Các gen mã hóa ñộc tố nằm trên plasmid của vi khuẩn Bt, ñược gọi chung là cry (crystal) (Held và cộng sự). Theo hệ thống phân loại cũ, các ñộc tố ñược chia thành bốn nhóm chính: CryI, cryII, cryIII và cryIV dựa theo hoạt tính trừ sâu của ñộc tố. Các protein này tiếp ñó lại ñược chia thành các dưới lớp (A, B, C ...) và dưới nhóm (a, b, c ...) theo trình tự ADN của gen ñộc tố. [10, tr. 527]
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………24
Bảng 2.1. Hệ thống phân loại ñộc tố vi khuẩn Bt theo cách cũ [30]
Gen Hình dthạng tinh
ể
Kích thước protein
(kDa) Côn trùng tác ñộng cry I (nhiều dưới
loài: A(a), A(b), A(c), B, C, D, E, F,
G)
Hình thoi 130-138 Ấu trùng cánh vLepidoptera ảy cry II (dưới loài A,
B, C) Hình hộp 69-71
Ấu trùng cánh vảy
Lepidoptera và hai cánh Diptera
cry III (dưới loài A, B, C)
Bằng/không
theo quy tắc 73-74
Ấu trùng cánh cứng
Coleoptera
cry IV (dưới loài A,
B, C, D) Hình thoi 73-134 Ấ
u trùng hai cánh
Diptera
cry V-IX Thay ñổi 35-129 Thay ñổi
Vi khuẩn Bt gồm rất nhiều chủng và dưới loài (subsp), mỗi loài sản xuất một ñộc tố khác nhau có thể diệt các loài côn trùng ñặc hiệu. Có nhiều chủng Bt ñã ñược phân lập có khả năng diệt côn trùng bộ cánh vảy. B.t. subsp. kurstaki HD-1 tạo tinh thể hình thoi và hình khối trong mỗi tế bào trong quá trình hình thành bào tử (Luthy và cộng sự, 1982); tinh thể hình thoi
ñược mã hóa bởi ba gen cryIA (Aronson và cộng sự, 1986). Nội ñộc tố tinh thể B.t. subsp. kurstaki HD-73 chứa protein cryIAc (Adang và cộng sự, 1985). B.t. subsp. dendrolimus HD-7 và HD-37 chứa protein CryIA và CryII; B.t. subsp. sotto chứa protein hòa tan trong kiềm khác so với holotype CryIA(a) 24 amino axit. B.t. subsp. subtoxicus HD-10 chứa CryIA và CryIB; B.t. subsp. tolworthi HD-121 chứa CryIA và CryII; và B.t. subsp. aizawai HD-68 chứa CryIA (Hofte và Whiteley, 1989). Payne năm 1993 phát hiện B.t. PS85AI, và một ñột biến của PS85AI có khả năng diệt Plutella xylostella, một loại sâu bộ cánh vảy và tạo protein tan trong kiềm có trọng lượng phân tử
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………25
protein tan trong kiềm) có khối lượng phân tử 130,000 và 60,000 dalton và có khả năng chống lại Spodoptera exigua và T. ni; gen ñộc tố từ PS81F có rất ít tính tương ñồng với gen ñộc từ B.t. subsp. kurstaki HD-1. Năm 1992 Payne xác ñịnh B.t. PS81A2 và PS81RR1 tạo protein tan trong kiềm 133,601 và 133,367; cả hai ñều diệt sâu Trichoplusia ni, Spodoptera exigua và Plutella xylostella (bộ cánh vảy). Chúng khác các loại B.t. subsp. kurstaki HD-1 và các B.t. phân lập khác. Bernier và cộng sự ñã chứng minh chủng A20 tạo nội
ñộc tố mã hóa ít nhất ba gen: 6.6-, 5.3-, và 4.5- (cryIA(a), cryIA(b), và cryIA(c)). Chestukhina và cộng sự năm 1988 phát hiện B.t. subsp. galleriae tạo hai nội ñộc tố, cả hai ñều diệt côn trùng cánh vảy. [30]
Tiền ñộc tố của ñộc tố cry chống trực tiếp côn trùng cánh vảy có khối lượng phân tử khoảng 130 kDa. Khi một tinh thể bào tử vỏ ñược côn trùng
ñích nuốt vào tiền ñộc tố ñược hoạt hóa bên trong ruột của nó bằng cách kết hợp pH kiềm (7,5-9,0) và các proteaza, chuyển hóa tiền ñộc tố thành ñộc tố
hoạt ñộng với khối lượng phân tử khoảng 68kDa. Ở dạng hoạt ñộng, protein
ñộc tố tự chèn vào màng tế bào biểu mô ruột của côn trùng và tạo kênh ion dẫn ñến thiếu hụt nghiêm trọng ATP tế bào. Khoảng 15 phút sau khi kênh ion này hình thành, sự chuyển hóa tế bào dừng lại, côn trùng dừng ăn, mất nước rồi chết. Vì việc chuyển hóa tiền ñộc tố thành ñộc tốñòi hỏi cả pH kiềm và sự
có mặt của các proteaza ñặc hiệu, nên rất ít khả năng các loài không phải ñích như người và ñộng vật nuôi sẽ bịảnh hưởng. [10, tr. 530]
