Metin ÇABUK, Ivan GELBIC, Şeniz KISMALI, Ferit TURANLI

Bacillus thuringiensis var. tenebrionis' in Leptinotarsa decemlineata (Say.) (Coleoptera: Chrysomelidae) larvalarının ortabarsağına etki sürecinin histolojik yöntemlerle belirlenmesi

Bu çalışmada, gram pozitif bir bakteri olan Bacillus thuringiensis var. tenebrionis' in protein yapıdaki kristal formlarda olan insektisit etkili ö-endotoksinin etki mekanizması detaylandırılmaya çalışılmıştır. Patates böceği Leptinotarsa decemlineata (Say) (Coleoptera: Chrysomelidae)'nın son dönem larvalarına uygulanan bakterinin sindirim sisteminde oluşturduğu etkiler orta barsak hücreleri üzerinde izlenmiştir. Son döneme yeni geçmiş bir grup larva bakteri ırkının ticari formülasyonu Novodor FC ile önerilen dozda muamele edilmiş patates yaprakları ile beslenirken diğer grup kontrol bireylerini elde etmek amacıyla saf su uygulanmış yapraklarla beslenmiştir. Fiksasyonlar uygulamayı takip eden 12 saatlik dönemde 2 saatlik, sonraki 12 saatlik dönemde 6 saatlik periyotlarda yapılmıştır. Sonraki 24 saatte de fiksasyon süreleri 12 saate yükseltilmiştir. Fikse edilen örneklerden histolojik yöntemlerle hazırlanan preparatlardan izlenen sonuçlara göre bakterinin etkisi beslenmenin başlangıcını takip eden 2. saatin sonunda oluşmaya başlamıştır. 4. ve 6. saatler sonunda daha net görülebilen etki, izleyen 8, 10 ile 12. saatler de giderek yaygınlaşmış ve şiddetlenmiştir.Özellikle beslenmenin başlangıcından 12 saat sonra ve izleyen saatlerde ortabarsak hücrelerinde ve mikrovilar alandaki etkinin en üst seviyeye ulaştığı gözlemlenmiştir.

Determination of the steps in mode of action of Bacillus thuringiensis var. tenebrionis on the midgut of Leptinotarsa decemlineata (Say.) (Coleoptera: Chrysomelidae) larvae

The steps in mode of action of S-endotoxin with insecticidal efficacy produced by gram-positive bacteria Bacillus thuringiensis var. tenebrionis were described in details. Influences of the bacteria applied on last instars larvae of Colorado potato beetle, Leptinotarsa decemlineata (Coleoptera: Chrysomelidae) were observed on brush border membrane of midgut. A group of the fresh last instars larvae were fed with treated leaves by Novodor FC, commercial bacteria formulation, with recommended doses while other groups were being fed with treated leaves by distillated water. Fixations were done with two hours intervals at the first twelve hours after treatment. At following twelve hours fixations periods increased to six hours intervals and twelve hours intervals at following another twenty four hours. Effects of bacteria were evaluated from slides prepared by histological methods from the fixated samples. According to the results, first symptoms of effects of bacterial toxin on microvillus were observed after two hours from the beginning of feeding. Effects were becoming widespread and stronger at the end of four and six hours. In the samples taken following hours, effects were increased gradually and especially significant damages were detected on brush border membrane and midgut cells after twelve hours.

PDF

___

Apaydın, Ö., A. F. Yenidünya, Ş. Harsa & H. Güneş, 2005. Isolation and characterization of Bacillus thurlngiensis strains from different grain habitats in Turkey. World Journal of Microbiology & Biotechnology, 21: 285-292.
Bauer, L.S. & H. S. Pankratz, 1992. Ultrastructural effects of Bacillus thurlngiensis var. san diego on midgut cells of the cottonwood leaf beetle. Journal of Invertebrate Pathology, 60: 15-25
Billingsley, P. F., & M. J. Lehane, 1996. Structure and ultrastructure of the insect midgut. Lehane, M. J. and P. F. Billingsley (Ed.), Biology of the Insect Midgut. Chapman & Hall, 2-6 Boundary Row, London. First Edition, p. 3-31.
Carroll, J., Damme, J.-van., Boets, A., Rie, J.-van. & D. J. Ellar, 1997. Intramolecular proteolytic cleavage of Bacillus thurlngiensis Cry3A Delta- endotoxin may facilitate its coleopteran toxicity. Journal of Invertebrata Pathology, 70 (1): 41-49.
Cavados, C. F. G, S. Majerowicz, J. Q. Chaves, C. J. P. C. Araüjo-Coutinho & L. Rabinovitch, 2004. Histopathological and ultrastructural effects of 5-endotoxins of Bacillus thurlngiensis serovar israelensts in the midgut of Simulium pertinax larvae (Diptera: Simuliidae). Mem. Inst. Oswaldo Cruz. 99, no.5, pp.:493-498
Coyle, D. R., J. D. Mc Millin, S. C. Krause & E. R. Hart, 2000. Laboratory and field evaluations of two Bacillus thurlngiensis formulations, Novodor and Raven, for control of cottonwood leaf beetle (Coleoptera; Chrysomelidae). J. Econ. Entomol., 93 (3):713-720.
Escriche, B., N. De Decker, J. Van Rie, P. Steels & E. Van Kerkhove, 1997. Electrophysiological effects of 8-endotoxins on a cell model. International Molecular and Cell Physiology Conference on Ion Transportation and Regulation of Cellular Function Proceedings, Liverpool, U.K., March 15-16.
Griego, V.M., L.J. Fancher & K.D. Spence, 1980. Scanning electron microscopy of the disrubtion of Tobacco Hornworm, Manduca sexta, midgut by Bacillus thurlngiensis endotoxin. Journal of Invertebrate Pathology, 35: 186-189.
Huger, A. M., A. Krieg, G. A. Langenbruch & W. Schnetter, 1986. Discovery of a new strain of Bacillus thurlngiensis effective against Coleoptera. Mitteilungen aus der Biologischen Bundesanstalt fur Land und Forstwirtschaft, 233: 83-96.
Küpelioğlu A. A. & H. U. Pabuççuoğlu, 1995. Patoloji ve sitopatoloji laboratuvar teknikleri. Dokuz Eylül Üniversitesi Sağlık Hizmetleri Meslek Yüksekokulu Yayınları, Yayın No:3, İzmir, 121s.
Ozban, N. 1982. Mikropreparasyon Yöntemleri. İstanbul Üniversitesi Yayınları. Sayı: 2984, Fen Fakültesi Basım Evi, No: 170, 141 s.
Rausell, C, N. De Decker, I. Garcia-Robles, B. Escriche, E. Van Kerkhove, M. D. Real & A.C. Martinez-Ramirez, 2000. Effects of Bacillus thuringlensis toxins on the midgut of nun moth, Lymantrla monacha. Journal of Invertebrate Pathology, 75: 288-291.
Sekendiz, O. A., 1979. Entomoloji çalışmalarında histoloji laboratuvarı tekniği. Karadeniz Teknik Üniversitesi Basım Evi, Genel Yayın No: 113, Orman Fakültesi Yayın No: 7, 65s.
Turanlı, F. & Ş. Kısmalı, 2002. Leptinotarsa decemlineata (Say) (Coleoptera: Chrysomelidae)" nin larva dönemlerine uygulanan Bacillus thuringlensis var tenebrionis" in sindirim sistemi üzerindeki etkileri. Türk. entomol. derg., 26 (3): 209-227.
Whalon, M. E. & B. A. Wingerd, 2003. Bt: Mode of action and use. Archives of Insect Biochemistry and Physiology, 54: 200-211.
Yunovitz, H„ B. Sneh, S. Schuster, U. Oron, M. Broza & A. Yawetz, 1986. A sensitive method for determining the toxicity of a highly purified fraction from 8- endotoxin produced by Bacillus thuringlensis var. entomocldus on isolated larval midgut of Spodoptera llttoralis (Lepidoptera, Noctuidae). Journal of Invertebrate Pathology, 48: 223-231.