Canadian Journal of Microbiology - Revue Canadienne de Microbiologie (1999) 45, 464-471

Joseilde O. Silva-Werneck, Marlene T. De-Souza, José M.C. de S. Dias and Bergmann M. Ribeiro (1999)
Characterization of Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki strain S93 effective against the fall armyworm (Spodoptera frugiperda)
Canadian Journal of Microbiology - Revue Canadienne de Microbiologie 45 (6), 464-471
Abstract: A Brazilian strain of Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki, designated S93, was analyzed regarding its cry gene and protein contents and activity against the fall armyworm (Spodoptera frugiperda, Smith 1797). Bioassays using lyophilized powders of S93 or HD-1 and third instar larvae of S. frugiperda showed a 12.3-fold lower LC₅₀ for the S93 strain when compared with the standard HD-1 strain. The spore-crystal mixture, analyzed by SDS-PAGE, showed two major polypeptides of 130 and 65 kDa, corresponding to Cry1 and Cry2 toxins, respectively. Western blot analysis showed that these proteins were immunologically related to the Cry1A protein from B. thuringiensis subsp. kurstaki HD-73. The polymerase chain reaction technique (PCR) using total DNA from the S93 strain and specific primers showed the presence of cry1Aa, cry1Ab, and cry1Ac genes, and a cry1A-type gene was localized in a plasmid of about 44 MDa. A cry1Ab gene was isolated from a S93 plasmid DNA library and completely sequenced. Computer analysis showed that the gene sequence (GenBank acession number AF059670) is identical to cry1Ab1 and has 91.6 and 85.9% identity with cry1Aa1 and cry1Ac1 genes, respectively. The deduced amino-acid sequence showed a high degree of similarity with the amino-acid sequences of the Cry1Ab1 (100%), Cry1Aa1 (93.8%), and Cry1Ac1 (90.6%) proteins.

Une souche de Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki provenant du Brésil et identifiée S93 a été étudiée en regard du gène cry et du contenu en protéines et pour son activité contre le légionnaire d'automne (Spodoptera frugiperda, Smith, 1797). Les bioessais utilisant des poudres lyophilisées de S93 ou de HD-1 et des larves du troisième âge de S. frugiperda ont montré une LC₅₀ 12.3 fois plus basse pour la souche S93 comparativement à la souche standard HD-1. Le mélange spores-cristaux, analysé par SDS-PAGE, a révélé deux polypeptides principaux de 130 et 65 kDa, correspondant aux toxines Cry1 et Cry2 respectivement. Le buvardage Western a confirmé que ces protéines étaient immunologiquement apparentées à la protéine Cry1A de B. thuringiensis subsp. kurstaki HD-73. La réaction en chaîne de la polymérase (PCR) utilisant l'ADN total de la souche S93 et des amorces spécifiques a confirmé la présence des gènes cry1Aa, cry1Ab, et cry1Ac et a permis de repérer un gène de type cry1A sur un plasmide ca. 44 Mda. Un gène cry1Ab a été isolé d'une banque d'ADN plasmidique S93 et il a été complètement séquencé. Une analyse informatisée a montré que la séquence de ce gène (code d'identification GenBank AF059670) était identique à celle de cry1Ab1 et qu'elle était à 91.6% et 85.9% identique à celle des gènes cry1Aa1 et cry1Ac1 respectivement. La séquence obtenue des acides aminés a révélé un degré élevé de similitude avec les séquences des protéines Cry1Ab1 (100%), Cry1Aa1 (93.8%), 35 Cry1Ac1 (90.6%).
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Database assignments for author(s): Bergmann Morais Ribeiro

Research topic(s) for pests/diseases/weeds:
biocontrol - natural enemies
Research topic(s) for beneficials or antagonists:
general biology - morphology - evolution
molecular biology - genes

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Pest and/or beneficial records:

Beneficial	Pest/Disease/Weed	Crop/Product	Country	Quarant.
	Spodoptera frugiperda
Bacillus thuringiensis var. kurstaki (entomopathogen)	Spodoptera frugiperda
Bacillus thuringiensis Cry1A-toxin (entomopathogen)	Spodoptera frugiperda