Vlastnosti, morfologie a nemoci Agrobacterium

4866
Jonah Lester

Agrobacterium Je to rod gramnegativních bakterií schopných způsobit onemocnění rostlin přenosem DNA. Přenos DNA umožňuje modifikaci rostliny příjemce, aby se umožnila exprese genetické informace bakterie. Z tohoto důvodu se bakteriím tohoto rodu někdy říká „genetičtí inženýři přírody“..

Pohlaví Agrobacterium v současné době je považován za neplatný a druhy, které jej obsahovaly, byly z větší části přemístěny do rodu Rhizobium. Druhý rod byl původně postaven tak, aby obsahoval rostlinné endosymbiotické bakterie. Tyto bakterie pomáhají fixovat dusík přidruženými rostlinami, zejména luštěninami.

Mechanismus přenosu genetické informace Agrobacterium. Převzato z commons.wikimedia.org

Rejstřík článků

  • 1 Funkce
  • 2 Morfologie
  • 3 Taxonomie a systematika
  • 4 Způsobené nemoci
  • 5 Formy nákazy
  • 6 Léčba
  • 7 Patogenita u lidí
  • 8 Agrobacterium a jeho využití v biotechnologiích
  • 9 Odkazy

Vlastnosti

Netvoří spory, jsou gramnegativní, aerobní. Produkují kyselou reakci v přítomnosti manitolu. V médiu glukóza-pepton neprodukují kyselinu ani plyn.

Jsou schopné vyvolat samovolnou proliferaci nádorů v rostlinách. Tato kapacita je způsobena genetickým přenosem malé oblasti DNA nesené v genech indukujících nádory (Ti) nebo kořenových induktorů (Ri)..

Druhy Agrobacterium Napadají rány, korunu, kořeny a stonky mnoha dvouděložných rostlin a některých rostlin gymnospermu. Přenos genů vede k expresi určitých vlastností bakterií v rostlině příjemce.

Morfologie

Bakterie tohoto rodu mají tvar malých, krátkých tyčinek (0,5 - 1,0 x 1,2 - 3,0 μm). Jsou mobilní kvůli přítomnosti 1-4 bičíků umístěných bočně. Pokud představují jediný bičík, jejich fixace může být boční nebo polární.

Taxonomie a systematika

Pohlaví Agrobacterium bylo navrženo Connem (1942), aby zahrnovalo dva patogenní druhy dříve přiřazené k Phytomonas: A. tumefaciens Y A. rhizogenes a nepatogenní druhy, A. radiobacter.

Později byly druhy přidány  Agrobacterium rubi, A. vitis Y A. larrymoorei díky své schopnosti způsobovat choroby rostlin.

Genetické studie různých druhů Agrobacterium prokázal, že schopnost produkovat nemoci A. tumefaciens (výrobce nádorů) nebo A. rhizogenes (produkující kořeny) lze přenášet mezi kmeny Agrobacterium, nebo se ztratit. Později se ukázalo, že tato schopnost produkovat nemoci pochází z přenosu plazmidů.

Druhy Agrobacterium Y Rhizobium jsou si velmi podobné. Jediným systematickým rozdílem zaznamenaným mezi těmito rody je jejich patogenní interakce v případě Agrobacterium, nebo symbiotické (rody Rhizobium) s rostlinami.

Toto a skutečnost, že schopnost Agrobacterium způsobení nemocí může být ztraceno nebo přeneseno, vedlo mnoho autorů ke sjednocení obou pohlaví do jednoho (Rhizobium).

Nemoci, které způsobuje

Druhy Agrobacterium mohou mít vysokou schopnost produkovat choroby na rostlinách. Produkují dva hlavní typy nemocí.

Agrobacterium tumefaciens (momentálně Rhizobium radiobacter) produkuje nádory nebo hálky na kořenech a kmeni mnoha druhů gymnospermu, jednoděložných a dvouděložných rostlin, včetně nejméně 40 druhů komerčního zájmu.

Agrobacterium rhizogenes (momentálně Rhizobium rhizogenes) mezitím způsobuje neobvyklý růst kořenů u některých dvouděložných rostlin (onemocnění vlasových kořenů nebo onemocnění vlasových kořenů).

Žlučníková choroba uvero. Převzato z commons.wikimedia.org

Formy nákazy

Šíření nemocí může nastat jak půdami s patogenními kmeny, tak šířením kontaminovaného materiálu. Aby kmeny byly schopné produkovat nemoci, musí vlastnit určité plazmidy. Tyto plazmidy se nazývají Ti plazmidy (induktory nádorů) nebo Ri plazmidy (induktory růstu kořenů)..

Během procesu infekce je segment bakterií Ti nebo Ri nazývaný T-DNA (přenosová DNA) transportován z bakterií do rostliny příjemce.

T-DNA bakterie proniká do jádra rostlinných buněk a integruje se s rostlinnou DNA. Výsledkem je, že rostlinné buňky jsou geneticky transformovány, což umožňuje expresi genetické informace z T-DNA bakterie. Exprese bakteriální DNA vede k růstu nádoru nebo abnormálnímu zakořenění.

Nádory nebo nádory produkované A. tumefaciens v některých případech nemají škodlivé účinky na rostliny. V ostatních případech mohou způsobit zpomalení růstu a dokonce smrt infikované rostliny.

Toto onemocnění se v posledních letech množilo v důsledku výměny a komercializace rostlin s touto chorobou, ale bez viditelných známek..

Účinek onemocnění vlasových kořenů na infikovanou rostlinu je špatně znám. Někteří autoři ukázali, že sekundární tvorba kořenů vyvolaná A. rhizogenes může mít příznivé účinky na infikovanou rostlinu.

Léčba

Léčba onemocnění žlučníku by měla být preventivní. V případě infekce bude vývoj onemocnění někdy postupovat bez ohledu na přítomnost bakterií způsobujících onemocnění..

Aplikace antibakteriálních produktů vyrobených z mědi a bělících prostředků může snížit počet obyvatel A. tumefaciens na povrchu rostlin. Dalším mechanismem preventivní léčby je aplikace nepatogenních kmenů bakterií, které konkurují patogenním kmenům..

K léčebné léčbě onemocnění korunní žíly lze použít chemikálie na bázi kreosotu, roztoky na bázi mědi a silná oxidační činidla..

Protože neexistují žádné důkazy o škodlivých účincích onemocnění chlupatých kořenů na infikovanou rostlinu, neexistuje proti nim žádná specifická léčba.

Patogenita u lidí

I kdyby Agrobacterium Je známo, že je pro rostliny hlavně patogenní, může nakonec působit na člověka. U lidí je považován za znečišťující organismus nebo s nízkou schopností produkovat onemocnění.

nicméně, A. tumefaciens může být odpovědný za nozokomiální infekce u pacientů se oslabeným imunitním systémem. Mezi nemoci způsobené touto bakterií patří infekce spojené s centrálními žilními katétry, zánět pobřišnice, infekce krve, zánět endokardu, zánět žlučníku a infekce močových cest..

Agrobacterium může být rezistentní na více antibiotik, včetně cotrimoxazolu a tetracyklinu. Jedinou dosud úspěšnou terapií je cefotaxim pro léčbu zánětu žlučníku..

Agrobacterium a jeho využití v biotechnologiích

Kapacita Agrobacterium k přenosu genů na rostliny a houby se používá jako nástroj v genetickém inženýrství k provádění genetických vylepšení rostlin.

Nicméně, tato schopnosttransformace hostitelských organismů se neomezuje pouze na rostliny. S mnoha dalšími eukaryotickými a dokonce prokaryotickými organismy lze manipulovat za laboratorních podmínek tak, aby byly geneticky transformovány Agrobacterium.

Mnoho druhů kvasinek a hub bylo v laboratoři transformováno pomocí Agrobacterium. Vědci také dosáhli transformace řas, buněk savců a grampozitivních bakterií. Streptomyces lividans.

Reference

  1. Agrobacterium. Na Wikipedii. Citováno dne 13. září 2018 z webu wikipedia.org.
  2. T. Tzfira, V. Citovsky, Eds (2008). Agrobacterium: Od biologie k biotechnologii. Springer, New York. 1-735.
  3. R. Cain (1988). Případ septikémie způsobené Agrobacterium radiobacter. The Journal of Infection.
  4. M. Hulse, S. Johnson, P. Ferrieri (1993). Agrobacterium infekce u lidí: zkušenosti v jedné nemocnici a kontrola. Klinické infekční nemoci.
  5. A. Ziemienowicz (2001). Odyssey z Agrobacterium T-DNA. Acta Biochimica Polonica.
  6. H. Hwang, S.B. Gelvin, E.M. Lai (2015). Redakční: „Agrobacterium biologie a její aplikace na transgenní rostlinnou produkci "Frontiers in Plant Science.
  7. W. Nester (2015). Agrobacterium: genetický inženýr přírody. Hranice ve vědě o rostlinách.

Zatím žádné komentáře