बॅसिलस थुरिंजेन्सीस (Bacillus thuringiensis) हा मातीत नैसर्गिकरित्या आढळणारा, एक दंडगोलाकृती, ग्रॅम-पॉझिटिव्ह (Gram-positive) प्रकारचा जीवाणू आहे. जैवतंत्रज्ञानामध्ये बीटी (Bt) हे त्याचे संक्षिप्त नाव प्रचलित आहे. जगातील बहुतांश भागातील मातीच्या नमुन्यांमध्ये बॅ. थुरिंजेन्सीस आढळून येतो. कीटकांचा प्रादुर्भाव असलेली ठिकाणे, अनेक प्रकारचे पतंग आणि फुलपाखरांच्या अळ्यांच्या अन्ननलिका, नैसर्गिक जलस्रोत, वनस्पतींच्या पानांचे पृष्ठभाग आणि धान्याची कोठारे अशा विविध ठिकाणांहून गोळा केलेल्या नमुन्यांमध्ये बॅसिलस थुरिंजेन्सीस सापडला आहे.
बॅ. थुरिंजेन्सीस हा फर्मिक्युट्स (Firmicutes) या संघातील (Phylum) जीवाणू आहे. या जीवाणूची पेशी दंडगोल आकाराची असते. पेशीची लांबी २−५ मायक्रोमीटर (µm) व रुंदी १ मायक्रोमीटर असते. सूक्ष्मदर्शकाखाली ह्या पेशी, काहीश्या ठेंगण्या काठीसारख्या दिसतात. मुख्यत: सरळसोट असणाऱ्या या पेशी काहीवेळा टोकापाशी थोड्या वक्राकार असू शकतात. बहुतेकवेळा या पेशी जोडीने किंवा छोट्या छोट्या साखळ्यांच्या स्वरूपात दिसतात. ग्रॅम-पॉझिटिव्ह प्रकारची पेशीभित्तिका असल्याने या पेशी क्रिस्टल व्हायोलेट रंजकद्रव्य (Cristal Violet Staining) वापरल्यावर जांभळ्या दिसू लागतात.
शीगेताने इशिवातारी (Shigetane Ishiwatari) या जपानी जीवशास्त्रज्ञांनी १९०१ मध्ये बॅसिलस थुरिंजेन्सीस जीवाणू शोधून काढला. रेशीम किड्यांचा मोठया प्रमाणावर बळी घेणाऱ्या सोत्तो या रोगावर (Sotto disease; म्हणजे अचानक कोलमडणे) काम करत असताना रेशीम किड्यांच्या शरीरातून त्याला हा जीवाणू वेगळा करण्यात यश मिळाले. हाच जीवाणू रेशीम किड्यांच्या अचानक मृत्यूला कारणीभूत आहे हे त्यांनी निश्चित केले. परंतु, या जीवाणूला ‘बॅसिलस थुरिंजेन्सीस’ हे नाव १९११ मध्ये मिळाले. अर्नेस्ट बर्लिनर (Ernst Berliner) या जर्मन सूक्ष्मजीवशास्त्रज्ञांना धान्य-पीठातील पतंग (Mediterranean flour moth) या कीटकावरील रोगाचा अभ्यास करताना बॅ. थुरिंजेन्सीस जीवाणू पुन्हा एकदा सापडला. हा कीटक जिथे सापडला, त्या ‘थुरिंजिया’ या जर्मन शहराच्या नावावरून बर्लिनर यांनी या जीवाणूला ‘बॅसिलस थुरिंजेन्सीस’ हे नाव दिले.
बॅ. थुरिंजेन्सीसच्या १३ पेक्षा अधिक उपजाती शोधण्यात शास्त्रज्ञांना यश मिळाले आहे. त्यापैकी कुर्तास्की (Kurstaki; Btk), इजरायलेन्सिस (Israelensis; Bti) आणि ऐझवा (Aizawa) ह्या उपजाती कीटकनाशके बनवण्यासाठी प्रामुख्याने वापरल्या जातात.
बॅ. थुरिंजेन्सीस या जीवाणूमध्ये जीवनचक्राच्या दोन पायऱ्या असतात — शाकीय प्रवर्धन (Vegetative division) आणि बीजाणू-जनन (Sporulation). आपल्या जीवनचक्राच्या या दोन वेगवेगळ्या पायऱ्यांमध्ये हा जीवाणू दोन निराळी कीडनाशक विषारी द्रव्ये (Toxins) तयार करतो. बीजाणू तयार करताना हा जीवाणू क्राय (Cry) जनुके वापरून डेल्टा-एन्डोटॉक्सिन्स (d-endotoxins) ही विषारी प्रथिने तयार करतो. ही विषारी प्रथिने सुप्त स्वरूपात बीजाणूबरोबरच राहतात. ही प्रथिने बॅ. थुरिंजेन्सीस जीवाणूच्या स्वसंरक्षणाचा एक मार्ग आहे. ही विषारी प्रथिने स्फटिक (Crystal) स्वरूपात असल्याने या जनुकांना क्राय असे संबोधतात. बहुतांश क्रायजनुक बॅ. थुरिंजेन्सीसमध्ये असलेल्या एका मोठ्या आकाराच्या प्लास्मिडमध्ये (Plasmid) सापडतात. बॅ. थुरिंजेन्सीसच्या विविध उपजातींमध्ये असे ५−६ प्लास्मिड सापडले आहेत. या प्लास्मिडवरील क्रायजनुकांपासून आत्तापर्यंत ३५० पेक्षा अधिक बीटी विषारी द्रव्यांचा शोध लागलेला आहे. रेण्वीय रचना आणि कीटकांवर होणारा परिणाम यांच्या आधारे बीटी विषारी द्रव्यांचे क्राय-I, II, III, IV आणि V अशा पाच गटात वर्गीकरण केले जाते. या प्रत्येक गटातील प्रथिनांचे कीटनाशक गुणधर्म एकमेकांपेक्षा रासायनिकदृष्ट्या थोडेफार भिन्न असतात. परंतु, साधारणपणे त्यांचा परिणाम सारखा असतो.
शाकीय प्रवर्धन (vegetative division) या पायरीमध्ये बॅ. थुरिंजेन्सीस जीवाणू व्हीआयपी (Vegetative Insecticidal Proteins) आणि एसआयपी (Secreted Insecticidal Protein) ही प्रथिने तयार करतो. १०० पेक्षा अधिक व्हीआयपी प्रथिने वेगळी करण्यात संशोधकांना यश आले आहे. या प्रथिनांचे ढोबळमानाने व्हीआयपी – १, २, ३, ४ असे वर्गीकरण केले जाते. या प्रथिनांची काम करण्याची पद्धत क्राय प्रथिनांपेक्षा वेगळी असते. त्यामुळे ही प्रथिने क्राय प्रथिनांना एक चांगला पर्याय समजली जातात.
बॅ. थुरिंजेन्सीस जीवाणूमधील विषारी द्रव्ये वापरून कीटकनाशके बनवण्यात आली आहेत. त्यांना बीटी कीटकनाशके (Bt Pesticides) म्हणतात. कृषी जैवतंत्रज्ञानात बॅ. थुरिंजेन्सीस जीवाणूमधील विषारी द्रव्ये बनवण्याचा गुणधर्म असलेल्या जनुकांचा वापर केला गेला आहे. जैवतंत्रज्ञानाचा वापर करून किडींना प्रतिबंध करणारी पिकांची वाणे विकसित करण्यात आली आहेत. या वाणांना बीटी तंबाखू, बीटी कपास, बीटी मका, बीटी बटाटा आणि बीटी वांगे असे म्हणतात.
पहा : जनुकीय परावर्तित पिके, बीटी कीटकनाशके.
संदर्भ :
- Bechtel, D.B., L.A. Bulla Jr. Electron Microscope Study of Sporulation and Parasporal Crystal Formation in Bacillus thuringiensis, Journal of bacteriology 127:1472-1481, 1976.
- Crickmore, Neil The diversity of Bacillus thuringiensis δ-endotoxins, In Entomopathogenic Bacteria from Laboratory to Field Application (J.F. Charles, A. Delécluse and C.N.L. Roux Eds.), pp.65-79.Dordrecht: Springer, 2000.
- Deng, Chao, Qi Peng, Fuping Song and Didier Lereclus Regulation of cry Gene Expression in Bacillus thuringiensis, Toxins 6 (7):2194-2209, 2014.
- https://www.sciencedirect.com/topics/immunology-and-microbiology/bacillus-thuringiensis
- Prasad, Ram, Sarvajitsingh Gill and Narendra Tuteja (Eds.) New and future developments in microbial biotechnology and bioengineering : Crop Improvement through Microbial Biotechnology, Elsvier, 2018.
- जोगळेकर, प्रमोद जैवतंत्रज्ञान, कॉन्टिनेन्टल प्रकाशन, पुणे, २००१.
- भट्टाचार्य, शकुंतला हिरवे जनुक (अनुवाद : प्रमोद जोगळेकर), मेहता पब्लिशिंग हाऊस, पुणे, १९९८.
समीक्षक : प्रमोद जोगळेकर
