蘇云金芽孢桿菌
編輯蘇云金芽孢菌(或 Bt)是一種革蘭氏陽性、土壤棲息的細菌,是世界上最常用的生物農藥。 B. thuringiensis 也自然存在于各種類型的飛蛾和蝴蝶的毛蟲腸道中,以及葉面、水生環境、動物糞便、昆蟲豐富的環境以及面粉廠和谷物儲存設施中。 還觀察到它會寄生其他飛蛾,例如 Cadra calidella - 在實驗室對 C. calidella 進行的實驗中,許多飛蛾因這種寄生蟲而患病。
在孢子形成過程中,許多 Bt 菌株會產生晶體蛋白(蛋白質內含物),稱為 δ 內毒素,具有殺蟲作用。 這導致它們被用作殺蟲劑,最近還被用于使用 Bt 基因的轉基因作物,例如 Bt 玉米。 然而,許多產生晶體的 Bt 菌株不具有殺蟲特性。 亞種 israelensis 通常用于控制蚊子和真菌蚊蚋。
作為一種毒性機制,cry 蛋白與目標害蟲的中腸(上皮)細胞膜上的特定受體結合,導致它們破裂。 腸道中缺乏適當受體的其他生物(包括人類、其他動物和非目標昆蟲)不會受到 cry 蛋白的影響,因此不會受到 Bt 的影響。
分類學和發現
編輯1902年,日本蠶業工程師石渡重種(石渡繁育)首先在蠶中發現了蘇云金芽孢桿菌。 他將其命名為 B. sotto,使用日語單詞 sottō(卒倒,“崩潰”),這里指的是細菌性麻痹。 1911 年,德國微生物學家 Ernst Berliner 重新發現了它,當時他從圖林根州的粉蛾毛蟲中分離出一種名為 Schlaffsucht 的疾病(因此特稱 thuringiensis,Thuringian)。 B. sotto 后來被重新指定為 B. thuringiensis var。 低音。
1976 年,Robert A. Zakharyan 報道了蘇云金芽孢桿菌菌株中存在質粒,并暗示質粒參與了內生孢子和晶體形成。 B. thuringiensis 與 B. cereus(一種土壤細菌)和 B. anthracis(炭疽病原體)密切相關; 這三種生物的主要區別在于它們的質粒。 與該屬的其他成員一樣,這三種微生物都是能夠產生內生孢子的厭氧菌。
種群放置
B. . 細胞毒素; 或蠟樣芽孢桿菌中的六個物種:B. weihenstephanensis、B. mycoides、B. pseudomycoides、B. cereus、B. thuringiensis 和 B. anthracis。 在這個分組中 與 B.ce 關系更密切。 它與 B.w.、B.m.、B.p. 和 B.cy 的關系更遠。
亞種
蘇云金芽孢桿菌有幾十個公認的亞種。 通常用作殺蟲劑的亞種包括蘇云金芽孢桿菌亞種 kurstaki (Btk)、亞種 israelensis (Bti) 和亞種 aizawai (Bta)。 一些 Bti 譜系是克隆的。
遺傳學
編輯已知一些菌株攜帶與蠟狀芽孢桿菌中產生腸毒素相同的基因,因此整個廣義蠟狀芽孢桿菌群有可能成為腸病原體。
B. thuringiensis 最著名的蛋白質是由 cry 基因編碼的。 在大多數蘇云金芽孢桿菌菌株中,這些基因位于質粒上(換句話說,在大多數菌株中,cry 不是染色體基因)。 如果這些質粒丟失,它就無法與蠟狀芽孢桿菌區分開來,因為蘇云金芽孢桿菌沒有其他物種特征。 在 B.t. 中自然地和實驗地觀察到質粒交換。 和 B.t. 之間 和兩個同類物,B. cereus 和 B. mycoides。
plcR 是大多數毒力因子不可或缺的轉錄調節因子,它的缺失xxx降低了毒力和毒性。 一些菌株確實通過失活的 plcR 自然地完成了它們的生命周期。 它與七肽 papR 一起是雙基因操縱子的一半。 papR 是蘇云金芽孢桿菌群體感應的一部分。
包括 Btk ATCC 33679 在內的各種菌株攜帶屬于更廣泛的 pXO1 樣家族的質粒。 (pXO1 家族是一個蠟樣芽胞桿菌常見家族,其成員長度約為 330kb。它們與 pXO1 的不同之處在于替換了 pXO1 致病性島。)昆蟲寄生蟲 Btk HD73 攜帶缺乏 35kb 致病性的 pXO2 樣質粒 (pBT9727) pXO2 本身的島,實際上沒有可識別的毒力因子。 (pXO2 家族沒有替代致病島,而只是缺少 pXO2 的那部分。)
B. cereus 組的基因組可能包含兩種類型的內含子,稱為 I 組和 II 組。 B.t 菌株有不同的 0-5 個 I 組和 0-13 個 II 組。
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