Characterization of a Bacillus thuringiensis strain collection isolated from diverse Costa Rican natural ecosystems

Resumen

Como los ecosistemas naturales de Costa Rica figuran entre los más diversos del mundo, se propuso aislar la bacteria entomopatógena Bacillus thuringiensis (Bt) con el fin de conformar una colección de cepas y caracterizarlas molecularmente. Se obtuvieron 146 cepas a partir de muestras ambientales de diversas áreas protegidas, que incluían 9 de las 12 zonas de vida de Costa Rica. Se recobraron cepas del 71%, 63%, 61% y 54% de las muestras de suelo, hojas frescas, otros sustratos y hojarasca respectivamente. Se aisló Bt del 65% de las muestras del bosque tropical húmedo, un 59% de las muestras del bosque tropical seco. Del bosque tropical muy húmedo se aisló Bt del 75% de las muestras y finalmente del bosque tropical muy húmedo transición perhúmedo se encontró en el 69% de las muestras. Las cepas se caracterizaron según la morfología de los cuerpos paraesporales de inclusión, el peso molecular de las δ-endotoxinas y de genes cry, cyt y vip que contenían. Las cepas exhibieron cristales de diferente morfología, tamaño y número: irregulares, ovales, bipiramidales, cúbicos o mezclas de uno u otro. No se encontró correlación al comparar la forma de los cristales con el sitio de origen de la cepa. El análisis proteico de las mezclas de esporas y cristales mostró que las cepas contenían δ-endotoxinas de 20 a 160 kDa. El 66 por ciento de las cepas amplificaron con los imprimadores específicos para el gen cry2, 54% con vip3, 20% con el cry1, 9% con el cry3-cry7 y 8% con el gen cry8. Los genes cry11 y cyt se encontraron en el 8% y 7% de las cepas respectivamente. Veinticuato cepas no amplificaron con los imprimadores utilizados por lo que podrían contener genes novedosos. Las cepas que contenían el gen cry1 se amplificaron posteriormente con imprimadores específicos para la subfamilia de dicho gen, obteniéndose 13 perfiles diferentes. En síntesis, la diversidad genética de las cepas sugiere que la colección tiene un gran potencial para el control de diferentes especies de insectos de importancia económica en la agricultura y en salud pública. El análisis toxicológico de las cepas mediante bioensayos con insectos plaga proveerá información muy útil acerca del uso potencial de estas cepas para la formulación de bioinsecticida. Asimismo, lo genes cry y vip podrían utilizarse para, mediante ingeniería genética, conferir resistencia a los cultivos.