Bacillus thuringiensis

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Bacillus thuringiensis
Споры и бипирамидальные кристаллы Bacillus thuringiensis morrisoni штамма T08025
Споры и бипирамидальные кристаллы
Bacillus thuringiensis morrisoni штамма T08025
Научная классификация
Домен:
Класс:
Порядок:
Семейство:
Вид:
Bacillus thuringiensis
Международное научное название
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[править | править код]

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[править | править код]

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[править | править код]

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[править | править код]

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[править | править код]

  1. 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.
  2. Bergey’s manual of determinative … — Google Books
  3. uid=20091 Genome Result
  4. uid=20089 Genome Result
  5. EXTOXNET PIP — BACILLUS THURINGIENSIS. Дата обращения: 1 августа 2008. Архивировано 11 июня 2008 года.
  6. 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
  7. (жр) Аэробные спорообразующие бактерии. Род бациллус (Bacillus) — Zbio Архивировано 16 июня 2008 года.
  8. Brookes G, Barfoot P. GM crops: the first ten years - global socio-economic and environmental impacts (PDF) (недоступная ссылка) (2006). Дата обращения: 23 ноября 2008. Архивировано 19 октября 2012 года.

Ссылки[править | править код]