Scholar Hub/Chủ đề/#bacillus thuringiensis/
Bacillus thuringiensis (B.t.) là vi khuẩn gram dương, nổi tiếng nhờ khả năng tạo tinh thể protein kiểm soát côn trùng gây hại. Khi côn trùng tiêu hóa tinh thể này, độc tố được kích hoạt, phá hủy tế bào ruột và gây chết. B.t. là thuốc trừ sâu sinh học quan trọng trong nông nghiệp, có lợi cho môi trường và giảm phụ thuộc hóa chất. Nó cũng dùng trong sản xuất cây trồng biến đổi gen. Tuy nhiên, cần quản lý để tránh kháng thuốc. Nghiên cứu tiếp tục khám phá thêm ứng dụng và cải thiện hiệu quả của B.t.
Bacillus thuringiensis: Tổng quan và Ứng dụng
Bacillus thuringiensis (B.t.) là một loài vi khuẩn gram dương thuộc chi Bacillus, được biết đến chủ yếu nhờ khả năng tạo ra các tinh thể protein có đặc tính kiểm soát côn trùng gây hại. Đây là một công cụ sinh học quan trọng trong ngành nông nghiệp và bảo vệ môi trường nhờ tính an toàn và hiệu quả.
Phân loại và Đặc điểm Sinh học
Bacillus thuringiensis thuộc nhóm vi khuẩn gram dương, hình que, có khả năng hình thành bào tử. Vi khuẩn này có khả năng tồn tại trong điều kiện khắc nghiệt và tạo ra các tinh thể protein độc đối với nhiều loại côn trùng khác nhau. Những tinh thể này, khi được tiêu hóa bởi côn trùng, sẽ giải phóng các độc tố có khả năng làm tê liệt hệ tiêu hóa của chúng, dẫn đến cái chết.
Cơ chế Hoạt động
Khi côn trùng tiêu hóa tinh thể protein của Bacillus thuringiensis, các độc tố sẽ được kích hoạt và liên kết với thụ thể trên niêm mạc ruột của côn trùng. Quá trình này gây ra sự phá vỡ các tế bào ruột, dẫn đến tình trạng ngừng ăn và chết trong vòng vài giờ đến vài ngày.
Ứng dụng của Bacillus thuringiensis
Bacillus thuringiensis được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm thuốc trừ sâu sinh học nhờ tính chất đặc thù và an toàn cho môi trường. Nó phổ biến trong việc kiểm soát các loài côn trùng gây hại cho cây trồng như sâu bướm, bọ cánh cứng, và các loài ruồi. Ngoài ra, B.t. còn được ứng dụng trong việc sản xuất cây trồng biến đổi gen chịu sâu bệnh, như ngô B.t., chứa gen từ vi khuẩn Bacillus thuringiensis để tạo ra độc tố chống côn trùng.
Lợi ích và Tác động Môi trường
Sử dụng Bacillus thuringiensis mang lại nhiều lợi ích lớn, bao gồm giảm thiểu sự phụ thuộc vào hóa chất tổng hợp, giảm nguy cơ phát triển kháng thuốc ở côn trùng, và an toàn cho con người cũng như động vật. Tuy nhiên, việc sử dụng rộng rãi cũng cần được quản lý và giám sát chặt chẽ để tránh sự xuất hiện của các loài côn trùng kháng vi khuẩn này.
Tương lai và Nghiên cứu
Tiềm năng sử dụng Bacillus thuringiensis trong tương lai rất lớn, với các nghiên cứu đang được tiến hành nhằm cải thiện hiệu quả của các sản phẩm hiện có và phát triển ứng dụng mới, bao gồm việc nhắm đến các loài côn trùng mục tiêu khác và cải thiện hiệu quả của các sản phẩm trên thị trường.
Với những đặc tính vượt trội, Bacillus thuringiensis không chỉ là một giải pháp sinh học hiệu quả trong nông nghiệp hiện đại, mà còn đóng góp tích cực cho một nền nông nghiệp bền vững và thân thiện với môi trường.
<i>Bacillus thuringiensis</i> and Its Pesticidal Crystal Proteins Microbiology and Molecular Biology Reviews - Tập 62 Số 3 - Trang 775-806 - 1998
SUMMARY
During the past decade the pesticidal bacterium Bacillus thuringiensis has been the subject of intensive research. These efforts have yielded considerable data about the complex relationships between the structure, mechanism of action, and genetics of the organism’s pesticidal crystal proteins, and a coherent picture of these relationships is beginning to emerge. Other studies have focused on the ecological role of the B. thuringiensis crystal proteins, their performance in agricultural and other natural settings, and the evolution of resistance mechanisms in target pests. Armed with this knowledge base and with the tools of modern biotechnology, researchers are now reporting promising results in engineering more-useful toxins and formulations, in creating transgenic plants that express pesticidal activity, and in constructing integrated management strategies to insure that these products are utilized with maximum efficiency and benefit.
Revision of the Nomenclature for the <i>Bacillus thuringiensis</i> Pesticidal Crystal Proteins Microbiology and Molecular Biology Reviews - Tập 62 Số 3 - Trang 807-813 - 1998
SUMMARY
The crystal proteins of Bacillus thuringiensis have been extensively studied because of their pesticidal properties and their high natural levels of production. The increasingly rapid characterization of new crystal protein genes, triggered by an effort to discover proteins with new pesticidal properties, has resulted in a variety of sequences and activities that no longer fit the original nomenclature system proposed in 1989. Bacillus thuringiensis pesticidal crystal protein (Cry and Cyt) nomenclature was initially based on insecticidal activity for the primary ranking criterion. Many exceptions to this systematic arrangement have become apparent, however, making the nomenclature system inconsistent. Additionally, the original nomenclature, with four activity-based primary ranks for 13 genes, did not anticipate the current 73 holotype sequences that form many more than the original four subgroups. A new nomenclature, based on hierarchical clustering using amino acid sequence identity, is proposed. Roman numerals have been exchanged for Arabic numerals in the primary rank (e.g., Cry1Aa) to better accommodate the large number of expected new sequences. In this proposal, 133 crystal proteins comprising 24 primary ranks are systematically arranged.
Biochemistry and Genetics of Insect Resistance to <i>Bacillus thuringiensis</i> Annual Review of Entomology - Tập 47 Số 1 - Trang 501-533 - 2002
▪ Abstract Bacillus thuringiensis (Bt) is a valuable source of insecticidal proteins for use in conventional sprayable formulations and in transgenic crops, and it is the most promising alternative to synthetic insecticides. However, evolution of resistance in insect populations is a serious threat to this technology. So far, only one insect species has evolved significant levels of resistance in the field, but laboratory selection experiments have shown the high potential of other species to evolve resistance against Bt. We have reviewed the current knowledge on the biochemical mechanisms and genetics of resistance to Bt products and insecticidal crystal proteins. The understanding of the biochemical and genetic basis of resistance to Bt can help design appropriate management tactics to delay or reduce the evolution of resistance in insect populations.
Vip3A, a novel Bacillus thuringiensis vegetative insecticidal protein with a wide spectrum of activities against lepidopteran insects. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America - Tập 93 Số 11 - Trang 5389-5394 - 1996
A novel vegetative insecticidal gene, vip3A(a), whose gene product shows activity against lepidopteran insect larvae including black cutworm (Agrotis ipsilon), fall armyworm (Spodoptera frugiperda), beet armyworm (Spodoptera exigua), tobacco budworm (Heliothis virescens), and corn earworm (Helicoverpa zea) has been isolated from Bacillus thuringiensis strain AB88. VIP3-insecticidal gene homologues have been detected in approximately 15% of Bacillus strains analyzed. The sequence of the vip3A(b) gene, a homologue of vip3A(a) isolated from B. thuringiensis strain AB424 is also reported. Vip3A(a) and (b) proteins confer upon Escherichia coli insecticidal activity against the lepidopteran insect larvae mentioned above. The sequence of the gene predicts a 791-amino acid (88.5 kDa) protein that contains no homology with known proteins. Vip3A insecticidal proteins are secreted without N-terminal processing. Unlike the B. thuringiensis 5-endotoxins, whose expression is restricted to sporulation, Vip3A insecticidal proteins are expressed in the vegetative stage of growth starting at mid-log phase as well as during sporulation. Vip3A represents a novel class of proteins insecticidal to lepidopteran insect larvae.
<i>Bacillus thuringiensis</i>: a century of research, development and commercial applications Wiley - Tập 9 Số 3 - Trang 283-300 - 2011
Summary Bacillus thuringiensis (Bt) is a soil bacterium that forms spores during the stationary phase of its growth cycle. The spores contain crystals, predominantly comprising one or more Cry and/or Cyt proteins (also known as δ‐endotoxins) that have potent and specific insecticidal activity. Different strains of Bt produce different types of toxin, each of which affects a narrow taxonomic group of insects. Therefore, Bt toxins have been used as topical pesticides to protect crops, and more recently the proteins have been expressed in transgenic plants to confer inherent pest resistance. Bt transgenic crops have been overwhelmingly successful and beneficial, leading to higher yields and reducing the use of chemical pesticides and fossil fuels. However, their deployment has attracted some criticism particularly with regard to the potential evolution of pest‐resistant insect strains. Here, we review recent progress in the development of Bt technology and the countermeasures that have been introduced to prevent the evolution of resistant insect populations.
