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Características de Bacillus thuringiensis, morfologia, ciclo de vida
Bacilo Thuringiensis É uma bactéria que pertence a um grande grupo de bactérias gram-positivas, algumas patogênicas e outras totalmente inócuas. É uma das bactérias mais estudadas por causa de sua utilidade na agricultura.
Esta utilidade reside no fato de que esta bactéria tem a peculiaridade de produzir, durante sua fase de cristalização, cristais que contêm proteínas que se tornam tóxicas para certos insetos que constituem verdadeiras pragas para as culturas.
Entre as características mais destacadas do Bacillus thuringiensis Sua alta especificidade, segurança para humanos, plantas e animais, bem como sua residualidade mínima são encontrados. Esses atributos permitiram que ele se posicionasse como uma das melhores opções para o tratamento e controle de pragas que afligem as lavouras.
O uso bem sucedido desta bactéria tornou-se evidente em 1938, quando surgiu o primeiro pesticida produzido com seus esporos. A partir daí a história tem sido longa e através dela ratificou o Bacillus thuringiensis como uma das melhores opções quando se trata de controlar as pragas agrícolas.
Índice
- 1 taxonomia
- 2 Morfologia
- 3 características gerais
- 4 ciclo de vida
- 4.1 A toxina
- 5 Usos no controle de pragas
- 5.1 Mecanismo de ação da toxina
- 5.2 Bacillus thuringiensis e pesticidas
- 5.3 Bacillus thuringiensis e alimentos transgênicos
- 6 Efeitos no inseto
- 7 referências
Taxonomia
A classificação taxonômica de Bacillus thuringiensis é:
Domínio: Bactérias
Filo: Firmicutes
Classe: Bacilos
Ordem: Bacillales
Família: Bacillaceae
Gênero: Bacilo
Espécie: Bacillus thuringiensis
Morfologia
São bactérias que têm a forma de barras com extremidades arredondadas. Eles apresentam um padrão de flagelação de perímetro, com flagelos distribuídos por toda a superfície da célula.
Tem dimensões de 3-5 microns de comprimento e 1-1,2 microns de largura. Em suas culturas experimentais, observam-se colônias circulares, com diâmetro de 3-8 mm, com bordos regulares e aparência de "vidro fosco".
Ao observar o microscópio eletrônico, as células alongadas típicas, unidas em cadeias curtas, são observadas.
Esta espécie de bactéria produz esporos que têm uma forma elipsoidal característica e estão localizados na parte central da célula, sem causar deformação dos mesmos.
Características gerais
Primeiro, o Bacillus thuringiensis é uma bactéria Gram-positiva, o que significa que, quando submetida ao processo de coloração de Gram, adquire uma coloração violeta.
Da mesma forma, é uma bactéria caracterizada pela sua capacidade de colonizar diversos ambientes. Foi possível isolá-lo em todos os tipos de solo. Tem uma ampla distribuição geográfica, tendo sido encontrado mesmo na Antártida, um dos ambientes mais hostis do planeta.
Tem um metabolismo ativo, sendo capaz de fermentar carboidratos como glicose, frutose, ribose, maltose e trealose. Também pode hidrolisar amido, gelatina, glicogênio e N-acetil-glicosamina.
Na mesma ordem de ideias, o Bacillus thuringiensis É catalase positivo, podendo decompor o peróxido de hidrogênio em água e oxigênio.
Quando foi cultivada em meio ágar-sangue, foi observado um padrão de beta-hemólise, o que significa que esta bactéria é capaz de destruir completamente os eritrócitos.
Quanto às exigências ambientais para o crescimento, requer faixas de temperatura que variam de 10 a 15 ° C a 40 a 45 ° C. Da mesma forma, seu pH ótimo está entre 5,7 e 7.
O Bacillus thuringiensis É uma bactéria aeróbica estrita. Obrigatório deve estar em um ambiente com ampla disponibilidade de oxigênio.
A característica distintiva de Bacillus thuringiensis é que durante o processo de esporulação, gera cristais constituídos por uma proteína conhecida como toxina delta. Dentro destes dois grupos foram identificados: o Cry e o Cyt.
Esta toxina é capaz de causar a morte de certos insetos que são verdadeiras pragas para vários tipos de culturas.
Ciclo de vida
B. thuringiensis Apresenta um ciclo de vida com duas fases: uma caracterizada pelo crescimento vegetativo e outra pela esporulação. O primeiro ocorre em condições favoráveis ao 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 outras, podem ingerir endoesporos da bactéria alimentando-se de folhas, frutos ou outras partes da planta. B. thuringiensis.
No trato digestivo do inseto, devido às características alcalinas do inseto, a proteína cristalizada da bactéria se dissolve e se ativa. A proteína se liga a um receptor nas células intestinais do inseto, formando um poro que afeta o equilíbrio eletrolítico, causando a morte do inseto.
Assim, a bactéria utiliza os tecidos do inseto morto para sua alimentação, multiplicação e formação de novos esporos que infectarão novos hospedeiros.
A toxina
As toxinas produzidas por B. thuringiensis eles apresentam ação altamente específica em invertebrados e são inócuos em vertebrados. As inclusões paraesporais deB. thuringensis eles têm proteínas diferentes com atividade diversa e sinérgica.
B. thuringiensis Tem muitos factores de virulência que incluem além das endotoxinas delta Cry e Cyt, exotoxinas certo alfa e beta, quitinases, enterotoxinas, fosfolipases e hemolisinas, que aumentam a eficiência como entomopatogénico.
Os cristais de proteína tóxica 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 entomopatogênico do Bacillus thuringiensis tem sido altamente explorado há mais de 50 anos na proteção de cultivos.
Graças ao desenvolvimento da biotecnologia e avanços neste, tem sido possível usar o efeito tóxico através de duas vias principais: desenvolvimento de pesticidas utilizados diretamente nas culturas ea criação de alimentos transgênicos.
Mecanismo de ação da toxina
Para entender a importância dessa bactéria no controle de pragas, é importante saber como a toxina ataca no organismo do inseto.
Seu mecanismo de ação é dividido em quatro etapas:
Solubilização e processamento de protoxinas Cry: os cristais ingeridos pela larva do inseto se dissolvem no intestino. Por ação das proteases presentes, elas são transformadas em toxinas ativas. Essas toxinas passam pela chamada membrana peritrófica (membrana protetora das células epiteliais intestinais).
União aos receptores: as toxinas se ligam a locais específicos que estão localizados nas microvilosidades das células intestinais do inseto.
Inserção na membrana e formação do poro: Cry proteínas são inseridas na membrana e causam destruição total do tecido através da formação de canais iônicos.
Citólise: morte de células intestinais. Isso ocorre por meio de vários mecanismos, sendo o mais conhecido a citólise osmótica e a inativação do sistema que mantém o equilíbrio do pH.
Bacillus thuringiensis e os pesticidas
Uma vez verificado o efeito tóxico das proteínas produzidas pelas bactérias, estudou-se seu potencial de uso no controle de pragas nas culturas.
Existem muitos estudos que foram realizados para determinar as propriedades pesticidas da toxina produzida por essas bactérias. Devido aos resultados positivos dessas investigações, Bacillus thuringiensis Tornou-se o inseticida biológico mais usado em todo o mundo para controlar as pragas que danificam e afetam negativamente as várias culturas.
Bioinseticidas baseados em Bacillus thuringiensis Eles evoluíram ao longo do tempo. Uma vez que os únicos primeiro contendo esporos e cristais, para aqueles conhecidos como bactérias recombinantes de terceira geração contendo a toxina Bt gerado e tem vantagens como para alcançar os tecidos de plantas.
A importância da toxina produzida pela bactéria é que não é apenas eficaz contra insectos mas também contra outros organismos, tais como nemátodos, tremátodos e protozoários.
É importante esclarecer que esta toxina é completamente inofensivo a outros seres vivos como os vertebrados, o grupo a que pertence seres humanos. Isso ocorre porque as condições internas do sistema digestivo não são adequadas para sua proliferação e efeito.
Bacillus thuringiensis e alimentos transgênicos
Graças a tecnologia, em particular o desenvolvimento de avanços tecnológicos do ADN recombinante, que tem sido possível para criar plantas que são geneticamente imune para o efeito de insectos devastam colheitas. Estas plantas são conhecidas genericamente como alimentos transgênicos ou organismos geneticamente modificados.
Esta tecnologia consiste em identificar no genoma da bactéria a sequência de genes que codificam a expressão de proteínas tóxicas. Posteriormente, esses genes são transferidos para o genoma da planta a ser tratada.
Quando a planta cresce e se desenvolve, começa a sintetizar a toxina que foi previamente produzida pela Bacillus thuringiensis, sendo então imune à ação dos insetos.
Existem várias plantas em que esta tecnologia foi aplicada. Entre eles estão milho, algodão, batata e soja. Estas 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 manifestaram qualquer tipo de toxicidade ou dano, tanto em humanos quanto em animais superiores.
Efeitos no inseto
Os cristais de B. thuringiensis eles se dissolvem no intestino do inseto com pH alto e as protoxinas, e outras enzimas e proteínas são liberadas. Assim, as protoxinas tornam-se toxinas ativas que se ligam às moléculas receptoras especializadas das células do intestino.
A toxina de B. thuringiensis produz no inseto cessar a ingestão, a paralisia do intestino, vômitos, desequilíbrios na excreção, descompensação osmótica, paralisia geral e finalmente a morte.
Devido à ação da toxina, sérios danos que impedem seu funcionamento ocorrem no tecido intestinal, afetando a assimilação dos nutrientes.
Considerou-se que a morte do inseto poderia ser causada pela germinação de esporos e pela proliferação de células vegetativas no hemocele do inseto.
Entretanto, acredita-se que a mortalidade dependeria mais da ação de bactérias comensais que habitam o intestino do inseto e que após a ação da toxina de B. thuringiensis eles seriam capazes de causar septicemia.
A toxina B. thuringiensis não afeta os vertebrados, porque a digestão dos alimentos neste último é realizada em meio ácido, onde a toxina não é ativada.
Destaca sua alta especificidade em insetos, especialmente conhecidos por lepidópteros. É considerado seguro para a maior parte da entomofauna e não tem ação nociva sobre as plantas, ou seja, não é fitotóxico.
Referências
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