Detection of cry1 genes in Bacillus thuringiensis isolates from South of Brazil and activity against Aanticarsia gemmatalis (Lepidoptera:Noctuidae)

ABSTRACT

The bacterium Bacillus thuringiensis (Bt) is characterized by its ability to produce proteic crystalline inclusions during sporulation. Cry1 protein has insecticidal activity and is highly specific to certain insects and not toxic to unrelated insects, plants or vertebrates. In this work, the patogenicity of twelve Bt isolates was tested against Anticarsia gemmatalis, one of the most important insect pests of soybeans. Spore-crystal complex was applied to the surface of artificial diets and the mortality of A. gemmatalis larvae was assessed seven days after each treatment. When compared to a control Bt isolate known by its high toxicity to A. gemmatalis larvae, four novel Bt isolates exhibited even higher toxic activities against the insect, resulting in more than 90% mortality. PCR was used to amplify DNA fragments related to known cry1 genes. Bt strains with high toxicity produced expected PCR products of around 280 bp, whereas non-toxic or low toxic strains did not produce any PCR product or showed amplified fragments of different sizes. Toxic Bt isolates also exhibited an expected protein profile when total protein extracts were evaluated by SDS-PAGE.

RESUMO

A bactéria Bacillus thuringiensis (Bt) é caracterizada pela sua habilidade de produção de corpos paraesporais durante a esporulação. As proteínas cry1 têm atividade inseticida e são altamente específicas para certos insetos e não são tóxicas para outros insetos, plantas e vertebrados. Neste trabalho, a patogenicidade de doze isolados foram testados contra Anticarsia gemmatalis, um dos mais importantes insetos pragas da cultura da soja. Para tanto, foi aplicada sobre a superfície da dieta uma suspensão de esporo-cristal e a mortalidade de lagartas de Anticarsia gemmatalis foi avaliada sete dias após a aplicação. Quando comparado com uma linhagem de Bt controle, conhecido pela sua alta toxicidade para lagartas da soja, quatro novos isolados exibiram atividade tóxica superior, acima de 90% de mortalidade. Foi utilizada a técnica de PCR para amplificar fragmentos de DNA de regiões codificantes de genes cry1. Os isolados de Bt com alta mortalidade produziram produtos de PCR de tamanho esperado, em torno de 280 pb, isolados não tóxicos ou pouco tóxico não produziram qualquer produto de PCR ou mostraram fragmentos amplificados com padrões diferentes do esperado. Os isolados de Bt com alta atividade contra a lagarta da soja mostraram a presença de proteínas com tamanho de aproximadamente 150 kDa, quando o extrato protéico total foi analisado em SDS-PAGE.