Aktywność owadobójcza białek Vip3A Bacillus thuringiensis w stosunku do szkodników z rzędu Lepidoptera żerujących na roślinach
Loading...
Date
2014-05-29
Authors
Advisor
Editor
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Title alternative
Insecticidal activity of Bacillus thuringiensis Vip3A proteins against herbivorous pests of the order Lepidoptera
Abstract
Bakterie Bacillus thuringiensis są chorobotwórcze względem różnych grup bezkręgowców: pierwotniaków, roztoczy, nicieni oraz owadów. Patogenność tych drobnoustrojów w stosunku do owadów związana jest z działaniem czynników wirulencji, z których najważniejsze to delta-endotoksyny Cry i Cyt oraz białka Vip. Toksyny te są jednak nieszkodliwe dla kręgowców m. in. dla ludzi. Obecnie toksyny Cry wchodzą w skład komercyjnych bioinsektycydów.
W niniejszej pracy wyznaczono aktywność owadobójczą dwóch białek Vip (Vip3Aa1 i Vip3Aa35) względem owadów z rzędu Lepidoptera, będących szkodnikami lasów (Dendrolimus pini), sadów owocowych (Cydia pomonella) i upraw rolnych (Spodoptera exigua). Wartość LC50 została ustalona dla białek Vip w formie protoksyn oraz aktywowanych toksyn – stwierdzono zwiększoną toksyczność tej drugiej formy. Wykazano także wyższą aktywność Vip3Aa35 niż Vip3Aa1, pomimo dużego podobieństwa sekwencji aminokwasowej obydwu białek. Ponadto, określono toksyczność mieszaniny białek Vip i Cry, i stwierdzono synergizm w działaniu tych czynników wobec D. pini i S. exigua.
Badania wykazały dużą skuteczność toksyn Vip oraz mieszaniny białek Vip i Cry w działaniu owadobójczym. Pod względem toksyczności przewyższają one wielokrotnie białka Cry stosowane do tej pory w komercyjnych bioinsektycydach. Wskazuje to na dużą potencjalną przydatność tych preparatów do produkcji biologicznych środków ochrony roślin o wysokiej aktywności owadobójczej i szerokim spektrum działania.
B. thuringiensis are pathogens of various invertebrates: protists, mites, nematodes and insects. Insecticidal activity is attributed to virulence factors from which most important are Cry and Cyt delta-endotoxins as well as Vip proteins. These insecticidal factors are harmless towards vertebrates including humans. Nowadays Cry toxins are components of commercial bioinsecticides. In this work insecticidal activity of two Vip proteins (Vip3Aa1 i Vip3Aa35) was assessed towards lepidopteran insect pests of woodlands (Dendrolimus pini), orchards (Cydia pomonella) and crop fields (Spodoptera exigua). LC50 value was estimated for Vip protoxins and proteolytically activated toxins – the latter were more potent. It was demonstrated that Vip3Aa35 protein was more active towards insects than Vip3Aa1, despite high similarity of amino acid sequences between two toxins. Also in this work the toxicity of mixture containing both Vip and Cry proteins was evaluated – revealing synergism in insecticidal effect towards D. pini i S. exigua. In this work high insecticidal efficacy of Vip proteins as well as Vip and Cry mixtures was demonstrated. The potency of these factors surpass that of many Cry proteins used in commercial bioinsecticides. Vip toxins and mixtures containing Vip and Cry proteins have big potential usefulness in developing new bioinsecticides with higher potency and broad spectrum of susceptible insects.
B. thuringiensis are pathogens of various invertebrates: protists, mites, nematodes and insects. Insecticidal activity is attributed to virulence factors from which most important are Cry and Cyt delta-endotoxins as well as Vip proteins. These insecticidal factors are harmless towards vertebrates including humans. Nowadays Cry toxins are components of commercial bioinsecticides. In this work insecticidal activity of two Vip proteins (Vip3Aa1 i Vip3Aa35) was assessed towards lepidopteran insect pests of woodlands (Dendrolimus pini), orchards (Cydia pomonella) and crop fields (Spodoptera exigua). LC50 value was estimated for Vip protoxins and proteolytically activated toxins – the latter were more potent. It was demonstrated that Vip3Aa35 protein was more active towards insects than Vip3Aa1, despite high similarity of amino acid sequences between two toxins. Also in this work the toxicity of mixture containing both Vip and Cry proteins was evaluated – revealing synergism in insecticidal effect towards D. pini i S. exigua. In this work high insecticidal efficacy of Vip proteins as well as Vip and Cry mixtures was demonstrated. The potency of these factors surpass that of many Cry proteins used in commercial bioinsecticides. Vip toxins and mixtures containing Vip and Cry proteins have big potential usefulness in developing new bioinsecticides with higher potency and broad spectrum of susceptible insects.
Description
Wydział Biologii
Sponsor
Keywords
Bacillus thuringiensis, Vip, aktywność owadobójcza, insecticidal activity, bioinsektycydy, bioinsecticides, kontrola szkodników, pest management