Bacillus thuringiensis

Culture de Bacillus thuringiensis en gélose sanguine, après 48 heures à 37 ° C

Quel est le Bacillus thuringiensis?

Bacillus thuringiensis C'est une bactérie qui appartient à un large groupe de bactéries positives à Gram, certains pathogènes et d'autres totalement inoffensifs. C'est l'une des bactéries qui ont été les plus étudiées en raison de l'utilité de l'agriculture en tant que pesticide naturel.

Cette utilité est que cette bactérie a la particularité de la production pendant ses cristaux de phase de sporulation qui contiennent des protéines qui se révèlent toxiques pour certains insectes qui constituent de vrais parasites pour les cultures.

Parmi les caractéristiques les plus remarquables de Bacillus thuringiensis Il y a sa spécificité élevée, sa sécurité pour l'homme, les plantes et les animaux, ainsi que sa résistance minimale.

Ces attributs lui ont permis de se positionner comme l'une des meilleures options pour le traitement et le contrôle des ravageurs qui ont ravagé les cultures.

L'utilisation satisfaisante de cette bactérie est devenue évidente en 1938 lorsque le premier pesticide fabriqué avec ses spores est apparu. De là, l'histoire a été longue et à travers elle, elle a été ratifiée Bacillus thuringiensis comme l'une des meilleures options lors du contrôle des ravageurs agricoles.

Taxonomie de Bacillus thuringiensis

La classification taxonomique de Bacillus thuringiensis est:

Domaine: Bactérie

Bord: Firmicutes

Classe: Bacilles

Commande: Bacillaux

Famille: Bacillaceae

Genre: Bacille

Espèces: Bacillus thuringiensis

Morphologie de Bacillus thuringiensis

Ce sont des bactéries en forme avec des extrémités arrondies. Ils présentent un schéma de flagellation perpétrique, avec des fléaux distribués sur toute la surface cellulaire.

Il a des dimensions de 3 à 5 microns de long par 1-1,2 microns. Dans ses cultures expérimentales, des colonies circulaires sont observées, avec un diamètre de 3 à 8 mm, avec des bords réguliers et une apparence de "verre givré".

Lorsqu'elles sont observées au microscope électronique, les cellules allongées typiques sont observées, jointes en chaînes courtes.

Ce type de bactéries produit des spores qui ont une forme ellipsoïdale caractéristique et sont situées dans la partie centrale de la cellule, sans en provoquer une déformation.

Caractéristiques générales de Bacillus thuringiensis

En premier lieu, Bacillus thuringiensis Il s'agit d'une bactérie positive à Gram, ce qui signifie que lorsqu'il subit le processus de coloration du Gram, il acquiert une coloration violette.

De même, c'est une bactérie caractérisée par sa capacité à coloniser divers environnements. Il a été possible de l'isoler dans tous les types de sols. Il a une large distribution géographique, ayant même trouvé en Antarctique, l'un des environnements les plus hostiles de la planète.

Il présente un métabolisme actif, pouvant fermenter les glucides tels que le glucose, le fructose, le ribose, le maltose et. Il peut également hydrolyser l'amidon, la gélatine, le glycogène et la N-acétyl-glucosamine.

Dans ce même ordre d'idées, Bacillus thuringiensis C'est une catalase positive, pouvoir se décomposer en peroxyde d'hydrogène dans l'eau et l'oxygène.

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Lorsqu'il a été cultivé dans la manche d'agar du milieu, un modèle d'hémolyse bêta a été observé, ce qui signifie que cette bactérie est capable de détruire complètement les érythrocytes.

En ce qui concerne ses exigences environnementales de croissance, elle nécessite des plages de température allant de 10 à 15 ° C à 40-45 ° C. De même, son pH optimal se situe entre 5,7 et 7.

Bacillus thuringiensis C'est une bactérie aérobie stricte. Il doit nécessairement être dans un environnement avec une large disponibilité en oxygène.

La caractéristique distinctive de Bacillus thuringiensis est que pendant le processus de sporulation, il génère des cristaux constitués d'une protéine connue sous le nom de toxine delta. Au sein de ces deux groupes, ont été identifiés: pleurer et cyt.

Cette toxine est capable de générer la mort de certains insectes qui constituent de vrais parasites pour divers types de cultures.

Cycle de vie

B. thuringiensis Il présente un cycle de vie avec deux phases: l'une d'entre elles caractérisée par une croissance végétative, une autre par la sporulation. Le premier d'entre eux se produit dans des conditions favorables pour le développement, telles que les environnements riches en nutriments; la seconde dans des conditions défavorables, avec une pénurie de substrat alimentaire.

Les larves d'insectes telles que les papillons, les coléoptères ou les mouches, entre autres, en se nourrissant des feuilles, des fruits ou d'autres parties de la plante, peuvent ingérer les bactéries B. thuringiensis.

Dans le tube digestif de l'insecte, en raison de ses caractéristiques alcalines, la protéine cristallisée des bactéries est dissoute et activée.

La protéine se lie à un récepteur dans les cellules intestinales de l'insecte, formant un pore qui affecte l'équilibre électrolytique, provoquant la mort de l'insecte.

Ainsi, la bactérie utilise les tissus d'insectes morts pour la nourriture, la multiplication et la formation de nouvelles spores qui infecteront les nouveaux clients.

Toxine

Toxines produites par B. thuringiensis Ils ont une action très spécifique dans les invertébrés et sont inoffensifs dans les vertébrés. Les inclusions parasporales de B. thuringensis Ils ont diverses protéines avec une activité diversifiée et synergique.

B. thuringienis Il a des facteurs de virulence variés qui incluent, en plus du cri et des endotoxines cyt, certaines exotoxines alpha et bêta, les chitinases, les entérotoxines, les phospholipases et les hémolysines, ce qui améliore leur efficacité en tant qu'entomopathogène.

Les cristaux protéiques toxiques de B. thuringiensis Ils sont dégradés dans le sol par action microbienne et peuvent être dénaturés par l'incidence du rayonnement solaire.

Utilisations dans la lutte antiparasitaire

Le potentiel entomopathogène de Bacillus thuringiensis Il est très exploité depuis plus de 50 ans en protection des cultures.

Grâce au développement de la biotechnologie et des avancées en cela, il a été possible d'utiliser cet effet toxique sur deux itinéraires principalement: l'élaboration de pesticides qui sont utilisés directement dans les cultures et la création d'aliments transgéniques.

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Mécanisme d'action de toxine

Afin de comprendre l'importance de cette bactérie dans la lutte antiparasitaire, il est important de savoir à quoi ressemble l'attaque de toxine dans l'organisme d'insectes.

Son mécanisme d'action est divisé en quatre étapes:

Solubilisation et Cry de traitement des protoxines

Les cristaux ingérés par la larve d'insecte se dissolvent dans l'intestin. Par action des protéases présentes, ils se transforment en toxines actives. Ces toxines passent par la membrane péritrophique So-appelée (membrane de protection des cellules de l'épithélium intestinal).

Union aux récepteurs

Les toxines se lient à des sites spécifiques situés dans les microvages des cellules intestinales de l'insecte.

Insertion dans la formation de la membrane et des pores

Les protéines de cri sont insérées dans la membrane et provoquent une destruction totale des tissus par la formation de canaux ioniques.

Citolyse

Mort des cellules intestinales. Cela se produit à travers plusieurs mécanismes, le plus connu étant la cytolyse osmotique et l'inactivation du système qui maintient l'équilibre du pH.

Bacillus thuringiensis et les pesticides

Une fois que l'effet toxique des protéines produit par les bactéries a été prouvé, son utilisation potentielle dans le contrôle des ravageurs dans les cultures a été étudiée.

Il existe de nombreuses études qui ont été réalisées pour déterminer les propriétés des pesticides de la toxine produite par ces bactéries.

En raison des résultats positifs de ces enquêtes, le Bacillus thuringiensis Il est devenu l'insecticide biologique le plus utilisé dans le monde entier pour contrôler les ravageurs qui endommagent et affectent négativement les différentes cultures.

Bioinsecticides basés sur Bacillus thuringiensis Ils ont évolué au fil du temps. De la première, qui ne contenait que des spores et des cristaux, à ceux connus sous le nom de troisième génération, qui contiennent des bactéries recombinantes qui génèrent la toxine BT et présentent des avantages tels que l'atteinte des tissus végétaux.

L'importance de la toxine produite par cette bactérie est qu'elle est non seulement efficace contre les insectes, mais aussi contre d'autres organismes tels que les nématodes, les protozoaires et les trématodes.

Il est important de préciser que cette toxine est totalement inoffensive dans d'autres types d'êtres vivants tels que les vertébrés, un groupe auquel appartient l'être humain. En effet.

Bacillus thuringiensis et les aliments transgéniques

Grâce aux avancées technologiques, en particulier au développement de la technologie d'ADN recombinant, il a été possible de créer des plantes génétiquement immunisées contre l'effet des insectes qui provoquent des ravages dans les cultures.

Ces plantes sont génériques connues sous le nom d'aliments transgéniques ou d'organismes génétiquement modifiés.

Cette technologie consiste à identifier la séquence de gènes qui codent pour l'expression de protéines toxiques dans le génome bactérien. Par la suite, ces gènes sont transférés au génome de la plante pour traiter.

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Lorsque la plante pousse et se développe, elle commence à synthétiser la toxine qui a été précédemment produite par le Bacillus thuringiensis, être immunisé contre l'action des insectes.

Il y a plusieurs plantes dans lesquelles cette technologie a été appliquée. Parmi ceux-ci figurent le maïs, le coton, la pomme de terre et le soja. Ces cultures sont connues sous le nom de maïs BT, de coton BT, etc.

Bien sûr, ces aliments transgéniques ont suscité une certaine préoccupation dans la population.

Cependant, dans un rapport publié par la United States Environment Agency, il a été déterminé que ces aliments, à ce jour, n'ont exprimé aucun type de toxicité ou de dommages, que ce soit chez l'homme ou les animaux supérieurs.

Effets d'insectes

Les cristaux de B. thuringiensis Ils se dissolvent dans l'intestin de l'insecte avec un pH élevé et les protoxines sont libérées, et d'autres enzymes et protéines. Ainsi, les protoxines deviennent des toxines actives qui sont couplées aux molécules de réception spécialisées des cellules de l'intestin.

Toxine de b. thuringiensis Il produit dans la cessation des insectes de l'apport, la paralysie de l'intestin, les vomissements, les déséquilibres dans l'excrétion, la décompensation osmotique, la paralysie générale et enfin la mort.

En raison de l'action de la toxine, de graves dommages qui empêchent son opération se produisent dans le tissu intestinal, affectant l'assimilation des nutriments.

Il a été considéré que la mort de l'insecte pourrait être causée par la germination des spores et la prolifération des cellules végétatives dans l'hémocèle de l'insecte.

Cependant, on pense que la mortalité dépendrait plutôt de l'action des bactéries de la salle à manger qui habitent l'intestin de l'insecte et qu'après l'action de la toxine de B. thuringiensis Ils pourraient provoquer une septicémie.

Toxine de B. thuringiensis Il n'affecte pas les vertébrés, car la digestion des aliments dans ce dernier se fait dans des milieux acides, où la toxine n'est pas activée.

Il met en évidence sa forte spécificité chez les insectes, surtout connu pour les lépidoptères. Il est considéré comme inoffensif pour la plupart des entomofaune et n'a aucune action nuisible sur les plantes, c'est-à-dire que ce n'est pas phytotoxique.

Les références

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