مقاله درباره سم شناسی

باسیل ترپنجنسیس
Bacillus thuringiensis

شبكه گسترده سم شناسي

پروژه اطلاعاتي ماده ضد آفت از ادارات گسترش تعاوني دانشگاه كرنل؛ دانشگاه ايالتي ميشيگان؛ دانشگاه لياست ارگان؛ و دانشگاه كاليفرنيا در سوييس. مخارج و حمايت اصلي توسط برنامه ارزيابي برفودرا آفت كش كشاورز ملي خدمات گسترده USDA فراهم شده بود.
- ماده ضد آفت
- اطلاعات
- نقشه مقطعي
- نام هاي تجاري يا ساير اسامي

برلانير(بي . تي انواع كرستاكي):دايپل؛ تري سايد؛ باكتو اسپين؛ ليتاكس؛ نووابك؛ ويكتوري. سرتان (بي . تي . انواع ايزاوا) تكنار(بي . تي . انواع اسرائيلي).
- وضع تنظيم

اين حشره كش ميكروبي ابتدا در سال 1961 بعنوان حشره كش براي استعمال عمومي ثبت شد. ثبت استاندارد كه در سال 1986توسط مركز حمايت از محيط زيست آمريكا (EPA) صادر شد. سازندگان را ملزم به ايجاد تغييرات جزئي در برچسب احتياط و ارائه اطلاعات بيشتري در رابطه با اثرات بي . تي بر ارگانيسم هاي غير مورد هدف؛ كرد. در حاليكه EPA؛ اساس اطلاعات سم شناسي براي بي . تي كامل فرض مي كند؛ اما اين مركز هنوز به اطلاعات بيشتري در مورد اثرات اكولوژي آن؛ نياز دارد.

- مقدمه

باسيل ترينجنسيس (B.t.) باكتري ايجاد شده بطور طبيعي خاك است كه سمي توليد مي كند كه باعث بيماري در حشرات مي شود. تعداد حشره كش ها براساس اين سمهاست. B.t براي اداره ي آفت بدليل ويژگيش در برابر آفتها و نيز به دليل عدم سميتش براي انسانها دشمنان طبيعي بسياري از آفتهاي غلات؛ ايده آل به نظر مي رسد. انواع مختلفي از B.t وجود دارد كه هريك داراي سميت خاصي در برابر انواع خاص حشرات مي باشد: بي . تي . ايزاوا (B.t.a.) عليه شفيره هاي بيد موم در شانه عسل استفاده مي شود؛ بي . تي . اسرائيلي (B.t.i) در مقابل مگسها؛ مگسهاي سياه و بعضي پشه ها موثر است؛ بي . تي كرستاكي(B.t.k.) انواع مختلف حشرات فلس بال از جمله بيد كولي و كلم پيچ را كنترل مي كند. نژاد جديدي بنام بي . تي . سان دايگو يافت شده است كه براي گونه هاي خاص سوسك و شپشه پنبه مفيد مي باشد. بي. تي . براي اينكه موثر واقع شوند؛ بايد حشرات در زمان نا بالغي آنرا بخورند؛ تغذيه مرحله تكامل به شفيره ها برمي گردد. اين ماده در برابر حشرات بال بي اثر است. براساس جمعيت حشرات مورد هدف پيش از كاربرد اين ماده اطمينان مي دهد كه حشرات در مرحله شفيره اي آسيب پذيرند. بيش از 150 حشره كه اكثرا شفيره حشرات فلس بال؛ شناخته شده اند كه به بعضي راههاي B.t. حساسند.

باكتريها؛ ارگانيسم هاي تك سلولي ابتدايي هستند كه به گروه ارگانيسم هايي بنام پيش هسته تعلق دارند. پيش هسته ها نه گياهند نه جانورند. مانند اعضاي خاص سلسله گياهي؛ مثل سرخسها و قارچها؛ بي . تي . سلولهاي زايش غير جنسي توليد مي كند بنام هاگها؛ كه آنها قادر به زنده ماندن در شرايط زيان آور مي كند. طي فرايند تشكيل هاگ؛ بي.تي نيز پيكر بلوري واحدي بعنوان محصول همراه توليد مي كند. هاگها و بلورهاي بي. تي بايد بيش از اينكه بتوانند بصورت سم در حشرات مورد هدف عمل كنند خورده شوند. بنابراين بي . تي به سم شكم اشاره مي شود. بلورهاي بي . تي در پاسخ به شرايط روده اي شفيره اي حشرات حساس؛ حل مي شوند. اين سلولها را در روده از بين مي برد كه مانع گوارش معمولي مي شود و تلاش مي كند حشرات را از تغذيه در گياهان ميزبان باز دارد. هاگهاي بي.تي مي توانند ساير بافت حشرات را مورد هجوم قرار دهند كه اينكار را با تكثير در خون حشره صورت مي گيرد تا حشره بميرد و مرگ مي تواند ظرف چند ساعت تا چند هفته از استفاده بي.تي صورت گيرد كه به گونه حشره ميزبان بي .تي خورده شده بستگي دارد.
- اثرات سم شناسي
- سميت حاد
هيچ شكايتي پس از خوردن هجده انسان از يك گرم بي . تي تجاري بطور روزانه طي پنج روز بصورت يك روز در ميان صورت نگرفت. عده اي 100 ميلي گرم از پودر آنرا روزانه بعلاوه اندازه رژيم غذايي استنشاق كردند. افراديكه يك گرم از آنرا در سه روز متوالي خورده بودند مسموم نشده بودند.

چون اين عملي كه از اولين عوامل كنترل بيولوژيكي ثبت شده براي استفاده عليه حشرات در آمريكا بود؛ بي.تي نياز به انجام برنامه آزمايشي داشت كه دقيق تر از آنچه كه EPA بطور شايع براي آفت كشي نياز داشت؛بود. در نتيجه؛ هيچ گفتگوي اطلاعاتي در رابطه با اطلاعات سميتي خواسته شده توسط EPA براي اهداف ثبت وجود ندارد.

ميزان وسيعي از تحقيقات با آزمايش روي حيوانات با استفاده از چندين روش در معرض قرار گيري به اين صورت است( بالاترين مقدار آزمايش شده 10*6/7 براي يازدهمين هاك در هر حيوان بود). نتايج اين آزمايشات نشان مي دهد كه استفاده از محصولات بي .تي مي تواند باعث لفزايش اثرات منفي كمي شود. بي . تي در ساير آزمايشهاي صورت گرفته روي پرندگان؛ سگها؛ خوكهاي شاخ دار؛ موشها؛ موش خرماها؛ انسانها يا ساير حيوانات سميت حاد نداشت. زمانيكه به موش خرماها بي . تي . كا (B.T.K)
تزريق شد؛ هيچ سم يا ويروس شايد آن اثرات ديده نشد. هيچ سميت گوارشي در موش خرماها؛ موش ها يا بلدرچين ژاپني كه بلورهاي پروتئين از بي .تي اسرائيلي خورده بودند؛ پيدا نشد.

تركيب بسيار كمي در آزمايش حيوانات از استنشاق و مواجهه با پوست مشاهده شد. اين ممكن است با خصوصيات فيزيكي بيشتر از بيولوژيكي بي.تي آزمايش شده ايجاد شود. موشها يك يا چند دوره يك ساعته از تنفس غباريكه حاوي 10*6/5 تا از همين هاگ بي.تي در هر متر مكعب بود؛ زنده ماندند. هيچ اثر سمي در موش خرماها كه فرمولبندي بي.تي با قراردادن بطور مستقيم داخل ريه هايشان در ميزان g/kg 500 از وزن بدن؛ داشتند؛ مشاهده نشد.

ميزان حشره كش فرمولبندي شد؛ حشره كش كه 50% موش خرماها را تقريبا مي كشد؛ از مواد در گستره اي از 2/65 تا بيشتر از پنج گرم در هر كيلو گرم؛ تغذيه كرده اند. اين ميزان به روز كشنده 50 (LD50) براي بي.تي در موشها اشاره مي شود. تعيين ميزان گوارشي از بالا تا 10000 ميلي گرم از هر كيلو گرم از وزن بدن سميتي در موشها به موش خرماها يا سگها ايجاد نمي كند.

LD50 درستي فرآورده بي.تي در خرگوشهاي mg/tg6/28 بود. مقداري قرمزي ناهنجار برگشت پذير زمانيكه 1 mg/kg/dog از فرآورده بي.تي حدود 21 روز روي پوست خراشيده شده گذاشته شده بود؛ در پوست مشاهده شده بود هيچ سم عمدي سيماتيكي مشاهده نشد. استفاده پوستي g/kg 72 از بي.تي براي خرگوشها سمي نبود.

بلورهاي بي.تي زمانيكه مستقيما به حفره هاي شكمي تزريق مي شد باعث مرگ در آزمايش حيوانات شد. اين امر نشان مي دهد كه بي.تي مي تواند براي پستانداران سمي باشد؛ اما زمانيكه مواجهه از طريق روشهاي معمولي رويارويي (خوراكي؛پوستي يا استنشاقي) است؛ متابوليسم يا نا بعدي سم از سمي شدن از پستانداران جلوگيري مي كند.

- سميت مزمن:
هيچ شكايتي از هشت نفريكه هفت ماه در معرض تخمير محيط كشت؛ كپكهاي باكتريهاي مرطوب؛ مواد زباله اي و پودر ايجاد شده طي توليد تجاري بي.تي صورت نگرفت.

هيچ مدركي از سميت مزمن بي.تي در سگها؛ خوكها ي شاخ دار؛ موش خرماها؛ انسانها يا ساير حيوانات وجود ندارد. دادن ميزان سيزده هفته از بي.تي به مقدارmg/kg8400 اثرات سمي توليد نكرد.

- اثرات زايشي

اين مرور اجمالي هيچ اطلاعاتي در رابطه با اثرات مواجه بي.تي با سيستم هاي زايشي فراهم نكرد.

- اثرات مخرب

هيچ مدركي در دست نيست كه نشان دهد بي.تي فرمولبندي شده مي تواند باعث نقصهاي تولدي در پستانداران شود.

- اثرات جهش زايي

بي. ترينجسيس جهش زايي در بافت گياهان ايجاد مي كند . استفاده گسترده از بي.تي در غذاي گياهان كهن است خطرناك باشد يا ايجاد جهش زايي كند.

- اثرات سرطان زايي

اثرات ايجاد شده تومور در دوسال تحقيقات مزمن طي داده روزهاي 8400 از بي.تي به موش خرماها ديده نشد.

- سميت اندام

هيچ اطلاعاتي بيشتري در رابطه با اثرات بي.تي بر اعضا يافت نشده است.

- سرنوشت در انسانها و حيوانات

در حاليكه بي.تي در گوارش حشره اختلال ايجاد مي كند؛ اما در سيستمهاي گوارشي پستانداراني كه از آن خورده اند؛ مقاومت نمي كند. زمانيكه در چشمان خرگوش قرار مي گيرد؛ بي . تي اسرائيلي هنوز پس از يك هفته ديده مي شود؛ اما هيچ عفونت يا اثر زيانبار ديگري در چشم ايجاد نمي كند. زمانيكه به روده موش تزريق مي شود؛ بي.تي؛ اسرائيلي در طحال و خون قلب بمدت 80 روز آشكار مي شود. اما هيچ عفونتي ايجاد نمي كند.

- اثرات اكولوژيكي:

- اثر بر پرندگان

بي.تي براي پرندگان سمي نيست. زيست سياه است و در سيستم هاي گوارشي پرندگان نمي آورد. LD5O براي بلدرچين آمريكاي شمالي بيشتر از mg10000 بي.تي در هر كيلو گرم وزن بدن بود. زمانيكه كالبد شكافيهاي روي پرندگان صورت گرفت؛ پاتولوژي به بي.تي نسبت داده نشد. زمينه مشاهدات 74 گونه گونه پرنده هيچ تغييراتي جمعيتي پس از افشاندن هوايي بي. تي آشكار نشد.

- اثر ارگانيسم هاي آبزي
در مورد بي.تي هيچگونه گزارش ناشي از اثر زيانبار بر ماهيها نبوده است. ماهي قزل آلا و آبششهاي آبي آن حدود 96 ساعت در معرض مواد فتي بي.تي بودندح در غلظت 560 و 1000 تست در هر ميليون ؛ هيچ اثر برگشتي نشان نداد. ماهي دريايي كوچك با در معرض گرفتن 2000-1000 بار در سطح بي.تي طي برنامه هاي افشاني؛ هيچگونه اثرمنفي نشان نداد. مشاهدات جمعيتهاي قزل آلاي جويباري؛ گل شبدر سفيد و ماهي باس دهان كوچك؛ اثرات برگشتي يك ماه پس از استعمال هوايي بي.تي آشكار نشد.

- اثر بر حيوانات (گونه هاي غير هدفي)
كاربرد مقادير نشاندار بي.تي هيچ سمي بر حشرات شكارچي نداشته است. درمان شانه عسل با بي.تي آيزاديي اثر يعني بر زنبورها و يا عسل توليد شده نخواهد داشت . نسبتهاي مواجهه معمولي باعث زيان به زنبورهاي عسل نمي شود. تجمعات بسيار بالاي بي.تي تنربونيز كه عليه سوسكهايي مثل سوسك سيب زمينب كلرادو از عمر طولاني زنبور عسل بالغ مي كاهد به اما باعث بيماري نمي شود.

از سال 1986 ؛ EPA ارزيابي خود را از اثر بالقوه مصارف خاص بي.تي برگونه هاي تحت تهديد و خطر قرار گرفته پروازها و بيدها كامل نكرده بود. اين امر با توجه به توانايي اش براي كشتن گونه هاي خطرناك پروانه ها بيان شده بود.

استفاده كنندگان از بي.تي براي مشورت با مراكز محلي يا يانزديكترين مركز منطقه اي EPA مسئول براي حفاظت از گونه هاي خطرناك پيش از استفاده محصولات بي.تي در نقاطي كه گونه هاي خطرناك ليپيدويترا وجود داشت تشويق شدند.( در كاليفرنيا: لس آنجلس؛ كانتراكاستا؛ منداسيتو؛ سان فرانسيسكو؛ سان ميتو؛ مانتري و اياتو كرن ) در فلوريدا ايالتهاي: ديت و مودن؛ درواشنگتن ايالتهاي: ينسفيك و تيلاموك؛ و ايالت لين در ارگان) زمانيكه بي.تي در نشتيهاي مورد استفاده براي كنترل مگس بكار رود؛ مرگ در بعضي گونه هاي غير هدف رخ مي دهد. نتايج ساير آزمايشات انجام شده نشان نمي دهد كه بي.تي بطور مخالف بر حشرات يا جانداران هوازي اثر مي گذارد . اما اثر منفي بر قورباغه ها و سمندرها ندارد.

- سرنوشت زيست محيطي
بي.تي بيماريهاي ايجاد شده بطور طبيعي است كه براحتي در محيط تجزيه مي شود. از نظر بيولوژيكي؛ باعث مرگ و غير فعال شدن در حالت مشابه تمام موجودات زنده مي شود. بي.تي زمانيكه در معرض نورUVقرار مي گيرد به سرعت فاسد مي شود. نصف عمر زير شرايط معمولي نور آفتاب 3/8ساعت است. فرمولبندي هاگهاي بي.تي و بلورهايش از نشاسته تمام توانايي زيست و فعاليت حشره كشي اش در ظرف 4 روز از دست مي دهد. بدليل عمر كوتاه زيستي و اختصاصي بودنش نسبت به ساير آفت كشهاي شيميايي كمتر باعث مقاومت در حشرات مورد هدف نمي شود. به هر حال در موقعيتهاي احاطه شده مقاومت بي .تي در بيد غذاي هندي در آفت دانه ذخيره شده؛ گزارش شده بود چون اين مواد به سرعت در محيط فاسد مي شوند؛ هيچ مشكل دسترسي ندارد.

- فروپاشي شيميايي در خاك وآب زيرزميني
بي.تي تحت شرايط مناسب مي تواند براي چندين ماه در خاك پافشاري كند. هاگهايش در خاك از فشار حشرات مرده پس از كشته شدن با باكتري رها مي شود. بي.تي به سرعت در خاكهايي كه PHزير 5/1 دارند غير فعال مي شود.

آفت كشهاي ميكروبي مثل بي.تي بعنوان غير تحركي طبقه بندي مي شوند؛ چون با آب زير زميني حركت نكرده يا انتقال نميابد. بدليل فروپاشي بيولوژيكي سريع و سميت پايينش هيچ خطري براي آب زير زميني ندارد.

- فروپاشي شيميايي در آب:

EPA محدوديتهايي براي استفاده از B.t. در اطراف آب منتشر نكرده است. اين ماده مي تواند بردي بيش از 48 ساعت در آب موثر باشد. سپس؛ بتدريج فرو مي نشيند يا به مواد آلي سكوك مي چسبد.

- فروپاشي شيميايي در سبزيجات

بي.تي چون منتشر نمي شود؛ بايد در قسمتهايي از گياهاني استفاده شود كه بطور معمول مورد حمله شفيره حشرات فلس بال قرار مي گيرد؛ يا در مناطق خاصي از آب كه در آن شفيره حشرات روبالي تغذيه مي كنند او زندگي نسبتا كوتاهي در شاخ و برگ درختان دارد؛ چون نور ماوراي بنفش خورشيد؛ آنرا بسرعت از بين مي برد و باران آنرا به سوي خاك مي شويد. باكتري عاري از سم گياهي است و هيچ اثر بدي بر توليد دانه يا گياه نشان نداده است.

- ويژگيهاي فيزيكي و راهنمائيها

عمل حشره كش بي.تي به بلورهاي پروتئين توليد شده از باكتريها نسبت داده مي شود. سلولهاي سبزي بي.تي تقريبا يك ميكرومتر در عرض و mcm5 در طول مي باشد و متحرك هستند. فرآورده تجاري آن شامل 10X5/2 در يازدهمين هاگ پويا در هر گرم است. فرمولبندي آن از لحاظ كشاورزي كه حاوي بلورهاي پروتئين و هاگ است؛ بلورهاي رطوبت پذير؛ غلظتهاي اسيدي؛ غلظتهاي مايع؛ گردها؛ دانه ها و زمان رهايي را در بر مي گيرد.

محصولات بي.تي بايد در جاي خنك و خشك نگهداري شود. چنين عدم موثر بودن مي توان از محصولاتي كه بيش از 6 ماه ذخيره شده اند؛ انتظار داشت. محصولات فرمولبندي شده با اكثر تنظيم كننده هاي رشد گياه؛ حشره كش ها؛ كنه كشها و ضد قارچها سازگار هستند؛ اما با هاگهاي الكالين؛ دنيا كوب و كيتانول يا تحت بعضي شرايط با برگ و شبه برگهاي مغذي سازگار نيستند.

- ويژگيهاي فيزيكي

CAS: (بي.تي انواع كرستكي)1-71-38-68
قابليت حل : اورلسيناي؛ قابل تعليق؛ اسرائيلي و كرستاكي: غير حلول در آب
قابليت حل در ساير حلالها: اسرائيلي و كرستاكي: غير حلال در حلالهاي آلي
نقطه رخش: بالاي 4000 درجه؛ كرستالي
طبقه شيميايي كاربدر: حشره كش بيولوژيكي
گزارشهايي از خروج هواي kg50 سخت در هر متر از آفت كش توليد شده شده است.

- سازندگان اوليه

Saudoz crop proection crop
1300 E. toady Are.
Des plaines IL 6001
آزمايشگاه شيمي و كشاورزي آيت؛ توليد انواع آن |40|ثريدان ؛ شيكاگوي شمالي IL60064
- مروري توسط سازنده اوليه- آزمايشگاه آيت
نظريه درخواست شده: نوامبر 1992

نظريه دريافت شده:
- مروري توسط سازنده اوليه _ ساندوز
نظريه درخواست شده: نوامبر 1992
نظريه دريافت شده: دسامبر 1993