5:44 ص
كتب الزراعة -
وقاية النبات
كتاب : بكتيريا باسيلليس ثورينجينسيز رائدة المبيدات الحيوية
تأليف : ا.د زيدان عبد الحميد
عدد صفحات الكتاب : 593 صفحة
البكتيريا Bacillus thuringiensis هي بكتيريا هوائية، جرام + ve وبوغ. ومن المعروف باسم بت. يوجد في التربة والمياه وبراز الحشرات وأسطح النباتات وما إلى ذلك. ويستخدم على نطاق واسع كمبيد حشري حيوي للسيطرة على غزو يرقات الفراشة. تأكل اليرقات الجراثيم التي ترش على النباتات وتقتل. تنتج بكتيريا Bacillus thuringiensis (Bt) بروتينًا مبيدًا للحشرات أثناء التبوغ. يتم إدخال جين Bt-toxin إلى النباتات لتطوير مجموعة متنوعة من النباتات المقاومة للآفات عن طريق الهندسة الوراثية. على سبيل المثال. قطن Bt، ذرة Bt، الخ.
يرتبط بروتين Bt-toxin المنشط الذي تنتجه Bacillus thuringiensis بالمستقبلات الموجودة في الخلايا الظهارية في المعى الأوسط ليرقات الحشرات ويسبب تورم الخلية وتحللها. تم اكتشاف بكتيريا Bacillus thuringiensis (Bt) بواسطة إيشيواتاري شيجيتاني في دودة القز. أطلق عليها اسم Bacillus sotto. هناك العديد من الأنواع الفرعية المعروفة من Bacillus Thuringiensis، على سبيل المثال. كورستاكي (Btk)، إسرائيلينسيس (Bti)، إلخ.
وهي بكتيريا على شكل قضيب (عصيات)، يبلغ طولها حوالي 2-5 ميكرومتر وعرضها 1.0 ميكرومتر. وهي بكتيريا هوائية من نوع Gram+ve. انها تشكل الجراثيم.
تشتمل دورة حياة Bacillus thuringiensis على المرحلة الخضرية ومرحلة التبويض. في ظل ظروف مواتية، تنقسم الخلية الخضرية عن طريق الانشطار الثنائي وتنتج خليتين ابنتين. تنبت الجراثيم أيضًا لإنتاج خلية نباتية في ظل ظروف مواتية.
عندما لا تتوفر العناصر الغذائية الكافية أو في ظل ظروف بيئية معاكسة، تتكاثر البكتيريا وتشكل الأبواغ والبلورات شبه الأبوية.
تنتج بكتيريا Bacillus thuringiensis ذيفانًا داخليًا أو ذيفانًا داخليًا دلتا في مرحلة التبوغ. وهو بروتين بلوري (بروتينات البكاء) وله خصائص مبيدة للحشرات.
كما أنها تنتج البروتينات المحللة للخلايا أو Cyt. تعتبر بروتينات Cyt قاتلة للبعوض وهي شديدة السمية لبعض يرقات البعوض. يتم تشفير هذه البروتينات بواسطة جينات البكاء. يتم إنتاجها على شكل بروتوكسينات يجب تنشيطها حتى يكون لها تأثير سام.
معظم بروتينات Cry فعالة ضد الحشرات حرشفية الأجنحة. بعضها فعال أيضًا ضد الذباب، وغمدية الأجنحة (الخنافس)، وأيضًا ضد الديدان الخيطية.
في معظم سلالات بكتيريا Bacillus thuringiensis، توجد جينات البكاء في البلازميد.
آلية عمل Bt-toxin
تُستخدم عصية ثورينجينسيس لقتل بعض الحشرات مثل قشريات الأجنحة (دودة براعم التبغ) ومغمدية الأجنحة (الخنافس) وأيضًا بعض الذباب والبعوض (الديبترانات).
يوجد البروتين البلوري Bt-toxin على هيئة بروتوكسينات غير نشطة في البكتيريا. يتم تنشيط البروتوكسين داخل الأمعاء الوسطى ليرقات الحشرات. تعمل درجة الحموضة القلوية الموجودة في الأمعاء الوسطى على إذابة البلورة وجعلها نشطة. تقوم بروتياز المعي المتوسط بتقسيم بروتينات البكاء بعد ذوبانها في كل من الطرف C والطرف N لجعلها نشطة.
يرتبط سم Bt النشط بمستقبلات البروتين السكري أو الشحميات السكرية الموجودة على الخلايا الظهارية في المعي المتوسط. إنه يخلق المسام ويشكل قناة انتقائية للكاتيونات في الخلايا ويدمر الخلايا الظهارية. ونتيجة لذلك، تتدفق عصارات الأمعاء الوسطى القلوية إلى الدملمف وتزيد من درجة حموضة الدم، مما يؤدي إلى الشلل وتثبيط التغذية وفي النهاية الموت. إذا كانت مستقبلات بروتينات البكاء غائبة، فإن بروتينات البكاء المنشطة تكون غير فعالة وليست سامة. على سبيل المثال في العديد من قشريات الأجنحة والحشرات المضغية.
الحشرات الماصة والعناكب والعث ليست عرضة لبروتين البكاء، لأن ابتلاع بلورات الذيفان الداخلي ضروري للتأثير السام. علاوة على ذلك، فإن اللافقاريات التي لها بيئة محايدة أو حمضية قليلاً أو قاعدية في الأمعاء الوسطى، تظل غير متأثرة بسم Bt حيث أن الرقم الهيدروجيني القلوي مطلوب لتحلل بروتينات البروتوكسين وجعله نشطًا عن طريق إذابة البلورات. تحت الرقم الهيدروجيني عالي الحموضة، كما هو موجود في معدة البشر والفقاريات الأخرى، تذوب بلورات بروتينات Cry وبروتينات Cyt ولكنها تتحلل لاحقًا بواسطة الإنزيمات المحللة للبروتين الموجودة في العصارات المعدية. يقومون بتحويله إلى ببتيدات غير سامة في غضون دقائق.
استخدامات عصية ثورينجينسيس
تُستخدم بكتيريا Bacillus thuringiensis على نطاق واسع كعامل مكافحة بيولوجية وفي الهندسة الوراثية لإنتاج نباتات مقاومة للآفات.
المبيدات الحيوية
تعد بكتيريا Bacillus thuringiensis مثالاً على عوامل المكافحة الحيوية. يتم استخدامه لقتل يرقات الفراشات. تم إنتاج أول مبيد حشري حيوي تجاري يعتمد على بكتيريا Bacillus thuringiensis، "Sporine"، في فرنسا. تم استخدامه في المقام الأول للسيطرة على عث الدقيق. تُباع بكتيريا Bacillus thuringiensis كأبواغ مجففة في الأسواق لأغراض المكافحة الحيوية. يتم رش النباتات الضعيفة بخليط الجراثيم. عندما تأكل يرقة الحشرة الجراثيم، فإنها تصل إلى الأمعاء. في الأمعاء، يتم تنشيط السم Bt مما يؤدي إلى موت اليرقات. فهو يقتل فقط يرقات الحشرات المستهدفة أما الحشرات واللافقاريات الأخرى فلا تصاب بأذى. يستخدم هذا المبيد الحشري الحيوي في أشجار الفاكهة والنباتات المزهرة مثل جنس الكرنب.
يتم استنساخ جين Bt-toxin وإدخاله في جينوم النبات بواسطة تقنية الحمض النووي المؤتلف. هذه النباتات المعدلة وراثيا (GM) تعبر عن جينات Bt-toxin وتصبح مقاومة للآفات. لا تتطلب هذه النباتات المعدلة وراثيًا استخدام المبيدات الحشرية الكيميائية. بعض الأمثلة على المحاصيل هي القطن Bt، والذرة Bt، وفول الصويا، والبطاطس، وما إلى ذلك. يتم تشفير Bt-toxin بواسطة جينات Cry. هناك العديد من بروتينات Cry المشفرة بواسطة جينات Cry مختلفة. السم Bt خاص بالحشرات. يتم اختيار الجين حسب المحصول والآفة المستهدفة. على سبيل المثال. تعتبر جينات cryIAc وcryIIAb فعالة ضد ديدان اللوز القطنية، كما يتحكم crIAb في حفار الذرة....
--------------------
-----------------------------
ليست هناك تعليقات: