Caracterización de cepas nativas de Bacillus thuringiensis como método para predecir la susceptibilidad sobre insectos lepidópteros, dípteros y coleópteros plaga de la agricultura

Abstract

Bacillus thuringiensis (Bt) es una bacteria entomopatógena utilizada en el control de insectos lepidópteros, coleópteros y dípteros plaga. Por la alta variabilidad genética en las proteínas Cry insecticidas, la caracterización de cepas de Bt representa un potencial para descubrir proteínas y actividades biológicas novedosas. En este estudio se realizó la caracterización microscópica, bioquímica y molecular de 20 cepas nativas de Bacillus thuringiensis pertenecientes al banco de cepas de la Universidad Jorge Tadeo Lozano (ujtl) con el fin de predecir su actividad biológica y su posible uso en control biológico. Las cepas caracterizadas se aislaron previamente en los departamentos de Boyacá (4), Cundinamarca (2), Huila (1) y Santander (5) y del ecosistema de manglar de la Ciénaga Grande de Santa Marta (8). Por microscopía de contraste de fases se observaron cristales amorfos (81.8%), triangulares, cuadrados y bipiramidales (18.2%). Utilizando pcr se identificaron entre 2-5 genes cry1 en 11 cepas nativas. Ocho cepas contienen los genes cry1Aa, cry1Ba y cry1Ca, (72.7%), cinco el gen cry1Ab (45.4%), tres el gen cry1Ac (27,2%) y únicamente dos cepas presentaron el gen cry1Da (18.1%). Se obtuvo el perfil electroforético de proteínas totales para las 11 cepas, encontrando proteínas con pesos moleculares entre 25-140 kDa e identificando cepas con perfiles electroforéticos con dos bandas (45.4%), tres (27.2%), cuatro (18.1%) y seis bandas de proteínas (9.1%).  La secuenciación nucleotídica del gen arnr 16S arrojó que cinco cepas nativas seleccionadas al azar presentaron un porcentaje de similaridad por encima del 94% con relación a las secuencias depositadas en la base de datos del ncbi. De estas cuatro cepas, tres tuvieron un porcentaje de similaridad del 99%, 98% y del 97% con el género Bacillus sp (zsujtl67, zmujtl63 y zcujtl3, respectivamente) y las otras dos cepas mostraron porcentajes de similaridad del 96% y 94% con Bacillus thuringiensis (zmujtl94 y zmujtl96). De acuerdo con el análisis realizado, se relacionaron los espectros de susceptibilidad de 10 especies de insectos de importancia para la agricultura colombiana: cinco lepidópteros, tres dípteros y dos coleópteros frente a las 11 cepas nativas evaluadas, encontrándose que una de estas cepas presenta una posible actividad biológica sobre estas 10 especies de insectos (zmujtl94). La metodología utilizada permite predecir la actividad biológica de las cepas antes de la realización de ensayos biológicos en los que se emplean mucho tiempo y representan altos costos.