Характеристика штаммов Brevibacillus laterosporus и продуцируемых ими биологически активных соединений

• Автор: Зубашева, Маргарита Владимировна
• Шифр специальности: 03.02.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 177 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Е ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
ЕЕ Энтомопатогенные бациллы, активные против представителей Diptera
Е2. Brevibacillus laterosporus
Е2.Е История открытия и таксономия
Е2.2. Дифференциально-диагностические признаки
1.2.3. Энтомопатогенные свойства
1.2.4. Биологически активные соединения и факторы патогенности
1.2.5. Генетическое разнообразие внутри вида
1.3. Bacillus thuringiensis
1.3.1. Таксономическая характеристика и классификация Bacillus
thuringiensis
1.3.2. Токсинообразование Bacillus thuringiensis
1.3.2.1. Характеристика и классификация ларвицидных 8-эндотоксинов Bacillus thuringiensis
1.3.2.2. Молекулярная организация и способ биологического действия 5-эндотоксинов
1.3.2.3. Характеристика Vip-токсинов Bacillus thuringiensis
1.4. Энтомопатогенные бациллы Bacillus sphaericus
1.4.1. Таксономия, классификация и дифференциально-диагностические признаки ларвицидных штаммов Bacillus sphaericus
1.4.2. Токсинообразование Bacillus sphaericus
1.4.2.1. Mtx-токсины Bacillus sphaericus
1.4.2.2. Кристаллические токсины Bacillus sphaericus
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Характеристика энтомопатогенных штаммов В. laterosporus
3.1.1. Культурально-биохимические свойства
3.1.2. Морфологическая харатеристика

3.2. Инсектицидная активность штаммов В. Ыегохрогт
3.3. Ларвицидая активность кристаллообрзующих штаммов В. Шегозрогш
3.3.1. Оптимизация условий споро- и кристаллообразования ВЪ
3.3.2. Динамика синтеза и локализация ларвицидного фактора
3.3.3. Характеристика ларвицидных кристаллов В. Шегоярогия
3.3.4. Биоинкапсуляция ларвицидных токсинов Л. Ыегоърогт
3.4. Антагонистическая активность штаммов В. aterosporus
3.4.1. Спектр антагонистической активности
3.4.2. Антагонистическая активность в смешанной культуре
3.4.3. Характеристика антагонистических факторов ВС
3.4.3.1. Бактериоциногенный фактор
3.4.3.2. Антибиотический комплекс
3.5. Оценка гемолитической активности штаммов В. Шегоярогия
3.6. Осмотическая протекция гемолитической активности
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
В последние годы в связи с бурным развитием биотехнологии и задачами обеспечения экологических условий жизни и производства усиливается интерес к спорообразующим бактериям. Главными объектами фундаментальных и прикладных исследований на протяжении многих лет были бактерии Bacillus subtilis и Bacillus thuringiensis. Штаммы В. subtilis используются как продуценты ферментов и как пробиотики, бактерии В. thuringiensis и В. sphaericus являются практически уникальными продуцентами биологических средств защиты растений. Между тем, исследования последних лет свидетельствуют, что имеются бациллы, обладающие рядом ценных в прикладном смысле характеристик. Среди них важное место занимают бактерии Brevibacillus laterosporus (прежнее название - Bacillus laterosporus). Показано, что бациллы В. laterosporus (BL) способны к синтезу ферментов, инсектицидных факторов (Favret and Yousten, 1985; Rivers et al., 1991; Ruiu et al., 2006), продуцируют целый спектр антагонистических факторов, в том числе, обладающих антибактериальным эффектом (Gerard et al., 1999), фунгицидной и цианолитической активностями (Barsby et al., 2002), активностью против фито- и зоонематод и моллюсков (Singer at al., 1997; de Olivera et al., 2004; Huang et al., 2005; Bayon et al., 2007), применяют в качестве эффективных пробиотиков (Sanders et al., 2002; Desjardine et al., 2007; Сорокулова и др., 2007), в медицине (Youshida et al., 1991).
Одной из актуальных задач биотехнологии и экологии является развитие эффективных и экологически безопасных биологических методов борьбы с вредными насекомыми отряда Diptera. Насекомые отряда Diptera (комары родов Aedes, Anopheles, Culex и черные мушки Simulium vittatum) представляют собой существенную угрозу для здоровья людей во многих частях мира вследствие их способности переносить возбудителей серьезных инфекционных заболеваний, таких как малярия и лимфатический филяриоз, а также ряда вирусных инфекций (энцефалит, денге, онкоцерциоз и др.). Эти насекомые угрожают более чем трем миллиардам человек в тропических и субтропических регионах.
и кепуае (Donovan et al., 1988; Moar et al., 1994; Yamamoto, 1983). Они состоят из субъединиц 65 кДа и обладают токсичностью для личинок Lepidoptera и Diptera или только Lepidoptera. Плоские ромбоидные, квадратные или прямоугольные кристаллы (Burtseva et al., 1995; Hermstadt et al., 1986; Huger and Kreig, 1989) найдены у штаммов В. thuringiensis, активных против Coleopter а. Такие кристаллы состоят из субъединиц с молекулярной массой 70 кДа (Sekar et al., 1987; Hermstadt et al., 1987), которые не соединены между собой характерными для кристаллических белков В. thuringiensis дисульфидными связями (Bernhardt, 1986). Овоидные кристаллические комплексы, состоящие из включений различной электронной плотности и формы, не токсичные для личинок Lepidoptera, но токсичные для Diptera (Goldberg and Margalit, 1977; Tyrell et al., 1981), формируют штаммы В. thuringiensis подвидов israelensis (Federici et al., 1990), morrisoni (Padua et al., 1980; Ibarra and Federici, 1986b), jegathesan (Kawalek et al., 1995), higo (Ohba et al., 1995), darmstadiensis, shandongiensis, canadiensis (Ishii and Ohba, 1993), medellin (Orduz et al., 1992), kyushuensis (Held et al., 1990) и galleriae (Ahmad et al., 1989). Основными компонентами таких кристаллов являются белки 27-29, 65-70 и 130-135 кДа (Federici et al., 1990; Ibarra and Federici, 1986b; Lee et al., 1985; Pfannestiel et al., 1984). Низкомолекулярные гидрофобные белки 27-29 кДа (cyZ-белки) обладают слабой ларвицидной (Chilcott et al., 1998) и высокой цитотоксической активностью против различных клеток позвоночных и беспозвоночных животных, включая эритроциты млекопитающих (Koni and Ellar, 1994; Guerchicoff et al., 2001). Совместное действие cyt- и cry-белков значительно усиливает инсектицидную активность кристаллических комплексов москитоцидных штаммов как В. thuringiensis, так и В. sphaericus (Wirth et al., 2001).
Входящие в состав кристаллов 5-эндотоксины, синтезируемые разными штаммами В. thuringiensis, различаются по величине и типу и каждый тип кристаллического белка характеризуется определенным диапазоном чувствительных насекомых. Первая классификация кристаллических 5-эндотоксинов В. thuringiensis была основана на их инсектицидных и молекулярных свойствах (Höfte and Whiteley, 1989). Разные Cry-белки объединялись в классы