Agrobacterium tumefaciens är en fytopatogen bakterie som tillhör Rhizobiales ordning. Det viktigaste kännetecknet för denna bakterie är att den inför en del av sitt DNA i växtceller och omvandlar dessa från normala celler till tumörceller på kort tid, vilket orsakar kronbotten.
Denna bakterie är en gramnegativ bacillus som bildar vitaktiga eller gulaktiga kolonier och producerar en slemhinnig polysackarid i odlingsmedier med kolhydrater. Den förflyttas av peritrichous flagella, lever i jorden och infekterar växtceller genom sår.
Agrobacterium tumefaciens-celler börjar infektera en rot. Källa: AG Matthysse, KV Holmes, RHG Gurlitz
Symtomen orsakade av Agrobacterium i dess värdar beror inte på den patogena arten, utan på den typ av plasmid (cirkulärt DNA-fragment) de har. Följaktligen är bakterier som innehåller Ti-plasmider tumörinducerare som producerar krongall, och bakterier som innehåller Ri-plasmider inducerar bildningen av håriga rötter.
Denna bakteriesort, tillsammans med vissa virus som vektorer av genetiskt material för att förvandla växtarter, har öppnat en era i odlingen av transgena växter med hög produktiv potential. Vidare utgjorde studien av krongallarna producerade av Agrobacterium tumefaciens en viktig del av tillämpningarna av växtkulturer in vitro.
För närvarande använder bioteknologer denna bakterie också för att transformera andra organismer som insekter och för att överföra gener mellan besläktade och icke-relaterade växter.
Art: Rhizobium radiobacter (Beijerinck och van Delden, 1902) Young et al., 2001 (giltigt namn)
Vissa synonymer är Agrobacterium radiobacter (Beijerinck och van Delden, 1902) Conn, 1942, och Agrobacterium tumefaciens (Smith och Townsend, 1907) Conn, 1942.
Morfologi
Agrobacterium tumefaciens är en bacillärformad bakterie som sprider sidoflaglar och växer i vita och ibland gulaktiga kolonier i kultur.
Den bakteriella bacillära formen indikerar att dess utseende är stavformad. Måtten på A. tumefaciens är 0,8 μm lång med 1,5 till 3 μm bred.
Bakterier från familjen Rhizobiaceae är gramnegativa bakterier som förekommer mellan 1 och 6 flageller. Specifikt reser A. tumefaciens genom 1 eller 4 peritrichous flagella. När det gäller att ha ett enda flagellum är det lateralt och inte polärt.
Med avseende på dess tillväxt i odlingsmedier, om mediet innehåller en kolhydratkälla, producerar bakterien ett rikligt mucilage av polysackarid-typ, liknande det som produceras av dess släktingar, de rhizobiala bakterierna. Kolonier har vanligtvis ett smidigt utseende.
sjukdomar
Crown gall
Denna sjukdom produceras i mer än hundra infekterade växter i vilka en gall- eller tumör bildas i strukturer som rötter, petioler och stjälkar.
Tumörer utvecklas efter att bakterier kommer in i nyligen gjorda sår på en mottaglig värd.
När bakterierna känner igen ett sår och vice versa börjar cellerna som är närmast det delas upp. Agrobacterium binder till cellväggarna i sina värdar, men invaderar inte deras celler.
Kronbotten som produceras av Agrobacterium tumefaciens kan vid någon tidpunkt få stammen att sjunka. Källa: jacilluch
Två eller tre dagar efter infektion inträffar en konditionering i växtceller som gör dem känsliga för ett DNA-fragment av bakterieplasmiden, känd som Ti-DNA, eftersom det är en sekvens som inducerar tumörer.
Detta fragment av bakterie-DNA integreras med kärn-DNA från värdväxtcellen och inducerar en transformation av växtceller från normala till tumörceller.
Senare transformerade celler delar sig och växer okontrollerat oberoende av bakterierna och växten.
Galgen som bildas antingen i stammen eller i växternas rötter orsakar att de långsträckta cellerna som är nära xylem eller runt den producerar tryck på xylemkärlen och dessa komprimeras och flyttas, vilket blir mindre effektiva att transportera vattnet inuti växten.
I början av sjukdomen är tumörerna nästan sfäriska, vita och mjuka i strukturen. Först kan de förväxlas med en kallusprodukt av såret. Vävnaderna mörknar sedan på grund av perifer celldöd och ruttnar.
Vissa tumörer kan vara träiga och andra kan vara svampiga. Storleken kan vara upp till 30 cm.
Hårig rot
Det är en sjukdom som produceras av Agrobacterium tumefaciens-arten och av dess relativa Agrobacterium rhizogenes. Båda presenterar Ri-plasmider och inducerar bildning av håriga rötter i deras värdar, vilket visar en mycket speciell fenotyp i rötter hos infekterade växter.
Rötterna utvecklas rikligt och ser ut som hår eller rötter med många hårstrån. Detta inträffar när bakteriellt DNA är integrerat i växt-DNA, och syntesen av indolättiksyra stimuleras, vilket främjar differentieringen från normala rötter till håriga rötter.
Biologisk kontroll
Krongallan orsakad av Agrobacterium tumefaciens kan biokontrolleras av en bakterie av samma släkt (Agrobacterium radiobacter), som inte är patogen.
För denna biokontroll behandlas frön, plantor och sticklingar med en suspension av K84-stammen av A. radiobacter, tack vare produktionen av en bakteriocin känd som agrocin 84, som fungerar som ett antibiotikum mot bakterier taxonomiskt relaterade till det.
Detta ämne hämmar selektivt de fytopatogena bakterierna som når ytan på växtvävnaderna impregnerade med de icke-patogena bakterierna. Det är emellertid känt att i flera länder finns stammar av A. tumefaciens resistenta mot agrocin 84.
Kemisk kontroll
När det gäller körsbär, som är mottaglig för infektion av A. tumefaciens, behandlas det vanligtvis förebyggande med diklon (dikloro naftokinon).
Ti-plasmiden från Agrobacterium tumefaciens är ett bakteriellt DNA-fragment användbart vid genteknik. Källa: Ti plasmid.svg: Mouagipderivativt arbete: Miguelferig
referenser
- Ruggiero, MA, Gordon, DP, Orrell, TM, Bailly, N., Bourgoin, T., Brusca, RC, et al. 2015. En högre klassificering av alla levande organismer. PLoS ONE 10 (4): e0119248.
- Agrios, GN 2005. Växtpatologi. 5: e upplagan Elsevier Academic Press. Amerikas förenta stater. 922 s.
- Livskatalog: Årlig checklista för 2019. Specifikationer: Rhizobium radiobacter (Beijerinck och van Delden, 1902) Young et al., 2001. Hämtad från: catalogueoflife.org
- Echeverrigaray, S. 1995. Förändringar i peroxidas- och polypeptidprofiler i Nicotiana tabacum L. transformerade med Agrobacterium rhizogenes. Rural Science, Santa Maria 25 (2): 229-232.
- De la Isla, L. Fytopatologi. 1994. Fytopatologi. Postgraduate College, UTEHA Noriega Editores. 384 sid.