Курс лекций для студентов специальности -48 02 01 «Биотехнология» Минск 2014 034)
Бактериальные энтомопатогенные препараты
жүктеу/скачать 1,87 Mb. Pdf көрінісі
|
Tehnologiya-mikrobnogo-sinteza-El--konspekt-lekcij (2)
| 10.1. Бактериальные энтомопатогенные препараты
Потенциальными агентами в биологической защите растений яв- ляются более 90 видов бактерий, но лучшими микробными инсектици- дами признаны препараты на основе Bacillus thuringiensis. К ним вос- приимчивы около 400 видов насекомых. К настоящему времени извест- но более 1000 штаммов B. thuringiensis, составляющих три патотипа: патотип А – патогены чешуекрылых (плодожорки, листовертки, шелко- пряды, моли и др.), патотип В – патогены двукрылых (мошки, мухи, комары и др.), патотип С – патогены жесткокрылых (колорадский жук). Биологическое действие бактериальных энтомопатогенных пре- паратов («энтомо» – насекомое) обеспечивается входящими в их со- став спорами Bacillus thuringiensis, параспоральными кристаллами ( -эндотоксином), а также (намного реже) термостабильным -экзо- токсином. Обладают токсичным действием и соединения, синтезиру- емые клетками, проросшими из спор (дополнительный фактор виру- лентности бактериальных инсектицидов). Образование помимо эндо- спор параспоральных кристаллов является характерной особенно- стью кристаллоносных бактерий. В оболочках спор B. thuringiensis содержатся субъединицы -эндотоксина, поэтому споры также ока- зывают токсичное действие на насекомых-мишеней, что одновре- менно способствует прорастанию спор. Основным токсичным компонентом бактериальных инсектицидов является -эндотоксин (кристаллический токсин), образующийся одно- временно со спорой в противоположной части клетки (параспорально). После созревания спор и кристаллов клеточная стенка лизируется и оба образования (кристалл и спора) высвобождаются в культуральную среду. 104 Основу кристаллов -эндотоксина составляют белковые субъеди- ницы. Кроме белков в сотаве кристаллов обнаружены небольшие ко- личества нуклеиновых кислот, сахаров и соединений фосфора (глико- пептиды, фосфополипептиды), а также протеолитические ферменты. Кристаллы штаммов B. thuringiensis содержат несколько видов токсичных для насекомых белков, представленных в различных соот- ношениях. Биохимия кристаллов изучена недостаточно. Споры бактерий в высушенном состоянии могут сохраняться при комнатной температуре до 10 лет и более. При высокой влажности они погибают при 100°С в течение 5–10 минут. Споры бактерий, поглощенные восприимчивым насекомым, про- растают в его кишечнике. Вегетативные клетки проникают в полость тела, быстро размножаются, разрушая ткани. Эта стадия заражения получила название септицемии. Белок кристалла растворяется в щелочной среде (рН 12–14) ки- шечника насекомого и трансформируется протеолитическими фер- ментами кишечника насекомого-мишени в действующий (активный) токсин. Специфичность действия эндотоксина определяется несколь- кими факторами: щелочной средой кишечника насекомого, составом белковых субъединиц кристалла и присутствием в кишечнике насеко- мого специфических протеолитических ферментов, активирующих прототоксин кристалла. Молекулярная модель инсектицидного действия -эндотоксина окончательно не разработана. Предложена гипотеза двухступенчатого действия -эндотоксина: первый этап – связывание молекулы со спе- цифическим рецептором на клеточной мембране, второй этап – обра- зование пор в мембране диаметром 0,5–1,0 нм. Это приводит к допол- нительному поступлению ионов в клетку, выходу из клетки молекул воды, но не макромолекул, следствием чего является коллоидно- осмотический лизис клеток кишечника насекомого-мишени. Кристаллы -эндотоксина термолабильны. Нагревание до 80– 100°С в течение 30–40 мин разрушает структуру кристалла и инакти- вирует прототоксин. -экзотоксин представляет собой структурный аналог АТФ, кон- курирующий с АТФ за связывающий участок на некоторых фермен- тах. Он нарушает биосинтез РНК, действует как специфический инги- битор ДНК-зависимой РНК-полимеразы. Токсическое действие -экзотоксина на насекомых не является высокоспецифичным и про- является медленнее, чем действие -эндотоксина. 105 -экзотоксин – термостабильный, продуцируется во время вегета- тивного роста культуры и выделяется в культуральную среду. Для его накопления требуется определенный состав питательной среды. В культуральной жидкости накапливается до 120 мг/дм 3 -экзотоксина. У восприимчивых насекомых -экзотоксин повреждает клетки кишеч- ника, способствует проникновению бактерий в полости тела. На основе B. thuringiensis в промышленных условиях получают ряд энтомопатогенных препаратов: бацитурин, энтобактерин, дендро- бациллин, инсектин и другие (табл. 10.1). Таблица 10.1 жүктеу/скачать 1,87 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|