مقاله درمورد خانواده ها

.
امروزه هزاران خانواده از Bt وجود دارد . گروهي از آنها ژنهايي دارند که حاوي کدهايي با کريستال هاي سمي درDNA است .
با پيشرفت در زيست شناسي ملکولي ، انتقال ژنها به درون گياه ميسر شد . اولين گياه مهندسي شده ژنتيکي ، در سال 1955 توسط EPA ثبت شد . امروزه محصولات GM (تغيير ژنتيکي داده شده) شامل سيب زميني و پنبه در اقصي نقاط جهان کشت مي شود .(صالحي جوزاني، 1388)
2-3-1-2) Bacillus thuringensis چطور کار مي کند ؟
خوردن Bt سبب مرگ در حشرات مي شود . سم Bt در pH بالاي روده حشرات حل شده و فعال مي شود . سم سپس به سلول هاي روده حشرات حمله کرده و آنرا سوراخ مي کند . اسپورهاي Bt به بيرون از معده رفته ، در بدن حشره رشد و نمو کرده و در روزهاي بعدي سبب مرگ حشره مي شوند . اگر چه سم ، حشره را فورا نمي کشد اما چون حشره از ساعتي بعد ديگر نمي تواند غذا بخورد ، ديگر به گياهان حمله نمي کند . اسپورهاي Bt به حشرات ديگر منتقل نمي شود و به عبارتي مسري نيستند(کميلي ، 1390).
حشره، کريستالها و اسپورهاي Bt را خوردهو سم به گيرنده هاي خاصي در روده متصل شده و غذا خوردن حشره را متوقف مي کند . کريستالها سبب تخريب ديواره روده شده و اجازه مي دهد اسپورها و باکتري ها وارد بدن شود .
حشره بر اثر ازدياد باکتري ها و اسپورها در داخل بدن خود مي ميرد . عملکرد Bt اختصاصي است . خانواده هاي مختلفي از Bt براي گيرنده هاي متفاوتي در ديواره معده سازگار شده اند . سميت Bt وابسته به تشخيص گيرنده ها و اتصال به آنها و در نتيجه تخريب روده است . هر گونه حشره نوعي گيرنده مخصوص به خود دارد که تنها پروتئين سمي خاصي به آن متصل مي شود مثل يک قفل براي يک کليد .به همين دليل است که کشاورزان بايد مراقب باشند که گونه آفت مورد نظر با پروتئين سمي Bt مرتبط بوده و مربوط به آن حشره باشد . اين موضوع به حشرات مفيد هم کمک مي کند ، چرا که Bt تنها به هدف مورد نظر خود حمله کرده و به آن ها تقريبا کاري ندارد (کميلي ، 1390).
2-3-1-3) باکتري Bacillus thuringiensisپناهگاهي براي محصولات
براي جلوگيري از ايجاد مقاومت نسبت به Bt نياز به پناهگاه هايي است . اين پناهگاه ها شامل ايجاد شرايطي است که انواع مختلف از حشرات غير مقاوم با يک حشره مقاوم به Bt همجوار شده تا در نهايت حشره غير مقاوم بوجود آيد . لذا محصولات Bt با رديفي از محصولات غير Bt کشت مي شود . قوانين ژنتيک مي گويند که در نهايت حشراتي توليد مي شوند که مقاوم به Bt نيستند . در امريکا EPA ، کشاورزان ذرت کار Bt را ملزم کرده است که اين پناهگاه ها را ايجاد کنند .
پرورش دهندگان بايد بيش از 80% از زمين هاي ذرتشان را به ذرت Bt اختصاص داده و 20% مربوط به غير Btباشد .
سطح پناهگاهي بايد نزديک به محصول Bt باشد . بايد در 2 مايلي مزرعه قرار بگيرد .
اگر پناهگاه به صورت نواري باشد . نوارها بايد حداقل 3 رديف باشند . (کميلي، 1390)
2-3-1-4) کريستال هاي Bacillus thuringiensis چه هستند ؟
کريستال هاي Bt پروتئين هاي کريستالي با خاصيت حشره کشي هستند که در فرايند توليد اسپور در بعضي از خانواده هاي Bt بوجود مي آيند . Bt پروتئين هايي توليد مي کند که در فرم يک کريستال دور هم جمع مي شوند . اين پروتئين هاي کريستاله براي حشراتي که دشمن انسان هستندسمي است . همچنين جهت حشراتي به کار مي رود که به حشرات سودمند براي انسان صدمه مي زنند . 1500 حشره شناخته شده که Bt روي آن ها اثر مي گذارد .
پروتئين هاي کريستاله به گيرنده هاي خاصي در روده حشرات متصل مي شوند . تعدادي از حشرات اين گيرنده ها را دارند . انسان ها و ديگر مهره داران اين گيرنده ها را در بدنشان ندارند و لذا روي آن ها تاثير نمي گذارد .(عطامهر، 1388)
2-3-1-5) گياه تراريخته Bacillus thuringiensis
از سال 1996 با انتقال توالي هاي کوچکي از ژنها به داخل گياه از باکتري Bt سعي شد تا اين گياهان پروتئين کريستاله را بسازند . با اين روش گياهان خودشان مي توانند پروتئين ها را ساخته و از خود در مقابل حشرات بدون نياز به هر گونه اسپري خارجي محافظت کنند . در سال 1999 ، 29 ميليون هکتار ذرت ، سيب زميني و پنبه Bt در سطح جهاني کاشته شدند . تخمين زده مي شود که امريکا با استفاده از پنبه اي که توسط Bt محافظت مي شود ، نزديک 92 ميليون دلار صرفه جويي کند.
محصولات Btخصوصا مي توانند در مقابل کرم ذرت اروپايي ، کرم بذر جنوب غربي ، کرم شکوفه تنباکو ، کرم غوزه پنبه ، کرم غوزه صورتي و سوسک سيب زميني کلرادو حفاظت شوند . ديگر فوايد Bt عبارتند از :
کاهش اثر پذيري محيط از آفت کش ها- وقتي که گياهان توسط سمي که در بافت هاي خودشان توليد مي شود حفاظت شوند ديگر نيازي به اسپري آفت کش هاي سنتزي يا اسپري انواع ديگري از Bt نيست . افزايش شانس زندگي حشرات مفيد – پروتئين هاي Bt حشرات مفيد را نمي کشد .کاهش عوارض آفت کش ها – براي کشاورزان و ارگانيسم هايي که هدفمان نابودي آن ها نيست . (عطامهر،1388)
2-3-1-6) ريسک هاي بالقوه ناشي از کاربرد Bacillus thuringiensis
گياهان مهاجم – تغييرات ژنتيکي بواسطه اصلاح نباتات يا مهندسي ژنتيک مي توانند تغببراتي درگياهان ايجاد کنند که آن ها را مهاجم کند . اين موضوع موجب نگراني استفاده کنندگان است .
مقاومت نسبت به Bt – بزرگ ترين ريسک ناشي از کاربرد Bt،مقاوم شدن هدف است . کشاورزان گام هاي مختلفي را جهت دوري از اين وضعيت مي توانند بردارند .
آلودگي ناشي از تلقيح ژنها – اگر چه اين موضوع هنوز ثابت نشده اما محصولات تراريخته مي توانند گياهان بومي را به ژنهاي خود آلوده کنند.(عطامهر،1388)
2-3-1-7)مشخصات باكتري و توكسين آن:
باكتري B.thuringiensis يك باكتري گرم مثبتي است كه توليد اسپورهاي ميله اي شكل را مي نمايد، اندازه آن ميكرومتر مي باشد كه گاهي با تاژك هاي (فلاژلم) جانبي حركت مي كند. بسياري از فرآورده هاي تجارتي به صورت گرد يا پودرهاي وتابل قابل تعليق در آب ارائه مي شوند، هر چند كه سوسپا نسيونهاي مايع نيز خيلي معمول مي باشند، به هر حال تركيب تمامي اين فرآورده ها مخلوطي از اسپور و كريستال ها هستند.
به دليل اهميتي كه اين كريستالها دارند لذا مشخصات آنها به اين شرح دقيقاً مورد مطالعه قرار گرفته استاين كريستالها معمولاً به شكل هرمهايي هستند كه از قاعده به هم چسبيده اند (هر چند كه ممكن است به اشكال ديگري نيز وجود داشته باشند) و تا 30 درصد وزن خشك سلول را تشكيل مي دهند. ماده تشكيل دهنده آنها كلاً پروتئين است، لذا در مقابل حرارت تغيير پذير هستند. در آب يا حلالهاي آبي غير محلول ولي در محيطهايي كه قليا را كاهش مي دهند به سرعت حل مي شوند.(Fast,1981)

2-3-1-8)طرز تأثير Bacillus thuringiensis:
كريستالهاي سمي باكتري در بسياري از شرايط محيطي خيلي پايدار هستند و اگر مورد تغذيه گروهي از حشرات يا مهره داران قرار گيرند بدون تغيير از دستگاه گوارشي آنها رد شده و يا در محيط اسيدي معده غير فعال مي شوند. روده وسطي عده اي از لاروهاي را سته پروا نه ها داراي محيط قليائي بسيار بالائي است (2/10 تا 5/10) و در اين شرايط كريستالهاي سمي حل شده (حداقل PH لازم 9/8) و توكسين مربوط به وسيله عمل آنزيم هاي Proteolytic آزاد مي شود.
گونه هاي آلوده مي توانند دو نوع عكس العمل متفاوت نسبت به توكسين از خود نشان دهند. در تمامي موارد بعد از تغذيه ، فلج سريع دستگاه گوارش در مدت 1 ساعت يا كمي بيشتر از آن اتفاق مي افتد. حشره دست از تغذيه كشيده. در يك عده ديگر تغييراتي در لايه اپي تليوم روده پديد مي آيد. و اين تغييرات با از كار افتادن فعاليتهاي متابوليكي حشره همراه ميباشد كه از جمله نفوذ يونها از جدار روده به داخل خون است.
فلج عمومي بدن با افزايش سريع PHخون، كه به سبب تعادل مواد داخلي روده پديد مي آيد، همراه است و اين عمل را مي توان به طور آزمايشي بصورت خيلي ساده با تزريق يك ماده قليايي ايجاد نمود. بسياري از حشرات تنها بوسيله اثر كريستالهاي سمي از بين مي روند، ولي در موارد ديگري تركيبي از اسپور و كريستال مورد نياز است و اين تركيب هميشه در فرمولاسيون ماده تجارتي سم ارائه مي شود.
جوا نه زني اسپورها در حدودPHبالاتر از9 متوقف مي شود. ولي زماني كهPH روده در اثر موازنه با خون، كاهش پيدا كند شروع به جوانه زني مي نمايند. سلولهاي در حال رشد (vegetative) بعداً تمامي بافت گوارشي را اشغال كرده و موجب عفونت عمومي (Septicaemia) مرگباري مي شوند.(صالحي جوزاني، 1388)
2-3-1-9) موارد مصرفي باكتري در كنترل ميكروبي:
تا سال 1971 فرآورده هاي تجارتي Bacillus thuringiensis در ايالات متحده آمريكا براي مصرف بر روي بيشتر از 20 مورد از محصولات كشاورزي و بسياري از درختان و گياهان زينتي به ثبت رسيد(Fakon 1971). موارد ثبت شده جهت كنترل آفتي نظير (1)كرم و پروانه يونجه(شبدر) Colias ourytheme (2)، كرم غوزه پنبه Heliothis zea، (3) لارو نوعي پروانه كلم بنام Trichoplusiani، (4) سفيده كوچك كلم Pieris rapae، (5) لارو جوانه خوار توتون Heliothis virescens، (6) پروانه ابريشم باف ناجورLymantria dispar، (7) كرم ساقه خوار ذرت Ostrinia nubilalis مي باشد. ثبت يك فرآورده تجارتي در ايالات متحده آمريكا نه تنها نياز به اثبات بي خطر بودن آن فرآورده دارد بلكه در مقايسه بايد مؤثرتر از ساير عوامل كنترل مورد مصرف جاري باشد. B.thuringiensis به وضوح تمام اين ويژگيها را داراست.
امروزه تعدادي از ارقام عوامل كنترل ميكروبي به طور تجارتي مورد مصرف عموم قرار مي گيرند. مهمترين مشخصه اين سموم اولاً وجود طيف وسيع تأثير آنها بر عليه گروهي از لاروهاي راسته پروانه ها و ثانياً انتخاب استرين هائي است كه كمترين اثر را بر روي حشرات مفيد مانند زنبور عسل و كرم ابريشم داشته باشند.(کريمزاده ، 1387)
2-3-1-10) مزايا و معايب استفاده از B.thuringiensis:
عمده ترين مزاياي استفاده از B.thuringiensis به عنوان يك عامل كنترل به قرار زير است؛
باكتري داراي گستره وسيعي از تأثير بر عليه لاروهايي از راسته پروانه ها در حدود 300 نوع مختلف مي باشد كه اين راسته شامل تعدادي از آفات بسيار مهم محصولات زراعي است.
B.thuringiensis هيچگونه تأثير سوئي بر روي مهره داران، از جمله انسان ندارد و بطور كلي تأثير ناچيزي بر روي جمعيت حشرات تشكيل دهنده دشمنان طبيعي آفات دارد.
سهولت توليد اين فرآورده، آن را از نظر قيمت قابل رقابت با ساير آفت كش هاي شيميائي توليد شده، نموده است.
عيناً مانند آفت كشهاي شيميائي از تأثير سريعي برخوردار است.خاصيت انباري نسبتاً خوب و پايداري مخصوصاً در حالت تركيب پودري دارا مي باشد.علي رغم مصرف نسبتاً زياد هيچگونه خاصيت مقاومت در مقابل تأثير باكتري گزارش نشده است.
در مقابل مزاياي فوق، معايبي نيز به اين شرح دارد:
اسپورها و تا اندازه اي كريستالها در مقابل تابش طولاني اشعه ماوراء بنفش خورشيدقابليت خود را از دست مي دهند.
چون بعد از محلول پاشي كليه اسپورها و كريستالها در سطح گياهان باقي مي مانند تنها به حشراتي اثر مي كنند كه از سطح گياهان تغذيه مي كنند. در مورد حشراتي كه ساقه خوار و چوبخوار هستند باكتري موقعي بر آنها مؤثر خواهد بود كه در يكي از مراحل زندگي خودشان از اندامهاي خارجي گياهان تغذيه نمايند. كريستالها و اسپورهاي باكتري دوام عمومي كمتري را در محيط از خود نشان مي دهند يا حداقل نمي توانند يك عامل كنترل با اثر طولاني مدت در مقابل آفات باشند.سازگاريB.thuringiensis با ساير عوامل كنترل از جمله حشره كش ها يكي ديگر از اختصاصات مهم قابل ذكر براي اين سم مي باشد.(صالحي جوزاني، 1388)

فصل 3
3-1) جمع

دیدگاهتان را بنویسید