Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Yaban Hayatı Ekolojisi ve Yönetimi Bölümü

 
46 
endotoxin) kristalleri içerirler. Çoğu hücreler yok olarak, sporlar ve zehir kristalleri 
(ikili piramit Ģekilli yapılar) salıverir (ġekil XX).    
 
ġekil XX. Bacillus thuringiensis morrisoni ırkının sporları ve bipiramidal kristalleri. 
Etki Tarzı  
Bu  kristaller,  gerçekte  bir  protoksin  -herhangi  bir  etkiye  sahip  olmadan 
etkinleĢtirilen-  olan  (yaklaĢık  130-140kD)  büyük  bir  protein  bloklarıdır.  Kristal 
protein  normal  koĢullarda  ileri  derecede  çözünmez  olduğundan,  insanlar,  büyük 
hayvanlar ve çoğu böcekler için tamamen güvenlidir. Ancak,  kristal protein yüksek 
pH‟nın indirgeyici koĢullarında (yaklaĢık pH 9.5 üzerinde), yaygın olarak Lepidoptera 
larvalarının  orta  bağırsağında  bulunan  koĢullarda,  çözülür.  Bu  nedenle,  Bt  ileri 
derecede özgün bir böcek öldürücü etkendir.   
Protoksin,  böceğin  bağırsağında  çözünebilir  olduktan  sonra,  yaklaĢık  60kD‟luk 
etkin  bir  toksin  üretmek  için  bir  bağırsak  proteazı  tarafından  parçalara  ayrılır.  Bu 
toksin  deltaendotoksin  olarak  adlandırılır.  Delta-endotoksin,  hücre  zarlarında 
delikçikler  (porlar)  oluĢturarak  ve  iyon  dengesine  öncülük  ederek  orta  bağırsak 
epitelyum  hücrelerine  bağlanır.  Bunun  sonucunda,  bağırsak  çalıĢması  hızla 
durdurulur, epitelyum hücreleri yok olur, larva beslenmeyi durdurur ve kan pH‟sı ile 
dengelenen  bağırsak  pH‟sı  azalır.  Bu  düĢük  pH  bakteri  sporlarının  çimlenmesine 
olanak  verir  ve  ardında  bakteri  öldürücü  bir  kan  zehirlemesi  ile  konukçuyu  istila 
edebilir.  Delta-endotoksinin  yapısı  ile  ilgili  yeni  çalıĢmalar  onun  üç  etki  alanının 
(Domain)  olduğunu göstermiĢtir. Bunlar Domain-I, Domain-II ve Domain-III‟tür. 

---

 
47 
Etki alanı (Domain) I, bir kısmı veya tamamı, iyonların serbestçe geçebileceği 
bir delikçik oluĢturarak bağırsak hücre zarına sıkıĢabilen 7 alfa-sarmal yay yığınıdır.  
Etki  alanı  II,  bu  etki  alanının  reseptörleri  bağırsağa  bağladığını  gösteren, 
immunoglobulinlerin  antijen bağlayıcı bölgelerine benzer, birbirine paralel olmayan 
3 tane beta yüzden oluĢur. 
Etki  alanı  III,  bağırsak  proteazı  ile  daha  fazla  parçalara  ayrılmayı  önleyen, 
etkin toksinin açık ucunu (C-sınırı) koruduğu düĢünülen, sıkıca paketlenmiĢ bir beta 
sandviçtir.  Ġlginç  olan,  difteri  toksininin  (diğer  bir  bakterinin)  temelde  Bt  toksinine 
benzer bir yapısı vardır.   
Bacillus thuringiensis’in  Tarihi, Ürünleri ve Konukçu Böcek Dağılımı 
Bacillus thuringiensis ilk olarak 1911 yılında Almanya, Thuringia Vilayetinde, 
un  güvelerinin  bir  hastalık  etmeni  (patojeni)  olarak  bulunmuĢtur.  Böcek  öldürücü 
ticari  bir  kimyasal  (insektisit)  olarak  ilk  olarak  1938‟de  Fransa‟da  ve  ardından 
1950‟lerde  ABD‟de  kullanılmıĢtır.  En  eski  ticari  üretim  Sporeine  adı  altında  1938 
yılında  Fransa‟da  baĢlamıĢtır  (Lambert  and  Peferoen,  1992).      B.  thuringiensis‟e 
ilginin yeniden baĢlaması, 1942 yılında bir kültür elde eden ve izleyen araĢtırmaları 
ile  B.  thuringiensis‟in  potansiyeline  dikkat  çeken  Steinhaus  (1951)‟a  atfetilmiĢtir. 
Angus,  1956  yılında,  spor  oluĢumundan  sonra  meydana  gelen  kristal  protein 
yapıların  B.  thuringiensis‟ın  insektisit  etkisinden  sorumlu  olduğunu  göstermiĢtir. 
Ancak, bu baĢlangıç  ürünleri, farklı böcek çeĢitlerine karĢı özel  etkili çeĢitli  yüksek 
patojenik ırkların bulunduğu 1960‟larda, daha etkili yenileri ile değiĢtirilmiĢtir.  
Uzun yıllar, Bt, yüksek bir potent ırk B. thuringiensis kurstaki‟nin kullanılması 
ile  sadece  lepidopteraların  kontrolü  için  sağlanmıĢtır.  Bu  ırk,  hala  çoğu  Bt 
formulasyonlarının  temelini  oluĢturmaktadır.  Çok  sayıdaki  diğer  Bt  ırklarının  ayrıca 
taranması,  bazılarının  Coleoptera  (Kınkantlı)  veya  Diptera  (küçük  sinekler, 
sivrisinekler) larvalarına karĢı da etkin olduğunu ortaya koymuĢtur. Bu ırkların çoğu 
benzer temel toksin yapısına sahiptir, fakat muhtemelen böcek bağırsağında toksin 
reseptörlere  farklı  bağlanma  eğilimi  derecelerinden  dolayı,  konukçu  böcek 
dağılımları  farklıdır.  Örneğin,  B.  thuringiensis  var  aizawai  tarafından  üretilen 
toksinler, Bt kurstaki‟nin toksinlerinden biraz farklı olmakta ve diğer böceklere hiç 
etkisi olmadan, Lepidoptera‟lara özgün olmaktadır. Lepidoptera‟ları kontrol için çok 
sayıdaki  ticari  ırklar  Biobit®,  Dipel®,  Javelin®  vb.  gibi  çeĢitli  ticari  adlar  altında 
pazarlanmaktadır.  

---

 
48 
Tezat  olarak,  B.t.  var  israilensis  ırklarının  ürettiği  toksinler  bazı  tropikal 
hastalıkların  taĢıyıcısı  simuliid  karasineklere  karĢı  ve  ayrıca  mantar  tatarcık 
larvalarına  karĢı  ve  çeĢitli  sivrisineklere,  (özellikle  Aedes  türlerine  karĢı,  ancak, 
Culex  spp.  ve  Anoheles  spp.‟nın  kontrolü  daha  yüksek  toksin  dozlar 
gerektirmektedir)  karĢı  yüksek  etkilidir.  Bu  ürünlerin  ticari  adları  Skeetal®, 
Vectobac®  ve  Mosquito  Attack®  içermektedir.  B.t.  var  san  diego  VEYA  B.t.  var 
tenebrionis  ırkları  bazı  Coleoptera,  özellikle  de  Kolorado  patates  kınkanatlısının 
kontrolü için pazarlanmaktadır. 
Bt Toksinleri ve Sınıflandırılmaları  
Bacillus thuringiensis ırkları iki çeĢit toksin üretirler. Temel çeĢitler farklı Cry 
(kristal) genler tarafından ĢifrelenmiĢ cry (kristal) toksinlerdir. Bt çeĢitlerinin farklı 
sınıflandırılmaları bundandır. Ġkinci çeĢitler, böcek kontrolü etkinliğini arttırmada Cry 
toksinleri çoğaltabilen  Cyt (cytolytic) toksinlerdir. Cry toksinleri Ģifreleyen yaklaĢık 
50  genin  dizini  çıkarılmıĢ  ve  dizin  benzerlikleri  temelinde  15‟den  çok  grupta 
toksinleri belirleme yeteneğindedir. AĢağıdaki Tablo, 1955‟te bu tür bir sınıflamanın 
durumunu göstermektedir, ancak, alternatif bir sınıflama Ģimdiden önerilmiĢtir.  
 
Tablo XX. Bacillus thuringiensis‟in kristal toksinlerini Ģifreleyen genleri, kristal 
yapıları ile bunların protein büyüklüğü ve etkili olduğu böcek grupları. 
Gen 
Kristal  
Ģekli 
Protein boyutu  Böcek etkinliği 
cry I [çeĢitli altgruplar: 
A(a), A(b), A(c), B, C, D,  
E, F, G] 
ikilipiramit 
130-138 kDa 
lepidoptera larvaları 
cry II [altgruplar A, B, C] 
kübik 
69-71 kDa 
lepidoptera ve diptera 
cry III [altgruplar A, B, C] 
düz/düzensiz  73-74 kDa 
coleoptera 
cry IV [altgruplar A, B, C, D]  ikilipiramit 
73-134 kDa 
diptera 
cry V-IX 
çeĢitli 
35-129 kDa 
çeĢitli 
 
 

---