Agrobacterium egenskaber, morfologi og sygdomme

4947
Alexander Pearson

Agrobacterium Det er en slægt af gramnegative bakterier, der er i stand til at forårsage sygdom i planter gennem overførsel af DNA. DNA-overførsel muliggør modifikation af modtagerplanten for at tillade ekspression af bakteriens genetiske information. På grund af dette kaldes bakterier af denne slægt undertiden "naturens genetiske ingeniører.".

Køn Agrobacterium det betragtes i øjeblikket ugyldigt, og arten, der indeholdt det, er for det meste flyttet til slægten Rhizobium. Sidstnævnte slægt blev oprindeligt rejst for at indeholde planteendosymbiotiske bakterier. Disse bakterier hjælper kvælstoffiksering af associerede planter, hovedsagelig bælgfrugter.

Mekanisme til transmission af genetisk information om Agrobacterium. Hentet fra commons.wikimedia.org

Artikelindeks

  • 1 Funktioner
  • 2 Morfologi
  • 3 Taxonomi og systematik
  • 4 Sygdomme forårsaget
  • 5 Former for smitte
  • 6 Behandling
  • 7 Patogenicitet hos mennesker
  • 8 Agrobacterium og dets anvendelser inden for bioteknologi
  • 9 Referencer

Egenskaber

De danner ikke sporer, de er gramnegative, aerobe. De producerer en syrereaktion i nærværelse af mannitol. De producerer ikke syre eller gas i et glucose-peptonmedium.

De er i stand til at inducere selvproliferation af tumorer i planter. Denne kapacitet skyldes den genetiske overførsel af en lille DNA-region, der bæres i tumorinducerende (Ti) eller rodinducerende (Ri) gener..

Arter af Agrobacterium De invaderer gennem sår, kronen, rødderne og stilkene på mange dicots og nogle gymnospermplanter. Genoverførsel resulterer i ekspressionen i modtagerplanten af ​​bakteriens særlige egenskaber.

Morfologi

Bakterier af denne slægt har form af små, korte stænger (0,5-1,0 x 1,2-3,0 um). De er mobile på grund af tilstedeværelsen af ​​1-4 flageller placeret sideværts. Hvis de præsenterer et enkelt flagellum, kan deres fiksering være lateral eller polær.

Taxonomi og systematik

Køn Agrobacterium blev foreslået af Conn (1942) til at omfatte to patogene arter, der tidligere var tildelt Phytomonas: A. tumefaciens Y A. rhizogenes og en ikke-patogen art, A. radiobakter.

Senere blev arten tilføjet  Agrobacterium rubi, A. vitis Y A. larrymoorei på grund af dets evne til at forårsage plantesygdomme.

Genetiske studier af forskellige arter af Agrobacterium viste, at evnen til at producere sygdomme i A. tumefaciens (producent af tumorer) eller A. rhizogenes (rodproducerende) kunne overføres mellem stammer af Agrobacterium, eller gå tabt. Det blev senere vist, at denne evne til at producere sygdomme kommer fra overførslen af ​​plasmider.

Arten af Agrobacterium Y Rhizobium de ligner hinanden meget. Den eneste systematiske forskel, der er registreret mellem disse slægter, er deres patogene interaktion i tilfælde af Agrobacterium, eller symbiotisk (de af slægten Rhizobium) med planter.

Dette og det faktum, at evnen til Agrobacterium for at producere sygdomme kan gå tabt eller overføres, førte mange forfattere til at forene begge køn til et (Rhizobium).

Sygdomme, det forårsager

Arten af Agrobacterium de kan have en høj kapacitet til at producere sygdomme på planter. De producerer to hovedtyper af sygdomme.

Agrobacterium tumefaciens (i øjeblikket Rhizobium radiobakter) producerer tumorer eller galler på rødder og stamme af adskillige arter af gymnosperm, monokotyledone og dikotyledone planter, herunder mindst 40 arter af kommerciel interesse.

Agrobacterium rhizogenes (i øjeblikket Rhizobium rhizogenes) forårsager i mellemtiden usædvanlig rodvækst i nogle tokimbladede planter (behåret rodsygdom eller behåret rodsygdom).

Galdesygdom i uvero. Hentet fra commons.wikimedia.org

Former for smitte

Spredning af sygdomme kan forekomme både gennem jord med patogene stammer og gennem spredning af forurenet materiale. For at stammerne skal have evnen til at producere sygdomme, skal de besidde bestemte plasmider. Disse plasmider kaldes Ti-plasmider (tumor-inducere) eller Ri-plasmider (root-vækst-inducere)..

Under infektionsprocessen transporteres et segment af Ti- eller Ri-plasmidet, kaldet T-DNA (transfer-DNA) fra bakterierne til modtagerplanten..

Bakteriens T-DNA trænger gennem kernen i plantens celler og integreres med plantens DNA. Som et resultat transformeres planteceller genetisk, hvilket muliggør ekspression af genetisk information fra bakteriens T-DNA. Bakteriel DNA-ekspression fører til tumorvækst eller unormal rodfæstelse.

Tumorer eller galler produceret af A. tumefaciens i nogle tilfælde har de ikke skadelige virkninger på planter. I andre tilfælde kan de forårsage vækstreduktion og endda død af den inficerede plante.

Denne sygdom har spredt sig i de senere år på grund af udveksling og kommercialisering af planter med sygdommen, men uden synlige tegn på den..

Effekten af ​​behåret rodsygdom på den inficerede plante er dårligt forstået. Nogle forfattere har vist, at sekundær roddannelse induceret af A. rhizogenes kan have gavnlige virkninger på den inficerede plante.

Behandling

Behandling af galdesygdom bør være forebyggende. I tilfælde af infektion vil udviklingen af ​​sygdommen undertiden udvikle sig uanset tilstedeværelsen af ​​de bakterier, der forårsager sygdommen..

Anvendelsen af ​​antibakterielle produkter fremstillet af kobber og blegemiddel kan reducere populationer af A. tumefaciens på overfladen af ​​planter. En anden forebyggende behandlingsmekanisme er anvendelsen af ​​ikke-patogene stammer af bakterierne, der konkurrerer med de patogene stammer..

Kreosotbaserede kemikalier, kobberbaserede opløsninger og stærke oxidanter kan bruges til helbredende behandling af kronegaldesygdom..

Fordi der ikke er noget bevis for de skadelige virkninger af behåret rodsygdom på den inficerede plante, er der ingen specifik behandling mod den.

Patogenicitet hos mennesker

Selvom Agrobacterium Det vides hovedsageligt at være patogent for planter, det kan i sidste ende påvirke mennesker. Hos mennesker betragtes det som en forurenende organisme eller med lav kapacitet til at producere sygdom.

Imidlertid, A. tumefaciens det kan være ansvarligt for nosokomiale infektioner hos patienter med svækket immunsystem. Blandt sygdommene forårsaget af denne bakterie er infektioner forbundet med centrale venøse katetre, peritonitis, blodinfektioner, betændelse i endokardiet, betændelse i galdeblæren og urinvejsinfektioner..

Agrobacterium det kan være resistent over for flere antibiotika inklusive cotrimoxazol og tetracyclin. Den eneste vellykkede behandling til dato er cefotaxime til behandling af galdeblærebetændelse..

Agrobacterium og dets anvendelser inden for bioteknologi

Kapaciteten af Agrobacterium at overføre gener til planter og svampe er blevet brugt som et redskab i genteknologi til at foretage genetiske forbedringer i planter.

Dog denne evneat transformere værtsorganismer er ikke begrænset til planter. Mange andre eukaryote og endda prokaryote organismer kan manipuleres under laboratorieforhold, der skal transformeres genetisk af Agrobacterium.

Mange arter af gær og svampe er blevet transformeret i laboratoriet ved hjælp af Agrobacterium. Forskere har også opnået transformation af alger, pattedyrceller og gram-positive bakterier. Streptomyces lividans.

Referencer

  1. Agrobacterium. På Wikipedia. Hentet den 13. september 2018 fra wikipedia.org.
  2. T. Tzfira, V. Citovsky, Eds (2008). Agrobacterium: Fra biologi til bioteknologi. Springer, New York. 1-735.
  3. R. Cain (1988). Et tilfælde af septikæmi forårsaget af Agrobacterium radiobacter. Journal of Infection.
  4. M. Hulse, S. Johnson, P. Ferrieri (1993). Agrobacterium infektioner hos mennesker: oplevelse på et hospital og gennemgang. Kliniske smitsomme sygdomme.
  5. A. Ziemienowicz (2001). Odyssey af Agrobacterium T-DNA. Acta Biochimica Polonica.
  6. H. Hwang, S.B. Gelvin, E.M. Lai (2015). Leder: "Agrobacterium biologi og dens anvendelse til transgen planteproduktion "Frontiers in Plant Science.
  7. W. Nester (2015). Agrobacterium: naturens genetiske ingeniør. Grænser inden for plantevidenskab.

Endnu ingen kommentarer