| Bacillus thuringiensis |
|---|
Споры и бипирамидальные кристаллы
Bacillus thuringiensis morrisoni штамма T08025 |
Вид: Bacillus thuringiensis |
|
Bacillus thuringiensis Berliner 1915 |
|
Bacillus thuringiensis (лат.) — вид грамположительных, спорообразующих почвенных бактерий. Клетки и специфический кристаллический белковый δ-эндотоксин проявляют инсектицидное действие по отношению к гусеницам многих представителей насекомых отрядов чешуекрылых и жёсткокрылых, личинкам москитов, мошек, нематод[1]. Используется в биозащите растений, при помощи гена эндотоксина (Cry-токсина) осуществлена трансформация растений и получены ГМ растения, устойчивые к поеданию вредителями. Характерной морфологической особенностью является наличие кристаллов токсинов в цитоплазме, окрашиваемых красителем анилиновым чёрным.
Биологические свойства
Хемоорганогетеротроф, факультативный анаэроб. Представляет собой крупную (5 × 1 мкм) палочковидную бактерию. Подвижны, образуют термоустойчивую спору, расположенную субтерминально. В центре клетки располагается кристалл токсина, прокрашивающийся красителем анилиновым чёрным (систематический признак)[2].
Геном Bacillus thuringiensis штамма Al Hakam представлен кольцевой двуцепочечной молекулой ДНК размером 5257091 п.н., содержащей 4883 гена, из которых 4736 кодируют белки[3]. Также в геноме этого штамма присутствует плазмида pALH1, также представленная кольцевой двуцепочечной молекулой ДНК размером 55939 п.н., содержащей 62 гена, из которых 62 кодируют белки[4].
Патогенез
Кристалл токсина представляет собой агрегат, состоящий из высокомолекулярного белка (130—140 кДа). Является протоксином, необходима предварительная активация, практически нерастворим в воде (растворяется лишь в среднем кишечнике чувствительных видов насекомых при pH около 9.5) и является безопасным для всех позвоночных (включая человека) и большинства насекомых[5], проявляя высокую специфичность по отношению к насекомому—хозяину. После растворения в кишечнике подвергается расщеплению протеазами с образованием активного δ-токсина с молекулярной массой 60 кДа. Активный токсин прикрепляется к мембранам эпителия среднего кишечника насекомых, вызывая уравнивание концентраций ионов снаружи и внутри клеток, что приводит к нарушению работы пищеварительной системы личинки, постепенно вызывая голодную смерть. Понижения рН кишечника личинок необходимо B. thuringiensis для создания благоприятных условий для своего развития и размножения в теле хозяина[6]. (См. Cry-токсины)
Применение
Бактерии и их очищенные энтомоцидные кристаллические токсины нашли применение в биозащите растений [7] ввиду их высокой специфичности по отношению к насекомым-вредителям, отсутствия к ним привыкания, низкой опасности ввиду отсутствия биологических эффектов для позвоночных и других отрядов насекомых, высокой технологичности. Разработаны и широко применяются ГМ растения (кукуруза, картофель и хлопок[8]), несущие cry-гены и соответственно продуцирующие Cry-токсины, обладающие высокой устойчивостью к насекомым-вредителям.
Примечания
- ↑ Wei J.-Z., Hale K., Carta L., Platzner E., Wong C., Fang S.-C., Aroian R.V. Bacillus thuringiensis crystal proteins that target nematode// PNAS.- 2003.- Vol. 100, #5.- P. 2760—2765.
- ↑ Bergey’s manual of determinative … — Google Books
- ↑ uid=20091 Genome Result
- ↑ uid=20089 Genome Result
- ↑ EXTOXNET PIP — BACILLUS THURINGIENSIS (неопр.). Дата обращения: 1 августа 2008. Архивировано 11 июня 2008 года.
- ↑ Bravo, A., Gill, S. S., and Soberón, M. (2007) Mode of action of Bacillus thuringiensis Cry and Cyt toxins and their potential for insect control. Toxicon. 49: 423—435
- ↑ (жр) Аэробные спорообразующие бактерии. Род бациллус (Bacillus) — Zbio Архивировано 16 июня 2008 года.
- ↑ Brookes G, Barfoot P. GM crops: the first ten years - global socio-economic and environmental impacts (неопр.) (PDF) (2006). Дата обращения: 23 ноября 2008. Архивировано из оригинала 19 октября 2012 года.
Ссылки
