Tài liệu Tổng quan về Bacillus thuringiensis var.israelensis

ĐỀ TÀI: Tổng quan về Bacillus thuringiensis var.israelensis

MỞ ĐẦU

Mét trong những tác nhân truyền nhũng bệnh hiểm nghèo cho người như sốt rét, sốt xuất huyết, viêm năo Nhật Bản là do muỗi gây ra. Muỗi sinh trưởng và phát triển rất tốt ở những vùng có điều kiện thuận lợi cho nhiều loài côn trùng phát triển nh­ những vùng nhiệt đới trong đó có Việt Nam . Theo thống kê của Tổ chức Y tế thế giới (WHO) th́ hàng năm, trên Việt Nam thế giới có tới hàng triệu trường hợp mắc các bệnh do muỗi truyền. Riêng ở Việt Nam , theo thống kê 6 tháng đầu năm 2001vẫn c̣n 126.000 ca sốt rét, 8.700 ca sốt xuất huyết, trong đó 20-25% ca tử vong và 60-70% để lại di chứng. Các bệnh hiểm nghèo do muỗi truyền đă có mặt ở hầu hết các tỉnh thành trong cả nước làm ảnh hưởng đến t́nh h́nh kinh tế xă hội. Bên cạnh đó, sự tiềm Èn nguy cơ bùng nổ thành dịch do hiện tượng kháng thuốc của côn trùng làm cho các nhà quản lư phải có những nỗ lực để thanh toán các bệnh trên. Sở dĩ có những nguy cơ đó là do một thời gian khá dài từ trước những năm đầu của thập kỉ 80, chóng ta đă sử dụng thường xuyên các hoá chất độc thuộc nhóm lân hữu cơ, các chất thuộc nhóm Pyrethroid để tẩm nhuộm màn. Điều này không những phá vỡ cân bằng sinh thái, gây hiện tượng bùng nổ côn trùng do kháng thuốc mà c̣n ảnh hưởng tới sức khoẻ con người.
Loài phô Bacillus thuringiensis var.israelensis (Bti) được phát hiện vào năm 76 tại Israel có khả năng diệt muỗi đă mở ra một triển vọng mới cho việc kiểm soát các vectơ truyền bệnh hiểm nghèo cho người. Nhiều chế phẩm sinh học diệt muỗi từ Bacillus thuringiensis var.israelensis đă được sản xuất và ứng dụng thành công nh­ Bactimos (Bỉ), Skeetan (Anh), Vectobac (Mỹ) Theo tổ chức Y tế thế giới th́ việc sử dụng chế phẩm sinh học diệt muỗi từ các chủng Bacillus thuringiensis var.israelensis là một biện pháp rất an toàn và hiệu quả.
ở nước ta, việc nghiên cứu về Bacillus thuringiensis var.israelensis mới chỉ bắt đầu từ một vài năm gần đây nhưng cũng đă thu được những kết quả đáng kể. Nhiều chủng Bacillus thuringiensis var.israelensis có hoạt lực cao đă được phân lập, một vài ḍng gen đă được nghiên cứu tách ḍng, đọc tŕnh tự và biểu hiện. Chóng ta cũng đă bước đầu thử nghiệm thành công chế phẩm trong phạm vi pḥng thí nghiệm. Tuy nhiên việc sản xuất và ứng dụng chế phẩm diệt muỗi từ Bacillus thuringiensis var.israelensis cần phải được nghiên cứu thêm nữa.



















PHẦN I:TỔNG QUAN VỀ BACILLUS THURINGIENSIS


1.1. Tóm tắt về lịch sử nghiên cứu và ứng dụng của Bacillus thuringiensis

Lịch sử về Bacillus thuringiensis bắt đầu từ khi Loius Pasteur phát hiện thấy một loài vi khuẩn có khả năng gây bệnh cho tằm ông đặt tên là Bacillus bombyces. Năm 1901, Ishiwata phân lập ra một loại vi khuẩn từ Êu trùng tằmbị bệnh và đặt tên là Bacillus sotto, năm 1911, Berliner đă phân lập được một loại vi khuẩn tương tự từ xác Êu trùng bướm ĐịaTrung Hải. Đến năm 1915, vi khuẩn này chính thức mang tên Bacillus thuringiensis .
Năm 1928, Huszddax phân lập chủng B.thuringiensis (Bt ) từ Ephestia, thử nghiệm nó trên sâu đục thân ngô ở Châu Âu, đây được coi là ứng dụng đầu tiên của Bacillus thuringiensis .Chế phẩm thương mại đầu tiên , Sporeine, được sản xuất ở Pháp năm 1938. Năm 1951-1956 Steinhaus nghiên cứu khả năng diệt côn trùng của Bacillus thuringiensis và đă sản xuất ở Mỹ. Trong suốt những năm 1960, nhiều chế phẩm thương mại của Bt đă được sản xuất ở nhièu quy mô khác nhau tại Mỹ, Pháp, Đức.Sau đó Howard Dulmage và Clayton Beesle của viện nghiên cứu Nông Nghiệp USDA đă thu thập được bộ sưu tầm đầu tiên về các chủng Bt. Năm 1970, Dulmage đă phân lập được chủng HD-1 và cho đến nay nó vẫn được sử dụng cho nhiều nghiên cứu và trong chế phẩm Bt.
Thập niên 80, nhiều công ty sản xuất thuốc trừ sâu vi sinh đă đăng kư sản xuất và kinh doanh các chế phẩm BT. Đầu những năm 90 tại một số quốc gia như Cuba, Trung Quốc, Mỹ đẫ sản xuất chế phẩm BT ở quy mô công nghiệp. Ngày nay một số lượng lớn thương phẩm trừ sâu sinh học BT được sử dụng trong việc kiểm soát Êu trùng bộ cánh vẩy, hai cánh và cánh cứng
1.2. Sự phân bố của B.thuringiensis

Bacillus thuringiensis tồn tại ở khắp mọi nơi trong đất và trên bề mặt lá, ở đất rừng, thảo nguyên, sa mạc hay ở môi trường có điều kiện thuận lợi cho sâu bọ phát triển như bụi hạt từ các nhà máy xay lúa ḿ, trong các kho bảo quản ngũ cốc Sự phân bố của Bt là không liên quan đến sự phân bố của côn trùng đích. Tuy nhiên ,Bt thường có xu hướng tồn tại nhiều trong môi trựng có nhiều sâu bọ phát triển và giàu dinh dưỡng.Có thể phân lập Bt từ nhiều loại môi trường khác nhau. Bt dễ dàng phát triển trong môi trường thí nghiệm chỉ với một lượng tối thiểu chất dinh dưỡng. Mặc dù bào tử Bt tồn tại trong nhiều năm, nhưng chúng không nảy mầm và nhân lên như các tế bào sinh dưỡng trong đất tự nhiên. Điều này chứng tỏ rằng Bt không thích nghi với môi trường đất.
1.3. Đặc điểm sinh thái của B.thuringiensis

B.thuringiensis là thành viên của nhóm I, chi Bacillus. Đây là loại vi khuẩn sinh bào tử, Gram dương, hô hấp hiếu khí hoặc hiếu khí không bắt buộc. Tế bào có kích thước 3x6m, có phủ tiêm mao không dày, có khả năng chuyển động , tế bào đứng riêng rẽ hoặc xếp thành chuỗi.
Là một loài thuộc chi Bacillus nên khi gặp điều kiện không thuận lợi như thiếu dinh dưỡng, nhiệt độ cao, khô hạn Bt có khả năng sinh nội bào tử giúp cho chúng chống chịu với điều kiện khắc nghiệt đó. Bào tử của vi khuẩn có dạng h́nh trứng với kích thước 1,5x2 m và có thể nảy mầm thành tế bào sinh dưỡng khi có điều kiện thuận lợi.
Sự h́nh thành bào tử diễn ra đồng thời với sự tạo thành protein tinh thể có khả năng diệt côn trùng. Tinh thể có nhiều h́nh dạng khác nhau ( h́nh vuông, chữ nhật, h́nh tháp, h́nh ôvan hoặc vô định h́nh ). Khi tế bào phân giải tinh thể và bào tử được giải phóng ra ngoài. Tinh thể có kích thước khoảng 0,6x0,2 m, và có thể chiếm tới 30% trọng lượng khô của tế bào. Tinh thể này được gọi là thể vùi. Tinh thể và bào tử có thể quan sát dưới kính hiển vi đối pha ở vật kính đầu. Tinh thể bắt màu sẫm c̣n bào tử không bắt màu nhưng có mép sáng. H́nh dạng của tinh thể được quyết định bởi gen mă hoá cho tổng hợp protein của tinh thể nằm trên plasmid.
1.4. Đặc điểm sinh hoá của B.thuringiensis

Nói chung B.thuringiensis không lên men sinh axít đối với arabinoza, xiloza, và manitol,khử nitơrat thanh nitơrit, có phản ứng với ḷng đỏ trứng gà, phát triển được trong môi trường thạch kị khí có chứa 1% lizozym. Sinh trưởng tốt nhất ở nhiệt độ 28-30 [SUP]0[/SUP]C, pH 6,8-7,2.
1.5.Phân loại B.thuringiensis

Bt được chia làm nhiều loại phụ dựa trên các đặc điểm sau:
+ Khả năng h́nh thành enzym leucitinase.