Agrobacterium egenskaper, morfologi, sjukdomar och behandling



Agrobacterium är ett genus av gramnegativa bakterier som kan orsaka sjukdomar i växter genom överföring av DNA. DNA-överföringen möjliggör modifiering av mottagarplanten för att tillåta uttrycket av bakteriens genetiska information. På grund av denna bakterier av detta släkt kallas ibland "naturens genetiska ingenjörer".

Kön Agrobacterium Det anses för närvarande ogiltigt och arten som innehöll det har flyttats, mestadels i släktet Rhizobium. Denna sista släktet uppfördes ursprungligen för att innehålla endosymbiotiska bakterier av växter. Dessa bakterier hjälper kvävefixering av tillhörande växter, främst baljväxter.

index

  • 1 Egenskaper
  • 2 Morfologi
  • 3 Taxonomy och systematik
  • 4 Sjukdomar orsakade
  • 5 former av infektion
  • 6 Behandling
  • 7 Patogenitet hos människor
  • 8 Agrobacterium och dess användningsområden inom bioteknik
  • 9 referenser

särdrag

De bildar inte sporer, de är gramnegativa, aeroba. De producerar syrereaktion i närvaro av mannitol. De producerar inte syra eller gas i glukospeptonmedium.

De kan inducera självförökning av tumörer i växter. Denna förmåga beror på den genetiska överföringen av en liten region av DNA transporterat i gener Induktorer av tumör (Ti) eller av Induktorer av rötter (Ri).

Arter av Agrobacterium de invaderar genom sår, kronan, rötterna och stjälkarna i många dikotyledoner och några gymnospermplantor. Den genetiska överföringen resulterar i uttrycket i mottagningsväxten av specifika egenskaper hos bakterierna.

morfologi

Bakterier av detta släkt har form av små korta käpp (0,5-1,0 x 1,2-3,0 μm). De är mobila genom närvaron av 1-4 i sidled placerad flagella. Om de presenterar en enda flagellum kan deras fixering vara lateral eller polär.

Taxonomi och systematik

Kön Agrobacterium föreslogs av Conn (1942) för att inkludera två patogena arter som tidigare tilldelats Phytomonas: A. tumefaciens och A. rhogenogener och en icke-patogen art, A. radiobakter.

Senare tillsattes arten  Agrobacterium rubi, A. vitis och A. larrymoorei på grund av dess förmåga att producera sjukdomar i växter.

Genetiska studier av olika arter av Agrobacterium visade att förmågan att producera sjukdomar hos A. tumefaciens (tumörtillverkare) eller av A. rhogenogener (producent av rötter) kan överföras mellan stammar av Agrobacterium, eller gå vilse Senare visades att denna förmåga att producera sjukdomar kommer från överföringen av plasmider.

Arten av Agrobacterium och Rhizobium De är mycket lika varandra. Den enda systematiska skillnaden som registrerats mellan dessa släktingar är deras patogena interaktion, i fallet med Agrobacterium, eller symbiotiska (de av släktet Rhizobium) med växterna.

Detta och det faktum att förmågan att Agrobacterium av att producera sjukdomar kan förloras eller överföras, ledde många författare att förena båda könen i en (Rhizobium).

Sjukdomar orsakade

Arten av Agrobacterium De kan ha en hög kapacitet att producera sjukdomar på växter. De producerar två huvudtyper av sjukdomar.

Agrobacterium tumefaciens (för närvarande Rhizobium radiobacter) producerar tumörer eller gädlar i rötterna och stammen av många arter av gymnosperm, monocotyledonous och dikotyledonösa växter, inklusive minst 40 arter av kommersiellt intresse.

Agrobacterium rhizogenes (för närvarande Rhizobium rhizogenes) å andra sidan orsakar en ovanlig tillväxt av rötter i vissa dikotyledonösa växter (hård rotsjukdom eller hårig rot).

Smittämnen

Spridningen av sjukdomar kan ske både genom jord med patogena stammar och genom spridning av förorenat material. För att stammarna ska kunna producera sjukdomar måste de ha särskilda plasmider. Dessa plasmider kallas plasmider Ti (inducerare av tumörer) eller plasmider Ri (inducerare av tillväxten av rötter).

Under infektionsprocessen transporteras ett segment av Ti eller Ri-plasmiden, som kallas T-DNA (överförings-DNA) från bakterien till mottagningsanläggningen.

T-DNA hos bakterierna tränger in i kärnan i växtens celler och integreras i växtens DNA. Som ett resultat transformeras växtcellerna genetiskt, vilket möjliggör uttrycket av den genetiska informationen av bakteriens T-DNA. Bakteriellt DNA-uttryck leder till tumörtillväxt eller onormal rotering.

De tumörer eller gels som produceras av A. tumefaciens i vissa fall har de inte skadliga effekter för växter. I andra fall kan de orsaka tillväxtreduktion och till och med döden av den smittade växten.

Denna sjukdom har ökat under senare år på grund av utbyte och kommersialisering av växter med sjukdomen men utan synliga tecken på det..

Effekten av hårig rotsjukdom på den infekterade växten är dåligt förstådd. Vissa författare har visat att bildandet av sekundära rötter induceras av A. rhogenogener kan ha positiva effekter på den infekterade växten.

behandling

Behandlingen av gallsjukdomar bör vara förebyggande. Vid infektion utvecklas sjukdomen ibland oavsett närvaron av bakterier som orsakar sjukdomen.

Tillämpningen av produkter mot bakterier gjorda av koppar och blekmedel kan minska populationer av A. tumefaciens på ytan av plantorna. En annan mekanism för förebyggande behandling är tillämpningen av icke-patogena stammar hos bakterierna som konkurrerar med de patogena stammarna..

För den härdande behandlingen av krongallsjukdomar kan creosotbaserade kemiska föreningar, kopparbaserade lösningar och starka oxidanter användas..

Eftersom det inte finns några tecken på de skadliga effekterna av hårig rotsjukdom på den infekterade växten, finns det ingen specifik behandling mot den

Patogenitet hos människor

men Agrobacterium Det är känt främst för att vara patogen för växter, det kan så småningom påverka människor. Hos människor anses de som en förorenande organism eller med låg kapacitet att producera sjukdom.

emellertid, A. tumefaciens kan vara ansvarig för nosokomiella infektioner hos patienter med försvagade immunförsvar. Bland de sjukdomar som orsakas av denna bakterie är infektioner associerade med centrala venösa katetrar, peritonit, blodinfektioner, inflammation i endokardiet, inflammation i gallblåsan och infektioner i urinvägarna..

Agrobacterium Det kan vara resistent mot flera antibiotika inklusive cotrimoxazol och tetracyklin. Den enda framgångsrika behandlingen hittills är cefotaxim för behandling av gallblåsans inflammation.

Agrobacterium och dess användningsområden inom bioteknik

Förmågan att Agrobacterium att överföra gener till växter och svampar har använts som ett verktyg inom genteknik för att göra genetiska förbättringar i växter.

Men denna förmågaatt transformera värdorganismer är inte begränsat till växter. Många andra eukaryota och till och med prokaryota organismer kan manipuleras under laboratorieförhållanden för att bli genetiskt transformerade av Agrobacterium.

Många arter av jäst och svamp har omvandlats till ett laboratorium med användning av Agrobacterium. Forskare har också uppnått omvandlingen av alger, däggdjursceller och gram-positiva bakterier Streptomyces lividans.

referenser

  1. Agrobacterium. På Wikipedia. Hämtad den 13 september 2018 från wikipedia.org.
  2. T. Tzfira, V. Citovsky, Eds (2008). Agrobacterium: Från biologi till bioteknik. Springer, New York. 1-735.
  3. R. Cain (1988). Ett fall av septikemi orsakad av Agrobacterium radiobacter. Journal of Infection.
  4. M. Hulse, S. Johnson, P. Ferrieri (1993). Agrobacterium infektioner hos människor: erfarenhet på ett sjukhus och granskning. Kliniska smittsamma sjukdomar.
  5. A. Ziemienowicz (2001). Odyssey of Agrobacterium T-DNA. Acta Biochimica Polonica.
  6. H. Hwang, S.B. Gelvin, E.M. Lai (2015). Redaktionellt: "Agrobacterium biologi och dess tillämpning på transgen växtproduktion "Gränser i växtvetenskap.
  7. W. Nester (2015). Agrobacterium: Naturens genetiska ingenjör Gränser i växtvetenskap.