Agrobacterium tumefaciens je fytopatogénna baktéria patriaca do radu Rhizobiales. Najdôležitejšou vlastnosťou tejto baktérie je to, že zavádza časť svojej DNA do rastlinných buniek a v krátkom čase ich transformuje z normálnych buniek na nádorové bunky, čím spôsobí vznik žlčníka.
Táto baktéria je gramnegatívny bacil, ktorý vytvára belavé alebo žltkasté kolónie a vytvára mucilaginózny polysacharid v kultivačnom médiu s uhľohydrátmi. Je vysídlená peritrichóznymi bičíkmi, žije v pôde a infikuje rastlinné bunky ránami.
Bunky Agrobacterium tumefaciens začínajú infikovať koreň. Zdroj: AG Matthysse, KV Holmes, RHG Gurlitz
Príznaky spôsobené Agrobacteriom u jeho hostiteľov nie sú spôsobené patogénnymi druhmi, ale typom plazmidu (kruhový fragment DNA), ktorý majú. V súlade s tým sú baktérie obsahujúce Ti plazmidy induktormi nádorov, ktoré produkujú žlčovú korunu, a baktérie obsahujúce plazmidy Ri indukujú tvorbu vlasatých koreňov.
Tento bakteriálny druh spolu s určitými vírusmi ako vektormi genetického materiálu na transformáciu rastlinných druhov otvoril éru kultivácie transgénnych rastlín s vysokým produkčným potenciálom. Štúdium korunových gúl produkovaných Agrobacterium tumefaciens ďalej predstavovalo dôležitú súčasť aplikácií kultúr rastlinných tkanív in vitro.
Biotechnológovia v súčasnosti používajú túto baktériu tiež na transformáciu iných organizmov, ako je hmyz, a na prenos génov medzi príbuznými a nepríbuznými rastlinami.
Druh: Rhizobium radiobacter (Beijerinck a van Delden, 1902) Young et al., 2001 (platný názov)
Niektoré synonymá sú Agrobacterium radiobacter (Beijerinck a van Delden, 1902) Conn, 1942, a Agrobacterium tumefaciens (Smith a Townsend, 1907) Conn, 1942.
morfológia
Agrobacterium tumefaciens je baktéria v tvare bacilov, ktorá rozptýlila bočné bičíky a rastie v kultúre v bielych a niekedy žltkastých kolóniách.
Bacilárny tvar baktérie naznačuje, že jej vzhľad je v tvare tyčinky. Rozmery A. tumefaciens sú dlhé 0,8 μm, šírka 1,5 až 3 μm.
Baktérie rodiny Rhizobiaceae sú gramnegatívne baktérie, ktoré sa vyskytujú medzi 1 a 6 bičínami. Konkrétne A. tumefaciens prechádza 1 alebo 4 bradavicami. V prípade jediného bičíka je to bočné a nie polárne.
Pokiaľ médium obsahuje zdroj uhľohydrátov, pokiaľ ide o jeho rast v kultivačnom médiu, produkuje baktéria hojné slizy polysacharidového typu, podobné tým, ktoré produkujú príbuzní rhizobiálne baktérie. Kolónie majú spravidla hladký vzhľad.
choroby
Koruna
Toto ochorenie sa vyrába vo viac ako sto infikovaných rastlinách, v ktorých sa tvorí žlč alebo nádor v štruktúrach, ako sú korene, stopky a stonky.
Nádory sa vyvíjajú potom, ako baktérie vstúpia do novo vyrobených rán na vnímavého hostiteľa.
Keď baktérie rozpoznajú ranu a naopak, bunky, ktoré sú k nej najbližšie, sa začnú deliť. Agrobaktéria sa viaže na bunkové steny svojich hostiteľov, ale neinvazuje ich bunky.
Korunná žlč produkovaná Agrobacterium tumefaciens môže v určitom okamihu spôsobiť pokles stonky. Zdroj: jacilluch
Dva alebo tri dni po infekcii nastane v rastlinných bunkách kondicionovanie, ktoré ich robí citlivými na fragment DNA bakteriálneho plazmidu, známy ako Ti DNA, pretože ide o sekvenciu, ktorá indukuje nádory.
Tento fragment bakteriálnej DNA sa integruje s jadrovou DNA hostiteľskej rastlinnej bunky a indukuje transformáciu rastlinných buniek z normálnych na nádorové bunky.
Neskôr transformované bunky sa nekontrolovateľne delia a rastú nezávisle od baktérií a rastlín.
Žlčina, ktorá sa vytvára buď v stonke alebo v koreňoch rastlín, spôsobuje, že pretiahnuté bunky, ktoré sú blízko xylému alebo okolo neho, vytvárajú tlak na xylemové cievy, ktoré sú stlačené a dislokované, čím sa stáva menej účinná pri preprave. voda vo vnútri rastliny.
Na začiatku choroby sú nádory takmer sférické, biele a mäkké, s textúrou. Spočiatku sa môžu zamieňať s produktom kalusu rany. Tkanivá potom stmavnú v dôsledku smrti periférnych buniek a hniloby.
Niektoré nádory môžu byť drevnaté a iné môžu byť huby. Jeho veľkosť môže byť až 30 cm.
Chlpatý koreň
Je to choroba spôsobená druhmi Agrobacterium tumefaciens a jej relatívnymi Agrobacterium rhizogenes. Obidva obsahujú plazmidy Ri a vo svojich hostiteľoch indukujú tvorbu chlpatých koreňov, čo ukazuje veľmi konkrétny fenotyp v koreňoch infikovaných rastlín.
Korene sa vyvíjajú hojne a vyzerajú ako vlasy alebo korene s mnohými vlasmi. K tomu dôjde, keď je bakteriálna DNA integrovaná do rastlinnej DNA a stimulovaná je syntéza kyseliny indolovej octovej, ktorá podporuje diferenciáciu od normálnych koreňov k vlasatým koreňom.
Biologická kontrola
Korunná žltačka spôsobená Agrobacterium tumefaciens môže byť biologicky regulovaná baktériou rovnakého rodu (Agrobacterium radiobacter), ktorá nie je patogénna.
Na túto biokontrolu sa semená, sadenice a odrezky rastlín ošetria suspenziou kmeňa K84 A. radiobacter, a to vďaka produkcii bakteriocínu známeho ako agrocín 84, ktorý pôsobí ako antibiotikum proti baktériám, ktoré s ním taxonomicky súvisia.
Táto látka selektívne inhibuje fytopatogénne baktérie, ktoré sa dostanú na povrch rastlinných tkanív impregnovaných nepatogénnymi baktériami. Je však známe, že v niektorých krajinách existujú kmene A. tumefaciens rezistentné na agrocín 84.
Chemická kontrola
V prípade čerešní, ktoré sú náchylné na infekciu A. tumefaciens, sa obvykle preventívne lieči dichlórmetánom (dichlórnaftochinón).
Ti plazmid z Agrobacterium tumefaciens je bakteriálny fragment DNA použiteľný v genetickom inžinierstve. Zdroj: Ti plazmid.svg: Mouagipderivatívne práce: Miguelferig
Referencie
- Ruggiero, MA, Gordon, DP, Orrell, TM, Bailly, N., Bourgoin, T., Brusca, RC, a kol. 2015. Klasifikácia všetkých živých organizmov na vysokej úrovni. PLoS ONE 10 (4): e0119248.
- Agrios, GN 2005. Pathology of Plant. 5 th ed. Elsevier Academic Press. Spojené štáty americké. 922 s.
- Katalóg života: 2019 Ročný kontrolný zoznam. Podrobnosti o druhoch: Rhizobium radiobacter (Beijerinck a van Delden, 1902) Young et al., 2001. Prevzaté z: catalogueoflife.org
- Echeverrigaray, S. 1995. Zmeny v peroxidázových a polypeptidových profiloch v Nicotiana tabacum L. sa transformovali Agrobacterium rhizogenes. Rural Science, Santa Maria 25 (2): 229-232.
- De la Isla, L. Phytopathology. 1994. Fytopatológia. Postgraduálna vysoká škola, editori UTEHA Noriega. 384 s.