Bacillus thuringiensis

Bacillus thuringiensis Cultivation in Blood Agar, após 48 horas a 37 ° C

Que é o Bacillus thuringiensis?

Bacillus thuringiensis É uma bactéria que pertence a um amplo grupo de bactérias gram -positivas, algumas patogênicas e outras totalmente inofensivas. É uma das bactérias que foram estudadas mais devido a quão útil a agricultura como um pesticida natural.

Essa utilidade é que essa bactéria tem a peculiaridade de produzir durante seus cristais de fase de esporulação que contêm proteínas que acabam sendo tóxicas para certos insetos que constituem pragas verdadeiras para as colheitas.

Entre as características mais destacadas de Bacillus thuringiensis Existem sua alta especificidade, segurança para humanos, plantas e animais, bem como sua resistência mínima.

Esses atributos permitiram que ele se posicionasse como uma das melhores opções para o tratamento e controle de pragas que devastavam colheitas.

O uso satisfatório desta bactéria tornou -se evidente em 1938, quando surgiram o primeiro pesticida fabricado com seus esporos. A partir daí, a história tem sido longa e, através dela, foi ratificada para Bacillus thuringiensis como uma das melhores opções ao controlar pragas agrícolas.

Taxonomia de Bacillus thuringiensis

A classificação taxonômica de Bacillus thuringiensis é:

Domínio: Bactéria

Borda: Firmicutes

Aula: Bacilos

Ordem: Bacilais

Família: Bacillaceae

Gênero: Bacilo

Espécies: Bacillus thuringiensis

Morfologia de Bacillus thuringiensis

São bactérias que são moldadas com pontas arredondadas. Eles apresentam um padrão de flagelação perpetrica, com flagelos distribuídos por toda a superfície celular.

Possui dimensões de 3-5 mícrons por 1-1,2 mícrons. Em suas culturas experimentais, são observadas colônias circulares, com um diâmetro de 3-8 mm, com bordas regulares e uma aparência de "vidro fosco".

Quando observado no microscópio eletrônico, as células alongadas típicas são observadas, unidas em correntes curtas.

Esse tipo de bactéria produz esporos que têm uma forma elipsoidal característica e estão localizados na parte central da célula, sem causar deformação dela.

Características gerais de Bacillus thuringiensis

Em primeiro lugar, Bacillus thuringiensis É uma bactéria gram -positiva, o que significa que, ao passar pelo processo de coloração de Gram, adquire uma coloração violeta.

Da mesma forma, é uma bactéria caracterizada por sua capacidade de colonizar vários ambientes. Foi possível isolá -lo em todos os tipos de solos. Ele tem uma ampla distribuição geográfica, tendo encontrado até na Antártica, um dos ambientes mais hostis do planeta.

Apresenta um metabolismo ativo, sendo capaz de fermentar carboidratos como glicose, frutose, ribose, maltose e treal. Também pode hidrolisar amido, gelatina, glicogênio e n-acetil-glucosamina.

Nessa mesma ordem de idéias, Bacillus thuringiensis É catalase positiva, sendo capaz de quebrar o peróxido de hidrogênio em água e oxigênio.

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Quando foi cultivado no Agar-Sang do meio, um padrão de hemólise beta foi observado, o que significa que essa bactéria é capaz de destruir completamente os eritrócitos.

Em relação aos seus requisitos ambientais para o crescimento, requer variações de temperatura variando de 10-15 ° C a 40-45 ° C. Da mesma forma, seu pH ideal está entre 5,7 e 7.

Bacillus thuringiensis É uma bactéria aeróbica estrita. Deve necessariamente estar em um ambiente com ampla disponibilidade de oxigênio.

A característica distinta de Bacillus thuringiensis é que, durante o processo de esporulação, gera cristais constituídos por uma proteína conhecida como toxina delta. Dentro desses dois grupos foram identificados: Cry and Cyt.

Esta toxina é capaz de gerar a morte de certos insetos que constituem pragas verdadeiras para vários tipos de culturas.

Ciclo de vida

B. thuringiensis Apresenta um ciclo de vida com duas fases: uma delas caracterizada pelo crescimento vegetativo, outro por esporulação. O primeiro deles ocorre em condições favoráveis ​​para o desenvolvimento, como ambientes ricos em nutrientes; o segundo em condições desfavoráveis, com escassez de substrato alimentar.

Larvas de insetos, como borboletas, besouros ou moscas, entre outros, alimentando -se das folhas, frutas ou outras partes da planta, podem ingerir as bactérias B. thuringiensis.

No trato digestivo do inseto, devido às suas características alcalinas, a proteína cristalizada das bactérias é dissolvida e ativada.

A proteína se liga a um receptor nas células intestinais do inseto, formando um poro que afeta o equilíbrio eletrolítico, causando morte por insetos.

Assim, as bactérias usam os tecidos de insetos mortos para alimentos, multiplicação e formação de novos esporos que infectam novos convidados.

Toxina

Toxinas produzidas por B. thuringiensis Eles têm ação altamente específica em invertebrados e são inofensivos nos vertebrados. As inclusões parasporales de B. thuringensis Eles têm várias proteínas com atividade diversa e sinérgica.

B. thuringienisis Possui fatores de virulência variados que incluem, além das endotoxinas CRY e Cyt, certas exotoxinas alfa e beta, quitinases, enterotoxinas, fosfolipases e hemolisinas, o que aumenta sua eficiência como entomopatogênio.

Os cristais de proteínas tóxicas de B. thuringiensis Eles são degradados no solo por ação microbiana e podem ser desnaturados pela incidência de radiação solar.

Usos no controle de pragas

O potencial de entomopatógeno de Bacillus thuringiensis Tem sido altamente explorado há mais de 50 anos em proteção contra culturas.

Graças ao desenvolvimento da biotecnologia e aos avanços nisso, foi possível usar esse efeito tóxico através de duas rotas principalmente: elaboração de pesticidas que são usados ​​diretamente nas culturas e a criação de alimentos transgênicos.

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Mecanismo de ação de toxinas

Para entender a importância dessa bactéria no controle de pragas, é importante saber como é o ataque de toxinas no organismo de insetos.

Seu mecanismo de ação é dividido em quatro etapas:

Solubilização e protoxinas Processando o choro

Os cristais ingeridos pela larva de insetos se dissolvem no intestino. Por ação das proteases presentes, elas se transformam em toxinas ativas. Essas toxinas passam pela membrana peritrófica de So So -(membrana de proteção de células do epitélio intestinal).

União para receptores

As toxinas se ligam a locais específicos localizados nos microvings das células intestinais do inseto.

Inserção na membrana e formação de poros

As proteínas CRY são inseridas na membrana e causam destruição total de tecidos através da formação de canais iônicos.

Citólise

Morte de células intestinais. Isso ocorre através de vários mecanismos, sendo o mais conhecido a citólise osmótica e a inativação do sistema que mantém o equilíbrio do pH.

Bacillus thuringiensis e pesticidas

Uma vez que o efeito tóxico das proteínas produzidas pelas bactérias foi comprovado, seu uso potencial no controle de pragas nas culturas foi estudado.

Existem muitos estudos que foram realizados para determinar as propriedades de pesticidas da toxina produzidas por essas bactérias.

Devido aos resultados positivos dessas investigações, o Bacillus thuringiensis Tornou -se o inseticida biológico mais usado em todo o mundo para controlar pragas que danificam e afetam negativamente as várias culturas.

Bioinseticidas baseados em Bacillus thuringiensis Eles evoluíram com o tempo. Do primeiro, que continha apenas esporos e cristais, aos conhecidos como terceira geração, que contêm bactérias recombinantes que geram a toxina BT e têm vantagens como alcançar tecidos vegetais.

A importância da toxina produzida por esta bactéria é que ela não é apenas eficaz contra insetos, mas também contra outros organismos como nematóides, protozoários e trematods.

É importante esclarecer que essa toxina é totalmente inofensiva em outros tipos de seres vivos, como os vertebrados, um grupo ao qual o ser humano pertence. Isso ocorre porque as condições internas do sistema digestivo não são adequadas para sua proliferação e efeito.

Bacillus thuringiensis e alimentos transgênicos

Graças aos avanços tecnológicos, especialmente o desenvolvimento da tecnologia de DNA recombinante, foi possível criar plantas geneticamente imunes ao efeito de insetos que causam devastação nas culturas.

Essas plantas são genericamente conhecidas como alimentos transgênicos ou organismos geneticamente modificados.

Esta tecnologia consiste em identificar a sequência de genes que codificam a expressão de proteínas tóxicas dentro do genoma bacteriano. Posteriormente, esses genes são transferidos para o genoma da planta para tratar.

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Quando a planta cresce e se desenvolve, ela começa a sintetizar a toxina que foi produzida anteriormente pelo Bacillus thuringiensis, sendo imune à ação dos insetos.

Existem várias plantas nas quais essa tecnologia foi aplicada. Entre estes estão milho, algodão, batata e soja. Essas culturas são conhecidas como milho bt, algodão bt, etc.

É claro que esses alimentos transgênicos geraram alguma preocupação na população.

No entanto, em um relatório publicado pela Agência Ambiental dos Estados Unidos, foi determinado que esses alimentos até o momento não expressaram nenhum tipo de toxicidade ou dano, seja em humanos ou animais superiores.

Efeitos de insetos

Os cristais de B. thuringiensis Eles se dissolvem no intestino do inseto com pH alto e as protoxinas são liberadas, e outras enzimas e proteínas. Assim, as protoxinas se tornam toxinas ativas que são acopladas às moléculas de recebimento especializadas das células intestinais.

Toxina de b. thuringiensis Produz na cessação de insetos da ingestão, paralisia do intestino, vômito, desequilíbrios em excreção, descompensação osmótica, paralisia geral e, finalmente, morte.

Devido à ação da toxina, danos graves que impedem sua operação ocorre no tecido intestinal, afetando a assimilação de nutrientes.

Considerou -se que a morte do inseto poderia ser causada pela germinação de esporos e pela proliferação de células vegetativas na hemocele do inseto.

No entanto, pensa -se que a mortalidade dependeria da ação das bactérias da restaurante que habitam o intestino do inseto e que após a ação da toxina de B. thuringiensis Eles seriam capazes de causar septicemia.

Toxina de B. thuringiensis Não afeta os vertebrados, porque a digestão dos alimentos neste último é feita em meio ácido, onde a toxina não é ativada.

Ele destaca sua alta especificidade em insetos, especialmente conhecidos por Lepidoptera. É considerado inofensivo para a maioria dos entomofauna e não tem ação prejudicial em plantas, ou seja, não é fitotóxico.

Referências

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