Agrobacterium egenskaper, morfologi, sykdommer og behandling



Agrobacterium er et slekt med gramnegative bakterier som er i stand til å forårsake sykdommer i planter gjennom overføring av DNA. DNA-overføringen tillater modifikasjonen av mottakerplanten for å tillate ekspresjonen av bakteriens genetiske informasjon. På grunn av denne bakterien av dette slaget er noen ganger kalt "de genetiske ingeniører av naturen".

Kjønn Agrobacterium det er for tiden ansett ugyldig og arten som inneholdt den, har blitt flyttet, for det meste i slekten Rhizobium. Dette siste slekt ble opprinnelig oppført for å inneholde endosymbiotiske bakterier av planter. Disse bakteriene hjelper nitrogenfiksering av tilhørende planter, hovedsakelig belgfrukter.

index

  • 1 Egenskaper
  • 2 Morfologi
  • 3 Taksonomi og systematikk
  • 4 sykdommer forårsaket
  • 5 smitteformer
  • 6 Behandling
  • 7 Patogenitet hos mennesker
  • 8 Agrobacterium og dets bruk i bioteknologi
  • 9 referanser

funksjoner

De danner ikke sporer, de er gramnegative, aerobic. De produserer syrereaksjon i nærvær av mannitol. De produserer ikke syre eller gass i glukose-pepton-medium.

De er i stand til å indusere selvproliferasjon av svulster i planter. Denne egenskapen skyldes den genetiske overføringen av en liten region av DNA transportert i gener Inductors of tumor (Ti) eller Inductors of Roots (Ri).

Arter av Agrobacterium de invaderer seg gjennom sår, kronen, røttene og stilkene til mange dikotyledoner og noen gymnospermplanter. Den genetiske overføringen resulterer i uttrykket i mottaket av spesielle egenskaper hos bakteriene.

morfologi

Bakterier av dette slaget har form av små, korte kanter (0,5-1,0 x 1,2-3,0 μm). De er mobile ved tilstedeværelsen av 1-4 lateralt plassert flagella. Hvis de presenterer et enkelt flagellum, kan deres fiksering være lateral eller polar.

Taksonomi og systematikk

Kjønn Agrobacterium ble foreslått av Conn (1942) for å inkludere to patogene arter tidligere tildelt Phytomonas: A. tumefaciens og A. rhogenogener og en ikke-patogen art, A. radiobakter.

Senere ble arten tilsatt  Agrobacterium rubi, A. vitis og A. larrymoorei på grunn av sin evne til å produsere sykdommer i planter.

Genetiske studier av ulike arter av Agrobacterium viste at evnen til å produsere sykdommer i A. tumefaciens (produsent av svulster) eller av A. rhogenogener (produsent av røtter) kunne overføres mellom stammer av Agrobacterium, eller gå seg vill Senere ble det påvist at denne evne til å produsere sykdommer kommer fra overføringen av plasmider.

Arten av Agrobacterium og Rhizobium De er veldig lik hverandre. Den eneste systematiske forskjellen registrert mellom disse slektene er deres patogene interaksjon, i tilfelle av Agrobacterium, eller symbiotiske (de av slekten Rhizobium) med plantene.

Dette og det faktum at evnen til Agrobacterium av å produsere sykdommer kan gå tapt eller overføres, førte mange forfattere til å forene begge kjønnene i en (Rhizobium).

Sykdommer forårsaket

Arten av Agrobacterium de kan ha høy kapasitet til å produsere sykdommer på planter. De produserer to hovedtyper av sykdommer.

Agrobacterium tumefaciens (for tiden Rhizobium radiobacter) produserer svulster eller gjeller i røttene og stammen av mange arter av gymnosperm, monocotyledonous og dikotyledonøse planter, inkludert minst 40 arter av kommersiell interesse.

Agrobacterium rhogenogenes (for tiden Rhizobium rhizogenes), derimot, forårsaker en uvanlig vekst av røtter i enkelte diksidede planter (sykdom av den hårete roten eller den hårete roten).

Former for smitte

Spredningen av sykdommer kan forekomme både gjennom jord med patogene stammer og gjennom spredning av forurenset materiale. For at stammene skal ha kapasitet til å produsere sykdommer, må de ha spesielle plasmider. Disse plasmidene kalles plasmider Ti (inducere av svulster) eller plasmider Ri (induktorer av veksten av røtter).

Under infeksjonsprosessen blir et segment av Ti eller Ri-plasmidet, kalt T-DNA (overførings-DNA), transportert fra bakterien til mottaket.

T-DNA fra bakteriene trer inn i kjernen til plantens celler og er integrert i plantens DNA. Som et resultat blir plantecellene genetisk transformert, noe som tillater ekspresjonen av den genetiske informasjonen til bakteriens T-DNA. Bakteriell DNA-ekspresjon fører til svulstvekst eller unormal rotering.

Tumor eller gjær produsert av A. tumefaciens i noen tilfeller har de ikke skadelige effekter på planter. I andre tilfeller kan de forårsake vekstreduksjon og til og med døden til den smittede planten.

Denne sykdommen har spredt seg de siste årene på grunn av utveksling og kommersialisering av planter med sykdommen, men uten synlige tegn på det..

Effekten av hårete rotsykdommer på den infiserte planten er dårlig forstått. Noen forfattere har vist at dannelsen av sekundære røtter indusert av A. rhogenogener kan ha gunstige effekter på den smittede planten.

behandling

Behandling av galde sykdom bør være forebyggende. I tilfelle infeksjon, vil utviklingen av sykdommen noen ganger utvikle seg uavhengig av forekomsten av bakteriene som forårsaker sykdommen.

Anvendelsen av produkter mot bakterier laget av kobber og blekemiddel kan redusere populasjoner av A. tumefaciens på overflaten av plantene. En annen mekanisme for forebyggende behandling er anvendelsen av ikke-patogene stammer av bakteriene som konkurrerer med de patogene stammene..

For den kurative behandlingen av kronegelsykdom, kreosotbaserte kjemiske forbindelser, kan kobberbaserte løsninger og sterke oksidanter brukes..

Fordi det ikke er tegn på de skadelige effektene av hårete rotsykdommer på den infiserte planten, er det ingen spesifikk behandling mot den

Patogenitet hos mennesker

selv Agrobacterium Det er kjent hovedsakelig for å være patogen for planter, det kan til slutt påvirke mennesker. Hos mennesker ser de det som en forurensende organisme eller med lav kapasitet til å produsere sykdom.

men, A. tumefaciens kan være ansvarlig for nosokomielle infeksjoner hos pasienter med svekket immunforsvar. Blant sykdommene forårsaket av denne bakterien er infeksjoner assosiert med sentrale venekateter, peritonitt, blodinfeksjoner, endokardiumbetennelse, betennelse i galleblæren og infeksjoner i urinveiene..

Agrobacterium Det kan være motstandsdyktig mot flere antibiotika, inkludert cotrimoxazol og tetracyklin. Den eneste vellykkede behandlingen til dags dato er cefotaxim for behandling av galleblærens betennelse.

Agrobacterium og dets bruk i bioteknologi

Evnen til å Agrobacterium å overføre gener til planter og sopp har blitt brukt som et verktøy i genteknologi for å gjøre genetiske forbedringer i planter.

Men denne evnenå transformere vertsorganismer er ikke begrenset til planter. Mange andre eukaryote og selv prokaryote organismer kan manipuleres under laboratorieforhold for å bli genetisk transformert av Agrobacterium.

Mange arter av gjær og sopp har blitt transformert til et laboratorium ved bruk Agrobacterium. Forskere har også oppnådd transformasjonen av alger, pattedyrceller og Gram-positive bakterier Streptomyces lividans.

referanser

  1. Agrobacterium. På Wikipedia. Hentet 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 tilfelle av septikemi forårsaket av Agrobacterium radiobacter. Journal of Infection.
  4. M. Hulse, S. Johnson, P. Ferrieri (1993). Agrobacterium infeksjoner hos mennesker: erfaring på ett sykehus og gjennomgang. Kliniske smittsomme sykdommer.
  5. A. Ziemienowicz (2001). Odyssey av Agrobacterium T-DNA. Acta Biochimica Polonica.
  6. H. Hwang, S.B. Gelvin, E.M. Lai (2015). Redaksjonell: "Agrobacterium biologi og dens anvendelse på transgen planteproduksjon "Grenser i plantevitenskap.
  7. W. Nester (2015). Agrobacterium: Naturens genetiske ingeniør Grenser i plantevitenskap.