عصيات thuringiensis العصوية ، التشكل ، دورة الحياة

بكتير مسبب لمرض باسيلوس هي بكتيريا تنتمي إلى مجموعة كبيرة من البكتيريا إيجابية الجرام ، وبعضها مسببة للأمراض وبعضها الآخر غير ضار تمامًا. انها واحدة من البكتيريا التي تم دراستها أكثر بسبب مدى فائدة كانوا في الزراعة.

هذه المنفعة هي أن هذه البكتيريا لها خصوصية إنتاجها خلال بلورات مرحلة التكاثر التي تحتوي على بروتينات تتحول إلى مادة سامة لبعض الحشرات التي تشكل آفات حقيقية للمحاصيل.

من بين السمات البارزة لل العصوية تورينجنس تم العثور على خصوصية عالية وسلامة للإنسان والنباتات والحيوانات ، فضلا عن الحد الأدنى من بقائها. سمحت له هذه الصفات بوضع نفسه كواحد من أفضل الخيارات لعلاج ومكافحة الآفات التي ابتليت بها المحاصيل.

أصبح الاستخدام الناجح لهذه البكتريا واضحًا في عام 1938 عندما ظهر أول مبيد حشري تم تصنيعه بجراثيمه. من هناك كان التاريخ طويلاً ومن خلاله صدق العصوية تورينجنس باعتبارها واحدة من أفضل الخيارات عندما يتعلق الأمر بمكافحة الآفات الزراعية.

مؤشر

• 1 التصنيف
• 2 التشكل
• 3 الخصائص العامة
• 4 دورة حياة
  • 4.1 السم
• 5 يستخدم في مكافحة الآفات
  • 5.1 آلية عمل السم
  • 5.2 العصوية thuringiensis والمبيدات الحشرية
  • 5.3 العصوية thuringiensis والأطعمة المحورة وراثيا
• 6 آثار على الحشرة
• 7 المراجع

التصنيف

التصنيف التصنيفي لل العصوية تورينجنس هو:

المجال: جرثوم

فيلو: افيرميكوتس

الفئة: عصيات

الترتيب: رتبة العصويات

الأسرة: العصويات

النوع: بكتير مسبب لمرض

الأنواع: العصوية تورينجنس

مورفولوجيا

إنها بكتيريا لها شكل قضبان ذات نهايات مدورة. إنها تمثل نمطًا من الشريط المحيطي ، مع توزيع السوط على سطح الخلية.

لديها أبعاد من 3-5 ميكرون في الطول و 1-1.2 ميكرون في العرض. في ثقافاتهم التجريبية ، لوحظت مستعمرات دائرية ، يبلغ قطرها 3-8 مم ، مع حواف منتظمة و "زجاج بلوري"..

عند مراقبة المجهر الإلكتروني ، يتم ملاحظة الخلايا المطولة النموذجية ، المنضمّة إلى سلاسل قصيرة.

ينتج هذا النوع من البكتيريا جراثيم لها شكل إهليلجي مميز وتقع في الجزء المركزي من الخلية ، دون التسبب في تشوه.

الخصائص العامة

أولا ، العصوية تورينجنس هي بكتيريا إيجابية الجرام ، مما يعني أنه عندما تخضع لعملية صبغة الجرام ، فإنها تكتسب لونًا بنفسجي.

وبالمثل ، هي بكتيريا تتميز بقدرتها على استعمار بيئات متنوعة. كان من الممكن عزله في جميع أنواع التربة. لديها توزيع جغرافي واسع ، وقد وجد حتى في أنتاركتيكا ، واحدة من أكثر البيئات عدائية على الكوكب.

يقدم عملية التمثيل الغذائي النشط ، والقدرة على تخمير الكربوهيدرات مثل الجلوكوز والفركتوز والريبوز والمالتوز والثالث. ويمكنه أيضًا تحلل النشا والجيلاتين والجليكوجين و N- أسيتيل الجلوكوزامين.

في نفس الترتيب من الأفكار ، و العصوية تورينجنس وهو إيجابي الكاتلاز ، حيث أنه قادر على تحلل بيروكسيد الهيدروجين في الماء والأكسجين.

عندما تمت زراعته في وسط أجار الدم ، لوحظ نمط من انحلال بيتا ، مما يعني أن هذه البكتيريا قادرة على تدمير كريات الدم الحمراء تمامًا.

فيما يتعلق بالمتطلبات البيئية للنمو ، فإنه يتطلب درجات حرارة تتراوح بين 10 - 15 درجة مئوية إلى 40 - 45 درجة مئوية. بنفس الطريقة ، يكون الرقم الهيدروجيني الأمثل له ما بين 5.7 و 7.

ال العصوية تورينجنس انها البكتيريا الهوائية الصارمة. يجب أن يكون إلزاميًا في بيئة تتوفر فيها الأكسجين على نطاق واسع.

السمة المميزة لل العصوية تورينجنس هو أنه أثناء عملية sporulation ، فإنه يولد بلورات تتشكل من البروتين المعروف باسم دلتا السم. داخل هاتين المجموعتين تم تحديدهما: Cry و Cyt.

هذا السم قادر على التسبب في موت بعض الحشرات التي هي آفات حقيقية لأنواع مختلفة من المحاصيل.

دورة الحياة

B. تورينجنس تقدم دورة حياة على مرحلتين: واحدة تتميز بالنمو الخضري ، والأخرى عن طريق sporulation. الأول يحدث في ظل ظروف مواتية للتنمية ، مثل البيئات الغنية بالمغذيات ، والثاني في ظل ظروف غير مواتية ، مع نقص في الركيزة الغذائية.

يمكن أن يرقات الحشرات مثل الفراشات أو الخنافس أو الذباب ، من بين أشياء أخرى ، تأكل الإندوسبورات من البكتيريا عن طريق التغذية على الأوراق أو الفواكه أو أجزاء أخرى من النبات. B. تورينجنس.

في الجهاز الهضمي للحشرة ، بسبب الخصائص القلوية للحشرة ، يذوب وينشط البروتين المتبلور للبكتيريا. يرتبط البروتين بمستقبلات في الخلايا المعوية للحشرة ، مكونًا مسامًا يؤثر على توازن المنحل بالكهرباء ، مما يؤدي إلى وفاة الحشرة..

وبالتالي ، تستخدم البكتيريا أنسجة الحشرة الميتة في تغذية وتكاثر وتكوين جراثيم جديدة من شأنها أن تصيب مضيفات جديدة.

السم

السموم التي تنتجها B. تورينجنس أنها تقدم عمل محدد للغاية في اللافقاريات وغير ضارة في الفقاريات. الادراج الشبه من B. تورينغنيس لديهم البروتينات المختلفة مع النشاط المتنوع والتآزر.

B. تورينجنس له العديد من عوامل الفوعة التي تشمل ، إلى جانب الدالتين الداخليتين Cry و Cyt ، بعض السموم الخارجية من ألفا وبيتا ، الكيتينات ، السموم المعوية ، الفسفوليباز والهيموليزين ، مما يعزز كفاءته كمثبط للحشرات.

بلورات البروتين السامة لل B. تورينجنس, تتحلل في التربة عن طريق العمل الجرثومي ويمكن أن يتم التشويه بواسطة حدوث الإشعاع الشمسي.

يستخدم في مكافحة الآفات

لقد تم استغلال إمكانات المكورات الحركية للمكورات العصوية العصبية بشكل كبير لأكثر من 50 عامًا في حماية المحاصيل..

بفضل تطور التكنولوجيا الحيوية وتطورها ، أصبح من الممكن استخدام هذا التأثير السام من خلال طريقين رئيسيين: إعداد المبيدات التي تستخدم مباشرة في المحاصيل وإنشاء الأطعمة المحورة جينيا.

آلية عمل السم

من أجل فهم أهمية هذه البكتيريا في السيطرة على الآفات ، من المهم معرفة كيف تهاجم السم في الكائن الحي للحشرة..

تنقسم آلية عملها إلى أربع مراحل:

الذوبان ومعالجة البروتينات من صرخة: البلورات المبتلعة من يرقات الحشرات تذوب في الأمعاء. من خلال عمل البروتياز الحالي ، تتحول إلى سموم نشطة. تمر هذه السموم عبر الغشاء المحيطي (الغشاء الواقي للخلايا الظهارية المعوية).

الاتحاد إلى أجهزة الاستقبال: ترتبط السموم بالمواقع المحددة الموجودة في الخلايا الدقيقة في الأمعاء.

الإدراج في الغشاء وتشكيل المسام: يتم إدخال بروتينات البكاء في الغشاء وتتسبب في تدمير كامل للأنسجة من خلال تشكيل القنوات الأيونية.

انحلال خلوي: موت الخلايا المعوية. يحدث هذا من خلال العديد من الآليات ، والأكثر شهرة هو التحلل الخلوي الاسموزي وتعطيل النظام الذي يحافظ على توازن الرقم الهيدروجيني.

العصوية تورينجنس والمبيدات الحشرية

بمجرد التحقق من التأثير السام للبروتينات التي تنتجها البكتيريا ، تمت دراسة استخدامها المحتمل في مكافحة الآفات في المحاصيل..

هناك العديد من الدراسات التي تم إجراؤها لتحديد خصائص مبيدات الآفات الناتجة عن هذه البكتيريا. بسبب النتائج الإيجابية لهذه التحقيقات ، العصوية تورينجنس لقد أصبح المبيد البيولوجي الأكثر استخدامًا في جميع أنحاء العالم لمكافحة الآفات التي تلحق الضرر بالمحاصيل المختلفة وتؤثر سلبًا عليها.

المبيدات الحشرية على أساس العصوية تورينجنس لقد تطورت مع مرور الوقت. من الأول يحتوي فقط على جراثيم وبلورات ، إلى تلك المعروفة باسم الجيل الثالث التي تحتوي على البكتيريا المؤتلف التي تولد توكسين بيتا ولها مزايا مثل الوصول إلى الأنسجة النباتية.

تكمن أهمية السم الذي تنتجه هذه البكتيريا في أنه ليس فعالًا ضد الحشرات فحسب ، بل أيضًا ضد الكائنات الحية الأخرى مثل الديدان الخيطية والبروتوزوا والتريماتودس..

من المهم توضيح أن هذا التسمم غير ضار تمامًا في الأنواع الأخرى من الكائنات الحية مثل الفقاريات ، وهي مجموعة ينتمي إليها الإنسان. وذلك لأن الظروف الداخلية للجهاز الهضمي ليست مناسبة لتكاثرها وتأثيرها.

العصوية تورينجنس والأغذية المعدلة وراثيا

بفضل التقدم التكنولوجي ، وخاصة تطوير تقنية الحمض النووي المؤتلف ، أصبح من الممكن إنشاء نباتات محصنة وراثياً من تأثير الحشرات التي تسبب الخراب على المحاصيل. وتعرف هذه النباتات بشكل عام باسم الأطعمة المحورة وراثيا أو الكائنات المعدلة وراثيا.

تتكون هذه التكنولوجيا من تحديد داخل الجينوم من البكتيريا تسلسل الجينات التي ترمز للتعبير عن البروتينات السامة. في وقت لاحق يتم نقل هذه الجينات إلى جينوم النبات المراد علاجه.

عندما ينمو النبات ويتطور ، يبدأ في تجميع السم الذي تم إنتاجه مسبقًا بواسطة العصوية تورينجنس, يجري بعد ذلك في مأمن من عمل الحشرات.

هناك العديد من المصانع التي تم فيها تطبيق هذه التكنولوجيا. من بين هذه الذرة والقطن والبطاطا وفول الصويا. تُعرف هذه المحاصيل باسم ذرة bt والقطن bt وغيرها..

بالطبع هذه الأطعمة المعدلة وراثيا أثارت بعض القلق لدى السكان. ومع ذلك ، في تقرير نشرته وكالة الولايات المتحدة للبيئة ، تقرر أن هذه الأطعمة ، حتى الآن ، لم تظهر أي نوع من السمية أو الضرر ، لا في البشر ولا في الحيوانات المتفوقة..

الآثار على الحشرة

بلورات B. تورينجنس أنها تذوب في الأمعاء الحشرية مع ارتفاع درجة الحموضة والبروتينات ، ويتم إطلاق الإنزيمات والبروتينات الأخرى. وهكذا يتم تحويل البروتينات إلى سموم نشطة ترتبط بجزيئات المستقبلات المتخصصة في الخلايا المعوية.

السم من B. تورينجنس ينتج في الحشرة التوقف عن الابتلاع ، شلل الأمعاء ، القيء ، الاختلالات في الإفراز ، إزالة التناضح الأسموزي ، الشلل العام وأخيرا الموت.

بسبب تأثير السم ، تحدث أضرار جسيمة تعوق عملها في الأنسجة المعوية ، مما يؤثر على استيعاب العناصر الغذائية.

لقد تم اعتبار أن موت الحشرة قد يكون ناتجًا عن إنبات الأبواغ وتكاثر الخلايا النباتية في الهيموكل الحشري..

ومع ذلك ، يعتقد أن الوفيات تعتمد إلى حد ما على عمل البكتيريا المتعايشة التي تعيش في أمعاء الحشرة وبعد عمل توكسين B. تورينجنس سيكون قادرا على التسبب في تسمم الدم.

السم B. تورينجنس لا يؤثر على الفقاريات ، لأن عملية هضم الطعام في الأخيرة تتم في الوسط الحمضي ، حيث لا يتم تنشيط السم.

يسلط الضوء على خصوصية عالية في الحشرات ، وخاصة المعروفة للديدان الخيطية. يعتبر آمناً لمعظم الحشرات الحشرية وليس له أي تأثير ضار على النباتات ، أي أنه ليس سامًا للنباتات.

مراجع

1. Hoffe، H. and Whiteley، H. (1989، June). مبيدات الحشرات البروتينات من الكريستال العصوية تورينجنس. مراجعة الميكروبيولوجية. 53 (2). 242-255.
2. مارتن ، ب. و ترافرز ، ر. (1989 ، أكتوبر). وفرة في جميع أنحاء العالم وتوزيع العصوية تورينجنس علم الأحياء الدقيقة التطبيقي والبيئي. 55 (10). 2437-2442.
3. Roh، J.، Jae، Y.، Ming، S.، Byung، R. and Yeon، H. (2007). Bacillus thuringiensis as a Specific، safe and فعّالة أداة لمكافحة الحشرات. مجلة علم الأحياء الدقيقة والتكنولوجيا الحيوية .17 (4). 547-559
4. Sauka، D. and Benitende G. (2008). العصوية تورينجنس: العموميات مقاربة لاستخدامها في المكافحة الحيوية للحشرات اللبانية التي هي آفات زراعية. المجلة الأرجنتينية لعلم الأحياء الدقيقة. 40. 124-140
5. Schnepf، E.، Crickmore، N.، Van Rie، J.، Lereclus، D.، Baum، J.، Feitelson، J.، Zeigler، D. and Dean H. (1998، September). العصوية thuringiensis وبروتينات المبيدات الحشرية. علم الأحياء الدقيقة والبيولوجيا الجزيئية مراجعات. 62 (3). 775-806.
6. Villa، E.، Parrá، F.، Cira، L. and Villalobos، S. (2018، January). جنس Bacillus كعوامل للسيطرة البيولوجية وآثارها في الأمن الحيوي الزراعي. المجلة المكسيكية لعلم الأمراض النباتية. نشر على الانترنت.