Novel insecticidal proteins from Bacillus thuringiensis (Berliner)
Bacillus thuringiensis (Bt) es una bacteria Gram positiva, ubicua y esporulante capaz de sintetizar proteínas con actividad insecticida específicas contra una gran variedad de insectos durante la esporulación (Cry y Cyt) y el crecimiento vegetativo (Vip y Sip). Estas proteínas han convertido a Bt en...
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2013 |
| País: | España |
| Institución: | Universidad Pública de Navarra |
| Repositorio: | Academica-e. Repositorio Institucional de la Universidad Pública de Navarra |
| OAI Identifier: | oai:academica-e.unavarra.es:2454/56044 |
| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/2454/56044 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Bacillus thuringiensis Proteínas insecticidas |
| Sumario: | Bacillus thuringiensis (Bt) es una bacteria Gram positiva, ubicua y esporulante capaz de sintetizar proteínas con actividad insecticida específicas contra una gran variedad de insectos durante la esporulación (Cry y Cyt) y el crecimiento vegetativo (Vip y Sip). Estas proteínas han convertido a Bt en una alternativa a los insecticidas químicos eficaz y respetuosa con el medioambiente. Esta tesis doctoral se ha enfocado a la búsqueda y aislamiento de genes aún no descritos que codifican para proteínas insecticidas a partir de una colección Bt exclusiva de la Universidad Pública de Navarra (Pamplona, España). Con este objetivo, 500 cepas Bt de la colección procedentes de las Islas Canarias y de la Península Ibérica fueron analizadas mediante una combinación de técnicas basadas en PCR-RFLP con cebadores degenerados apropiados para la detección tanto de genes vip1/vip2 como de genes vip3. De este modo, se detectaron dos variantes del gen vip3A (vip3Aa45 y vip3Ag4), además de una nueva subfamilia de genes designados vip3C por el Comité de Nomenclatura de Toxinas Bt. Las proteínas Vip3Aa45 y Vip3Ag4 fueron expresadas en E. coli y se demostró que tienen un elevado potencial insecticida contra especies plaga de lepidópteros tales como Lobesia botrana (valores de CL50 aproximadamente 1–2 μg/ml) y Spodoptera littoralis (CL50 aproximadamente 20 ng/cm²). Vip3Ca3 fue también expresada en E. coli y, aunque demostró no ser tan efectiva como otras proteínas Vip3, incrementa la batería de proteínas insecticidas disponibles para el diseño de estrategias de manejo de resistencias de plagas a Bt. Las cepas Bt Hu4Q2 y LEAPI01, previamente descritas como tóxicas para lepidópteros, fueron completamente secuenciadas de novo mediante la tecnología de secuenciación masiva de nueva generación (NGS) Illumina. Las secuencias preliminares obtenidas poseían secuencias codificantes de proteínas insecticidas tales como cry1Ia, cry9Ea y vip3Ca2 (cepa Hu4Q2), y cry1Aa, cry1Ca, cry1Da, cry2Ab, cry9Ea, dos variantes del gen cry1Ia y un gen vip3Aa (cepa LEAPI01). Además, las cepas H1.6 y H26.2 también fueron secuenciadas debido a que en la búsqueda inicial demostraron contener secuencias codificantes de genes noveles vip1/vip2. Las secuencias preliminares obtenidas demostraron poseer varios genes completos que codifican en su mayoría para proteínas insecticidas noveles pertenecientes a diferentes familias: cinco proteínas Cry de tres dominios, nueve proteínas Cry sin tres dominios (tipo Mtx, Bin y otras Cry relacionadas), tres Cyt, diez proteínas vegetativas insecticidas Vip1/Vip2 y una Sip1A. Los genes vip1/vip2 y sip1A (cepa H26.2) fueron expresados en distintos huéspedes heterólogos como Bacillus megaterium y E. coli, respectivamente, aunque de momento no han demostrado poseer actividad tóxica contra las especies analizadas (tres especies de coleópteros y siete de lepidópteros). Finalmente, una proteína Cry novel (cepa H1.5), inicialmente denominada Cry89 y expresada en E. coli, resultó ser muy tóxica contra la especie de pulgón Myzus persicae, con una CL50 de tan solo 32,7 μg/ml, el valor más bajo obtenido hasta la fecha para una proteína Cry activa contra una especie de hemíptero plaga. Los resultados y datos producidos en este estudio son científicamente relevantes y pueden utilizarse en el diseño de nuevos formulados insecticidas y en la construcción de plantas transgénicas resistentes a insectos. |
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