باسیلوس تورنجینسیس: تفاوت میان نسخه‌ها

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
تفاوت جدیدتر ←
محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
دیداریویکی‌متن
ایجاد شده به‌واسطهٔ ترجمهٔ صفحهٔ «Bacillus thuringiensis»
(بدون تفاوت)

نسخهٔ ‏۷ اوت ۲۰۲۲، ساعت ۱۹:۱۵

باسیلوس تورنجینسیس Bacillus thuringiensis (یا به اختصار Bt ) یک باکتری گرم مثبت و ساکن در خاک، رایج‌ترین آفت کش بیولوژیکی مورد استفاده در سراسر جهان است. باسیلوس تورنجینسیس همچنین به‌طور طبیعی در روده ی کرم‌ها انواع مختلف پروانه‌ها و پروانه‌ها و همچنین در سطوح برگ، محیط‌های آبی، مدفوع حیوانات، محیط‌های غنی از حشرات، و کارخانه‌های آرد و تأسیسات ذخیره‌سازی غلات وجود دارد. همچنین مشاهده شده است که پروانه‌های دیگر مانند Cadra calidella را انگلی می‌کند - در آزمایش‌های آزمایشگاهی که با این پروانه کار می‌کردند، بسیاری از آن ها به این انگل، آلوده و بیمار شدند. [۱]

در طی اسپورزایی ، بسیاری از سویه‌های Bt پروتئین‌های کریستالی (انکلوزیون‌های پروتئینی)، به‌نام دلتا اندوتوکسین‌ها را تولید می‌کنند که دارای اثر حشره‌کشی هستند. این ویژگی، منجر به استفاده از آن ها به‌عنوان حشره کش شده است. اخیراً از این باکتری، در محصولات اصلاح شده ژنتیکی استفاده شده‌است.[۲] بسیاری از سویه های Bt که کریستال تولید می کنند، ویژگی حشره کشی ندارند. [۳] زیرگونه <i id="mwLQ">israelensis</i> معمولا برای کنترل پشه ها [۴] و پشه های قارچی استفاده می شود. [۵]

به عنوان یک مکانیسم سمی، پروتئین های cry به گیرنده های خاصی روی غشای سلول های میانی روده ( اپیتلیال ) آفات مورد نظر متصل شده و منجر به پاره شدن آن می‌شوند. سایر ارگانیسم ها (از جمله انسان، سایر حیوانات و حشرات غیر هدف) که فاقد گیرنده های مناسب در روده خود هستند، تحت تأثیر پروتئین cry قرار نگرفته و بنابراین تحت تأثیر Bt قرار نمی گیرند. [۶] [۷]

آرایه‌شناسی و کشف

در سال 1902، B. thuringiensis برای نخستین بار توسط مهندسی ژاپنی، کشف شد. در سال 1911، ارنست برلینر ، میکروبیولوژیست آلمانی، دوباره آن‌را جداسازی و کشف کرد. در کرم پروانه آردی در تورینگن (از این رو نام خاص thuringiensis ، "تورینگن"). B. sotto بعداً به عنوان B. thuringiensis var. سوتو .

در سال 1976، رابرت زاخاریان وجود یک پلاسمید را در سویه ای از B. thuringiensis گزارش کرد و دخالت پلاسمید در تشکیل اندوسپور و کریستال را پیشنهاد کرد. [۸] B. thuringiensis نزدیک به B. cereus (یک باکتری خاکی) و B. anthracis ، عامل سیاه زخم است. این سه گونه عمدتاً در پلاسمیدهایشان با هم تفاوت دارند. : 34–35 مانند سایر اعضای این سرده، هر سه بی هوازی و قادر به تولید اندوسپور هستند.

ض

زیرگونه ها

ده‌ها زیرگونه شناخته‌شده از B. thuringiensis وجود دارد. زیرگونه هایی که معمولاً به عنوان حشره کش استفاده می شوند عبارتند از B. thuringiensis زیرگونه <i id="mwmg">kurstaki</i> (Btk)، زیرگونه israelensis (Bti) وaizawa . [۹] [۱۰] [۱۱] [۱۲] برخی از دودمان Bti باکتری‌هایی کلونال هستند. [۱۳]

مکانیسم اثر حشره‌کش

با اسپورزایی، B. thuringiensis بلورهایی از دو نوع اندوتوکسین دلتا حشره‌کش پروتئینی (δ-اندوتوکسین) به نام پروتئین‌های کریستالی یا پروتئین‌های cry که توسط ژن‌های cry کدگذاری می‌شوند و پروتئین‌های Cyt تشکیل می‌دهند . [۱۴]

سموم cry فعالیت های خاصی علیه گونه های حشرات راسته ی Lepidoptera (پره و پروانه)، دوپترا (مگس و پشه)، Coleoptera (سوسک) و Hymenoptera ( زنبورها ، زنبورها ، مورچه ها و مگس اره ) و همچنین علیه نماتدها دارند. [۱۵] [۱۶] بنابراین، B. thuringiensis به عنوان یک مخزن مهم از سموم Cry برای تولید حشره کش های بیولوژیکی و محصولات اصلاح شده ژنتیکی مقاوم به حشرات عمل می کند. هنگامی که حشرات، کریستال‌های سم را می‌خورند، دستگاه گوارش قلیایی آن‌ها، کریستال‌های نامحلول را تغییر می‌دهد و آن‌ها را محلول می‌کند و در نتیجه با پروتئازهای موجود در روده ی حشره که سم را از کریستال آزاد می‌کند، بریده می‌شوند. [۱۷] سپس سم cry به غشای سلولی روده حشره وارد می شود و دستگاه گوارش را فلج می کند و منافذی را تشکیل می دهد. [۱۸] حشره از خوردن دست می کشد و از گرسنگی می میرد. باکتری زنده ی Bt نیز ممکن است حشره را آلوده کند، که می تواند منجر به مرگ شود. [۱۷] [۱۸] [۱۹] مرگ در عرض چند ساعت یا چند هفته اتفاق می افتد. [۲۰] باکتری های روده ی میانی برخی لاروها ممکن است برای فعالیت حشره کش B. thuringiensis مورد نیاز باشد. [۲۱]

کاربرد هاگ ها و پروتئین ها در کنترل آفات

هاگ ها و پروتئین های حشره کش کریستالی تولید شده توسط B. thuringiensis برای کنترل آفات حشرات از دهه ی 1920 مورد استفاده قرار گرفته اند و اغلب به‌صورت اسپری مایع استفاده می شوند. [۲۲] آن‌ها اکنون با نام های تجاری مانند DiPel و Thuricide استفاده می شوند. این آفت کش‌ها به‌عنوان دوستدار محیط زیست در نظر گرفته می شوند که تأثیر کمی بر انسان، حیات وحش ، گرده افشان ها و سایر حشرات مفید دارند و در کشاورزی ارگانیک استفاده می شوند. [۱۶] با این حال، راهنماهای این محصولات حاوی بسیاری هشدارهای زیست محیطی و بهداشتی انسان است، [۲۳] [۲۴] و در این رابطه، تردیدهایی وجود دارد. [۲۵]

سویه‌های جدید Bt در طول زمان توسعه یافته و معرفی می‌شوند زیرا حشرات، ضمقاومت به Bt ایجاد می‌کنند، [۲۶]

کاربرد در مهندسی ژنتیک گیاهان برای کنترل آفات

شرکت بلژیکی Plant Genetic Systems (اکنون بخشی از Bayer CropScience ) نخستین شرکتی بود (در سال 1985) که محصولات اصلاح شده ژنتیکی ( تنباکو ) را توسعه داد. محصولات حاصل حاوی دلتا اندوتوکسین هستند. [۲۷] [۲۸] تنباکو Bt هرگز تجاری نشد. گیاهان تنباکو برای آزمایش تغییرات ژنتیکی استفاده می‌شوند، زیرا دستکاری ژنتیکی آن ها آسان است و خوراکی نیستند. [۲۹] [۳۰]

سموم Bt موجود در برگ های بادام زمینی (ظرف پایین) از آن در برابر آسیب های گسترده ای که توسط لاروهای کوچکتر ساقه خوار ساقه ی ذرت به برگ های بادام زمینی محافظت می کند. [۳۱]

در سال 1985، گیاهان سیب‌زمینی تولیدکنند ی سم cry توسط آژانس حفاظت از محیط‌زیست مورد تایید قرار گرفتند و نخستین محصول آفت‌کش اصلاح‌شده توسط انسان بود که در ایالات متحده تأیید شد، [۳۲] [۳۳] بسیاری از گیاهان از جمله تنباکو، گیاهان قهوه ، کاکائو و گردو سیاه نیز به‌طور طبیعی آفت‌کش‌ها را تولید می‌کنند. این سیب زمینی در سال 2001 به‌دلیل عدم علاقه از بازار حذف شد. [۳۴]


علاقه مندان به کشاورزی در حال بررسی ویژگی‌های ذرت تراریخته Bt مقاوم به حشرات
مطالعات تغذیه‌ای

مطالعاتی برای ارزیابی سرنوشت سموم Bt که در غذاها بلعیده می شوند، انجام شده است. پروتئین های سم Bt در عرض چند دقیقه پس از قرار گرفتن در معرض مایعات شبیه سازی شده معده هضم می شوند. [۳۵] بی‌ثباتی پروتئین‌های موجود در مایعات گوارشی، نشانه ی دیگری است که احتمال حساسیت‌زا بودن پروتئین‌های cry بعید است، زیرا اکثر آلرژن‌های غذایی شناخته شده در برابر تخریب مقاومت می‌کنند و در نهایت در روده ی کوچک جذب می‌شوند. [۳۶]

ماندگاری در محیط

نگرانی در مورد اثرات محیطی احتمالی ناشی از تجمع سموم Bt از بافت های گیاهی، پراکندگی گرده و ترشح مستقیم از ریشه بررسی شده است. سموم Bt ممکن است بیش از 200 روز در خاک باقی بمانند و نیمه عمر آن بین 1.6 تا 22 روز است. بسیاری از سموم در ابتدا به سرعت توسط میکروارگانیسم های موجود در محیط تجزیه می شوند، در حالی که برخی توسط مواد آلی جذب می شوند و مدت بیشتری باقی می مانند. در مقابل، برخی مطالعات ادعا می کنند که این سموم در خاک باقی نمی مانند. [۳۷] [۳۸] [۳۹] سموم Bt کمتر در بدنه‌های آبی جمع می‌شوند، اما ریزش گرده یا روان‌آب خاک ممکن است آن ها را در یک اکوسیستم آبی رسوب دهند. گونه های ماهی در معرض سموم Bt نیستند. [۴۰]

تاثیر بر موجودات غیر هدف

ماهیت سمی پروتئین های Bt تأثیر نامطلوبی بر بسیاری از آفات عمده محصولات زراعی دارد، اما ارزیابی های خطر زیست محیطی برای اطمینان از ایمنی موجودات غیرهدف مفیدی که ممکن است با سموم در تماس باشند، انجام شده است. نگرانی های گسترده در مورد سمیت در گونه‌های غیر هدف ، مانند پروانه سلطنتی، رد شده است. [۴۱] ارگانیسم های ساکن در خاک، که به طور بالقوه در معرض سموم Bt از طریق ترشحات ریشه قرار می گیرند، تحت تأثیر رشد محصولات Bt قرار نمی گیرند. [۴۲]

همچنین ببینید

منابع

بیشتر خواندن

 

لینک های خارجی

  1. ↑ Cox PD (1975). "The influence of photoperiod on the life-cycles of Ephestia calidella (Guenee) and Ephestia figulilella Gregson (Lepidoptera: Phycitidae)". J. Stored Prod. Res. 11 (2): 77. doi:10.1016/0022-474X(75)90043-0.
  2. ↑ Kumar PA, Sharma RP, Malik VS (1996). "The insecticidal proteins of Bacillus thuringiensis". Advances in Applied Microbiology. 42: 1–43. doi:10.1016/s0065-2164(08)70371-x. ISBN 9780120026425. PMID 8865583.
  3. ↑ Roh JY, Choi JY, Li MS, Jin BR, Je YH (April 2007). "Bacillus thuringiensis as a specific, safe, and effective tool for insect pest control". Journal of Microbiology and Biotechnology. 17 (4): 547–59. PMID 18051264.
  4. ↑ "Bti for Mosquito Control". EPA.gov (به انگلیسی). US EPA. 2016-07-05. Retrieved 28 June 2018.
  5. ↑ "Fungus Gnats Management Guidelines--UC IPM". ipm.ucanr.edu (به انگلیسی). University of California Integrated Pest Management.
  6. ↑ Hall, H. (May 30, 2006). "Bt corn: is it worth the risk?". The Science Creative Quarterly.
  7. ↑ Dorsch JA, Candas M, Griko NB, Maaty WS, Midboe EG, Vadlamudi RK, Bulla LA (September 2002). "Cry1A toxins of Bacillus thuringiensis bind specifically to a region adjacent to the membrane-proximal extracellular domain of BT-R(1) in Manduca sexta: involvement of a cadherin in the entomopathogenicity of Bacillus thuringiensis". Insect Biochemistry and Molecular Biology. 32 (9): 1025–36. doi:10.1016/S0965-1748(02)00040-1. PMID 12213239.
  8. ↑ Zakharyan R.A et. el. (1979). "Plasmid DNA from Bacillus thuringiensis". Microbiologiya. 48 (2): 226–9. ISSN 0026-3656.
  9. ↑ US EPA, OCSPP (2016-07-05). "Bti for Mosquito Control". US EPA (به انگلیسی). Retrieved 2021-05-10.
  10. ↑ "Information on Bacillus thuringiensis subspecies kurstaki (Btk) Excerpts from a Forestry Technical Manual produced by Valent BioSciences, manufacturers of Foray® and DiPel®, two formulations of commercially produced Bacillus thuringiensis var. kurstaki (Btk)" (PDF). Fs.usda.gov. Retrieved 2022-04-09.
  11. ↑ Jodie A. Ellis, Exotic Insects Education Coordinator Department of Entomology, Purdue University. "Commonly Asked Questions About Btk (Bacillus thuringiensis var. kurstaki)" (PDF). 2.illinois.gov. Retrieved 2022-04-09.{{cite web}}: نگهداری یادکرد:نام‌های متعدد:فهرست نویسندگان (link)
  12. ↑ "Bacillus thuringiensis aizawai strain NB200 (006494) Fact sheet" (PDF). 3.epa.gov. Retrieved 2022-04-09.
  13. ↑ Kolstø, Anne-Brit; Tourasse, Nicolas J.; Økstad, Ole Andreas (2009). "What Sets Bacillus anthracis Apart from Other Bacillus Species?". Annual Review of Microbiology. Annual Reviews. 63 (1): 451–476. doi:10.1146/annurev.micro.091208.073255. ISSN 0066-4227. PMID 19514852.
  14. ↑ Circkmore N. "Bacillus thuringiensis toxin nomenclature". Archived from the original on 9 October 2008. Retrieved 2008-11-23.
  15. ↑ Schnepf E, Crickmore N, Van Rie J, Lereclus D, Baum J, Feitelson J, Zeigler DR, Dean DH (September 1998). "Bacillus thuringiensis and its pesticidal crystal proteins". Microbiology and Molecular Biology Reviews. 62 (3): 775–806. doi:10.1128/MMBR.62.3.775-806.1998. PMC 98934. PMID 9729609.
  16. ↑ ۱۶٫۰ ۱۶٫۱ Wei JZ, Hale K, Carta L, Platzer E, Wong C, Fang SC, Aroian RV (March 2003). "Bacillus thuringiensis crystal proteins that target nematodes". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 100 (5): 2760–5. Bibcode:2003PNAS..100.2760W. doi:10.1073/pnas.0538072100. PMC 151414. PMID 12598644.
  17. ↑ ۱۷٫۰ ۱۷٫۱ Dean DH (1984). "Biochemical genetics of the bacterial insect-control agent Bacillus thuringiensis: basic principles and prospects for genetic engineering" (PDF). Biotechnology & Genetic Engineering Reviews. 2: 341–63. doi:10.1080/02648725.1984.10647804. PMID 6443645.
  18. ↑ ۱۸٫۰ ۱۸٫۱ W.S. Cranshaw, Colorado State University Extension Office. Last updated March 26, 2013. Bacillus thuringiensis Fact Sheet
  19. ↑ Babu M, Geetha M. "DNA shuffling of Cry proteins". Mrc-lmb.cam.ac.uk. Retrieved 2008-11-23.
  20. ↑ "Bacillus thuringiensis (Bt) General Fact Sheet". npic.orst.edu. Retrieved 2021-01-04.
  21. ↑ Broderick NA, Raffa KF, Handelsman J (October 2006). "Midgut bacteria required for Bacillus thuringiensis insecticidal activity". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 103 (41): 15196–9. Bibcode:2006PNAS..10315196B. doi:10.1073/pnas.0604865103. JSTOR 30051525. PMC 1622799. PMID 17005725.
  22. ↑ Lemaux PG (2008). "Genetically Engineered Plants and Foods: A Scientist's Analysis of the Issues (Part I)". Annual Review of Plant Biology. 59: 771–812. doi:10.1146/annurev.arplant.58.032806.103840. PMID 18284373.
  23. ↑ "DiPelProDf data sheet" (PDF). Archived from the original (PDF) on September 8, 2013.
  24. ↑ "DiPelProDf data sheet" (PDF). Archived from the original (PDF) on March 13, 2014.
  25. ↑ "Conclusion on the peer review of the pesticide risk assessment of the active substance Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki (strains ABTS 351, PB 54, SA 11, SA 12, EG 2348)". EFSA Journal. 10 (2): 2540. August 8, 2012. doi:10.2903/j.efsa.2012.2540.
  26. ↑ Huang F, Buschman LL, Higgins RA (2001). "Larval feeding behavior of Dipel-resistant and susceptible Ostrinia nubilalis on diet containing Bacillus thuringiensis (Dipel EStm)". Entomologia Experimentalis et Applicata. 98 (2): 141–148. doi:10.1046/j.1570-7458.2001.00768.x. ISSN 0013-8703.
  27. ↑ Höfte H, de Greve H, Seurinck J, Jansens S, Mahillon J, Ampe C, Vandekerckhove J, Vanderbruggen H, van Montagu M, Zabeau M (December 1986). "Structural and functional analysis of a cloned delta endotoxin of Bacillus thuringiensis berliner 1715". European Journal of Biochemistry. 161 (2): 273–80. doi:10.1111/j.1432-1033.1986.tb10443.x. PMID 3023091. {{cite journal}}: Unknown parameter |displayauthors= ignored (|display-authors= suggested) (help)
  28. ↑ Vaeck, Mark; Reynaerts, Arlette; Höfte, Herman; Jansens, Stefan; de Beuckeleer, Marc; Dean, Caroline; Zabeau, Marc; Van Montagu, Marc; Leemans, Jan (1987). "Transgenic plants protected from insect attack". Nature. 328 (6125): 33–7. Bibcode:1987Natur.328...33V. doi:10.1038/328033a0. {{cite journal}}: Unknown parameter |displayauthors= ignored (|display-authors= suggested) (help)
  29. ↑ Staff, GMO Compass. Last updated July 29, 2010 "Tobacco" entry in GMO Compass database بایگانی‌شده در ۲۰۱۳-۱۰-۰۲ توسط Wayback Machine
  30. ↑ Key S, Ma JK, Drake PM (June 2008). "Genetically modified plants and human health". Journal of the Royal Society of Medicine. 101 (6): 290–8. doi:10.1258/jrsm.2008.070372. PMC 2408621. PMID 18515776.
  31. ↑ Jan Suszkiw (November 1999). "Tifton, Georgia: A Peanut Pest Showdown". Agricultural Research magazine. Archived from the original on 12 October 2008. Retrieved 2008-11-23.
  32. ↑ "Genetically Altered Potato Ok'd For Crops". Lawrence Journal-World. AP. 6 May 1995.
  33. ↑ Staff, CERA. NewLeaf Entry in CERA[usurped!]
  34. ↑ van Eijck, Paul (March 10, 2010). "The History and Future of GM Potatoes". PotatoPro Newsletter. Archived from the original on October 12, 2013. Retrieved October 5, 2013.
  35. ↑ Betz FS, Hammond BG, Fuchs RL (October 2000). "Safety and advantages of Bacillus thuringiensis-protected plants to control insect pests". Regulatory Toxicology and Pharmacology. 32 (2): 156–73. doi:10.1006/rtph.2000.1426. PMID 11067772.
  36. ↑ Astwood JD, Leach JN, Fuchs RL (October 1996). "Stability of food allergens to digestion in vitro". Nature Biotechnology. 14 (10): 1269–73. doi:10.1038/nbt1096-1269. PMID 9631091.
  37. ↑ خطای یادکرد: خطای یادکرد:برچسب <ref>‎ غیرمجاز؛ متنی برای یادکردهای با نام Helassa وارد نشده است. (صفحهٔ راهنما را مطالعه کنید.).
  38. ↑ Dubelman S, Ayden BR, Bader BM, Brown CR, Jiang, Vlachos D (2005). "Cry1Ab Protein Does Not Persist in Soil After 3 Years of Sustained Bt Corn Use". Environ. Entomol. 34 (4): 915–921. doi:10.1603/0046-225x-34.4.915.
  39. ↑ Head G, Surber JB, Watson JA, Martin JW, Duan JJ (2002). "No Detection of Cry1Ac Protein in Soil After Multiple Years of Transgenic Bt Cotton (Bollgard) Use". Environ. Entomol. 31 (1): 30–36. doi:10.1603/0046-225x-31.1.30.
  40. ↑ Clark BW, Phillips TA, Coats JR (June 2005). "Environmental fate and effects of Bacillus thuringiensis (Bt) proteins from transgenic crops: a review" (PDF). Journal of Agricultural and Food Chemistry. 53 (12): 4643–53. doi:10.1021/jf040442k. PMID 15941295.
  41. ↑ Sears MK, Hellmich RL, Stanley-Horn DE, Oberhauser KS, Pleasants JM, Mattila HR, Siegfried BD, Dively GP (October 2001). "Impact of Bt corn pollen on monarch butterfly populations: a risk assessment". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 98 (21): 11937–42. Bibcode:2001PNAS...9811937S. doi:10.1073/pnas.211329998. PMC 59819. PMID 11559842.
  42. ↑ Saxena D, Stotzky G (2000). "Bacillus thuringiensis (Bt) toxin released from root exudates and biomass of Bt corn has no apparent effect on earthworms, nematodes, protozoa, bacteria, and fungi in soil" (PDF). Soil Biology & Biochemistry. 33 (9): 1225–1230. doi:10.1016/s0038-0717(01)00027-x.
برگرفته از «https://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=باسیلوس_تورنجینسیس&oldid=35318601»