Langkau ke kandungan utama

Bacillus thuringiensis: Cara ia berfungsi dan perosak yang disasarkannya

Tema: Agen biokawalan

Gambaran Keseluruhan:

Walaupun ramai orang hanya menganggap bakteria sebagai mikrob yang menyebabkan penyakit berbahaya, mereka juga boleh memberi manfaat, contohnya, mereka memainkan peranan penting dalam beberapa biopestisid mikrob untuk mengelakkan serangga perosak menyerang tanaman. Bacillus thuringiensis (kadang-kadang dipendekkan kepada Bt) adalah sejenis bakteria yang hidup di dalam air dan tanah. Ia adalah agen kawalan biologi yang penting kerana ia boleh membunuh banyak perosak biasa yang merosakkan tanaman, tetapi ia secara relatifnya tidak berbahaya kepada manusia, haiwan, dan serangga bukan perosak. Terdapat banyak Bacillus thuringiensis varieti, juga dikenali sebagai Bacillus thuringiensis subspesies. Sebagai contoh, racun serangga biologi 'Btk' menggunakan subspesies yang dipanggil "kurstaki".

Bacillus thuringiensis telah digunakan selama lebih enam puluh tahun untuk menyingkirkan perosak dan melindungi tumbuhan daripada kerosakan. Ia amat penting kerana ia tidak menyebabkan kerosakan kepada alam sekitar seperti yang dilakukan oleh banyak racun perosak kimia. Ini bermakna ia boleh menggantikan racun perosak kimia dalam menangani perosak tertentu, dan mengurangkan kesan merosakkan racun perosak terhadap alam sekitar. hari ini, Bacillus thuringiensis digunakan di seluruh dunia dan boleh didapati di formulasi yang berbeza (seperti semburan Btk) yang bermaksud ia boleh digunakan dalam konteks yang berbeza seperti pertanian, perhutanan, dan juga di kawasan bandar.

Dalam artikel ini, kami akan memberikan gambaran keseluruhan Bacillus thuringiensis termasuk perosak yang dibunuh dan bagaimana ia membunuhnya.

Apakah Bacillus thuringiensis?

Bacillus thuringiensis adalah bakteria, iaitu sejenis mikrob. Di bawah mikroskop, ia kelihatan kecil dan berbentuk batang. Ia pertama kali ditemui di Jepun, tetapi rakaman saintifik pertamanya berlaku di bahagian Jerman yang dipanggil Thuringia. Di sinilah nama Bacillus thuringiensis datang dari. Ia mula digunakan di Amerika Syarikat pada 1950-an dan di Kanada pada 1970-an untuk melindungi hutan daripada serangga berbahaya seperti cacing cemara.

Bacillus thuringiensis adalah bahagian penting dalam perlindungan tanaman sehinggakan teknik yang digunakan untuk menanamnya telah dioptimumkan dengan ketara sejak beberapa dekad yang lalu. Ia ditanam dalam tangki yang disterilkan dan faktor penting untuk pertumbuhannya termasuk suhu, tahap oksigen dan jenis nutrien. Untuk formulasi penyemburan, Bacillus thuringiensis digabungkan dengan air atau minyak mineral dan bahan tambahan lain (seperti pelekat) yang membantu ia membunuh perosak.

Pandangan mikroskopik menunjukkan bakteria berbentuk batang bacillus thurigiensis
Imej mikroskopik berwarna, berbentuk batang Bacillus thuringiensis spora. Kredit: Ansel Oommen melalui Bugwood.org

Bagaimanakah Bacillus thuringiensis membunuh perosak?

Semasa fasa pembentukan spora dalam kitaran hayatnya, Bacillus thuringiensis mengaktifkan gen penting yang dipanggil menangis gen yang membolehkannya mencipta struktur tiga dimensi yang dipanggil kristal yang toksik kepada larva perosak. Ini dipanggil cry toksin dan diperbuat daripada bahagian yang lebih kecil dipanggil protein cry.

Apabila perosak makan Bacillus thuringiensis, ia memasuki usus dan mengeluarkan toksin menangis. Toksin ini mengikat dinding usus dan menyebabkan lubang, yang menyebabkan perosak mati. Di bawah ialah penjelasan yang lebih teknikal tentang bagaimana ini berlaku.

Sebahagian daripada toksin tangisan yang dipanggil 'domain tangisan III' adalah penting untuk membenarkan toksin tersebut mengikat sel-sel larva perosak. Pertukaran domain menangis III boleh berlaku antara toksin yang berbeza. Ini sedikit seperti menukar kepingan Lego untuk mencipta bentuk dan fungsi yang berbeza. Pengikatan toksin tangis berlaku dalam usus perosak di lokasi yang dipanggil vesikel membran sempadan berus, yang seperti gelembung kecil pada permukaan beberapa sel. Toksin secara khusus mengikat bahagian sel yang dipanggil reseptor kadherin. Urutan asid amino toksin menentukan keupayaannya untuk mengikat kepada reseptor. Ini kerana jujukan asid amino menentukan bentuk protein seperti toksin dan reseptor kadherin, membolehkan mereka padan bersama seperti kepingan teka-teki.

Apakah perosak yang berbeza Bacillus thuringiensis boleh kawal?

Bacillus thuringiensis adalah penting untuk mengawal pelbagai jenis perosak dan bertindak secara khusus semasa fasa larva perosak. Perosak berikut sangat baik Bacillus thuringiensis sasaran: 

Cemara budworm (Choristoneura fumiferana)

Perosak ini adalah sejenis rama-rama yang bermasalah terutamanya di hutan Kanada di mana ia menyebabkan kerosakan yang ketara pada daun cemara dan balsam. Larva cacing cemara adalah yang menyebabkan kerosakan pada tumbuhan.

Larva cacing cemara pada dahan
Cemara budworm (Choristoneura fumiferana). Kredit: Jerald E. Dewey, Perkhidmatan Hutan USDA, Bugwood.org 

rama-rama gipsi (Lymantria dispar)

Larva rama-rama gipsi (juga dirujuk sebagai rama-rama Spongy) bertanggungjawab terhadap kerosakan besar pada hutan di Amerika Utara dan di tempat lain. Dalam jumlah yang banyak ia boleh menyebabkan defoliasi (kehilangan daun) yang ketara dalam pelbagai jenis pokok, dengan ketara menjejaskan kedua-dua hutan dan landskap bandar.

Seorang lelaki dewasa rama-rama gipsi disematkan pada papan
Jantan rama-rama Gipsi (atau rama-rama Spongy) (Lymantria dispar). Kredit: Petr Kapitola, Institut Pusat Penyeliaan dan Pengujian dalam Pertanian, Bugwood.org 

Pengorek jagung Eropah (Ostrinia nubilalis)

Spesies rama-rama ini menyebabkan kerosakan yang ketara pada tanaman jagung. Orang dewasa bertelur di bahagian bawah daun dan apabila larva menetas, mereka menyerang tanaman dan menyebabkan kerosakan. Pengorek jagung Eropah boleh melalui pelbagai kitaran hayat dalam satu tahun.

Seekor larva pengorek jagung Eropah sedang mencari makan di dapur jagung
Pengorek jagung Eropah (Ostrinia nubilalis). Kredit: Mariusz Sobieski melalui Bugwood.org

gelung kubis (Trichoplusia ni)

Larva rama-rama ini menyerang kubis dan tanaman yang serupa, dan dipanggil "gelung" kerana pergerakan gelung tertentu yang mereka lakukan semasa merangkak. Seperti pengorek jagung Eropah, orang dewasa bertelur di bahagian bawah daun yang kemudian dimakan oleh larva mengakibatkan kerosakan yang ketara.

Gambar dekat larva gelung kubis pada daun
gelung kubis (Trichoplusia ni). Kredit: Alton N. Sparks, Jr., Universiti Georgia melalui Bugwood.org

Apakah kebaikan dan keburukan menggunakan Bacillus thuringiensis?

Kelebihan

Kawalan perosak yang disasarkan:

Manfaat Bacillus thuringiensis bermakna ia telah meningkat menjadi salah satu (jika bukan yang paling banyak) biopestisid yang digunakan di seluruh dunia. Menurut Agensi Perlindungan Alam Sekitar, Bacillus thuringiensis menawarkan kawalan perosak yang disasarkan ke atas pelbagai spesies berbahaya sementara secara relatifnya tidak berbahaya kepada manusia, haiwan dan serangga bukan perosak. Aktiviti khusus ini dimungkinkan oleh cara tindakannya melalui penghasilan toksin cry.

Mesra alam:

Bacillus thuringiensis ialah mikrob semulajadi dalam tanah dan air. Ini bermakna ia boleh terbiodegradasi sepenuhnya dan tidak menyebabkan kerosakan kepada alam sekitar seperti racun perosak kimia. Pendekatan yang disasarkan bermakna ia tidak menyebabkan kehilangan kepelbagaian biologi, kesan buruk biasa racun perosak kimia. Tambahan pula, kecekapannya dalam menangani perosak bermakna ia telah menggantikan racun perosak kimia dalam banyak keadaan. Ini meningkatkan lagi kesan positif yang Bacillus thuringiensis ada pada alam sekitar.

Pelbagai strain:

Bacillus thuringiensis boleh didapati dalam strain yang berbeza yang mengembangkan keupayaannya untuk menyasarkan perosak yang berbeza.

Kekurangan

Kos:

Produk yang menggunakan Bacillus thuringiensis boleh lebih mahal daripada racun perosak kimia dalam beberapa keadaan. Ini bermakna bahawa mereka mungkin bukan pilihan yang berdaya maju sebagai rawatan kendiri. Walau bagaimanapun, menggunakannya dalam sistem pengurusan perosak bersepadu mungkin terbukti lebih menjimatkan kos.

Rintangan:

Penggunaan jangka panjang Bacillus thuringiensis terhadap perosak tertentu telah menyebabkan perosak tersebut mengembangkan daya tahan untuk menangis toksin. Ini boleh menyebabkan kehilangan semula tanaman atau defoliasi dalam hutan. Penyelesaian kepada rintangan perosak termasuk bertukar kepada yang lain Bacillus thuringiensis jenis yang menggunakan toksin tangis yang berbeza, atau kepada biopestisid lain dengan cara tindakan yang berbeza.

Kesimpulan dan arah masa depan

Bacillus thuringiensis memainkan peranan penting dalam kawalan perosak moden. Ia menyediakan alat yang berkesan dan mesra alam terhadap banyak perosak yang merosakkan dalam pertanian dan perhutanan. Cara tindakannya yang disasarkan bermakna ia boleh menyerang perosak seperti ulat tunas cemara, rama-rama gipsi, pengorek jagung Eropah, dan gelung kubis, tanpa membahayakan serangga, hidupan liar dan manusia yang bermanfaat. Ciri-ciri ini membuat Bacillus thuringiensis alat berkuasa dengan kelebihan ketara berbanding racun perosak kimia bukan spesifik yang berbahaya. Walaupun manfaat ini, cabaran seperti rintangan dan keperluan kos boleh menjadi isu apabila menggunakan Bacillus thuringiensis, walaupun pelbagai jenis Bacillus thuringiensis menyediakan serba boleh sebagai penyelesaian kepada rintangan. Akhirnya, bakteria ini kekal penting untuk membantu petani dan melindungi tanaman mereka dan memaksimumkan hasil sambil meminimumkan kesan terhadap kesihatan manusia dan alam sekitar.

Untuk mendapatkan maklumat lanjut tentang penyelesaian mesra alam terhadap perosak, anda boleh merujuk kepada Sumber Portal BioProtection CABI. Untuk mengetahui lebih lanjut tentang pelbagai jenis kawalan biologi, termasuk nematod, lawati halaman khusus kami di jenis kawalan biologi.

Kongsi halaman ini

Related articles

Adakah halaman ini membantu?

Kami memohon maaf halaman tidak bertemu dengan anda
jangkaan. Sila beritahu kami caranya
kita boleh memperbaikinya.