Bacil thuringiensis este o bacterie care aparține unui grup larg de bacterii gram-pozitive, unele patogene și altele total inofensive. Este una dintre bacteriile care a fost studiată cel mai mult datorită utilității sale în agricultură..
Această utilitate constă în faptul că această bacterie are particularitatea de a produce cristale în timpul fazei sale de sporulare care conțin proteine care se dovedesc a fi toxice pentru anumite insecte care constituie dăunători adevărați pentru culturi..
Printre cele mai remarcabile caracteristici ale Bacillus thuringiensis sunt specificitatea sa ridicată, inofensivitatea pentru om, plante și animale, precum și rezidualitatea minimă. Aceste atribute i-au permis să se poziționeze ca una dintre cele mai bune opțiuni pentru tratarea și combaterea dăunătorilor care au afectat culturile..
Utilizarea cu succes a acestei bacterii a devenit evidentă în 1938, când a apărut primul pesticid fabricat cu sporii săi. De atunci istoria a fost lungă și prin ea Bacillus thuringiensis ca una dintre cele mai bune opțiuni atunci când vine vorba de combaterea dăunătorilor agricoli.
Indice articol
Clasificarea taxonomică a Bacillus thuringiensis este:
Domeniu: Bacterie
Margine: Firmicute
Clasă: Bacili
Ordin: Bacillales
Familie: Bacillaceae
Gen: Bacil
Specii: Bacillus thuringiensis
Sunt bacterii în formă de tijă cu capete rotunjite. Prezintă un model de flagelare pertric, cu flageli distribuiți pe întreaga suprafață a celulei.
Are dimensiuni de 3-5 microni lungime de 1-1,2 microni lățime. În culturile lor experimentale, se observă colonii circulare, cu un diametru de 3-8 mm, cu margini regulate și aspect de „sticlă măcinată”..
Atunci când sunt observate cu microscopul electronic, se observă celulele alungite tipice, unite în lanțuri scurte.
Această specie de bacterii produce spori care au o formă elipsoidă caracteristică și sunt localizați în partea centrală a celulei, fără a provoca deformarea celulei..
În primul rând, Bacillus thuringiensis Este o bacterie gram-pozitivă, ceea ce înseamnă că, atunci când este supus procesului de colorare Gram, capătă o culoare violetă.
De asemenea, este o bacterie caracterizată prin capacitatea sa de a coloniza diferite medii. A fost posibilă izolarea acestuia pe toate tipurile de soluri. Are o distribuție geografică largă, fiind găsită chiar în Antarctica, unul dintre cele mai ostile medii de pe planetă..
Are un metabolism activ, fiind capabil să fermenteze carbohidrați precum glucoza, fructoza, riboza, maltoza și trehaloza. De asemenea, poate hidroliza amidonul, gelatina, glicogenul și N-acetil-glucozamina.
În același sens, Bacillus thuringiensis este catalază pozitivă, putând descompune apa oxigenată în apă și oxigen.
Când a fost cultivată pe mediu de sânge, s-a observat un model de hemoliză beta, ceea ce înseamnă că această bacterie este capabilă să distrugă total eritrocitele..
În ceea ce privește cerințele sale de mediu pentru creștere, acesta necesită intervale de temperatură de la 10 - 15 ° C la 40 -45 ° C. În mod similar, pH-ul său optim este între 5,7 și 7.
Bacillus thuringiensis este o bacterie aerobă strictă. Trebuie să se afle într-un mediu cu disponibilitate mare de oxigen.
Trăsătura distinctivă a Bacillus thuringiensis este că în timpul procesului de sporulare, generează cristale formate dintr-o proteină cunoscută sub numele de toxină delta. În cadrul acestor două grupuri au fost identificate: Plânsul și Cyt.
Această toxină este capabilă să provoace moartea anumitor insecte care constituie dăunători adevărați pentru diferite tipuri de culturi.
B. thuringiensis Are un ciclu de viață cu două faze: una dintre ele caracterizată prin creștere vegetativă, cealaltă prin sporulare. Primul dintre ele apare în condiții favorabile dezvoltării, cum ar fi mediile bogate în nutrienți, al doilea în condiții nefavorabile, cu lipsă de substrat alimentar.
Larvele insectelor, cum ar fi fluturii, gândacii sau muștele, printre altele, atunci când se hrănesc cu frunze, fructe sau alte părți ale plantei, pot ingera endospori ai bacteriilor B. thuringiensis.
În tractul digestiv al insectei, datorită caracteristicilor sale alcaline, proteina cristalizată a bacteriei este dizolvată și activată. Proteina se leagă de un receptor de pe celulele intestinale ale insectei, formând un por care afectează echilibrul electrolitic, provocând moartea insectei..
Astfel, bacteria folosește țesuturile insectei moarte pentru hrănirea, multiplicarea și formarea de noi spori care vor infecta noi gazde..
Toxinele produse de B. thuringiensis prezintă acțiune foarte specifică la nevertebrate și sunt inofensive la vertebrate. Incluziuni parasporale de B. thuringensis posedă diverse proteine cu activitate diversă și sinergică.
B. thuringienisis Are diverși factori de virulență care includ, pe lângă endotoxinele Cry și Cyt delta, anumite exotoxine alfa și beta, chitinasele, enterotoxinele, fosfolipazele și hemolizinele, care îi sporesc eficiența ca entomopatogeni..
Cristalele de proteine toxice ale B. thuringiensis, sunt degradate în sol prin acțiune microbiană și pot fi denaturate de incidența radiațiilor solare.
Potențialul entomopatogen al Bacillus thuringiensis a fost extrem de exploatat de peste 50 de ani în protecția culturilor.
Datorită dezvoltării biotehnologiei și a progreselor înregistrate în aceasta, a fost posibil să se utilizeze acest efect toxic prin două căi principale: producerea de pesticide care sunt utilizate direct pe culturi și crearea de alimente transgenice..
Pentru a înțelege importanța acestei bacterii în combaterea dăunătorilor, este important să știm cum atacă toxina în corpul insectei..
Mecanismul său de acțiune este împărțit în patru etape:
Solubilizarea și procesarea protoxinelor de plâns: cristalele ingerate de larvele insectelor se dizolvă în intestin. Datorită acțiunii proteazelor prezente, acestea sunt transformate în toxine active. Aceste toxine traversează așa-numita membrană peritrofică (membrana protectoare a celulelor epiteliului intestinal).
Legarea la receptoare: toxinele se leagă de site-uri specifice care se află în microviliile celulelor intestinale ale insectei.
Inserarea în membrană și formarea porilor: Proteinele plânse se introduc în membrană și provoacă distrugerea totală a țesuturilor prin formarea canalelor ionice.
Citoliza: moartea celulelor intestinale. Acest lucru are loc prin mai multe mecanisme, cel mai cunoscut fiind citoliza osmotică și inactivarea sistemului care menține echilibrul pH-ului..
Odată ce efectul toxic al proteinelor produse de bacterii a fost verificat, a fost studiată utilizarea lor potențială în combaterea dăunătorilor din culturi..
Multe studii au fost efectuate pentru a determina proprietățile pesticide ale toxinei produse de aceste bacterii. Datorită rezultatelor pozitive ale acestor investigații, Bacillus thuringiensis a devenit insecticidul biologic cel mai utilizat la nivel mondial pentru combaterea dăunătorilor care deteriorează și afectează negativ diferite culturi.
Bioinsecticide pe bază de Bacillus thuringiensis au evoluat de-a lungul timpului. De la primele care conțineau numai spori și cristale, la așa-numitele generații a treia care conțin bacterii recombinante care generează toxina bt și care au avantaje precum atingerea țesuturilor plantelor.
Importanța toxinei produse de această bacterie este că nu este eficientă numai împotriva insectelor, ci și împotriva altor organisme, cum ar fi nematodele, protozoarele și trematodele..
Este important să clarificăm că această toxină este complet inofensivă la alte tipuri de ființe vii, cum ar fi vertebratele, un grup din care aparțin oamenii. Acest lucru se întâmplă deoarece condițiile interne ale sistemului digestiv nu sunt ideale pentru proliferarea și efectul acestuia..
Datorită progreselor tehnologice, în special dezvoltării tehnologiei ADN-ului recombinant, a fost posibil să se creeze plante care sunt imune genetic la efectul insectelor care fac ravagii asupra culturilor. Aceste plante sunt cunoscute generic ca alimente transgenice sau organisme modificate genetic..
Această tehnologie constă în identificarea în genomul bacteriei a secvenței de gene care codifică expresia proteinelor toxice. Mai târziu, aceste gene sunt transferate în genomul plantei care urmează a fi tratată..
Când planta crește și se dezvoltă, începe să sintetizeze toxina care a fost produsă anterior de Bacillus thuringiensis, fiind apoi imuni la acțiunea insectelor.
Există mai multe plante în care a fost aplicată această tehnologie. Acestea includ porumb, bumbac, cartofi și soia. Aceste culturi sunt cunoscute sub numele de porumb BT, bumbac BT etc..
Desigur, aceste alimente transgenice au generat o oarecare îngrijorare în populație. Cu toate acestea, într-un raport publicat de Agenția de Mediu a Statelor Unite, s-a stabilit că aceste alimente, până în prezent, nu au manifestat niciun tip de toxicitate sau daune, nici la oameni, nici la animale superioare..
Cristalele de B. thuringiensis se dizolvă în intestinul insectei cu pH ridicat și se eliberează protoxine și alte enzime și proteine. Astfel, protoxinele devin toxine active care se leagă de molecule de receptor specializate de pe celulele intestinului..
Toxină de B. thuringiensis produce în insectele încetarea ingestiei, paralizie intestinală, vărsături, dezechilibre în excreție, decompensare osmotică, paralizie generală și în final moarte.
Datorită acțiunii toxinei, se produc leziuni grave în țesutul intestinal care împiedică funcționarea acesteia, afectând asimilarea nutrienților.
S-a considerat că moartea insectei ar putea fi cauzată de germinarea sporilor și proliferarea celulelor vegetative în hemocelul insectei.
Cu toate acestea, se crede că mortalitatea ar depinde mai mult de acțiunea bacteriilor comensale care locuiesc în intestinul insectei și că, după acțiunea toxinei B. thuringiensis ar fi capabil să provoace septicemie.
Toxină din B. thuringiensis Nu afectează vertebratele, deoarece digestia alimentelor din acestea din urmă are loc în medii acide, unde toxina nu este activată.
Se remarcă specificitatea sa ridicată la insecte, cunoscută în special pentru lepidoptere. Este considerat inofensiv pentru majoritatea entomofaunei și nu are nicio acțiune dăunătoare asupra plantelor, adică nu este fitotoxic.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.