Bioinsecticidas: Bioinsecticidas: Bacillus sp. Bacillus sp. como larvicida de como larvicida de Anopheles sp.Anopheles sp.

Docente:Docente:Alumnos :Alumnos :

Universidad Nacional Universidad Nacional “Pedro Ruiz Gallo”“Pedro Ruiz Gallo”

Microbiología Industrial

MSc. Carmen Carreño FarfánMSc. Carmen Carreño FarfánRómulo Aycachi IngaRómulo Aycachi IngaCinthya Paz AcuñaCinthya Paz Acuña

Lambayeque – 2007

Bioinsecticidas: Bioinsecticidas: Bacillus Bacillus sp.sp. como larvicida de como larvicida de

Anopheles sp.Anopheles sp.

Por: Aycachi Inga RómuloPor: Aycachi Inga Rómulo

Paz Acuña CinthyaPaz Acuña Cinthya

Generalidades:Generalidades:

• 1915, Berliner aisló una bacteria bacilar de larvas enfermas de la palomilla del Mediterráneo.

• Bacilus thuringiensis (Bt), produce cristales con actividad insecticida.

• 1954, relación entre la ingestión de los cristales de la bacteria y parálisis intestinal del insecto.

• En base a sus antígenos flagelares: 24 serotipos H y 33 variedades.

• 1977, se aisló una variedad de Bt con actividad larvicida sobre géneros Anopheles, Culex y Aedes. (var. israelensis).

• Desarrollo de bioinsecticidas contra Dipteros transmisores de enfermedades (paludismo o malaria, fiebre amarilla, dengue).

• Otros controladores biológicos (pez larvívoro Gambusia affinis, nemátodos Rabdítidos y Mermítodos, protozoarios parásitos Epystilis, Vorticella, hongos entomopatógenos Beauverva, Entomophora, Metarrhizium, Coelelomyces; virus parásitos de insectos: poliedrosis nuclear, iridiscentes.

• Entre las bacterias: Bacillus popilliae (insectos vivos), B. sphaericus, B. thuringiensis (específico para dípteros).

El problema:El problema:• Paludismo: o malaria, sus

vector dípteros hembras del género Anopheles. Agente etiológico Plasmodium vivax. Para su control años 50 DDT.

• Dengue: virosis humana causada por 4 serotipos de flavovirus. Endémico en áreas tropicales y subtropicales. Vector Aedes aegypti, actualmente A. albopictus (dengue Asia).

• Fiebre amarilla: causado por serotipos de flavivirus. Enfermedad selvática que se cree que se inició en África y luego se diseminó por latinoamérica. Vector A. aegypti.

Aedes Aedes aegyptiaegypti

Anopheles Anopheles sp.sp.

Ciclo de vida de Aedes sp.Ciclo de vida de Aedes sp.

La falla del control químico:La falla del control químico:• Después de la segunda

guerra Mundial desarrollo de insecticidas.

• Arsenato de plomo, derivados del petróleo, insecticidas naturales (piretroides).

• Aislado por primera vez en Alemania 1874, en 1939 Paul Müller identificó al DDT (dicloro difenil tricloro etano) como un potente veneno que afecta el sistema nervioso de insectos.

• Fue usado ampliamente en todas las partes del mundo con excelentes resultados.

• A partir de las décadas del 50’ y 60’ se detectaron los primeros problemas: insectos resistentes y brotes secundarios de plagas distintas a las cuales se trató.

• El aumento de la dosis trajo otros problemas: residualidad tóxica en humanos, ganado y vida silvestre, contaminación de agua, aire, suelo.

La solución: el control biológicoLa solución: el control biológico• Patógenos obligados: Bacillus popillae y B. larvae, este

grupo es específico para un hospedero y no crecen en medio de cultivo artificial.

• Bacillus formadores de esporas y cristales: como B. sphaericus y B. thuringuiensis var. israelensis. Su principal característica es la síntesis de toxinas de naturaleza proteica con acción tóxica intestinal contra larvas de dípteros (mosquitos).

• Patógenos facultativos: Pseudomonas aeruginosa, Achromobacter spp y Serratina mercences. Tienen uno o varios hospederos de la misma especie de insecto al que infectan. Su capacidad potencial como patógeno en humanos los excluye como una alternativa segura.

• OMS desde 1984 seleccionó a B. sphaericus y B. thuringuiensis var. israelensis (H14).

Maíz transgénicoMaíz transgénico

Grupo Organismo Producto País

Virus

Virus de la Poliedrosis Nuclear

Elcar E.U

Gypchek E.U

Manestrin Bulgaria

Monisarmio-virua Finlandia

TM-Buocontrol E.U

Virox Inglaterra

Menestrin* Francia

Spodeterin* Francia

VPN 80 Guatemala

VPN 82 Guatemala

Virus de la Poliedrosis Citoplasmática

Hifantrin Bulgaria

VPC Japón

Grupo Organismo Producto País

Bacterias

Bacillus popillaeDoon E.U

Japademic E.U

Milky Spore E.U

Bacillus spahericusABG-6185 E.U

2362* Bélgica

   

Bacillus thuringiensis 

Dipel E.U

Javelin E.U

Thuricide E.U

Bactospeine Bélgica

Bathurin Checoslovaquia

Bacillan Polonia

Thuridán Polonia

Thurindhgin Rumania

Kturintoks Rumania

Biotrol E.U

Backtutal Bosinia

M-1 E.U

Foil E.U

Larvo-Bt. E.U

Biobit Dinamarca

Bactimos E.U

Teknar E.U

Vectobac E.U

Bacillus thuringiensisBacillus thuringiensis var var israelensisisraelensis

• Bacilo Gram positivo, aerobio, esporógeno y heterótrofo.

• Ciclo de vida de dos fases: vegetativa y esporular.

• En fase esporular se forman cristales (delta-endotoxina) que pueden alcanzar hasta el 30% de su peso seco.

• La delta-endotoxina tiene propiedades insecticidas en lepidópteros (mariposas), coleópteros (escarabajos) y dípteros (mosquitos).

• Genes plasmídicos responsables de la formación de las endotoxinas.

• Determinacion taxonómica: Ag flagelares (H), pruebas bioquímicas (catalasa, reducción de nitratos, hidrólisis de caseína)

• 24 serotipos y 33 variedades.

Forma vegetativa de BtForma vegetativa de Bt

Forma esporular BtForma esporular Bt

Espora tóxica de B. thuringiensisCristales tóxicos formados por

B. thuringiensis

No. Serotipo Variedad

1 H 1 thuringiensis

2 H 2 finitimus

3 H 3ª alesti

4 H 3a, 3b kurstaki

5 H 4a, 4b sotto

6 H 4a, 4b dendrolimus

7 H 4a, 4c kenyae

8 H 5a, 5b galleriae

9 H 5a, 5c canadensis

10 H 6 subtoxicus

11 H6 entomocidus

12 H 7 aizawai

13 H 8a, 8b morrizoni

14 H 8a, 8c ostrinidae

15 H 8b,8d nigeriensis

16 H 9 tolworthi

17 H 10 darmstadiensis

18 H 11a, 11b toumanoffi

19 H 11a, 11c kyussshuensis

20 H 12 thompsoni

21 H 13 pakistani

22 H 14 israelensis

23 H 15 dakota

24 H 16 indiara

25 H 17 tohokuensis

26 H 18 kumanotoensis

27 H 19 tochigiensis

28 H 20a, 20b yunnanensis

29 H 20a, 20C pondicheriensis

30 H 21 colmeri

31 H 22 shandongiensis

32 H 23 leonensis

33 H 24 japonensis

EcologíaEcología

• Suelo de bosque, selvas, sabanas, desiertos.

• La espora sobrevive por varios años, al encontrar condiciones favorables germina y empieza su fase vegetativa.

• Reproducción en graneros (epizootias), se reporta miles de insectos muertos por sus cristales.

Toxinas y mecanismos de acciónToxinas y mecanismos de acción• Cristal formado no es tóxico en su totalidad.• Está dividido en regiones o subunidades de

proteína, las cuales tienen actividad enzimática proteolítica similar a la tripsina del insecto.

• Ingestión de cristales y esporas, interacción con el intestino.

• Daño de células epiteliales de pared intestinal (vacualización celular, hinchamiento, lisis).

• Insecto muere en menos de una hora o en varios días (depende de la dosis ingerida).

• pH 7 estimula su germinación.

Efecto tóxico de BtEfecto tóxico de Bt