Agrobacterium tumefaciens on fytopatogeeninen bakteeri, joka kuuluu Rhizobiales-luokkaan. Tämän bakteerin tärkein ominaisuus on, että se vie osan DNA: staan kasvisoluihin ja muuttaa ne normaaleista soluista kasvainsoluihin lyhyessä ajassa aiheuttaen kruunupään.
Tämä bakteeri on gram-negatiivinen bakteeri, joka muodostaa valkeahkoja tai kellertäviä pesäkkeitä ja tuottaa kasvilmaista polysakkaridia elatusaineissa hiilihydraattien kanssa. Peritrichous flagella syrjäyttää sen, elää maaperässä ja tartuttaa kasvisoluja haavojen kautta.
Agrobacterium tumefaciens -solut alkavat tartuttaa juuria. Lähde: AG Matthysse, KV Holmes, RHG Gurlitz
Agrobacterium-isäntien aiheuttamat oireet eivät johdu patogeenisistä lajeista, vaan niiden plasmidityypistä (pyöreä DNA-fragmentti). Vastaavasti Ti-plasmideja sisältävät bakteerit ovat kasvaimen indusoijia, jotka tuottavat kruunumatoa, ja Ri-plasmideja sisältävät bakteerit indusoivat karvaisten juurten muodostumista.
Tämä bakteerilaji yhdessä tiettyjen virusten kanssa geneettisen materiaalin vektoreina kasvilajien transformoimiseksi on avannut aikakauden sellaisten siirtogeenisten kasvien viljelyssä, joilla on korkea tuottavuuspotentiaali. Lisäksi Agrobacterium tumefaciens -bakteerin tuottamien kruunuhappojen tutkimus oli tärkeä osa kasvien kudosviljelmien in vitro sovelluksia.
Tällä hetkellä bioteknologit käyttävät tätä bakteeria myös muiden organismien, kuten hyönteisten, muuntamiseen ja geenien siirtoon sukulaisten ja toisiinsa liittymättömien kasvien välillä.
Laji: Rhizobium radiobakteeri (Beijerinck ja van Delden, 1902) Young et al., 2001 (voimassa oleva nimi)
Joitakin synonyymejä ovat Agrobacterium radiobacter (Beijerinck ja van Delden, 1902) Conn, 1942, ja Agrobacterium tumefaciens (Smith ja Townsend, 1907) Conn, 1942.
Morfologia
Agrobacterium tumefaciens on bakteerinmuotoinen bakteeri, joka on sironnut sivuttaishelmen ja kasvaa kulttuurissa valkoisina ja joskus kellertävinä pesäkkeinä.
Bakteerin taustan muoto osoittaa, että sen ulkonäkö on sauvan muotoinen. A. tumefaciensin mitat ovat 0,8 μm pitkä ja 1,5-3 μm leveä.
Rhizobiaceae-perheen bakteerit ovat gramnegatiivisia bakteereja, joita esiintyy välillä 1-6 flagellaa. Tarkemmin sanottuna A. tumefaciens kulkee yhden tai 4 vatsakalvon läpi. Jos kyseessä on yksi flagellum, se on sivuttainen eikä polaarinen.
Kasvatuksen suhteen elatusaineisiin, jos väliaine sisältää hiilihydraattilähdettä, bakteeri tuottaa runsasta polysakkaridityyppistä kasvia, samankaltainen kuin sen sukulaisten, rhizobial-bakteerit. Pesäkkeillä on yleensä sileä ulkoasu.
sairaudet
Kruunu sappi
Tätä tautia tuotetaan yli sata tartunnan saaneessa kasvissa, joissa sappi tai kasvain muodostuu rakenteissa, kuten juurissa, petioles ja varret.
Kasvaimet kehittyvät sen jälkeen, kun bakteerit pääsevät äskettäin tehtyihin haavoihin herkän isännän päällä.
Kun bakteerit tunnistavat haavan ja päinvastoin, sitä lähinnä olevat solut alkavat jakaa. Agrobacterium sitoutuu isäntiensä soluseiniin, mutta ei tunkeudu heidän soluihinsa.
Agrobacterium tumefaciens -bakteerin tuottama kruunuhappi voi jossain vaiheessa aiheuttaa varren pudonnan. Lähde: jacilluch
Kaksi tai kolme päivää tartunnan jälkeen kasvisoluissa tapahtuu ilmastointi, joka tekee niistä herkkiä bakteeriplasmidin DNA-fragmentille, joka tunnetaan Ti-DNA: na, koska se on kasvaimia indusoiva sekvenssi.
Tämä bakteeri-DNA-fragmentti integroituu isäntäkasvisolun ydin-DNA: han ja indusoi kasvisolujen muutoksen normaaleista kasvainsoluihin.
Myöhemmin muunnetut solut jakautuvat ja kasvavat hallitsemattomasti bakteereista ja kasvista.
Joko varteen tai juuriin muodostuva sappi aiheuttaa sen, että lähellä ksylemiä tai sen ympärillä olevat pitkänomaiset solut aiheuttavat painetta ksylem-suonille ja nämä puristuvat ja siirtyvät, jolloin niiden kuljettaminen on vähemmän tehokasta vettä kasvin sisällä.
Taudin alussa kasvaimet ovat lähes pallomaisia, valkoisia ja pehmeitä. Aluksi ne voidaan sekoittaa haavan kallustuotteeseen. Sitten kudokset tummuvat perifeerisen solukuoleman ja mädäntymisen vuoksi.
Jotkut kasvaimet voivat olla puumaisia, ja toiset voivat olla sienisiä. Sen koko voi olla jopa 30 cm.
Karvainen juuri
Se on tauti, jonka tuottavat Agrobacterium tumefaciens -lajit ja sen sukulainen Agrobacterium rhizogenes. Molemmat esittävät Ri-plasmideja ja indusoivat karvaisten juurten muodostumista isäntään, mikä osoittaa erittäin erityisen fenotyypin tartunnan saaneiden kasvien juurissa.
Juuret kehittyvät runsaasti ja näyttävät hiuksilta tai juurilta, joilla on monia karvoja. Tämä tapahtuu, kun bakteeri-DNA on integroitunut kasvi-DNA: han, ja indolietikkahapon synteesiä stimuloidaan, mikä edistää erilaistumista normaaleista juurista karvaisiin juuriin.
Biologinen valvonta
Agrobacterium tumefaciens -bakteerin aiheuttamaa kruunatappua voidaan biokontrolloida saman suvun bakteerilla (Agrobacterium radiobacter), joka ei ole patogeeninen.
Tätä biokontrollia varten siemenet, taimet ja kasvipistokkeet käsitellään A. radiobacter -kannan K84-suspensiolla, koska tuotetaan bakteriotsiini, joka tunnetaan nimellä agrosiini 84, joka toimii antibioottina bakteereja vastaan, jotka ovat siihen verrattuna taksonomisesti liittyviä.
Tämä aine estää selektiivisesti fytopatogeenisiä bakteereja, jotka saavuttavat ei-patogeenisillä bakteereilla kyllästetyn kasvakudoksen pinnan. On kuitenkin tiedossa, että monissa maissa on A. tumefaciens -kantoja, jotka ovat resistenttejä agrobiinille 84.
Kemiallinen valvonta
Kirsikalla, joka on herkkä A. tumefaciens -infektiolle, sitä yleensä käsitellään ennaltaehkäisevästi dikloonilla (dikloorinaftokinoni).
Ti-plasmidi Agrobacterium tumefaciensista on bakteerien DNA-fragmentti, joka on käyttökelpoinen geenitekniikassa. Lähde: Ti-plasmid.svg: Mouagipderivaatiotyö: Miguelferig
Viitteet
- Ruggiero, MA, Gordon, DP, Orrell, TM, Bailly, N., Bourgoin, T., Brusca, RC, et ai. 2015. Kaikkien elävien organismien korkeampi luokitus. PLOS ONE 10 (4): e0119248.
- Agrios, GN 2005. Kasvipatologia. 5. th ed. Elsevier Academic Press. Yhdysvallat. 922 s.
- Elämäluettelo: Vuoden 2019 tarkistuslista. Lajitiedot: Rhizobium-radioaktiiviset bakteerit (Beijerinck ja van Delden, 1902) Young et al., 2001. Otettu: catalogueoflife.org
- Echeverrigaray, S. 1995. Muutokset peroksidaasi- ja polypeptidiprofiileissa Nicotiana tabacum L. -bakteerissa, transformoituna Agrobacterium rhizogenes -bakteerilla. Rural Science, Santa Maria 25 (2): 229 - 232.
- De la Isla, L. Fytopatologia. 1994. Fytopatologia. Jatko-korkeakoulu, UTEHA Noriega Editores. 384 s.