Bacille thuringiensis c'est une bactérie qui appartient à un large groupe de bactéries à Gram positif, certaines pathogènes et d'autres totalement inoffensives. C'est l'une des bactéries les plus étudiées en raison de son utilité en agriculture..
Cette utilité réside dans le fait que cette bactérie a la particularité de produire pendant sa phase de sporulation des cristaux contenant des protéines qui s'avèrent toxiques pour certains insectes qui constituent de véritables ravageurs des cultures..
Parmi les caractéristiques les plus remarquables du Bacillus thuringiensis sont sa haute spécificité, son innocuité pour l'homme, les plantes et les animaux, ainsi que sa résidualité minimale. Ces attributs lui ont permis de se positionner comme l'une des meilleures options pour le traitement et la lutte contre les ravageurs qui ravageaient les cultures..
L'utilisation réussie de cette bactérie est devenue évidente en 1938 lorsque le premier pesticide fabriqué avec ses spores est apparu. Depuis lors, l'histoire a été longue et à travers elle Bacillus thuringiensis comme l'une des meilleures options pour lutter contre les ravageurs agricoles.
Index des articles
La classification taxonomique des Bacillus thuringiensis c'est:
Domaine: Bactérie
Bord: Firmicutes
Classe: Bacilles
Ordre: Bacillales
Famille: Bacillacées
Genre: Bacille
Espèce: Bacillus thuringiensis
Ce sont des bactéries en forme de bâtonnets aux extrémités arrondies. Ils présentent un motif de flagellation pertrique, avec des flagelles répartis sur toute la surface cellulaire.
Il a des dimensions de 3 à 5 microns de long sur 1 à 1,2 microns de large. Dans leurs cultures expérimentales, on observe des colonies circulaires, d'un diamètre de 3 à 8 mm, avec des bords réguliers et un aspect «verre dépoli»..
Lorsqu'elles sont observées au microscope électronique, les cellules allongées typiques sont observées, unies en de courtes chaînes.
Cette espèce de bactérie produit des spores qui ont une forme ellipsoïdale caractéristique et sont situées dans la partie centrale de la cellule, sans provoquer de déformation de la cellule..
Tout d'abord, le Bacillus thuringiensis C'est une bactérie à Gram positif, ce qui signifie que lorsqu'elle est soumise au processus de coloration de Gram, elle 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 sur tous types de sols. Il a une large répartition géographique, ayant été trouvé même en Antarctique, l'un des environnements les plus hostiles de la planète..
Il a un métabolisme actif, capable de fermenter des glucides tels que le glucose, le fructose, le ribose, le maltose et le tréhalose. Il peut également hydrolyser l'amidon, la gélatine, le glycogène et la N-acétyl-glucosamine.
Dans la même veine, le Bacillus thuringiensis il est catalase positif, capable de décomposer le peroxyde d'hydrogène en eau et oxygène.
Lorsqu'elle a été cultivée sur milieu gélose au sang, un schéma d'hémolyse bêta a été observé, ce qui signifie que cette bactérie est capable de détruire totalement les érythrocytes..
En ce qui concerne ses exigences environnementales pour la croissance, il nécessite des températures allant de 10-15 ° C à 40-45 ° C. De même, son pH optimal est compris entre 5,7 et 7.
La Bacillus thuringiensis c'est une bactérie aérobie stricte. Il doit être dans un environnement avec une grande disponibilité d'oxygène.
La particularité du 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: le Cry et le Cyt.
Cette toxine est capable de provoquer la mort de certains insectes qui constituent de véritables ravageurs pour divers types de cultures.
B. thuringiensis Il a un cycle de vie en deux phases: l'une caractérisée par une croissance végétative, l'autre par la sporulation. Le premier d'entre eux se produit dans des conditions favorables au développement, telles que des environnements riches en nutriments, le second dans des conditions défavorables, avec une pénurie de substrat alimentaire.
Les larves d'insectes tels que les papillons, les coléoptères ou les mouches, entre autres, lorsqu'elles se nourrissent des feuilles, des fruits ou d'autres parties de la plante, peuvent ingérer des endospores de la bactérie B. thuringiensis.
Dans le tube digestif de l'insecte, en raison de ses caractéristiques alcalines, la protéine cristallisée de la bactérie est dissoute et activée. La protéine se lie à un récepteur sur 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 de l'insecte mort pour son alimentation, sa multiplication et la formation de nouvelles spores qui infecteront de nouveaux hôtes..
Les toxines produites par B. thuringiensis ils présentent une action très spécifique chez les invertébrés et sont inoffensifs chez les vertébrés. Inclusions parasporales de B. thuringensis possèdent diverses protéines avec une activité diversifiée et synergique.
B. thuringienisis Il a divers facteurs de virulence qui incluent, en plus des endotoxines Cry et Cyt delta, certaines alpha et bêta exotoxines, chitinases, entérotoxines, phospholipases et hémolysines, qui améliorent son efficacité en tant qu'entomopathogènes..
Les cristaux de protéines toxiques de B. thuringiensis, sont dégradés dans le sol par l'action microbienne et peuvent être dénaturés par l'incidence du rayonnement solaire.
Le potentiel entomopathogène de Bacillus thuringiensis est fortement exploité depuis plus de 50 ans dans la protection des cultures.
Grâce au développement de la biotechnologie et à ses progrès, il a été possible d'utiliser cet effet toxique par deux voies principales: la production de pesticides directement utilisés sur les cultures et la création d'aliments transgéniques..
Afin de comprendre l'importance de cette bactérie dans la lutte antiparasitaire, il est important de savoir comment la toxine attaque le corps de l'insecte..
Son mécanisme d'action est divisé en quatre étapes:
Solubilisation et traitement de la protoxine Cry: les cristaux ingérés par les larves d'insectes se dissolvent dans l'intestin. En raison de l'action des protéases présentes, elles se transforment en toxines actives. Ces toxines traversent la membrane dite péritrophique (membrane protectrice des cellules de l'épithélium intestinal).
Liaison aux destinataires: les toxines se lient à des sites spécifiques situés dans les microvillosités des cellules intestinales de l'insecte.
Insertion dans la membrane et formation de pores: Les protéines Cry s'insèrent dans la membrane et provoquent une destruction totale des tissus par la formation de canaux ioniques.
Cytolyse: mort des cellules intestinales. Cela se produit par le biais de plusieurs mécanismes, le plus connu étant la cytolyse osmotique et l'inactivation du système qui maintient l'équilibre du pH..
Une fois que l'effet toxique des protéines produites par les bactéries a été vérifié, leur utilisation potentielle dans la lutte contre les ravageurs des cultures a été étudiée..
De nombreuses études ont été menées pour déterminer les propriétés 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 pour lutter contre les ravageurs qui endommagent et affectent négativement diverses cultures.
Bioinsecticides à base de Bacillus thuringiensis ils ont évolué avec le temps. Des premiers qui ne contenaient que des spores et des cristaux, aux dits de troisième génération qui contiennent des bactéries recombinantes qui génèrent la toxine bt et qui 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 chez d'autres types d'êtres vivants tels que les vertébrés, un groupe auquel appartiennent les humains. Il en est ainsi parce que les conditions internes du système digestif ne sont pas idéales pour sa prolifération et son effet..
Grâce aux progrès technologiques, en particulier au développement de la technologie de l'ADN recombinant, il a été possible de créer des plantes génétiquement immunisées contre les effets des insectes qui font des ravages sur les cultures. Ces plantes sont connues génériquement sous le nom d'aliments transgéniques ou d'organismes génétiquement modifiés..
Cette technologie consiste à identifier dans le génome de la bactérie la séquence de gènes codant pour l'expression de protéines toxiques. Plus tard, ces gènes sont transférés dans le génome de la plante à traiter..
Lorsque la plante grandit et se développe, elle commence à synthétiser la toxine qui était auparavant produite par le Bacillus thuringiensis, être alors immunisé contre l'action des insectes.
Il existe plusieurs usines dans lesquelles cette technologie a été appliquée. Ceux-ci comprennent le maïs, le coton, les pommes de terre et le soja. Ces cultures sont appelées maïs BT, coton BT, etc..
Bien entendu, ces aliments transgéniques ont suscité des inquiétudes dans la population. Cependant, dans un rapport publié par l'Agence américaine pour l'environnement, il a été déterminé que ces aliments, à ce jour, n'ont manifesté aucun type de toxicité ou de dommage, ni chez l'homme ni chez les animaux supérieurs..
Les cristaux de B. thuringiensis ils se dissolvent dans l'intestin de l'insecte avec un pH élevé et des protoxines sont libérées, ainsi que d'autres enzymes et protéines. Ainsi, les protoxines deviennent des toxines actives qui se lient à des molécules réceptrices spécialisées sur les cellules de l'intestin..
Toxine par B. thuringiensis produit chez l'insecte l'arrêt de l'ingestion, la paralysie intestinale, les vomissements, les déséquilibres d'excrétion, la décompensation osmotique, la paralysie générale et finalement la mort.
En raison de l'action de la toxine, de graves dommages se produisent dans le tissu intestinal qui empêche son fonctionnement, affectant l'assimilation des nutriments.
On a considéré que la mort de l'insecte pouvait être causée par la germination de spores et la prolifération de cellules végétatives dans l'hémocèle de l'insecte.
Cependant, on pense que la mortalité dépendrait davantage de l'action des bactéries commensales qui habitent l'intestin de l'insecte et qu'après l'action de la toxine de B. thuringiensis serait capable de provoquer une septicémie.
Toxine de B. thuringiensis Il n'affecte pas les vertébrés, car la digestion des aliments chez ces derniers a lieu dans des environnements acides, où la toxine n'est pas activée.
Sa grande spécificité chez les insectes se démarque, notamment connue pour les lépidoptères. Il est considéré comme inoffensif pour la plupart de l'entomofaune et n'a aucune action nocive sur les plantes, c'est-à-dire qu'il n'est pas phytotoxique.
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