Agrobacterium egenskaber, morfologi, sygdomme og behandling



Agrobacterium er en genus af gramnegative bakterier, der er i stand til at forårsage sygdomme i planter gennem overførsel af DNA. DNA-overførslen tillader modifikationen af ​​modtagerplanten for at tillade ekspressionen af ​​bakteriens genetiske information. På grund af denne bakterier af dette slægt er nogle gange kaldt "de genetiske ingeniører af naturen".

Kønnet Agrobacterium det er for tiden betragtes som ugyldigt, og de arter, der indeholdt det, er blevet flyttet, hovedsagelig i slægten Rhizobium. Denne sidste genus blev oprindeligt opført for at indeholde endosymbiotiske bakterier af planter. Disse bakterier hjælper kvælstoffiksering af tilhørende planter, primært bælgplanter.

indeks

  • 1 kendetegn
  • 2 Morfologi
  • 3 Taksonomi og systematik
  • 4 sygdomme forårsaget
  • 5 former for infektion
  • 6 Behandling
  • 7 patogenicitet hos mennesker
  • 8 Agrobacterium og dets anvendelser inden for bioteknologi
  • 9 Referencer

funktioner

De udgør ikke sporer, de er gramnegative, aerobe. De producerer syrereaktion i nærværelse af mannitol. De producerer ikke syre eller gas i glucose-pepton-medium.

De er i stand til at inducere selvproliferation af tumorer i planter. Denne evne skyldes den genetiske overførsel af en lille region af DNA'et transporteret i gener Induktorer af tumor (Ti) eller af Induktorer af rødder (Ri).

Arter af Agrobacterium de invaderer gennem sår, kronen, rødder og stilke af mange dicotyledoner og nogle gymnosperm planter. Den genetiske overførsel resulterer i ekspressionen i modtagelsesplanten af ​​særlige egenskaber hos bakterierne.

morfologi

Bakterier af dette slægt har form af små korte kugler (0,5-1,0 x 1,2-3,0 μm). De er mobile ved tilstedeværelsen af ​​1-4 sideværts placeret flagella. Hvis de præsenterer en enkelt flagellum, kan deres fiksering være lateral eller polær.

Taxonomi og systematik

Kønnet Agrobacterium blev foreslået af Conn (1942) at indbefatte to patogene arter, der tidligere var blevet tildelt Phytomonas: A. tumefaciens og A. rhogenogenes og en ikke-patogen art, A. radiobacter.

Senere blev arterne tilsat  Agrobacterium rubi, A. vitis og A. larrymoorei på grund af dets evne til at producere sygdomme i planter.

Genetiske undersøgelser af forskellige arter af Agrobacterium viste at evnen til at producere sygdomme hos A. tumefaciens (producent af tumorer) eller af A. rhogenogenes (producent af rødder) kunne overføres mellem stammer af Agrobacterium, eller gå tabt Senere blev det påvist, at denne evne til at producere sygdomme stammer fra overførsel af plasmider.

Arten af Agrobacterium og Rhizobium De ligner hinanden meget. Den eneste systematiske forskel registreret mellem disse slægter er deres patogene interaktion, i tilfælde af Agrobacterium, eller symbiotiske (de af slægten Rhizobium) med planterne.

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

Sygdomme forårsaget

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 radiobacter) producerer tumorer eller gæller i rødder og bagagerum af mange arter af gymnosperm, monocotyledonous og dicotyledonous planter, herunder mindst 40 arter af kommerciel interesse.

Agrobacterium rhizogenes (i øjeblikket Rhizobium rhogenogener) på den anden side forårsager en usædvanlig vækst af rødder i nogle dikotyledoniske planter (sygdom i den hårde rod eller den hårde rod).

Smitteform

Spredning af sygdomme kan forekomme både gennem jord med patogene stammer og gennem spredning af forurenet materiale. For at stammerne skal have kapacitet til at producere sygdomme, skal de have særlige plasmider. Disse plasmider kaldes plasmider Ti (induktorer af tumorer) eller plasmider Ri (inducere af væksten af ​​rødder).

Under infektionsprocessen transporteres et segment af Ti eller Ri plasmidet, der hedder T-DNA (transfer DNA) fra bakterien til modtagelsesanlægget.

T-DNA'en af ​​bakterierne trænger ind i kernen i plantens celler og er integreret i plantens DNA. Som et resultat transformeres plantecellerne genetisk, hvilket tillader ekspression af den genetiske information af bakteriens T-DNA. Bakteriel DNA-ekspression fører til tumorvækst eller unormal rodning.

De tumorer eller gæller, der produceres af A. tumefaciens i nogle tilfælde har de ikke skadelige virkninger for planter. I andre tilfælde kan de forårsage vækstreduktion og endog døden af ​​den inficerede plante.

Denne sygdom er vokset i de senere år på grund af udveksling og kommercialisering af planter med sygdommen, men uden synlige tegn på det..

Virkningen af ​​hård rotsygdom på den inficerede plante er dårligt forstået. Nogle forfattere har vist, at dannelsen af ​​sekundære rødder induceret af A. rhogenogenes kan have gavnlige virkninger på den inficerede plante.

behandling

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

Anvendelsen af ​​produkter mod bakterier fremstillet af kobber og blegemiddel kan reducere populationer af A. tumefaciens på overfladen af ​​planterne. En anden mekanisme for forebyggende behandling er anvendelsen af ​​ikke-patogene stammer af bakterierne, som konkurrerer med de patogene stammer..

Til den helbredende behandling af kronegalvsygdom, creosotbaserede kemiske forbindelser, kan kobberbaserede opløsninger og stærke oxidanter anvendes..

Fordi der ikke er tegn på de skadelige virkninger af hård rotsygdom på den inficerede plante, er der ingen specifik behandling mod det

Patogenicitet hos mennesker

selv Agrobacterium Det er især kendt for at være patogen for planter, det kan til sidst påvirke mennesker. Hos mennesker betragter de det som en forurenende organisme eller med lav kapacitet til at producere sygdom.

dog, A. tumefaciens kan være ansvarlig for nosokomielle infektioner hos patienter med svækkede immunsystemer. Blandt sygdommene forårsaget af denne bakterie er infektioner forbundet med centrale venøse katetre, peritonitis, blodinfektioner, inflammation i endokardiet, inflammation i galdeblæren og infektioner i urinvejen..

Agrobacterium Det kan være resistent over for flere antibiotika, herunder cotrimoxazol og tetracyclin. Den eneste succesfulde behandling til dato er cefotaxim til behandling af galdeblærebetændelse.

Agrobacterium og dets anvendelser inden for bioteknologi

Evnen til Agrobacterium at overføre gener til planter og svampe er blevet anvendt som et redskab i genteknologi for at gøre genetiske forbedringer i planter.

Men denne evneat transformere værtsorganismer er ikke begrænset til planter. Mange andre eukaryote og endog prokaryote organismer kan manipuleres under laboratoriebetingelser for at blive genetisk transformeret af Agrobacterium.

Mange arter af gær og svampe er blevet transformeret til et laboratorium ved hjælp af Agrobacterium. Forskere har også opnået transformation af alger, pattedyrsceller og gram-positive bakterier Streptomyces lividans.

referencer

  1. Agrobacterium. I 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: erfaring på et hospital og anmeldelse. Kliniske infektionssygdomme.
  5. A. Ziemienowicz (2001). Odyssey of Agrobacterium T-DNA. Acta Biochimica Polonica.
  6. H. Hwang, S.B. Gelvin, E.M. Lai (2015). Editorial: "Agrobacterium biologi og dens anvendelse på transgen planteproduktion "Frontier in Plant Science.
  7. W. Nester (2015). Agrobacterium: Naturens genetiske ingeniør Grænser i plantevidenskab.