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Jun 07, 2023

황열병 모기 Aedes aegypti (L.) 유충의 Bacillus thuringiensis 품종 israelensis에 의한 해부학적 손상이 마이크로로 밝혀졌습니다.

과학 보고서 13권,

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 8759(2023) 이 기사 인용

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단일 거리 위상 검색 알고리즘 위상 대비를 사용하는 마이크로 컴퓨터 단층 촬영 기술을 사용하여 Bti 치료 후 Aedes aeqypti 네 번째 instar 유충의 연조직에 대한 향상된 렌더링 이미지를 재구성했습니다. 기존의 현미경, 광학 또는 전자 현미경을 기반으로 한 이전 간행물과 달리 주로 조직학적 섹션의 형태로 부분 연구로 제한되었습니다. 여기서는 Bti가 곤충의 전체 내부 해부학에 미치는 영향을 처음으로 보여줍니다. . 3D 렌더링 이미지를 사용하여 조직과 기관에 박테리아가 미치는 영향을 단면뿐만 아니라 전체적으로 연구할 수 있었습니다. 우리는 건강한 유충의 해부학적 구조를 Bti에 노출된 후(30분, 1시간, 6시간 동안) 유충이 겪은 변화와 비교하고 Bti가 생성하는 진행성 손상을 관찰했습니다. 장세포의 점진적인 팽창, 상피의 두꺼워짐, 액포 공간의 증가 및 최종적으로 세포 용해로 인해 중장 벽에 구멍이 생기는 중장 상피의 손상이 확인되었습니다. 동시에, 유충은 운동성을 변화시켜 표면으로 올라가서 표면 장력을 깨고 호흡하기 위해 호흡 사이펀을 적절하게 배치하는 것을 어렵게 만들었습니다. 내부적으로는 삼투압 충격 현상이 관찰되어 단면 모양이 변형되어 큐티클과 내부 구조 사이에 넓은 내부 공간이 나타나고 기관 트렁크가 점진적으로 붕괴되는 현상이 발생했습니다. 종합해 보면, 이러한 결과는 앞에서 언급한 소화관 상피의 파괴로 인한 기아가 아니라 적절한 영양 결핍으로 인한 질식에 더해 시너지적이고 치명적인 다인자 과정으로 인해 유충이 사망했음을 나타냅니다. 가스 교환.

Bacillus thuringiensis(Bt)는 1901년 이시와타 시게타네(Shigetane Ishiwata)가 소위 "소토병"(급성붕괴병)의 원인을 조사하던 중 죽은 누에 유충에서 박테리아를 분리한 사람에 의해 처음 발견되었습니다. 그는 박테리아의 이름을 Bacillus sotto1로 명명했습니다. 몇 년 후 Ernst Berliner는 튀링겐(Thuringia)의 제분소에서 발견된 죽은 지중해 밀가루 나방 유충으로부터 관련 계통을 분리한 후 적절하게 B. thuringiensis 박테리아라는 이름을 붙였습니다. 이 저자는 또한 결정화된 Bt 독소 용액이 특정 작물 해충에 대해 매우 효과적이라는 것을 관찰했습니다2,3,4.

Bt는 전 세계적으로 테스트된 모든 생태계에서 발견되는 그람 양성 포자 형성 박테리아입니다5. 포자형성 동안 Bt 균주는 많은 곤충에 독성이 있는 부포자체로서 δ-내독소라고 불리는 결정(Cry) 및 세포용해(Cyt) 단백질 독소를 합성합니다6,7. 곤충 유충이 이러한 단백질 결정을 섭취하면 중장의 알칼리성 환경에 의해 용해되고 프로톡신은 소화 효소에 의해 활성화되어 소화관 세포막에 구멍을 만들어 곤충에게 치명적인 결과를 초래하는 것으로 나타났습니다. : 참고문헌 8,9.

살충제로서 Bt의 최초 상업적 생산은 1938년 프랑스에서 보고되어 "Sporéine"이라는 이름으로 판매되었으며, 이후 첨단 제품 개발에 Bt의 사용이 지속적으로 증가해 왔습니다10. 누에 유충(Bombyx mori)과 Bt 아종 sotto의 계통을 사용하는 Angus는 Cry 독소가 주요 살충제임을 최초로 증명했으며11 이후 장 상피가 δ의 작용 부위임을 입증했습니다. -내독소12. 요즘 Cry 단백질은 다양한 곤충 목의 다양한 종과 진드기 및 선충과 같은 기타 무척추동물을 표적으로 삼기 위해 테스트되었습니다13. 자연에서 무차별적인 Bt 방출로 인해 생태계에 장기적인 영향을 미칠 위험이 있는지에 대한 오랜 논란이 있지만14,15,16 Bt 제품은 특이성과 생분해성을 고려할 때 화학 살충제보다 훨씬 더 나은 대안으로 간주됩니다. .