menghasilkan pemberhentian serangga pengambilan, kelumpuhan usus, muntah, ketidakseimbangan dalam perkumuhan, penguraian osmotik, lumpuh umum dan akhirnya kematian.

Oleh kerana tindakan toksin, kerosakan serius yang menghalang operasinya berlaku dalam tisu usus, yang mempengaruhi asimilasi nutrien.

Telah dianggap bahawa kematian serangga boleh disebabkan oleh percambahan spora dan percambahan sel -sel vegetatif di hemocele serangga.

Walau bagaimanapun, dianggap bahawa kematian akan bergantung kepada tindakan bakteria dinery yang mendiami usus serangga dan selepas tindakan toksin B. Thuringiensis Mereka akan dapat menyebabkan septikemia.

Toksin B. Thuringiensis Ia tidak menjejaskan vertebrata, kerana pencernaan makanan di dalamnya dilakukan dalam media berasid, di mana toksin tidak diaktifkan.

Ia menyoroti kekhususannya yang tinggi dalam serangga, yang terkenal dengan Lepidoptera. Ia dianggap tidak berbahaya bagi kebanyakan entomofauna dan tidak mempunyai tindakan yang merugikan pada tumbuhan, iaitu, ia bukan fitotoksik.

Rujukan

1. Hoffe, h. Dan whiteley, h. (1989). Protein Kristal Insektisida Bacillus thuringiensis. Kajian Mikrobiologi. 53 (2). 242-255.
2. Martin, ms. Dan travers, r. (1989). Kelimpahan dan pengedaran di seluruh dunia Bacillus thuringiensis Mikrobiologi Gunaan dan Alam Sekitar. 55 (10). 2437-2442.
3. ROH, J., Jae, dan., Ming, s., Byung, r. Dan yeon, h. (2007).Bacillus thuringiensis sebagai alat khusus, selamat dan berkesan untuk kawalan serangga serangga. Jurnal Mikrobiologi dan Bioteknologi.17 (4). 547-559
4. Sauka, d. dan Benitende G. (2008). Bacillus thuringiensis: Umum. Pendekatan untuk pekerjaannya dalam biokontrol serangga Lepidoptera yang merupakan perosak pertanian. Majalah Mikrobiologi Argentina. 40. 124-140.