Le nom de Bacillus thuringiensis fut, suite à la découverte de S. Ishiwata, introduit en 1911 par le biologiste E. Berliner qui l’avait remarqué dans des silos à grains de Thuringe. Cette bactérie est une bactérie Gram+ qui fait partie des bactérie à endospores. Elle reste très courante dans la nature : on la trouve dans près de 18% des sols naturels. C’est un parasite d’insecte qui se développe abondamment dans les silos à grains et les greniers où les larves d’insectes sont nombreuses et les conditions climatiques et de luminosité sont favorables.
 Cycle biologique du Bt |
La phase végétative voit la croissance du nombre d’individus se faire de manière exponentielle par scissparité. La phase stationnaire passe par une différenciation cellulaire (la sporulation) et à la création de spores. Ces spores sont une forme résistante qui assure la conservation et la dispersion de Bt pendant les saisons difficiles, et germent ensuite pour donner naissance à une nouvelle phase végétative. |
Lors de la sporulation, les bactéries produisent des cristaux protéiques composés d’une ou plusieurs toxines présentant des propriétés insecticides. Ces toxines sont nommés protéines Cry ou d-endotoxines (640 à 1200 acides aminés). Chacune possède un spectre d’insectes cibles spécifiques. Les bactéries peuvent produire une à cinq d-endotoxines distinctes et des souches différentes de bactéries peuvent produire la même toxines. La variabilité de Bt est très grande mais chaque souche est spécifique et active sur un nombre limité d’espèces. Par ailleurs, les gèens codant pour les endo-toxines se situent sur les grands plasmides des bactéries et peuvent se transmettre par conjuguaison.
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Après avoir été ingéré par l'insecte, le cristal est dissout ; puis il est partiellement digéré, et la toxine se fixe sur des récepteurs spécifiques de l'intestin moyen. Elle y forme des pores transmembranaires conduisant à un influx d'électrolytes et d'eau aboutissant à la lyse des cellules épithéliales. Cette destruction progressive des structures du tube digestif permet la germination des spores (ingérées avec le cristal) et la multiplication végétative des cellules bactériennes dans l'hémocoele. |
Ainsi, les tissus de l'insecte sont peu à peu envahis, si bien que la larve cesse de s'alimenter et finalement meurt. L'affaiblissement de l'insecte est parfois précipité par la survenue d'autres agents infectieux. Ce mode d'action permet de dégager deux raisons différentes à la spécificité de chaque toxine pour un spectre d'insectes parfois très réduit:
 | une spécificité de liaison de la toxine avec des récepteurs de la paroi intestinale. |
| une spécificité par rapport à l'activité protéolytique et au pH intestinal de l'insecte, variables d'une cible à l'autre et déterminants dans l'efficacité de la toxine. |
Bt produit diverses autres toxines et enzymes pouvant être responsables de la pathogénicité des cellules végétatives infestant l'hôte :
| différentes enzymes dégradatives : des chitinases, hémolysines, phospholipases, protéases, etc.... |
| des b-exotoxines au vaste spectre d'activité (des insectes aux vertébrés). Ce sont des nucléotides thermostables inhibant l'ARN polymérase. Un des critères de choix des souches utilisées comme insecticides porte sur l'absence de ces b-exotoxines dangereuses pour l'homme. |
| des toxines protéiques secrétées, appelées Vip3A : thermosensibles, de grande masse moléculaire (80 kDa), elles présentent un spectre d'activité différent des d-endotoxines ce qui permettrait de compléter et étendre l'utilisation des protéines insecticides dérivées de Bt. En effet, ces toxines semblent très efficaces sur certains Lépidoptères comme Agrotis ipsilon, peu sensible aux d-endotoxines. |
Les toxines de Bt présentent un intérêt majeur dans la lutte contre les insectes ravageurs ou vecteurs de maladies : on a donc cherché à appliquer comme biopesticides ces bactéries et leurs toxines sur les cultures ou les habitats de vecteurs. Plus récemment, les gènes codant pour certaines de ces toxines ayant été isolés et clonés, il a été possible de les intégrer dans le génome de plantes cultivées. L'efficacité de l'utilisation de Bt comme insecticide est reconnue mais pourrait rapidement diminuer si on ne fait rien pour éviter l'apparition précoce d'insectes résistants.
Les produits issus de Bt constituent aujourd'hui la quasi-totalité des biopesticides. Il s'agit de produits formulés à partir de mélanges de spores et de cristaux obtenus après mise en culture, croissance et sporulation de la souche en fermenteur.
Mais leur marché reste encore peu développé à côté de celui des insecticides chimiques : selon le chiffre le plus récent (1991) Bt ne représente que 2 % des insecticides totaux. Leur utilisation concerne essentiellement les forêts et quelques grandes cultures céréalières dans le Nord des Etats Unis. Bt offre pourtant de nombreux avantages par rapport aux produits phytosanitaires classiques :
| aucune menace pour l'environnement, le producteur et le consommateur ; |
| des coûts de développement réduits ; |
| le taux de découverte de nouvelles souches est élevé ; |
| l'homologation de nouveaux produits est simple, rapide et peu coûteuse. |
C'est pourquoi Bt intéresse de plus en plus de grosses sociétés de l'industrie agrochimique - peut-être plus toutefois dans la perspective de développement d'OGM que de nouveaux biopesticides.
Elles sont variables selon les pays. Elles concernent surtout deux points particuliers de la biologie de la bactérie. Chez certaines souches, la synthèse par les cellules végétatives de toxines peu spécifiques (notamment des b-endotoxines, toxiques pour l'homme). Celles présentant le plus de risques sont ainsi interdites sur le marché.
| une trop forte spécificité d'hôte posant problème pour les cultures attaquées par divers ravageurs et pour la rentabilité de l'industriel ; |
| une durée de vie trop faible car les toxines sont rapidement dégradées par les UV |
| une dégradation par les micro-organismes du sol ; |
| une adsorption sur les particules organiques dans l'eau et la sédimentation (dans le cadre de la lutte contre les moustiques) ; |
| la difficulté d'atteindre certains insectes qui se nourrissent au niveau des racines, de la sève, ou qui se développent à l'intérieur des tissus de la plante. |
| Bt est un endomopathogène qui peut, dans certains cas, causer des maladies chez l'homme. Cependant le risque pour la santé publique est minime. |
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