Novel Bacillus thuringiensis cry genes and their insecticidal potency against Coleoptera
Consultable a partir de
2025-01-17
Fecha
2020Versión
Acceso embargado 5 años / 5 urteko bahitura
Tipo
Tesis doctoral / Doktoretza tesia
Impacto
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nodoi-noplumx
|
Resumen
Bacillus thuringiensis (Bt) se distingue de otras bacterias del género Bacillus por su
capacidad de sintetizar d-endotoxinas (Cry y Cyt) que característicamente se
agregan formando uno o más cristales paraesporales. Todas estas proteínas han
sido clasificadas en distintas familias las cuales tienen actividad contra insectos
de distintos órdenes, incluido el orden Coleoptera. En esta tesis doc ...
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Bacillus thuringiensis (Bt) se distingue de otras bacterias del género Bacillus por su
capacidad de sintetizar d-endotoxinas (Cry y Cyt) que característicamente se
agregan formando uno o más cristales paraesporales. Todas estas proteínas han
sido clasificadas en distintas familias las cuales tienen actividad contra insectos
de distintos órdenes, incluido el orden Coleoptera. En esta tesis doctoral se ha
realizado una revisión actualizada de todas las proteínas insecticidas, que
produce Bt, para las cuales se ha descrito actividad contra especies del orden
Coleoptera. El objetivo de la tesis ha sido realizar una búsqueda de nuevos genes
cry con la finalidad de aumentar la batería de toxinas Bt disponibles para el
control de las plagas causadas por coleópteros. Dicha búsqueda se ha centrado
en dos cepas Bt, seleccionadas en un screening previo, para lo cual se abordó la
secuenciación masiva del DNA genómico de cada una de ellas.
El contenido génico de la cepa BM311.1 reveló la presencia un gen nuevo cry7
que codificaba para una proteína que se denominó Cry7Aa2 por compartir una
identidad del 98% con la proteína Cry7Aa1 previamente descrita. A pesar de esta
elevada identidad, estas dos proteínas mostraron diferencias en su actividad
contra larvas de Leptinotarsa decemlineata. Mientras que la proteína Cry7Aa1 solo
es tóxica cuando el cristal ha sido previamente solubilizado in vitro, la proteína
Cry7Aa2 es tóxica directamente tras ser ingerida en forma de cristal. Esto
representa una clara ventaja práctica de Cry7Aa2, con vistas a su utilización como
bioinsecticida, mientras que ambas son igualmente útiles para la obtención de
plantas transgénicas resistentes frente a L. decemlineata.
Los resultados de este trabajo son científicamente relevantes y pueden ser
utilizados para el diseño de nuevas estrategias para el control de plagas de
insectos, ya sea creando nuevos bioinsecticidas o construyendo nuevas plantas
transgénicas. [--]
Bacillus thuringiensis (Bt) is distinguished from other bacteria of the genus Bacillus
for its ability to synthesize d-endotoxins (Cry and Cyt) that characteristically
aggregate forming one or more parasporal crystals. All these proteins have been
classified into different families which have activity against insects of different
orders, including the order Coleoptera. In this doctoral thesis ...
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Bacillus thuringiensis (Bt) is distinguished from other bacteria of the genus Bacillus
for its ability to synthesize d-endotoxins (Cry and Cyt) that characteristically
aggregate forming one or more parasporal crystals. All these proteins have been
classified into different families which have activity against insects of different
orders, including the order Coleoptera. In this doctoral thesis, an up-to-date
review of all the insecticidal proteins produced by Bt has been carried out, for
which their activity against coleopteran species has been described. The aim of
the thesis was to initiate a search for new cry genes in order to increase the
number of Bt toxins available for the control of pests caused by Coleoptera. This
study has been focused on two Bt strains, selected in a previous screening, for
which sequencing of their genomic DNA was performed.
The gene content of strain BM311.1 revealed the presence of a new cry7 gene that
was named cry7Aa2 since it shared a 98% identity at the amino acid level with
the previously described Cry7Aa1 protein. Despite this high identity, these two
proteins showed differences in their activity against Leptinotarsa decemlineata
larvae. While the Cry7Aa1 protein was only toxic when the crystal had been
previously solubilized in vitro, the Cry7Aa2 protein showed toxicity directly after
being ingested as a crystal. This represents a clear practical advantage of Cry7Aa2
over Cry7Aa1 towards its use as a bioinsecticide, while both are equally useful
for obtaining transgenic plants resistant to L. decemlineata.
The results of this thesis are scientifically relevant and can be used to design new
strategies for the control of insect pests, either by creating new bioinsecticides or
by engineering new transgenic Bt-plants. [--]
Materias
Bacillus thuringiensis,
Coleoptera,
Proteínas insecticidas,
Toxinas Bt,
Genes cry,
Bacillus thuringiensis,
Coleoptera,
Insecticidal proteins,
Bt toxins,
Cry genes
Departamento
Universidad Pública de Navarra. Departamento de Agronomía, Biotecnología y Alimentación /
Nafarroako Unibertsitate Publikoa. Agronomia, Bioteknologia eta Elikadura Saila
Programa de doctorado
Localización
Entidades Financiadoras
Beca de formación de personal investigador de la Universidad Pública de Navarra (autor, adscrito a los proyectos AGL 2015-70 584-C2-2-R y RTI 2018-095 204-B-C22).