苏云金芽孢杆菌Bacillus thuringiensis
生物学分类Biota / 生物区Bacteria / 细菌域Eubacteria / 真细菌界Terrabacteria / 陆细菌亚界Firmicutes / 厚壁菌门Bacilli / 芽孢杆菌纲Caryophanales / 核衣细菌目Bacillaceae / 芽孢杆菌科Bacillus / 芽孢杆菌属Bacillus thuringiensis / 苏云金芽孢杆菌
中文学名
精简详细
…>核衣细菌目>芽孢杆菌科>芽孢杆菌属>苏云金芽孢杆菌
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简介
　　Bacillus thuringiensis/苏云金芽孢杆菌被发现已有100年的历史，最初由日本生物学家Ishiwata于1901年在染病家蚕体内发现，到1956年。T.Angus证明了其产生的Cry蛋白具有杀虫作用。之后应用在害虫防治领域，并发挥了巨大的作用。 　　详细资料待补充。
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　　以下摘自《ALA》，由ClaudeAI翻译： 　　苏云金芽孢杆菌在1000倍放大下的革兰氏染色图 　　苏云金芽孢杆菌(简称Bt)是一种革兰氏阳性土壤细菌,是全球使用最广泛的生物农药。苏云金芽孢杆菌也自然存在于各种蛾类和蝴蝶幼虫的肠道中,以及叶表面、水生环境、动物粪便、富含昆虫的环境、面粉厂和粮食储存设施中。在实验室实验中也观察到它能寄生于Cadra calidella等蛾类-在与Cadra calidella的实验中,许多蛾类因这种寄生虫而患病。 　　在孢子形成过程中,许多Bt菌株产生称为δ内毒素的晶体蛋白(蛋白质包涵体),具有杀虫作用。这导致它们被用作杀虫剂,最近还用于转基因作物如Bt玉米。然而,许多产生晶体的Bt菌株并不具有杀虫特性。以色列苏云金芽胞杆菌(Bti)是1976年由以色列研究人员Yoel Margalith和B. Goldberg在内盖夫沙漠发现的。在调查该地区蚊子繁殖地时,他们从一个死水池塘中分离出一个对各种蚊类(包括、和Aedes)幼虫具有强效杀灭作用的细菌株。这个亚种israelensis现在常用于蚊子和蕈蚊的生物防治,因其有效性和环境安全性。 　　作为毒性机制,cry蛋白与目标害虫中肠(上皮)细胞膜上的特定受体结合,导致细胞破裂。其他生物(包括人类、其他动物和非目标昆虫)由于肠道中缺乏适当的受体,不会受到cry蛋白的影响,因此不受Bt影响。 　　分类与发现：1902年,日本蚕桑工程师石渡繁胤首次在蚕中发现了苏云金芽孢杆菌。他将其命名为Bacillus sotto,使用日语词"sottō"(卒倒;'崩溃'),指细菌性瘫痪。1911年,德国微生物学家Ernst Berliner在图林根的面粉蛾幼虫中重新发现了它,作为一种称为"Schlaffsucht"病的病原(因此种加名为thuringiensis,"︁图林根的"︁)。Bacillus sotto后来被重新归类为苏云金芽孢杆菌 Bacillus thuringiensis var.sotto。 　　1976年,Robert A. Zakharyan报告了苏云金芽孢杆菌菌株中存在质粒,并提出质粒参与内孢子和晶体形成。苏云金芽孢杆菌与土壤细菌和炭疽病病原体Bacillus anthracis/炭疽芽孢杆菌密切相关;这三个生物主要在质粒上有所不同。像该属的其他成员一样,三者都能产生内孢子。 　　遗传学：一些菌株已知携带与产生肠毒素相同的基因,因此整个广义群可能都有成为肠道病原体的潜力。 　　苏云金芽孢杆菌最著名的蛋白是由cry基因编码的。在大多数苏云金芽孢杆菌菌株中,这些基因位于质粒上(换句话说,在大多数菌株中cry不是染色体基因)。如果这些质粒丢失,它就无法与区分,因为苏云金芽孢杆菌没有其他物种特征。在Bacillust.内部以及Bacillust.与两个近缘种B. cereus和B. mycoides之间都观察到了自然和实验条件下的质粒交换。 　　杀虫作用机制：在孢子形成时,苏云金芽孢杆菌形成两类蛋白质杀虫δ内毒素(δ-内毒素),称为晶体蛋白或Cry蛋白(由cry基因编码)和Cyt蛋白。 　　Cry毒素对鳞翅目(蛾类和蝴蝶)、双翅目(苍蝇和蚊子)、鞘翅目(甲虫)和膜翅目(黄蜂、蜜蜂、蚂蚁和叶蜂)昆虫物种以及线虫具有特异性活性。苏云金芽孢杆菌用于防治甲虫的一个具体例子是在马铃薯作物中防治科罗拉多马铃薯甲虫。因此,苏云金芽孢杆菌作为Cry毒素的重要来源,用于生产生物杀虫剂和抗虫转基因作物。当昆虫摄入毒素晶体时,其碱性消化道会使不溶性晶体变性,使其可溶,从而能被昆虫肠道中的蛋白酶切割,将毒素从晶体中释放出来。Cry毒素随后插入昆虫肠道细胞膜,使消化道麻痹并形成孔道。昆虫停止进食并饿死;活的Bt细菌也可能在昆虫体内定植,这可能促进死亡。死亡发生在几小时或几周内。易感幼虫的肠道细菌可能是苏云金芽孢杆菌杀虫活性所必需的。 　　孢子与蛋白在害虫防治中的利用：自20世纪20年代以来,苏云金芽孢杆菌产生的孢子和结晶杀虫蛋白已被用于控制害虫,通常以液体喷雾和甜甜圈形颗粒的形式使用。它们现在以DiPel、Thuricide和Mosquito Dunks等商品名作为特定杀虫剂使用。由于其特异性,这些农药被认为是环保的,对人类、野生动物、授粉者和大多数其他有益昆虫几乎没有影响,并在有机农业中使用;然而,这些产品的说明书确实包含许多环境和人类健康警告,2012年欧洲对五种已批准菌株的监管同行评议发现,虽然有数据支持某些对人类和环境低毒性的说法,但这些数据不足以证明许多这些说法。 　　Bt基因在植物抗虫基因工程中的应用：比利时植物遗传系统公司(现为拜耳作物科学的一部分)是第一家(1985年)通过表达来自苏云金芽孢杆菌的cry基因开发具有抗虫性的转基因作物(烟草)的公司;产生的作物含有δ内毒素。Bt烟草从未商业化;烟草植物被用来测试基因改造,因为它们易于基因操作且不是食物供应的一部分。 　　β外毒素：一些苏云金芽孢杆菌分离株产生一类称为β-外毒素的杀虫小分子,通用名为苏云金素。OECD制定的共识文件指出:"︁β-外毒素已知对人类和几乎所有其他生命形式都有毒性,在苏云金芽孢杆菌微生物产品中禁止其存在"︁。苏云金素是核苷类似物。它们抑制RNA聚合酶活性,这是所有生命形式(无论是大鼠还是细菌)共有的过程。 　　其他宿主：这种细菌是昆虫以外动物的机会致病菌,可导致坏死、肺部感染和/或食物中毒。这种情况的普遍程度尚不清楚,因为这些感染总是被认为是感染,很少检测能区分苏云金芽孢杆菌和的Cry和Cyt蛋白。
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