bacilo turingiensico

bacilo turingiensico Descripción de esta imagen, también comentada a continuación Tinción de Gram de Bacillus thuringiensis
a 1000 aumentos Clasificación
Reinado Bacterias
Rama Firmicutes
Clase Bacilos
Pedido Bacillales
Familia Bacillaceae
Amable Bacilo

Especies

Bacillus thuringiensis
Berliner , 1915

Bacillus thuringiensis (a menudo abreviado como Bt ) es una especie de bacteria utilizada por sus propiedades insecticidas . Es un bacilo Gram positivo , aeróbico opcional, ubicuo y de esporas. En pequeñas cantidades se encuentra en casi todos los suelos , el agua , el aire y las hojas de las plantas . Forma parte de un conjunto de seis bacilos denominados "grupo Bacillus cereus  ": B. anthracis (responsable del ántrax ), B. cereus , B. mycoides , B. pseudomycoides , B. weihenstephanensis y B. thuringiensis .

Bacillus thuringiensis fue aislado en 1901 por el bacteriólogo japonés S. Ishiwata de gusanos de seda que puede infectar y matar, pero su primera descripción científica se debe al alemán Ernst Berliner en 1911 .

El acrónimo Bt también designa con frecuencia la molécula de pesticida (insecticida, acaricida, etc.), a veces llamada turingiensina obtenida de esta bacteria (o bacterias relacionadas como Bacillus sphaericus ), o incluso producida por ingeniería genética por plantas ( OGM). ) En la que Se han introducido ciertos fragmentos del genoma de esta bacteria.
En 2006 , el Bt fue el más utilizado biopesticida (como un bioinsecticida ) con más del 90% del mercado bioinsecticida, pero sólo apenas el 2% del mercado mundial de insecticidas (Fargues y Bourguet 2005). También es producido por plantas transgénicas , sin afectar a determinadas especies de insectos que se han vuelto resistentes a él o más o menos bien en determinados casos.

Las bacterias

Descripción

En estado vegetativo, el bacilo Bacillus thuringiensis tiene la forma de una varilla de 5  µm de largo y 1  µm de ancho, provista de flagelos .
Se diferencia de otros bacilos del grupo cereus por su capacidad para sintetizar y excretar δ -endotoxinas que son cristales (Cri) fatalmente tóxicos para ciertos insectos e invertebrados. Estos cristales no son minerales, sino proteínas (formadas por la asociación de varias proteínas que juntas tienen una propiedad insecticida sobre las larvas de lepidópteros , coleópteros y / o dípteros ). Actúan destruyendo las células del intestino medio de la larva del insecto afectada por estas toxinas, lo que provoca la muerte del insecto, que luego puede ser consumido por el bacilo.
Actualmente, los bioquímicos conocen más de 14 genes que codifican estas proteínas llamadas "Cri" ( proteína cristalina ).

Endotoxinas producidas por Bacillus thuringiensis

La bacteria sintetiza δ-endotoxinas en el momento de su esporulación.
Se trata de inclusiones de cristales que pueden constituir del 20 al 30% del peso seco de las células de esporas. Están compuestos esencialmente por:

Usos

Las propiedades entomotóxicas de Bacillus thuringiensis despertaron interés agrícola, forestal y comercial desde la década de 1920 (con ensayos de control biológico realizados en Hungría) y en la década de 1930 (en Yugoslavia) para controlar insectos (lepidoptera en particular). Este interés se renovó - mucho más marcadamente - al final de la XX XX  siglo con el desarrollo de la ingeniería genética y de la agricultura ecológica .

Las primeras aplicaciones de Bacillus thuringiensis en el medio ambiente se remontan a 1933 .
Luego se usó ya en la década de 1950 en bosques , campos y viñedos .
Hasta mediados de la década de 1970 , su principal aplicación fue el control de defoliadores lepidópteros en bosques y ciertas mariposas parásitas de cultivos extensivos, particularmente maíz .
En 1976 , el descubrimiento de dos serotipos denominados israelensis (“Bti”) y tenebrionis (Btt) permitió la apertura de nuevos mercados, gracias a una acción larvicida sobre mosquitos , moscas negras y escarabajos.

Hoy en día, la bacteria Bacillus thuringiensis es el insecticida más utilizado en el mundo en la agricultura ecológica .
Este producto, cuando es de origen natural, está autorizado en agricultura ecológica , en forma de polvo.

La toxina Bacillus thuringiensis (Bt) también se utiliza en OMG ( maíz Bt, algodón Bt , etc.) lo que ha hecho posible reemplazar los insecticidas químicos en una amplia gama de cultivos, aunque las cepas de plagas de cultivos que se han vuelto resistentes a Bt son empezando a ser un problema.

Se utiliza en particular para desinsectar la Camarga en Francia.

Ventajas y desventajas

Toxicidad

La toxicidad del Bt puro para los animales de sangre caliente no es cero.
Por lo tanto inhalado purificada thuringiensine exhibe toxicidad pulmonar significativa en ratas de laboratorio ( Sprague-Dawley cepa , se trató a través de la instilación intratraqueal) con 0; 0,4; 0,8; 1,6; 3,2; 6,4 y 9,6 mg de turingiensina por kg de peso corporal. La DL50 pulmonar aguda es de 4,4 mg / kg. Y el número de células inflamatorias y la cantidad de lactato deshidrogenasa (LDH) en el lavado broncoalveolar (BAL) aumentan de una manera "dependiente de la dosis".
Con una dosis efectiva de 1,6 mg / kg retenida para el estudio de la evolución temporal de la toxicidad pulmonar, el peso de los pulmones aumentó en las ratas tratadas , así como el nivel de hidroxiprolina pulmonar y el número total de células pulmonares encontradas en LBA 2, 4, 7, 14, 28 y 56 días después del tratamiento. En comparación con los controles, los niveles de proteína total de AML aumentaron en un 361, 615, 116, 41, 34 y 41%, después de 2, 4, 7, 14, 28 y 56 días, respectivamente. La actividad de la enzima LDH en LBA mostró un aumento significativo después de 1, 2, 4, 7, 14, 28 y 56 días, y el nivel de fibronectina aumentó en 164, 552, 490, 769, 335, 257 y 61%. pero no aumentaron ni el factor de necrosis tumoral ni la interleucina-1. La histología de las ratas tratadas fue anormal (con inflamación bronquiolítica y alvéolos seguidos de necrosis celular en los bronquios los días 1 y 2, con áreas de engrosamiento septal, infiltración celular y depósito de colágeno en los espacios alveolar e intestinal durante los días 4 a 5 6 Por lo tanto, la turingiensina purificada exhibe toxicidad pulmonar en ratas y parece estar involucrado el estrés oxidativo . La turingiensina también puede actuar negativamente sobre la adenilato ciclasa en el cerebro de rata.

Grado de persistencia en aire, agua, suelo.

A finales de la década de 1970 se demostró que la turingiensina (o las denominadas toxinas Bt ) es una proteína cristalina muy sensible a los rayos ultravioleta solares que la degradan rápidamente.

También es muy inestable en la fase acuosa y su vida media disminuye al aumentar la temperatura. El Bt utilizado en la pulverización tiene, por tanto, la ventaja de tener poco residuo en las hojas (un poco más en el suelo), con la desventaja de estar activo durante un tiempo más corto.

Sin embargo, la industria biotecnológica ha producido las denominadas plantas transgénicas “Bt”, es decir, modificadas mediante la adición de uno o más de los genes que codifican la toxina insecticida (Cry1Ab) de Bacillus thuringiensis .
Estas plantas lo producen en sus tejidos aéreos (hojas y tallos), en su polen , pero también en los exudados de la esfera radicular ( rizosfera ), a partir de los cuales el Bt quizás podría acumularse más tiempo en el suelo (un estudio de 2002 no lo encontró). en el suelo de cultivos de algodón transgénico, pero la molécula puede adsorberse fuertemente en la arcilla.
Según N Helassa (2008), la adsorción de la toxina en las arcillas del suelo es una interacción de baja afinidad, fuertemente dependiente del pH pero difícil de revertir llevado a cabo en montmorillonita ). en suelo arcilloso, la movilidad de la proteína después dependerá de la erosión, el transporte coloide y el grado de bioturbación del suelo concerned.Moreover, el trabajo sobre la persistencia de la toxina Bt en el suelo concluyó que (bajo las condiciones de este estudio) más del 50% de la inmunorreactividad de la toxina se perdió en menos de 7 días; la degradación no aparece debido a microbios: "la toxina no se degrada sino que se inactiva por cambios en las conformaciones que siguen a su interacción con los componentes del suelo" . Los estudios (en el campo y en el laboratorio) tienen como objetivo mejorar la comprensión de los fenómenos de adsorción / desorción de la proteína Bt en el suelo.

Riesgos asociados con la persistencia o circulación del transgén en el medio ambiente.

Se discute el nivel de riesgo y aún no existe un consenso científico al respecto.

Persistencia e impactos en los ecosistemas

Riesgo de resistencia

Ya se han documentado casos de resistencia (incluso una fuerte resistencia), incluso en las picaduras de mosquitos e insectos que plantean un problema para los cultivos.

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Ver también

Artículos relacionados

Bibliografía

enlaces externos