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Detection of Bacillus cereus virulence factors in commercial products of Bacillus thuringiensis and expression of diarrheal enterotoxins in a target insect

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We examined isolates from 4 commercial bioinsecticides based on different strains of Bacillus thuringiensis subspecies (kurstaki, israelensis, aizawai, and tenebrionis) for the presence of genes encoding proteins with known enterotoxigenicity (nhe, hbl, cytk, ces) and various other putative virulence genes (piplc, sph, bceT, entFM, entS, entT). The piplc and bceT sequences were present in all the isolates; sph was found in aizawai and israelensis; entFM only in israelensis; and entS in kurstaki, israelensis, and tenebrionis. Our results corroborate previous findings that isolates used in commercial products contain all nhe and hbl component genes but not the ces gene. We ascertained that the cytK gene present in the kurstaki-, israelensis-, and aizawai-based products belongs to the cytK-2 type and not the more toxigenic cytK-1 variant originally isolated from enterotoxic Bacilluscereus. We provide the first evidence that hemolytic (hblA) and nonhemolytic (nheA, nheB, nheC) enterotoxin genes are expressed during septicemia in a target insect. This opens the door for their possible participation in pathogenesis in target insects. If enterotoxins do not contribute to bacterial pathogenesis in target insects, their genes could be deleted from commercial production strains to pre-empt perceptions of public health risks.

Nous avons examiné dans quatre insecticides biologiques commerciaux à base de différentes souches de Bacillus thuringiensis (sous-espèces kurstaki, israelensis, aizawai et tenebrionis), la présence de gènes codant de protéines d’entéro-toxigénicité connue (nhe, hbl, cytk, ces) ainsi que d’autres gènes de virulence présumés (piplc, sph, bceT, entFM, entS, entT). Des séquences appartenant à piplc et bceT étaient présentes dans tous les isolats; sph a été détecté chez aizawai et israelensis, entFM, chez israelensis seulement, et entS, chez kurstaki, israelensis et tenebrionis. Nous résultats corroborent les résultats précédents qui indiquaient que les isolats utilisés dans les produits commerciaux contiennent tous les gènes composants nhe et hbl mais pas le gène ces. Nous avons déterminé que le gène cytK présent dans les produits à base de kurstaki, israelensis et aizawai appartenaient au type cytK-2 et non au variant cytK-1 plus toxigénique, initialement isolé de l’entérocoque Bacillus cereus. Nous présentons la première preuve que les gènes d’entérotoxines hémolytiques (hblA) et non hémolytiques (nheA, nheB, nheC) sont exprimés lors de la septicémie chez l’insecte cible. Ceci ouvre la porte à leur participation possible dans la pathogenèse observée chez les insectes cibles. Si les entérotoxines ne contribuent pas à la pathogenèse bactérienne chez les insectes cibles, les gènes qui les codent pourraient être retirés des souches utilisées dans la production commerciale afin d’anticiper les perceptions de risques pour la santé publique.

Document Type: Research Article

Publication date: December 1, 2007

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  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
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