Agrobacterium tumefaciens je fitopatogena bakterija koja pripada redu Rhizobiales. Najvažnija karakteristika ove bakterije je da ona unosi dio svoje DNK u biljne stanice i transformira ih iz normalnih stanica u stanice tumora u kratkom vremenu, uzrokujući žučni žučni kanal.
Ova bakterija je gram negativan bacil koji tvori bjelkaste ili žućkaste kolonije i stvara sluzav polisaharid u kulturi s ugljikohidratima. Premještena je peritrivna flagela, živi u tlu i preko rana inficira biljne stanice.
Stanice Agrobacterium tumefaciens koje počinju zaraziti korijen. Izvor: AG Matthysse, KV Holmes, RHG Gurlitz
Simptomi koje uzrokuje Agrobacterium kod svojih domaćina nisu zbog patogene vrste, već zbog vrste plazmida (kružni fragment DNA) koji imaju. Prema tome, bakterije koje sadrže Ti plazmide su tumori induktori koji stvaraju krunski žučni kanal, a bakterije koje sadrže Ri plazmide induciraju stvaranje dlakavih korijena.
Ova bakterijska vrsta, zajedno s određenim virusima kao vektorima genetskog materijala za transformaciju biljnih vrsta, otvorila je doba u uzgoju transgenih biljaka s visokim proizvodnim potencijalom. Nadalje, ispitivanje krošnje proizvedenih od Agrobacterium tumefaciens predstavljalo je važan dio primjene in vitro kultura biljnog tkiva.
Trenutno biotehnolozi koriste ovu bakteriju također za transformiranje drugih organizama poput insekata i za prijenos gena između srodnih i nepovezanih biljaka.
Vrsta: Rhizobium radiobacter (Beijerinck i van Delden, 1902.) Young et al., 2001 (važeće ime)
Neki sinonimi su Agrobacterium radiobacter (Beijerinck i van Delden, 1902) Conn, 1942, i Agrobacterium tumefaciens (Smith i Townsend, 1907) Conn, 1942.
Morfologija
Agrobacterium tumefaciens je bakterija bacilnog oblika s raspršenim bočnim bičevima koja raste u bijelim i ponekad žućkastim kolonijama u kulturi.
Bacilarni oblik bakterije ukazuje da je njegov izgled šipkastog oblika. Dimenzije A. tumefaciens su duge 0,8 µm širine 1,5 do 3 µm.
Bakterije iz porodice Rhizobiaceae su gram-negativne bakterije koje imaju između 1 i 6 flagela. Točnije, A. tumefaciens putuje kroz 1 ili 4 peritrihova flagela. U slučaju da ima samo jedan flagellum, to je bočno, a nije polarno.
S obzirom na svoj rast u kulturi, ako medij sadrži izvor ugljikohidrata, bakterija stvara obilnu sluznicu polisaharida, sličnu onoj koju proizvode njezini rođaci, rizobialne bakterije. Kolonije općenito imaju gladak izgled.
bolesti
Krunski žučni
Ova se bolest proizvodi u više od stotinu zaraženih biljaka u kojima se žuč ili tumor formiraju u strukturama poput korijena, peteljki i stabljika.
Tumori se razvijaju nakon što bakterije uđu u tek napravljene rane na osjetljivom domaćinu.
Jednom kada bakterija prepozna ranu i obrnuto, stanice koje su joj najbliže počinju se dijeliti. Agrobacterium se veže na stanične stijenke svojih domaćina, ali ne napada njihove stanice.
Krunski žuč koji proizvodi Agrobacterium tumefaciens može u nekom trenutku prouzročiti pad stabljike. Izvor: jacilluch
Dva ili tri dana nakon infekcije dolazi do kondicioniranja u biljnim stanicama koje ih čine osjetljivima na DNK fragment bakterijskog plazmida, poznat kao Ti DNA, budući da je riječ o slijedu koji inducira tumore.
Ovaj fragment bakterijske DNK integrira se s nuklearnom DNK biljke domaćina i potiče transformaciju biljnih stanica iz normalnih u tumorske stanice.
Kasnije transformirane stanice se dijele i nekontrolirano rastu neovisno o bakterijama i biljci.
Žuč formiran bilo u stabljici ili u korijenju biljke, uzrokuje da izdužene stanice koje se nalaze u blizini ksilema ili oko njega, stvaraju pritisak na žile ksilema i te se komprimiraju i dislociraju, postajući manje učinkovite za transport voda unutar biljke.
Na početku bolesti, tumori su gotovo sferične, bijele boje i meke su teksture. U početku se mogu zbuniti s kalusnim proizvodom rane. Tkiva potom potamne zbog periferne smrti i truljenja.
Neki tumori mogu biti drveni, a drugi mogu biti spužvasti. Njegova veličina može biti i do 30 cm.
Dlakav korijen
To je bolest koju proizvodi vrsta Agrobacterium tumefaciens i njen srodni Agrobacterium rhizogenes. Obojica su prisutni Ri plazmidi i potiču stvaranje dlakavih korijena u domaćinima, što pokazuje vrlo poseban fenotip u korijenu zaraženih biljaka.
Korijeni se obilno razvijaju i izgledaju poput kose ili korijena s mnogim dlačicama. To se događa nakon što se bakterijska DNA integrira u biljnu DNK, a stimulira se sinteza indola octene kiseline, koja potiče diferencijaciju od normalnog korijena do dlakavog korijena.
Biološka kontrola
Krunski žuč uzrokovan Agrobacterium tumefaciens može biokontrolirati bakterijom istog roda (Agrobacterium radiobacter), koja nije patogena.
Za ovaj biokontrolu sjeme, sadnice i reznice biljaka tretiraju se suspenzijom soja A. radiobacter K84, zahvaljujući proizvodnji bakteriocina poznatog kao agrocin 84, koji djeluje kao antibiotik protiv bakterija koje su s njim taksonomski povezane.
Ova tvar selektivno inhibira fitopatogene bakterije koje dopiru do površine biljnih tkiva impregniranih nepatogenim bakterijama. Međutim, poznato je da u nekoliko zemalja postoje sojevi A. tumefaciens otporni na agrocin 84.
Kemijska kontrola
U slučaju trešnje, koja je osjetljiva na infekciju A. tumefaciens, obično se liječi preventivno diklonom (dikloro naftokinon).
Ti plazmid iz Agrobacterium tumefaciens je fragment DNA bakterija koristan u genetskom inženjerstvu. Izvor: Ti plasmid.svg: Višejezični rad: Miguelferig
Reference
- Ruggiero, MA, Gordon, DP, Orrell, TM, Bailly, N., Bourgoin, T., Brusca, RC, et al. 2015. Klasifikacija više razine svih živih organizama na višoj razini. MJESTO JEDAN 10 (4): e0119248.
- Agrios, GN 2005. Patologija biljaka. 5 th ed. Elsevier Academic Press. Sjedinjene Američke Države. 922. str.
- Katalog života: Godišnji popis za 2019. godinu Pojedinosti o vrstama: Rhizobium radiobacter (Beijerinck i van Delden, 1902), Young et al., 2001. Preuzeto sa: catalogueoflife.org
- Echeverrigaray, S. 1995. Promjene profila peroksidaze i polipeptida u Nicotiana tabacum L. transformirane s Agrobacterium rhizogenes. Rural Science, Santa Maria 25 (2): 229-232.
- De la Isla, L. Fitopatologija. 1994. Fitopatologija. Postdiplomski fakultet, UTEHA Noriega Editores. 384 str.