Bacillus thuringiensis

11.12.2020

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. 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).

Геном

Геном Bacillus thuringiensis штамма Al Hakam представлен кольцевой двуцепочечной молекулой ДНК размером 5257091 п.н., содержащей 4883 гена, из которых 4736 кодируют белки. 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.

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, 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. (См. Cry-токсины)

Применение

Бактерии и их очищенные энтомоцидные кристаллические токсины нашли применение в биозащите растений 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), несущие cry-гены и соответственно продуцирующие Cry-токсины, обладающие высокой устойчивостью к насекомым-вредителям.



Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна