Bacillus thuringiensis (Bt) হল একটি এন্টোমোপ্যাথোজেনিক ব্যাকটেরিয়া যা লেপিডোপ্টেরা, বিটল এবং মশার মতো বিভিন্ন ধরণের পোকামাকড়ের জন্য মারাত্মক কীটনাশক প্রোটিন তৈরিতে কার্যকারিতার জন্য স্বীকৃত। এই জীব জৈবিক নিয়ন্ত্রণের একটি গুরুত্বপূর্ণ হাতিয়ার হয়ে উঠেছে, যা প্রচলিত রাসায়নিক কীটনাশকের চেয়ে পরিবেশ বান্ধব এবং কম ক্ষতিকারক বিকল্প প্রদান করে।
কৃত্রিম কীটনাশকের অত্যধিক ব্যবহারের সাথে সম্পর্কিত ক্রমবর্ধমান পরিবেশগত ক্ষতি জৈবিক কীটনাশকগুলির বিকাশ এবং প্রয়োগের প্রতি নতুন করে আগ্রহ তৈরি করেছে, যেখানে Bacillus thuringiensis সবচেয়ে অসামান্য এক হিসাবে দাঁড়িয়েছে। এর উচ্চ নির্দিষ্টতা এবং কম পরিবেশগত প্রভাব এটিকে পছন্দের জৈব কীটনাশক করে তোলে, যা ক্ষেত্রের কীটপতঙ্গ নিয়ন্ত্রণ কর্মসূচি বাস্তবায়নে সবচেয়ে সফল বলে বিবেচিত হয়। এছাড়াও, এমন পদ্ধতি রয়েছে যেমন পরিবেশগত কীটনাশক যা এর ব্যবহারের পরিপূরক।
একটি নির্বাচনী কীটনাশক হওয়ার পাশাপাশি, বিটি বিভিন্ন ধরণের কীটনাশক প্রোটিন তৈরি করার ক্ষমতা রাখে যা কেবলমাত্র একটি সংকীর্ণ জীবকে আক্রমণ করে, উপকারী পোকামাকড় সহ লক্ষ্যবস্তুবিহীন প্রজাতির ক্ষতি করার সম্ভাবনা কমিয়ে দেয়। এই কীটনাশকগুলি কীভাবে কাজ করে তা নির্ভর করে ব্যাকটেরিয়ার বিভিন্ন বিচ্ছিন্নতা থেকে স্পোর এবং স্ফটিকের সংমিশ্রণের উপর, যা লেপিডোপ্টেরান লার্ভা, বিটল এবং মশা নিয়ন্ত্রণের উদ্দেশ্যে একাধিক ফর্মুলেশনে বাজারজাত করা হয়।
ব্যাসিলাস থুরিংজিয়েনসিস থেকে কীটনাশক প্রোটিন
কর্মের ধরণ সম্পর্কে জ্ঞান Bacillus thuringiensis পোকামাকড়ের মধ্যে প্রতিরোধ ক্ষমতা কীভাবে বিকশিত হতে পারে তা বোঝা এবং বিদ্যমান কীটনাশক পণ্যগুলিকে উন্নত করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। ভ্যালেন্সিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের মতো প্রতিষ্ঠানে পরিচালিত গবেষণায় এই পণ্যগুলিতে উপস্থিত সবচেয়ে প্রাসঙ্গিক কীটনাশক প্রোটিনের ক্রিয়া প্রক্রিয়া পর্যালোচনা করা হয়েছে, সেইসাথে এর ব্যবহারও পর্যালোচনা করা হয়েছে পরিবেশগত কীটনাশক বাগানে।
Bacillus thuringiensis এর স্পোরুলেশন পর্যায়ে, এটি বেশ কয়েকটি স্ফটিকের মতো গঠন তৈরি করে যার মধ্যে "ক্রাই" এবং "সাইট" নামে পরিচিত প্রোটিন থাকে, অন্যদিকে এর উদ্ভিদ পর্যায়ে, ভিআইপি নামক প্রোটিন তৈরি হয়। এই প্রোটিনগুলি কীটপতঙ্গ নিয়ন্ত্রণে একটি মৌলিক ভূমিকা পালন করে এবং তাদের ক্রিয়ায় উল্লেখযোগ্যভাবে নির্দিষ্ট, কারণ তারা প্রাথমিকভাবে নির্দিষ্ট পোকামাকড়ের লার্ভাকে প্রভাবিত করে।
সত্ত্বেও সাইটোলাইটিক টক্সিন এগুলি খুব কম গবেষণার বিষয় এবং ডিপ্টেরান নিয়ন্ত্রণে ব্যবহৃত হয়। বিপরীতে, কীটনাশক প্রোটিন ক্রাই এবং ভিআইপি সবচেয়ে বেশি অধ্যয়ন করা হয়েছে কারণ তাদের উচ্চ নির্দিষ্টতা এবং কীটপতঙ্গ নিয়ন্ত্রণে কার্যকারিতা রয়েছে।
বিটি প্রোটিনের ক্রিয়া পদ্ধতি
আহার:
ব্যাসিলাস থুরিঞ্জিয়েনসিসের ক্রিয়া প্রক্রিয়ার প্রথম ধাপ হল কণার আহার সংবেদনশীল প্রজাতি দ্বারা। অন্যান্য কীটনাশক যা স্পর্শের মাধ্যমে কাজ করতে পারে তার বিপরীতে, বিটি এবং এর প্রোটিন কার্যকর হওয়ার জন্য গ্রহণের প্রয়োজন।
দ্রাব্যকরণ:
একবার ক্রাই প্রোটিন গ্রহণ করা হয়ে গেলে, পরবর্তী ধাপ হল তাদের দ্রাব্যকরণ. এই প্রক্রিয়ার মধ্যে রয়েছে স্ফটিক কাঠামোর ভাঙ্গন এবং প্রোটক্সিন নিঃসরণ। ক্রাই প্রোটিনের নির্দিষ্টতার ক্ষেত্রে দ্রাব্যীকরণ একটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয়, কারণ এই প্রক্রিয়াটি ঘটার জন্য একটি উপযুক্ত অন্ত্রের পরিবেশ, যেমন একটি নির্দিষ্ট pH, প্রয়োজন। এই ধরণের জৈব কীটনাশকের সুবিধাগুলি ব্যবহারের ক্ষেত্রে তুলে ধরা হয়েছে কীটনাশক.
অন্যদিকে, ভিআইপি প্রোটিনের জন্য এই পদক্ষেপের প্রয়োজন হয় না, কারণ এগুলি সরাসরি ব্যাকটেরিয়া থেকে দ্রবণীয় আকারে নিঃসৃত হয়।
অ্যাক্টিভেশন:
দ্রবণীয় ক্রাই প্রোটক্সিন এবং ভিআইপি প্রোটক্সিন প্রক্রিয়াজাত করা হয় এন্ডোজেনাস প্রোটিজ এনজাইম পোকামাকড়ের অন্ত্রের তরল পদার্থে, একটি সক্রিয় বিষ তৈরি করে। এই প্রক্রিয়াটি মূলত ট্রিপসিন এবং কাইমোট্রিপসিন দ্বারা সম্পাদিত হয়, যা পোকামাকড়ের অন্ত্রে সবচেয়ে বেশি পরিমাণে এনজাইম।
গবেষণায় দেখা গেছে যে সংবেদনশীলতার পরিবর্তনশীলতা প্রজাতির সংখ্যা এই বিষাক্ত পদার্থগুলিকে সক্রিয় করার ক্ষমতার উপর নির্ভর করতে পারে, যা পোকামাকড়ের প্রতিরোধ ক্ষমতা বিকাশের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয়।
অন্ত্রের ঝিল্লি অতিক্রম করা:
একবার বিষাক্ত পদার্থগুলি সক্রিয় হয়ে গেলে, তাদের অবশ্যই মধ্য দিয়ে যেতে হবে মিডগট মেমব্রেন. এই পর্দাটি কাইটিন সমৃদ্ধ এবং এপিথেলিয়াল কোষ থেকে পুষ্টি উপাদানকে পৃথক করার জন্য একটি শারীরিক বাধা হিসেবে কাজ করে। যদিও এটি শারীরিক সুরক্ষা প্রদান করে, বিটি থেকে প্রাপ্ত এন্ডোজেনাস এবং এক্সোজেনাস উভয় ধরণের কাইটিনেজ এনজাইমই কাইটিনকে হ্রাস করতে পারে, ফলে এই প্রতিরক্ষামূলক ব্যবস্থার কার্যকারিতা হ্রাস পায়।
মিডগটের সাথে মিথস্ক্রিয়া
পেরিট্রোফিক ঝিল্লি অতিক্রম করার পর, ক্রাই এবং ভিআইপি প্রোটিনগুলি ঝিল্লির সাথে মিথস্ক্রিয়া করে অন্ত্রের কোষ, যা বিষাক্ত পদার্থের লক্ষ্য কোষ হিসেবে কাজ করে। গত কয়েক দশক ধরে ব্যাসিলাস থুরিঞ্জিয়েনসিস গবেষণায় এই বিষাক্ত পদার্থের সাথে বিশেষভাবে আবদ্ধ অণুগুলি সনাক্ত করা একটি গুরুত্বপূর্ণ চ্যালেঞ্জ হয়ে দাঁড়িয়েছে। এছাড়াও অন্যান্য বিকল্প আছে, যেমন গাছের জন্য ঘরে তৈরি কীটনাশক, যা একসাথে ব্যবহার করা যেতে পারে।
পরীক্ষামূলক প্রমাণ থেকে জানা যায় যে কমপক্ষে তিন ধরণের ঝিল্লি প্রোটিন এরা পোকামাকড়ের ক্রাই প্রোটিনের রিসেপ্টর হিসেবে কাজ করতে পারে: অ্যামিনোপেপ্টিডেসেস এন (এপিএন), ক্যাডেরিন এবং এবিসি ট্রান্সপোর্টার। তবে, ভিআইপি টক্সিনের সম্ভাব্য নির্দিষ্ট রিসেপ্টর সম্পর্কে খুব কমই জানা যায়।
ব্যাসিলাস থুরিনজিয়েনসিসের পোকামাকড়ের মৃত্যু এবং ছত্রভঙ্গ
বিটি প্রোটিনের বিষাক্ত কার্যকলাপ ব্যাখ্যা করার জন্য সর্বাধিক গৃহীত মডেলটি তাদের গঠনের ক্ষমতার উপর ভিত্তি করে ঝিল্লিতে ছিদ্র অন্ত্রের লক্ষ্য কোষগুলির। বিষাক্ত পদার্থগুলি তাদের নির্দিষ্ট রিসেপ্টরের সাথে আবদ্ধ হওয়ার ফলে কোষের ঝিল্লি ছিদ্র করে এমন একটি কাঠামো তৈরি হয়, যার ফলে অখণ্ডতা নষ্ট হয় যা কোষ ফেটে যায় এবং সেপসিসের দিকে পরিচালিত করে। এটি স্পোর এবং অন্যান্য রোগজীবাণু ব্যাকটেরিয়াকে পোকামাকড়ের শরীরে প্রবেশ করতে দেয়, যা এর পরিণামে মৃত্যুতে অবদান রাখে।
পোকা মারা গেলে, ব্যাসিলাস থুরিঞ্জিয়েনসিস এই কুলুঙ্গি থেকে উপকৃত হয়, যেখানে এটি বংশবৃদ্ধি করতে পারে এবং স্পোরেট করতে পারে, এইভাবে পরিবেশে এর বিস্তার নিশ্চিত করে। এই পদ্ধতির কার্যকারিতা কেবল জৈব কীটনাশকের কার্যকারিতাই তুলে ধরে না, বরং জৈবিক কীটপতঙ্গ নিয়ন্ত্রণে ব্যাসিলাস থুরিংয়েইনসিসের গুরুত্বকেও তুলে ধরে। আরও কার্যকর ব্যবহারের জন্য, এটি সম্পর্কে আরও জানা বাঞ্ছনীয় গাছপালা জন্য কীটনাশক.
