שתף:
Bacillus thuringiensis מאפיינים, מורפולוגיה, מחזור החיים
באסילוס תורינגנס הוא חיידק השייך לקבוצה גדולה של חיידקים חיוביים, חלקם פתוגניים ואחרים מזיקים לחלוטין. זהו אחד החיידקים שנחקרו הכי הרבה בגלל כמה הם היו מועילים בחקלאות.
כלי זה הוא כי חיידק זה יש את המוזרות של הפקת במהלך שלב בשלב הגבישים שלה המכילים חלבונים המתברר להיות רעילים חרקים מסוימים המהווים מזיקים אמיתיים עבור יבולים.
בין המאפיינים הבולטים ביותר של באסילוס טורינגנסיס הספציפיות הגבוהה שלה, הבטיחות לבני אדם, צמחים ובעלי חיים, כמו גם שרידות מינימלית שלה נמצאים. תכונות אלו אפשרו לו למקם את עצמו כאחת האפשרויות הטובות ביותר לטיפול ולטיפול במזיקים שפגעו בגידולים.
השימוש המוצלח של חיידק זה התברר בשנת 1938 כאשר חומר הדברה הראשון המיוצרים עם נבגים שלה התעוררה. משם ההיסטוריה הייתה ארוכה, ובאמצעותה היא אישרה באסילוס טורינגנסיס כאחת האפשרויות הטובות ביותר כשמדובר בשליטה מזיקים חקלאיים.
אינדקס
- 1 טקסונומיה
- 2 מורפולוגיה
- 3 מאפיינים כלליים
- מחזור חיים
- 4.1 הרעלן
- 5 שימושים במזיקים
- 5.1 מנגנון פעולה של הרעלן
- 5.2 Bacillus thuringiensis וחומרי הדברה
- 5.3 Bacillus thuringiensis ומזונות מהונדסים
- 6 השפעות על החרק
- 7 הפניות
טקסונומיה
הסיווג הטקסונומי של באסילוס טורינגנסיס J
דומיין: חיידקים
בית: פירמות
Class: Bacilli
הזמנה: Bacillales
משפחה: Bacillaceae
המין you באסילוס
מינים: באסילוס טורינגנסיס
מורפולוגיה
הם חיידקים שיש להם צורה של ברים עם קצוות מעוגלים. הם מציגים תבנית של ההלקאה היקפית, עם Flagella מופץ על פני השטח התא.
יש לה מידות של 3-5 מיקרון אורך 1-1.2 מיקרון רוחב. בתרבויות הניסוי שלהם, מושבות עגולות הם נצפו, עם קוטר של 3-8 מ"מ, עם קצוות רגילים מראה "זכוכית קפואה"..
כאשר מתבוננים מיקרוסקופ אלקטרונים, תאים אופייניים מאורכים, הצטרפו לרשתות קצרות, הם נצפו.
מינים אלה של חיידקים מייצרים נבגים בעלי צורה אליפטיתית אופיינית והם ממוקמים בחלק המרכזי של התא, מבלי לגרום לעיוות של אותו.
מאפיינים כלליים
ראשית, באסילוס טורינגנסיס הוא חיידק חיובי גרם, כלומר, כאשר נתון תהליך הכתם גרם זה רוכש צבע סגול.
כמו כן, זהו חיידק המאופיין ביכולתה ליישב סביבות מגוונות. אפשר היה לבודד אותו בכל סוגי הקרקע. יש לה חלוקה גיאוגרפית רחבה, לאחר שנמצאה אפילו באנטארקטיקה, אחת הסביבות העוינות ביותר על הפלנטה.
מציג חילוף חומרים פעיל, להיות מסוגל לתסיסה פחמימות כגון גלוקוז, פרוקטוז, ribose, מלטוז ו trehalose. זה יכול גם hydrolyze עמילן, ג'לטין, גליקוגן ו- N- אצטיל גלוקוזאמין.
באותו סדר של רעיונות, באסילוס טורינגנסיס זה חיובי catalase, להיות מסוגל לפרק מי חמצן במים וחמצן.
כאשר זה היה מעובד במדיום אגר דם, דפוס של המוליזה ביתא נצפתה, מה שאומר כי חיידק זה מסוגל להרוס לחלוטין את אריתרוציטים.
לגבי הדרישות הסביבתיות שלה לצמיחה, זה דורש טווחי טמפרטורה החל 10 - 15 ° C עד 40 - 45 ° C. באותו אופן, ה- pH האופטימלי שלה הוא בין 5.7 ל -7.
ה באסילוס טורינגנסיס זהו חיידק אירובי קפדני. חובה חייב להיות בסביבה עם זמינות רחב של חמצן.
תכונה ייחודית של באסילוס טורינגנסיס היא כי במהלך תהליך של sporulation, זה מייצר גבישים שנוצרו על ידי חלבון המכונה רעל דלתא. בתוך שתי קבוצות אלה זוהו: הבכי ואת Cyt.
רעלן זה מסוגל לגרום למוות של חרקים מסוימים שהם מזיקים אמיתיים עבור סוגים שונים של גידולים.
מחזור החיים
תורינגינס הוא מציג מחזור חיים עם שני שלבים: אחד מהם מאופיין בצמיחה ווגטטיבית, השני על ידי sporulation. הראשון מתרחש בתנאים נוחים לפיתוח, כגון סביבות עשירות בחומרים מזינים, השני בתנאים שליליים, עם מחסור מצע מזון.
זחלי חרקים כמו פרפרים, חיפושיות וזבובים, בין היתר, על ידי האכלה על העלים, פירות או חלקי צמח אחרים, יכול לבלוע endospores של חיידקים תורינגינס.
בדרכי העיכול של החרק, בשל המאפיינים הבסיסיים של החרק, החלבון המגובש של החיידק מתמוסס ומפעיל. החלבון נקשר לקולטן בתאי המעיים של החרק, ויוצר נקבובית המשפיעה על מאזן אלקטרוליטים, גורם למוות של החרק.
לכן, החיידק משתמש ברקמות של חרק המת על האכלה, כפל והיווצרות נבגים חדשים אשר תדביק מארחים חדשים.
הרעלן
הרעלים המיוצרים על ידי תורינגינס הם מציגים פעולה ספציפית מאוד חסרי חוליות והם תמימים בחולייתנים. תכלילי הגלות של ב תורינגנס יש להם חלבונים שונים עם פעילות מגוונת וסינרגיסטית.
תורינגינס יש גורמים ארסיים רבים הכוללים מלבד אנדוטוקסינים דלתא לבכות CYT, exotoxins אלפא וביתא מסוימים, chitinases, enterotoxins, phospholipases ו המוליזין, אשר משפרת את יעילות כמו entomopathogenic.
גבישי חלבון רעילים של תורינגינס, הם מושפלים באדמה על ידי פעילות מיקרוביאלית והוא יכול להיות denatured על ידי שכיחות של קרינה סולארית.
שימושים הדברה
הפוטנציאל האנטומופתוגני של Bacillus thuringiensis נוצל מאוד במשך למעלה מ -50 שנה בהגנה על היבולים.
הודות לפיתוח הביוטכנולוגיה ההתקדמות הזו, אפשר היה לנצל את האפקט הרעיל באמצעות שני מסלולים עיקריים: פיתוח של חומרי הדברה המשמשים ישירות על יבולים ויצירת מזון מהונדס.
מנגנון הפעולה של הרעלן
כדי להבין את החשיבות של חיידק זה בשליטה של מזיקים, חשוב לדעת איך רעלן התקפות האורגניזם של החרק..
מנגנון הפעולה שלה מחולק לארבעה שלבים:
סולוביליזציה ועיבוד של פרוטוקסינים בוכים: הגבישים הנבלעים על ידי זחל החרקים מתמוססים במעי. על ידי פעולה של הפרוטאזות הנוכחי, הם הופכים רעלים פעילים. רעלים אלה לעבור את הממברנה הנקראת כביכול (קרום מגן של תאים אפיתל המעי).
האיחוד למקבלים: רעלים לאגד לאתרים ספציפיים הממוקמים microvilli של תאים מעיים של החרק.
הכנסה בקרום ויצירת הנקבוביות: חלבונים בוכים מוחדרים לתוך הממברנה ולגרום הרס מוחלט של הרקמות דרך היווצרות ערוצי יון.
ציטוליזה: מוות של תאי מעיים. זה קורה באמצעות מספר מנגנונים, הידועה ביותר להיות ציטוליזה אוסמוטית ו inactivation של המערכת ששומרת על מאזן pH.
באסילוס טורינגנסיס ואת חומרי הדברה
לאחר בדיקת האפקט הרעיל של החלבונים המיוצרים על ידי החיידק, נחקר השימוש הפוטנציאלי שלו בשליטה על מזיקים בגידולים..
ישנם מחקרים רבים שבוצעו כדי לקבוע את מאפייני חומרי הדברה של רעלן המיוצר על ידי חיידקים אלה. בשל התוצאות החיוביות של חקירות אלה, באסילוס טורינגנסיס זה הפך קוטל הדברה ביולוגי ביותר בשימוש ברחבי העולם כדי לשלוט מזיקים הנזק להשפיע לרעה על גידולים שונים.
חומרי הדברה ביו - באסילוס טורינגנסיס הם התפתחו עם הזמן. מן הראשון כי רק הכיל נבגים וגבישים, לאלה הידועים בשם הדור השלישי המכילים חיידקים רקומביננטי שיוצרים את הרעלן bt ויש להם יתרונות כגון להגיע לרקמות הצמח.
החשיבות של הרעלן המיוצר על ידי חיידק זה היא כי זה לא רק יעיל נגד חרקים, אלא גם נגד אורגניזמים אחרים כגון נמטודות, פרוטוזואה ו trmatodes..
חשוב להבהיר כי רעלן זה הוא מזיק לחלוטין סוגים אחרים של יצורים חיים כגון חוליות, קבוצה שאליה האדם שייך. הסיבה לכך היא התנאים הפנימיים של מערכת העיכול אינם מתאימים לשגשוגה ותוצאה.
באסילוס טורינגנסיס ו מזון מהונדס
הודות לטכנולוגיה, במיוחד בפיתוח של התקדמות טכנולוגיית ה- DNA רקומביננטי, זה כבר אפשרי ליצור צמחים כי הם גנטיים חיסוניים להשפעה של חרקים להרוס יבולים. צמחים אלה ידועים באופן כללי כמו מזון מהונדס או אורגניזמים מהונדסים גנטית.
טכנולוגיה זו כוללת זיהוי בתוך הגנום של החיידק רצף של גנים קוד עבור ביטוי של חלבונים רעילים. מאוחר יותר אלה הגנים מועברים לגנום של הצמח להיות מטופלים.
כאשר הצמח גדל ומתפתח, הוא מתחיל לסנתז את הרעלן אשר הופק בעבר על ידי באסילוס טורינגנסיס, להיות אז החיסון לפעולה של חרקים.
ישנם מספר צמחים שבהם טכנולוגיה זו יושמה. בין אלה הם תירס, כותנה, תפוחי אדמה ופולי סויה. גידולים אלה ידועים כמו תירס bt, כותנה bt, וכו '.
כמובן אלו מזונות GM יצרו דאגה מסוימת באוכלוסייה. עם זאת, בדו"ח שפורסם על ידי הסוכנות להגנת הסביבה של ארצות הברית קבע כי מזונות אלה, עד כה, לא הראו כל רעילות או נזק, או בני אדם או בעלי חיים גבוהה יותר.
השפעות על החרק
הגבישים של תורינגינס הם מתמוססים במעי החרק עם ה- pH הגבוה והפרוטוקסינים, ושאר האנזימים והחלבונים משתחררים. כך פרוטוקסינים מומרים רעלים פעילים כי לצרף את קולטנים קולטנים מיוחדים של תאי המעיים.
הרעלן של ב 'thuringiensis מייצרת את חרקים להפסיק בליעה, שיתוק של המעי, הקאות, חוסר איזון הפרשת, פירוק אוסמוטי, שיתוק כללי ולבסוף מוות.
בשל פעולת הרעלן, נזקים חמורים המעכבים את תפקודם מתרחשים ברקמת המעי, ומשפיעים על הטמיעה של החומרים המזינים.
זה כבר נחשב כי מותו של החרק יכול להיגרם על ידי נביטה של נבגים ואת התפשטות של תאים צמחיים ב hemocoel של חרק.
עם זאת, הוא חשב כי התמותה יהיה תלוי דווקא בפעולה של חיידקים commensal כי הם חיים המעי של החרק וכי לאחר הפעולה של רעלן של תורינגינס יהיה מסוגל לגרום ספטיצמיה.
הרעלן תורינגינס זה לא משפיע על בעלי חוליות, כי העיכול של מזון האחרון מתבצע בחומצה התקשורת, שבו רעלן אינו מופעל.
מדגיש את סגוליות גבוהה חרקים, ידוע בעיקר lepidoptera. זה נחשב בטוח עבור רוב entomofauna ואין לה פעולה מזיקה על הצמחים, כלומר, זה לא phytotoxic.
הפניות
- הופה, ה 'ווייטלי, ח' (1989, יוני). חרקים קריסטל חרקים של באסילוס טורינגנסיס. סקירה מיקרוביולוגית. (2). 242-255.
- מרטין, פ 'וטרוורס, ר' (1989, אוקטובר). שפע ותפוצה עולמיים של באסילוס טורינגנסיס מיקרוביולוגיה יישומית וסביבתית. (10). 2437-2442.
- Roh, J., Jae, Y., Ming, S., Byung, R. ו Yeon, H. (2007). Bacillus thuringiensis ככלי ספציפי, בטוח ויעיל להדברת חרקים. כתב העת למיקרוביולוגיה וביוטכנולוגיה. 547-559
- סוקה, ד 'ובניטנד ג' (2008). באסילוס טורינגנסיס: הכללות גישה לשימוש שלה biocontrol של חרקים lepidopteren כי הם מזיקים חקלאיים. ארגנטינאי Journal of Microbiology. 40. 124-140
- Schnepf, E., Crickmore, N., Van Rie, J., Lereclus, D., Baum, J., Feitelson, J., Zeigler, D. and De H. (1998, September). Bacillus thuringiensis וחלבון קריסטל הדברה. מיקרוביולוגיה וביולוגיה מולקולרית. (3). 775-806.
- וילה, א ', פארה, פ', Cira, L. ו Villalobos, S. (2018, ינואר). סוג Bacillus כסוכנים של שליטה ביולוגית והשלכותיה בביטחון הביולוגי החקלאי. מקסיקני Journal of Phytopathology. פרסום מקוון.