Bacillus thuringiensis

Bacillus thuringiensis budidaya dalam agar darah, setelah 48 jam pada suhu 37 ° C

Apakah yang Bacillus thuringiensis?

Bacillus thuringiensis Ini adalah bakteri yang termasuk dalam kelompok besar bakteri positif gram, beberapa patogen dan yang lainnya sama sekali tidak berbahaya. Ini adalah salah satu bakteri yang paling banyak dipelajari karena seberapa berguna pertanian sebagai pestisida alami.

Utilitas ini adalah bahwa bakteri ini memiliki kekhasan produksi selama kristal fase sporulasi yang mengandung protein yang ternyata beracun bagi serangga tertentu yang merupakan hama sejati untuk tanaman.

Di antara karakteristik yang paling menonjol dari Bacillus thuringiensis Ada spesifisitasnya yang tinggi, keamanan untuk manusia, tumbuhan dan hewan, serta resistensi minimumnya.

Atribut -atribut ini memungkinkannya untuk memposisikan dirinya sebagai salah satu pilihan terbaik untuk perawatan dan kontrol hama yang menghancurkan tanaman.

Penggunaan bakteri ini yang memuaskan menjadi jelas pada tahun 1938 ketika pestisida pertama yang diproduksi dengan sporesnya muncul. Dari sana ceritanya sudah lama dan melalui itu telah diratifikasi Bacillus thuringiensis Sebagai salah satu pilihan terbaik saat mengendalikan hama pertanian.

Taksonomi Bacillus thuringiensis

Klasifikasi taksonomi Bacillus thuringiensis adalah:

Domain: Bakteri

Tepian: Firmicutes

Kelas: Bacilli

Memesan: Basilal

Keluarga: Bacillaceae

Jenis kelamin: Basil

Jenis: Bacillus thuringiensis

Morfologi Bacillus thuringiensis

Mereka adalah bakteri yang dibentuk dengan ujung bulat. Mereka menyajikan pola flagellation abadi, dengan momok didistribusikan di seluruh permukaan sel.

Ini memiliki dimensi panjang 3-5 mikron dengan 1-1.2 mikron. Dalam tanaman eksperimennya, koloni melingkar diamati, dengan diameter 3-8 mm, dengan tepi reguler dan penampilan "kaca buram".

Ketika diamati pada mikroskop elektronik, sel memanjang khas diamati, bergabung dalam rantai pendek.

Jenis bakteri ini menghasilkan spora yang memiliki bentuk ellipsoidal yang khas dan terletak di bagian tengah sel, tanpa menyebabkan deformasi.

Karakteristik umum Bacillus thuringiensis

Pertama, Bacillus thuringiensis Ini adalah bakteri gram -positif, yang berarti bahwa ketika menjalani proses pewarnaan gram, ia memperoleh warna ungu.

Demikian juga, itu adalah bakteri yang ditandai dengan kemampuannya untuk menjajah berbagai lingkungan. Dimungkinkan untuk mengisolasinya di semua jenis tanah. Ini memiliki distribusi geografis yang luas, bahkan ditemukan di Antartika, salah satu lingkungan yang paling bermusuhan di planet ini.

Ini menyajikan metabolisme aktif, mampu memfermentasi karbohidrat seperti glukosa, fruktosa, ribosa, maltosa dan treal. Ini juga dapat menghidrolisis pati, gelatin, glikogen dan N-asetil-glukosamin.

Dalam urutan ide yang sama, Bacillus thuringiensis Ini adalah katalase positif, mampu memecah ke hidrogen peroksida dalam air dan oksigen.

Dapat melayani Anda: nocardia

Ketika telah ditanam di AGAR-SANG Tengah, pola hemolisis beta telah diamati, yang berarti bahwa bakteri ini mampu menghancurkan eritrosit sepenuhnya.

Mengenai persyaratan lingkungannya untuk pertumbuhan, membutuhkan rentang suhu mulai dari 10-15 ° C hingga 40-45 ° C. Demikian pula, pH optimalnya adalah antara 5,7 dan 7.

Bacillus thuringiensis Ini adalah bakteri aerobik yang ketat. Itu pasti berada di lingkungan dengan ketersediaan oksigen yang luas.

Karakteristik khas dari Bacillus thuringiensis adalah bahwa selama proses sporulasi, ia menghasilkan kristal yang dibentuk oleh protein yang dikenal sebagai racun delta. Dalam dua kelompok ini telah diidentifikasi: menangis dan cyt.

Racun ini mampu menghasilkan kematian serangga tertentu yang merupakan hama sejati untuk berbagai jenis tanaman.

Lingkaran kehidupan

B. Thuringiensis Ini menyajikan siklus hidup dengan dua fase: salah satunya ditandai dengan pertumbuhan vegetatif, yang lain dengan sporulasi. Yang pertama terjadi dalam kondisi yang menguntungkan untuk pengembangan, seperti lingkungan yang kaya nutrisi; yang kedua dalam kondisi yang tidak menguntungkan, dengan kekurangan substrat makanan.

Larva serangga seperti kupu -kupu, kumbang atau lalat, antara lain, dengan memakan daun, buah -buahan atau bagian lain dari tanaman, dapat menelan bakteri B. Thuringiensis.

Dalam saluran pencernaan serangga, karena karakteristik alkali, protein kristalisasi bakteri dilarutkan dan diaktifkan.

Protein berikatan dengan penerima dalam sel usus serangga, membentuk pori yang mempengaruhi keseimbangan elektrolitik, menyebabkan kematian serangga.

Dengan demikian, bakteri menggunakan kain serangga mati untuk makanan, perkalian dan pembentukan spora baru yang akan menginfeksi tamu baru.

Toksin

Racun diproduksi oleh B. Thuringiensis Mereka memiliki tindakan yang sangat spesifik dalam invertebrata dan tidak berbahaya dalam vertebrata. Inklusi parasporal B. Thuringensis Mereka memiliki berbagai protein dengan aktivitas yang beragam dan sinergis.

B. Thuringenisis Ini memiliki berbagai faktor virulensi yang mencakup, selain endotoksin tangisan dan cyt, eksotoksin alfa dan beta tertentu, kitinase, enterotoksin, fosfolipase dan hemolisin, yang meningkatkan efisiensinya sebagai entomopatogen.

Kristal protein beracun B. Thuringiensis Mereka terdegradasi di tanah oleh aksi mikroba dan dapat didenaturasi dengan kejadian radiasi matahari.

Penggunaan dalam Kontrol Hama

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

Berkat pengembangan bioteknologi dan kemajuan dalam hal ini, dimungkinkan untuk menggunakan efek toksik ini melalui dua rute terutama: elaborasi pestisida yang digunakan langsung pada tanaman dan penciptaan makanan transgenik.

Dapat melayani Anda: flagelina: struktur dan fungsi

Mekanisme aksi toksin

Untuk memahami pentingnya bakteri ini dalam pengendalian hama, penting untuk mengetahui seperti apa serangan toksin pada organisme serangga.

Mekanisme aksinya dibagi menjadi empat tahap:

Pelarut dan pemrosesan protoksin menangis

Kristal yang dicerna oleh larva serangga larut di usus. Dengan tindakan protease yang ada, mereka berubah menjadi racun aktif. Racun ini melewati membran peritrofik yang disebut SO (membran pelindung sel epitel usus).

Serikat untuk penerima

Racun berikatan dengan situs spesifik yang terletak di mikroving sel usus serangga.

Penyisipan ke dalam membran dan formasi pori

Protein menangis dimasukkan ke dalam membran dan menyebabkan kerusakan jaringan total melalui pembentukan saluran ionik.

Bitolisis

Kematian sel usus. Ini terjadi melalui beberapa mekanisme, yang paling terkenal adalah sitolisis osmotik dan inaktivasi sistem yang mempertahankan keseimbangan pH.

Bacillus thuringiensis dan pestisida

Setelah efek toksik dari protein yang dihasilkan oleh bakteri terbukti, potensi penggunaannya dalam kontrol hama dalam tanaman dipelajari.

Ada banyak penelitian yang telah dilakukan untuk menentukan sifat pestisida racun yang diproduksi oleh bakteri ini.

Karena hasil positif dari investigasi ini, Bacillus thuringiensis Ini telah menjadi insektisida biologis yang paling banyak digunakan di seluruh dunia untuk mengendalikan hama yang merusak dan secara negatif mempengaruhi berbagai tanaman.

Bioinsecticides berdasarkan Bacillus thuringiensis Mereka telah berevolusi dari waktu ke waktu. Dari yang pertama, yang hanya mengandung spora dan kristal, hingga yang dikenal sebagai generasi ketiga, yang mengandung bakteri rekombinan yang menghasilkan racun BT dan memiliki keuntungan seperti mencapai jaringan tanaman.

Pentingnya racun yang dihasilkan oleh bakteri ini adalah bahwa ia tidak hanya efektif terhadap serangga, tetapi juga terhadap organisme lain seperti nematoda, protozoa dan trematoda.

Penting untuk mengklarifikasi bahwa racun ini sama sekali tidak berbahaya pada jenis makhluk hidup lain seperti vertebrata, sebuah kelompok yang menjadi milik manusia. Ini karena kondisi internal sistem pencernaan tidak cocok untuk proliferasi dan efeknya.

Bacillus thuringiensis dan makanan transgenik

Berkat kemajuan teknologi, terutama pengembangan teknologi DNA rekombinan, dimungkinkan untuk membuat tanaman yang secara genetik kebal terhadap efek serangga yang menyebabkan kerusakan pada tanaman.

Tanaman ini secara umum dikenal sebagai makanan transgenik atau organisme yang dimodifikasi secara genetik.

Teknologi ini terdiri dari mengidentifikasi urutan gen yang mengkodekan ekspresi protein beracun dalam genom bakteri. Selanjutnya, gen -gen tersebut ditransfer ke genom tanaman untuk diobati.

Dapat melayani Anda: ureAcplasma

Ketika tanaman tumbuh dan berkembang, itu mulai mensintesis racun yang sebelumnya diproduksi oleh Bacillus thuringiensis, kebal terhadap tindakan serangga.

Ada beberapa tanaman di mana teknologi ini telah diterapkan. Di antaranya adalah jagung, kapas, kentang dan kedelai. Tanaman ini dikenal sebagai jagung BT, kapas BT, dll.

Tentu saja makanan transgenik ini telah menimbulkan kekhawatiran dalam populasi.

Namun, dalam sebuah laporan yang diterbitkan oleh Badan Lingkungan Amerika Serikat, ditentukan bahwa makanan ini, sampai saat ini, belum menyatakan jenis toksisitas atau kerusakan apa pun, baik pada manusia atau hewan yang lebih tinggi.

Efek serangga

Kristal B. Thuringiensis Mereka larut dalam usus serangga dengan pH tinggi dan protoksin dilepaskan, dan enzim dan protein lainnya. Dengan demikian protoksin menjadi racun aktif yang digabungkan dengan molekul penerima khusus dari sel usus.

Toksin dari b. Thuringiensis Ini menghasilkan penghentian serangga asupan, kelumpuhan usus, muntah, ketidakseimbangan dalam ekskresi, dekompensasi osmotik, kelumpuhan umum dan akhirnya kematian.

Karena aksi toksin, kerusakan serius yang mencegah operasinya terjadi di jaringan usus, yang mempengaruhi asimilasi nutrisi.

Telah dipertimbangkan bahwa kematian serangga dapat disebabkan oleh perkecambahan spora dan proliferasi sel vegetatif dalam hemokel serangga.

Namun, diperkirakan bahwa mortalitas lebih bergantung pada aksi bakteri makan malam yang menghuni usus serangga dan bahwa setelah aksi toksin dari B. Thuringiensis Mereka akan dapat menyebabkan septikemia.

Racun dari B. Thuringiensis Itu tidak mempengaruhi vertebrata, karena pencernaan makanan di yang terakhir dilakukan dalam media asam, di mana toksin tidak diaktifkan.

Ini menyoroti spesifisitasnya yang tinggi pada serangga, terutama yang dikenal karena Lepidoptera. Itu dianggap tidak berbahaya bagi sebagian besar entomofauna dan tidak memiliki tindakan merugikan pada tanaman, yaitu, itu bukan fitotoksik.

Referensi

1. Hoffe, h. Dan Whiteley, h. (1989). Insektisida protein kristal Bacillus thuringiensis. Ulasan mikrobiologis. 53 (2). 242-255.
2. Martin, hlm. Dan Travers, R. (1989). Kelimpahan dan distribusi di seluruh dunia Bacillus thuringiensis Mikrobiologi Terapan dan Lingkungan. 55 (10). 2437-2442.
3. ROH, J., Jae, dan., Ming, s., Byung, r. Dan yeon, h. (2007).Bacillus thuringiensis sebagai alat khusus, aman dan efektif untuk pengendalian hama serangga. Jurnal Mikrobiologi dan Bioteknologi.17 (4). 547-559
4. Sauka, d. dan Benitende G. (2008). Bacillus thuringiensis: Umum. Suatu Pendekatan untuk Pekerjaannya di Biokontrol Serangga Lepidoptera yang merupakan Hama Pertanian. Majalah Mikrobiologi Argentina. 40. 124-140.