Bacillus thuringiensis

Bacillus thuringiensis Kultivierung im Blutagar nach 48 Stunden bei 37 ° C

Was ist der Bacillus thuringiensis?

Bacillus thuringiensis Es ist ein Bakterium, das zu einer breiten Gruppe von grampositiven Bakterien gehört, einige pathogene und andere völlig harmlos. Es ist eines der Bakterien, die aufgrund der nützlichen Landwirtschaft als natürliches Pestizid am meisten untersucht wurden.

Dieses Dienstprogramm ist, dass dieses Bakterium die Besonderheit hat, während seiner Sporulationsphase -Kristalle zu produzieren, die Proteine ​​enthalten, die für bestimmte Insekten, die echte Schädlinge für Pflanzen bilden.

Zu den herausragendsten Merkmalen von Bacillus thuringiensis Es gibt seine hohe Spezifität, Sicherheit für Menschen, Pflanzen und Tiere sowie ihren Mindestbeständigkeit.

Diese Eigenschaften ermöglichten es ihm, sich als eine der besten Optionen für die Behandlung und Kontrolle von Schädlingen zu positionieren, die die Pflanzen verwüsteten.

Die zufriedenstellende Verwendung dieses Bakteriums wurde 1938 erkennbar, als das erste Pestizid mit seinen Sporen hervorging. Von dort aus war die Geschichte lang und dadurch wurde sie ratifiziert Bacillus thuringiensis Als eine der besten Optionen bei der Kontrolle landwirtschaftlicher Schädlinge.

Taxonomie von Bacillus thuringiensis

Die taxonomische Klassifizierung von Bacillus thuringiensis Ist:

Domain: Bakterium

Rand: Fest

Klasse: Bacilli

Befehl: Bacillals

Familie: Bacillaceae

Geschlecht: Bazillus

Spezies: Bacillus thuringiensis

Morphologie von Bacillus thuringiensis

Sie sind Bakterien, die mit abgerundeten Enden geformt sind. Sie präsentieren ein ewigrisches Flagellationsmuster, wobei Geißeln auf der gesamten Zelloberfläche verteilt sind.

Es hat Abmessungen von 3-5 Mikrometern lang und 1-1,2 Mikrometer. In seinen experimentellen Kulturen werden kreisförmige Kolonien mit einem Durchmesser von 3 bis 8 mm mit regelmäßigen Kanten und einem Auftritt von "Frostedglas" beobachtet.

Wenn sie am elektronischen Mikroskop beobachtet werden, werden die typischen länglichen Zellen beobachtet, die in kurzen Ketten verbunden sind.

Diese Art von Bakterien erzeugt Sporen, die eine charakteristische ellipsoidische Form haben und sich im zentralen Teil der Zelle befinden, ohne eine Verformung zu verursachen.

Allgemeine Eigenschaften von Bacillus thuringiensis

Erstens, Bacillus thuringiensis Es handelt sich um ein grampositives Bakterium, was bedeutet, dass es bei der Unterhaltung des Grammfärbungsprozesses eine violette Färbung erlangt.

Ebenso handelt es sich um eine Bakterien, die durch seine Fähigkeit gekennzeichnet ist, verschiedene Umgebungen zu besiedeln. Es war möglich, es in allen Arten von Böden zu isolieren. Es hat eine breite geografische Verteilung, die sogar in der Antarktis, einer der feindlichsten Umgebungen auf dem Planeten, gefunden hat.

Es präsentiert einen aktiven Stoffwechsel, der in der Lage ist, Kohlenhydrate wie Glukose, Fructose, Ribose, Maltose und Druesof zu fermentieren. Es kann auch Stärke, Gelatine, Glykogen und N-Acetyl-Glucosamin hydrolysieren.

In derselben Reihenfolge der Ideen, Bacillus thuringiensis Es ist eine positive Katalase, die in Wasser und Sauerstoff auf Wasserstoffperoxid zusammenbrechen kann.

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Wenn es im Mittelagar-Sang gezüchtet wurde, wurde ein Beta-Hämolysemuster beobachtet, was bedeutet, dass dieses Bakterium die Erythrozyten vollständig zerstören kann.

In Bezug auf die Umweltanforderungen für das Wachstum erfordert es die Temperaturbereiche von 10-15 ° C bis 40-45 ° C. In ähnlicher Weise liegt sein optimaler pH zwischen 5,7 und 7.

Bacillus thuringiensis Es ist ein strenger aerobe Bakterium. Es muss notwendigerweise in einer Umgebung mit breiter Sauerstoffverfügbarkeit sein.

Das charakteristische Merkmal von Bacillus thuringiensis ist, dass es während des Sporulationsprozesses Kristalle erzeugt, die durch ein Protein, das als Delta -Toxin bekannt ist. Innerhalb dieser beiden Gruppen wurden identifiziert: Cry und Cyt.

Dieses Toxin kann den Tod bestimmter Insekten erzeugen, die echte Schädlinge für verschiedene Arten von Pflanzen darstellen.

Lebenszyklus

B. thuringiensis Es präsentiert einen Lebenszyklus mit zwei Phasen: einer von ihnen, die durch vegetatives Wachstum gekennzeichnet sind, ein anderer durch Sporulation. Die erste von ihnen tritt unter günstigen Entwicklungsbedingungen auf, wie z. B. nährstoffreiche Umgebungen; der zweite unter ungünstigen Bedingungen mit einem Mangel an Nahrungssubstrat.

Insektenlarven wie Schmetterlinge, Käfer oder Fliegen unter anderem durch Ernährung von Blättern, Früchten oder anderen Teilen der Pflanze können die Bakterien aufnehmen B. thuringiensis.

Im Verdauungstrakt des Insekts aufgrund seiner alkalischen Eigenschaften wird das kristallisierte Protein der Bakterien gelöst und aktiviert.

Das Protein bindet an einen Empfänger in den Darmzellen des Insekts und bildet eine Pore, die das elektrolytische Gleichgewicht beeinflusst und den Tod des Insekts verursacht.

So verwendet die Bakterien die toten Insektenstoffe für Lebensmittel, Multiplikation und Bildung neuer Sporen, die neue Gäste infizieren werden.

Toxin

Toxine produziert von B. thuringiensis Sie haben hochspezifische Wirkung bei Wirbellosen und sind in Wirbeltieren harmlos. Die Einschlüsse Parasporales von B. thüruresis Sie haben verschiedene Proteine ​​mit vielfältiger und synergistischer Aktivität.

B. thuringienisis Es hat unterschiedliche Virulenzfaktoren, die neben Cry- und Cyt -Endotoxinen bestimmte Alpha- und Beta -Exotoxine, Chitinasen, Enterotoxine, Phospholipasen und Hämolysine umfassen, die ihre Effizienz als Entomopathogen verbessern.

Die giftigen Proteinkristalle von B. thuringiensis Sie werden im Boden durch mikrobielle Wirkung abgebaut und können durch Inzidenz von Sonnenstrahlung denaturiert werden.

Verwendung in der Schädlingsbekämpfung

Das Entomopathogenpotential von Bacillus thuringiensis Es wurde seit mehr als 50 Jahren im Ernteschutz stark ausgenutzt.

Dank der Entwicklung der Biotechnologie und der Fortschritte in dieser Hinsicht ist es möglich, diesen toxischen Effekt auf zwei Routen hauptsächlich zu verwenden: Ausarbeitung von Pestiziden, die direkt in Pflanzen und die Schaffung transgener Lebensmittel verwendet werden.

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Toxin -Wirkungsmechanismus

Um die Bedeutung dieses Bakteriums für die Schädlingsbekämpfung zu verstehen, ist es wichtig zu wissen, wie Toxinangriff im Insektenorganismus ist.

Sein Wirkungsmechanismus ist in vier Stufen unterteilt:

Solubilisierung und Protoxine Verarbeitungsschrei

Die von der Insektenlarven aufgenommenen Kristalle lösten sich im Darm auf. Durch die Wirkung der vorhandenen Proteasen verwandeln sie sich in aktive Toxine. Diese Toxine gehen durch die sogenannte peritrophe Membran (Darm -Epithelzell -Schutzmembran).

Gewerkschaft zu Empfängern

Toxine binden an bestimmte Stellen.

Einfügen in die Membran- und Porenbildung

Cry -Proteine ​​werden in die Membran eingefügt und verursachen durch die Bildung von ionischen Kanälen die gesamte Gewebezerstörung.

Zitolyse

Tod von Darmzellen. Dies geschieht durch mehrere Mechanismen, wobei das bekannteste die osmotische Zytolyse und die Inaktivierung des Systems ist, das das Gleichgewicht des pH -Werts beibehält.

Bacillus thuringiensis und Pestizide

Sobald die toxische Wirkung der von den Bakterien produzierten Proteinen nachgewiesen wurde, wurde die potenzielle Verwendung bei der Kontrolle von Schädlingen in Pflanzen untersucht.

Es wurden viele Studien durchgeführt, um die Pestizideigenschaften von Toxin zu bestimmen, die von diesen Bakterien erzeugt werden.

Aufgrund der positiven Ergebnisse dieser Untersuchungen die Bacillus thuringiensis Es ist weltweit zum am häufigsten verwendeten biologischen Insektizid geworden.

Bioinsektizide basierend auf Bacillus thuringiensis Sie haben sich im Laufe der Zeit entwickelt. Von ersteren, die nur Sporen und Kristalle enthielten, bis zu denen, die als dritte Generation bekannt sind, die rekombinante Bakterien enthalten, die das BT -Toxin erzeugen und Vorteile haben, z. B. das Erreichen von Pflanzengeweben.

Die Bedeutung von von diesem Bakterium produzierter Toxin ist, dass es nicht nur gegen Insekten wirksam ist, sondern auch gegen andere Organismen wie Nematoden, Protozoen und Trematods.

Es ist wichtig zu klären, dass dieses Toxin in anderen Arten von Lebewesen wie Wirbeltieren völlig harmlos ist, einer Gruppe, zu der der Mensch gehört. Dies liegt daran, dass die internen Bedingungen des Verdauungssystems für seine Proliferation und Wirkung nicht geeignet sind.

Bacillus thuringiensis und transgene Lebensmittel

Dank der technologischen Fortschritte, insbesondere der Entwicklung rekombinanter DNA -Technologie, war es möglich, Pflanzen zu schaffen, die genetisch gegen die Wirkung von Insekten sind, die Verschwätfen in Kulturen verursachen.

Diese Pflanzen sind generisch als transgene Lebensmittel oder gentechnisch veränderte Organismen bekannt.

Diese Technologie besteht darin, die Sequenz von Genen zu identifizieren, die die Expression toxischer Proteine ​​im Bakteriengenom kodieren. Anschließend werden diese Gene auf das Genom der Pflanze zur Behandlung übertragen.

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Wenn die Pflanze wächst und sich entwickelt, beginnt sie das Toxin zu synthetisieren, das zuvor von der produziert wurde Bacillus thuringiensis, Immun gegen die Wirkung von Insekten sein.

Es gibt mehrere Pflanzen, in denen diese Technologie angewendet wurde. Darunter sind Mais, Baumwolle, Kartoffel und Soja. Diese Kulturen sind als BT -Mais, BT -Baumwolle usw. bekannt.

Natürlich haben diese transgenen Lebensmittel in der Bevölkerung Bedenken hervorgerufen.

In einem Bericht, der von der United States Environment Agency veröffentlicht wurde.

Insekteneffekte

Die Kristalle von B. thuringiensis Sie lösen sich im Darm des Insekts mit hohem pH -Wert auf und die Protoxine werden freigesetzt, und andere Enzyme und Proteine. Somit werden die Protoxine aktive Toxine, die mit den spezialisierten Empfangsmolekülen der Darmzellen gekoppelt sind.

Toxin von B. thuringiensis Es erzeugt in der Insektenbeeinflussung der Einnahme, der Lähmung des Darms, Erbrechens, Ungleichgewichte in der Ausscheidung, der osmotischen Dekompensation, der allgemeinen Lähmung und schließlich.

Aufgrund der Wirkung von Toxin tritt schwerwiegende Schäden, die seinen Betrieb verhindern.

Es wurde angenommen, dass der Tod des Insekts durch die Keimung von Sporen und die Proliferation von vegetativen Zellen in der Hämozele des Insekts verursacht werden könnte.

Es wird jedoch angenommen, dass die Mortalität eher von der Wirkung von Dinerie -Bakterien abhängen würde, die den Darm des Insekts bewohnen und dass nach der Wirkung des Toxins von B. thuringiensis Sie könnten in der Lage sein, Septikämie zu verursachen.

Toxin von B. thuringiensis Es betrifft keine Wirbeltiere, da die Verdauung von Nahrungsmitteln in letzterem in sauren Medien erfolgt, wo Toxin nicht aktiviert wird.

Es unterstreicht seine hohe Spezifität bei Insekten, insbesondere für Lepidoptera. Für die meisten Entomofauna wird es als harmlos angesehen und hat keine schädlichen Maßnahmen auf Pflanzen, dh es ist nicht phytotoxisch.

Verweise

1. Hoffe, h. Und Whiteley, h. (1989). Kristallproteine ​​Insektizid von Bacillus thuringiensis. Mikrobiologische Überprüfung. 53 (2). 242-255.
2. Martin, p. Und Travers, r. (1989). Weltweit Fülle und Verbreitung von Bacillus thuringiensis Angewandte und Umweltmikrobiologie. 55 (10). 2437-2442.
3. Roh, j., Jae und., Ming, s., Byung, r. Und yeon, h. (2007).Bacillus thuringiensis als spezifisches, sicheres und wirksames Werkzeug für die Kontrolle von Insektenschädten. Zeitschrift für Mikrobiologie und Biotechnologie.17 (4). 547-559
4. Sauka, d. und Benitende G. (2008). Bacillus thuringiensis: Allgemein. Ein Ansatz zur Beschäftigung in der Biokontrolle von Lepidoptera -Insekten, die landwirtschaftliche Schädlinge sind. Argentinische Mikrobiologiemagazin. 40. 124-140.