BACILLUS THURINGIENSIS ISRAELENSIS ETKI MEKANİZMASI

BACILLUS THURINGIENSIS ISRAELENSIS ETKI MEKANİZMASI
Mikrobiyal pestisitler grubundan olan.
Bacillus thuringiensis subsp. İsraelensis Endospor oluşturan aerobik bakterilerdendir.Sucul habitatlarda ve topraklarda doğal olarak bulunur Bacillus thuringiensis israelensis (Bti ) serotip H14 ilk olarak İsrail’in Negev Çölü’nde bir su birikintisindeki ölmüş sivrisinek larvalarından izole edilmiştir.
Bacillus thuringiensis Israelensis bakterisi, gözenek oluşturucu,üç Cry ve bir Cyt endotoksinler olarak adlandırılan larva öldürücü etkiye sahip protein kristalleri üretir.
BTI formüasyonları,Sporlaştırılmış bakteri hücresinin stoplazmasında bulunan larva öldürücü parasporal özellikte Cry ve cyt protein krstallerinden oluşmaktadır.
Bu toksinlerin etkisi; Sivrisinek (Anofel,Culex,Aedes)Similium,Chronomide larvalarına karşı Spesifiktir.
Hem Cry hem de Cyt, larva ölümüne neden olan epitel orta bağırsak hücrelerini yok eden gözenek oluşturucu toksinlerdir. Cyt toksinleri doğrudan zar lipidlerine bağlanırken Cry toksinleri çeşitli protein reseptörlerine bağlı olduğundan, farklı etki biçimlerine sahip farklı toksinlerin üretimi kilit bir özelliktir.

BTİ Biyolojik mücadele ürünlerinin en yaygını ve dünya üzerinde en çok kabul görenidir
BTI’nin Toksik etki modu: Etki biçimindeki toksisite ve özgüllük, bakteri sporülasyonu sırasında üretilen dört toksinin toksin karışımı ile ilgilidir: üç Cry toksini (Cry4Aa, Cry4Ba ve Cry11Aa) ve bir Cyt toksini (Cyt1Aa) (Ben-Dov, 2014 ; Vachon ve diğerleri, 2012). Yuttuktan sonra, Bti kristalleri alkali larva orta bağırsakta çözünür hale gelir ve burada in vivo olarak orta bağırsak proteazları tarafından toksinlere aktive edilir (Şekil 1). Bu aktivasyonun ardından toksinler, bağırsak hücrelerinin dış zarındaki spesifik reseptör bölgelerine bağlanır, oligomerize olur ve hücre zarlarında gözenekler oluşturur (Şekil 1).
Sivrisinek larva
1.Bti kristalleri sindirim sisteminin
alkali sıvısında çözünür.
2 . Uzun protein zincirleri salınır.
3 Protein zincirleri enzimler
tarafından parçalanır
4.Sindirim sistemi hücrelerine toksik
olan segmentler yapışır. Kanalı
5.Toksinin etkisi altında hücreler
şişmeye başlar.
6 Hücreler şişmeye ve zayıflamaya devam eder.
Sonunda, etkilenen hücreler, sindirim sıvılarının
vücut boşluğuna dolması ve böceğin kanının
ters hareketini üreten sindirim sisteminin
delinmesine neden olur.
7.Sindirim kanalının delinip patlaması larvanın
ölümüne neden olur

Genelde larvaların ölümü Bacillııs Thuringiensis israelensisin içrikli formülasyonların sindirim sistemine almmasından birkaç saat sonra gerçekleşir.
Yutulan miktara bağlı olarak, gözeneklerin oluşumu ile hızlı bir larva ölümü (dakikalar ila saatler) indüklenir ve sonuçta bağırsak bozulmasına yol açar (Ben-Dov, 2014; Bravo ve diğerleri, 2011; Vachon ve diğerleri, 2012). Toksinlerin önceki aktivasyonu, alkali durum ve orta bağırsak zarındaki reseptörlerin sayısı gibi çeşitli faktörlere bağlıdır ve bu da hedeflenen türlerin değişen duyarlılıklarına neden olur (Bravo ve diğerleri, 2007). Cry ve Cyt toksinlerinin önemli yapısal ve fonksiyonel farklılıkları vardır, örn. Cyt toksini, Cry toksinlerinin toksisitesini arttırır ve en önemlisi, böcek direncinin gelişmesini engeller (Pardo-López ve diğerleri, 2013; Soberón ve diğerleri, 2013; Wirth ve diğerleri, 2005). Bireysel toksinlere karşı direnç gelişimi mümkün iken (Stalinski ve ark., 2014; Wirth ve ark., 2012), sahada toksin karışımına direnç gözlenmemiştir (Becker ve ark., 2018; WHO, 2005) . Sivrisinek kontrolünde, larvisit sporlar ve toksin içeren kristallerin bir karışımı olarak aktif
bileşen Bti’yi (suşu AM 65-52) içeren formülasyonlar halinde uygulanır veya püskürtülür (Şekil 1). Bireysel kristallerin kalıcılığı değişir ve çevreye bağlıdır, oysa hareketsiz kristaller böcek öldürücü aktiviteyi üç haftaya kadar koruyabilir (Boisvert ve Boisvert, 1999; Ohana ve diğerleri, 1987; Sheeran ve Fisher, 1992; Tetreau ve diğerleri, 2012). Bakterinin uzun ömürlü bileşenleri olan sporlar, sürekli uygulamalardan aylar veya yıllar sonra hala tespit edilebilmektedir (Duchet ve diğerleri, 2014; Guidi ve diğerleri, 2011; Respinis ve diğerleri, 2006). Bu nedenle,
Almanya’da uygulanan Bti, canlı sporları veya hücreleri uzaklaştırmak ve de novo sporülasyonu ve sporların geri dönüşümünü önlemek için uygulamadan önce gama radyasyonu ile sterilize edilmelidir (Becker ve diğerleri, 2018; Melo-Santos ve diğerleri, 2009; Tilquin). ve diğerleri, 2008)

Bti’nin hareket tarzının ana adımları, kristallerin larvalar tarafından yutulmasını, orta bağırsakta çözünmelerini ve proteolitik olarak toksinlere dönüştürülen protoksinlerin salınmasını içerir. Daha sonra, bu aktive edilmiş toksinler orta bağırsak reseptörleri ile etkileşime girer, zarlara girerek hücre geçirgenliğine ve epitele zarar veren ozmotik lizise yol açan gözenek oluşumunu tetikler.
Toksinlerden etkilenen hücreler şişerek yırtılır,mide içeriğnin vücut boşluğuna dolması sonucu larva ölür.
BTİ, Tüm sivrisinek türlerine karşı,Bacillus sphaericus ,sentetik ve/veya biyokimyasal larvisitlere direnç geliştiği yerlerde etkilidir.
BTİ Hedef olmayan suda yaşayan omurgasızlar, böcekler,
balıklar, kuşlar, hayvanlar ve insanlar. İçme suyunda veya sulanan mahsullerde kullanım için güvenlidir. Bti’ye, algılanan düşük risk nedeniyle WHO tarafından tehlike derecesi verilmemiştir.
BTİ Protein kristalleri sadece sivrisinek ve similium larvalarının mide salgıları ile parçalanabilir.Dolayısıyla başka bir canlı türü bu ürünlerden etkilenmez.
Avantajları
• Sadece hedef canlı üzerinde etkin,seçici ürünlerdir.
• Çevre ve insan sağlığı üzerinde olumsuz etkisi sözkonusu değildir.
• Faydalı böcekler,arılar,kuşlar ve sucul organizmalara zararsızdır.
• Uygulayıcılar için güvenlidir.
• BTI ürünlere karşı direnç gelişmez(kimyasal ürünlerde direnç sözkonudur) ve kimyasal ürünlere direnç geliştiren larva türleri üzerinde de etkilidir.
• BTİ tarafından üretilen böcek öldürücü parasporal kristal, yaygın olarak Culicidae (sivrisinekler), Simuliidae (kara sinekler) ve Chironomidae (titrek sinekler) türlerinin larvalarını içeren seçici bir spektruma sahip dört ana protoksinden oluşur. Bti’nin en büyük avantajı, kırk yılı aşkın kullanımdan sonra, böcek öldürücü kristale karşı larva direnci kayıtları olmaksızın kanıtlanmış saha etkinliğidir
•
. Bti’ye Direnç
• Bugüne kadar, Bti bazlı ürünler 1982’den beri çoklu sivrisinek kontrol programlarında kullanılmasına rağmen, Bti’ye karşı böcek alan direncine dair bir
rapor bulunmamaktadır Bti kristalinden gelen insektisidal protoksinlerin sinerjik etki şekli, direnç gelişiminin eksikliğinin altında yatan anahtar faktör olarak kabul edilir. Dünya çapında Bti ile muamele edilmiş birkaç sivrisinek popülasyonundan Bti kristallerine karşı larva duyarlılığı değerlendirmeleri, mevcut larvisitlerin aktif bileşeni olan tüm kristallere karşı direnç olmadığını göstermiştir.
Cyt1Aa’nın diğer kristal bileşenler [ 29 ] için reseptör görevi gören bu benzersiz rolü, otuz yıldan fazla bir süredir kontrol programlarında kullanılmasına rağmen, Bti’ye karşı direnç seçiminin düşük potansiyeli için kilit bir unsurdur. Gerçekten de, daha sonra tartışılacağı gibi, larvaların tüm Bti kristaline [ 30 ] maruz kaldığında saha popülasyonlarında veya laboratuvar suşlarında tutarlı direnç vakaları kaydedilmemiştir . Tersine, Cry11Aa, Cry4Aa ve Cry4Ba gibi tekli Bti toksinleri kullanılarak yapılan seçim, Georghiou & Wirth [ 31 ] tarafından gösterildiği ve sonraki çalışmalarla desteklendiği gibi dirence yol açabilir [ 32 , 33 , 34 , 35 , 36 , 37]. Genel olarak, sürekli seçim baskısı altında Bti toksinlerine maruz kalmaya yanıt olarak larvaların gösterebileceği fizyolojik ve moleküler mekanizmalar pek araştırılmamıştır. Örneğin, bazı araştırmalar, Bti maruziyetinin , bazı kimyasal insektisitlere karşı metabolik direnci tetiklemekten sorumlu olan detoksifiye edici enzimlerin [ 38 , 39 , 40 ] aktivitesinde bir artış ile ilişkili olabileceğini iddia etmiştir . Bu enzimler, belirli insektisidal bileşikleri metabolize edebilir ve reseptörlere veya hedef bölgelere erişimlerini engelleyebilir ve temephos dahil sentetik insektisitlere dirençteki rolleri kapsamlı bir şekilde gösterilmiştir [ 41 , 42 ].
Aedes spp.’nin yayılması . dünya çapında, halihazırda işgal edilmiş olan bölgelerde [ 43 , 44 , 45 , 46 ] kalıcı kalıcılıklarına ek olarak , kontrol programlarının uygulanacağı yerel koşullara uyarlanmış kontrol ajanları ve stratejilerinden yararlanma ihtiyacını gösterir [ 47 ]. Sivrisineklerin yıl boyunca yoğun bir şekilde çoğaldığı tropik endemik bölgelerdeki kontrol eylemleri, ılıman bölgelerde sadece birkaç mevsimde gerçekleştirilen kontrol operasyonlarına kıyasla, daha yüksek bir uygulama sıklığı ve sonuç olarak larvisit kullanımının neden olduğu artan bir seçim baskısı içerir. yılın ayları. Bti kullanımının uzun vadeli deneyimleri Tropikal ülkelerde Aedes kontrolü hala çok azdır ve sadece üreme alanlarının geleneksel uygulamalar için değil, aynı zamanda invaziv öldürücü yumurta kapanları gibi yenilikçi yaklaşımlarla birlikte kullanımı için Bti kullanımında artan bir artış vardır [ 48 , 49 ] ve kentsel alanlarda mekansal ilaçlama [ 50 , 51 ]. Bu nedenle, bu çalışmanın ana amacı, bir Ae’de uzun süreli Bti maruziyetinin etkilerini değerlendirmekti . A.egypti detoksifiye edici enzimlerin ilgili profiline ek olarak, Bti ve diğer insektisidal bileşiklere (temephos/diflubenzuron) duyarlılığını zorlayın. Entegre kontrol eylemleri içinde Bti’nin rasyonel kullanımını teşvik etmek için Bti maruziyetinin uzun vadeli etkilerinin araştırılması gerekir.