Bacillus thuringiensis, popularmente conhecida como Bt, é uma bactéria entomopatogênica, gram-positiva, aeróbia, esporulante muito utilizada no controle biológico contra diversos insetos-praga economicamente importantes.
Foi isolada pela primeira vez em 1901 a partir da fase larval do inseto Bombyx mori (mariposa), no Japão. Já em 1911 o alemão Berliner isolou esta bactéria de uma lagarta Anagasta kuehniella e, a partir deste isolamento recebeu o nome atual de B. thuringiensis em homenagem a cidade de Thuringia, na Alemanha.
A bactéria B. thuringiensis tem capacidade de produzir e secretar diversas proteínas com atividade inseticida, como: α-exotoxinas, β-exotoxinas, δ-endotoxinas (proteínas Cry e Cyt), hemolisinas, exoenzimas, quitinases, fosfolipases e proteínas inseticidas vegetativas (VIP). Durante sua esporulação, B. thuringiensis produz corpos de inclusão que contém uma série de proteínas (-endotoxinas) com atividade inseticida, proteínas Cry e proteínas Cyt. Dentro desta denominação se agrupam todas aquelas proteínas produzidas por B. thuringiensis que se acumulam na célula como um corpo de inclusão parasporal (cristal) e com atividade tóxica contra algum organismo alvo.
Uma outra classe de proteínas, as VIPs são produzidas e secretadas durante a fase de crescimento vegetativo da bactéria e também possui atividade entomopatogênica. Diferentemente das proteínas Cry, as quais se unem em cristais insolúveis dentro da célula mãe, VIP é secretada como proteína solúvel por algumas linhagens de Bacillus thuringiensis durante a fase vegetativa de crescimento.
Essas proteínas inseticidas interagem com receptores específicos no intestino do inseto e induzem a formação de poros na membrana apical das células, destruindo o tecido intestinal de insetos-alvo, resultando em morte larval. Dessa forma, os produtos a base de Bt são usados no manejo de insetos-praga uma vez que são altamente específicos para o organismo alvo e inofensivos para organismos não-alvo e para o meio ambiente.
Outra vantagem proporcionada por essa bactéria é a utilização dos seus genes em plantas transgênicas. Essas plantas geneticamente modificadas são capazes de produzir toxinas específicas de B. thuringiensis. Desse modo, as plantas transgênicas constituem-se em mais uma alternativa com grande potencial de proteção contra os ataques de insetos-praga, além dos bioinseticidas à base de B. thuringiensis.
Índice
Bioinseticidas
O uso de produtos biológicos está cada vez maior, visto que os agricultores estão adquirindo um maior conhecimento técnico quanto ao seu uso. Isso deve-se a uma maior conscientização quanto à importância das práticas de Manejo Integrado de Pragas (MIP), que visam a aplicação de produtos biológicos juntamente com defensivos agrícolas convencionais.
De acordo com a ABCBio (Associação Brasileira das Empresas de Controle Biológico) o uso de biodefensivos agrícolas como estratégia de controle biológico de pragas e doenças apresenta potencial de crescimento anual de 20%. Dados mostram que de 2017 para 2018 a indústria brasileira registrou 77% de expansão na comercialização dos insumos biológicos. Obteve-se um maior volume de vendas, o qual saltou de R$ 262,4 milhões para R$ 464,5 milhões.
Dentro deste contexto, B. thuringiensis constitui o ingrediente ativo de vários bioinseticidas de sucesso usados na agricultura. A maioria dos produtos de pulverização comercial a base de Bt contém proteínas Cry ou uma combinação de proteínas Cry e Cyt no caso de produtos mosquitocidas. Biopesticidas microbianos do tipo Bt contêm uma mistura de esporos e cristais de δ-endotoxina produzidos por fermentação e formulados em apresentações em pó sólidas ou sprays líquidos. Algumas substâncias inertes podem ser adicionadas ao complexo de cristal de esporos para protegê-lo ou aumentar a disponibilidade de insetos.
Os bioinseticidas á base das cepas de B. thuringiensis apresentam eficácia e especificidade o que beneficiou a formulação de bioinseticidas a partir deste patógeno e, desde o primeiro produto, Sporeine, lançado na França em 1938, diversas outras formulações foram disponibilizadas no mercado mundial.
Fonte: Embrapa
Plantas transgênicas com Bacillus thuringiensis
A primeira geração de plantas resistentes a insetos, plantas-Bt, foi gerada por meio da transferência de um único gene cry no genoma da planta. Contudo com o tempo, veio a segunda geração de plantas Bt, que apresenta uma combinação de dois ou mais genes de B. thuringiensis nas plantas, oferecendo aos produtores maior espectro de ação e reduzindo as chances de pragas alvo desenvolverem resistência. Algumas das novas combinações envolvem a co-expressão de genes cry e vip.
A expressão simultânea de múltiplas toxinas de B. thuringiensis com modos de ação alternativos tem sido proposta como a melhor estratégia para retardar a evolução da resistência aos cultivos Bt e para aumentar o espectro de atividade e eficácia desta tática de controle.
Os primeiros 21 anos de comercialização de culturas biotecnológicas (1996 a 2016) confirmaram que as culturas biotecnológicas proporcionaram substanciais benefícios agronômicos, ambientais, econômicos, de saúde e sociais aos agricultores, e cada vez mais aos consumidores. O relatório do ISAAA mostra que a área global de culturas biotecnológicas aumentou em 2017 em 3% ou 4,7 milhões de hectares.
Baixe a tabela com as proteínas presentes nas principais tecnologias comerciais contidas nos híbridos de milho.
No Brasil a ordem de adoção das plantas com genes de B. thuringiensis foram: uma variedade de algodão e ocorreu em 2006, seguida pelo primeiro milho Bt, em 2008, já em 2013 foi plantada a primeira soja Bt e em junho de 2017, a Comissão Técnica Nacional de Biossegurança (CTNBio) aprovou para uso comercial a primeira cana-de-açúcar transgênica. Ao todo, a CTNBio já aprovou 48 eventos Bt no País sendo 35 de milho, quatro de soja, nove de algodão e dois de cana.
Fonte: Boas Práticas Agronômicas
Manejo de Resistência
Um dos entraves que está ocorrendo na agricultura é o manejo de insetos-praga devido a seleção de insetos resistentes a inseticidas e sobretudo à tecnologia Bt. Esta seleção de insetos resistentes é um fenômeno que ocorre naturalmente.
Com relação a evolução da resistência a toxinas de B. thuringiensis numa população de insetos, esta é afetada por um grande número de fatores que interagem entre si. Em relação às bases bioquímicas da resistência, qualquer alteração no modo de ação das toxinas de B. thuringiensis poderá influenciar no desenvolvimento da resistência:
- 1) modificação no sítio de ligação da toxina à membrana;
- 2) mudança na atividade proteolítica no intestino do inseto;
- 3) aumento na velocidade de reparação do tecido epitelial danificado.
A primeira alteração é a que gera os maiores níveis de resistência.
Dessa forma, visando amenizar/retardar o processo natural (pressão de seleção) por meio de estratégias de manejo da resistência de insetos à tecnologia Bt, destaca-se alta dose/refúgio e a piramidação de genes de Bt. A alta dose em planta Bt serve para reduzir drasticamente a sobrevivência e reprodução de insetos parcialmente resistentes.
Já o refúgio é uma parcela ou porcentagem da área cultivada destinada ao plantio ou manutenção de plantas não-Bt, onde uma certa quantidade da praga-alvo tenha condições de sobrevivência e reprodução e não seja exposta à pressão de seleção pela tecnologia Bt, incluindo bioinseticidas formulados. Assim, permite-se o acasalamento de insetos resistentes com suscetíveis em campo.
Outra alternativa no manejo da resistência são as plantas com mais de um gene, plantas piramidadas, no entanto, a durabilidade destas plantas pode ser reduzida por uma resistência cruzada, o que ocorre devido a resistência múltipla às toxinas de B. thuringiensis.
Por isso torna-se importante a escolha das combinações dos genes para inserir na planta visando proteínas que se ligam a diferentes receptores no intestino do inseto visto que a alteração no sítio de ligação tem-se mostrado um mecanismo generalizado de resistência.
Existem pesquisas que envolvem estudos com o objetivo de indicar para as empresas as melhores combinações baseado na interação das proteínas com os receptores no intestino do inseto. Como as proteínas Cry e VIP têm diferentes alvos intestinais e possivelmente diferentes mecanismos de toxicidade, é importante avaliar possíveis interações sinérgicas ou antagônicas principalmente entre essas duas classes de toxinas.
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Ana Rita é formada em Engenharia Agronômica com mestrado e doutorado em Genética e Melhoramento de Plantas pela Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho (Unesp). Experiência em controle biológico, químico e monitoramento de resistência. Atualmente profissional associado ao Instituto PECEGE.
Qual a influência negativa,do BT,no organismo humano a curto ou longo prazo ?
Olá Josias! O gene Bt inserido no DNA das plantas não tem ação no organismo humano. Segundo estudos de Glare & Callagham (2000), os casos de Bt que ocasionaram doenças em humanos são extremamente raros.