Agrobacterium tumefaciens er en fytopatogen bakterie som tilhører Rhizobiales-ordenen. Det viktigste kjennetegnet ved denne bakterien er at den introduserer en del av sitt DNA i planteceller og transformerer disse fra normale celler til tumorceller på kort tid, noe som forårsaker kronemangel.
Denne bakterien er en gramnegativ bacillus som danner hvitaktige eller gulaktige kolonier og produserer et slimete polysakkarid i kulturmedier med karbohydrater. Den fortrenges av peritrichous flagella, lever i jorden og smitter planteceller gjennom sår.
Agrobacterium tumefaciens celler begynner å infisere en rot. Kilde: AG Matthysse, KV Holmes, RHG Gurlitz
Symptomene forårsaket av Agrobacterium i dets verter skyldes ikke den sykdomsfremkallende arten, men den typen plasmid (sirkulært DNA-fragment) de har. Følgelig er bakterier som inneholder Ti-plasmider tumorinduserer som produserer kronegall, og bakterier som inneholder Ri-plasmider induserer dannelse av hårete røtter.
Denne bakteriearten, sammen med visse virus som vektorer av genetisk materiale for å transformere plantearter, har åpnet en tid i dyrking av transgene planter med høyt produktivt potensiale. Videre utgjorde studiet av krongallene produsert av Agrobacterium tumefaciens en viktig del av anvendelsene av in vitro plantevevskulturer.
Foreløpig bruker bioteknologer denne bakterien også for å transformere andre organismer som insekter og for å overføre gener mellom beslektede og ikke-relaterte planter.
Arter: Rhizobium radiobacter (Beijerinck og van Delden, 1902) Young et al., 2001 (gyldig navn)
Noen synonymer er Agrobacterium radiobacter (Beijerinck og van Delden, 1902) Conn, 1942, og Agrobacterium tumefaciens (Smith og Townsend, 1907) Conn, 1942.
morfologi
Agrobacterium tumefaciens er en bacillærformet bakterie som har spredt sideflagella og vokser i hvite og noen ganger gulaktige kolonier i kultur.
Den bakterielle bacillærformen indikerer at utseendet er stangformet. Dimensjonene til A. tumefaciens er 0,8 μm lang med 1,5 til 3 μm bred.
Bakterier fra familien Rhizobiaceae er gramnegative bakterier som inneholder mellom 1 og 6 flagella. Spesielt reiser A. tumefaciens gjennom 1 eller 4 peritrichous flagella. I tilfelle å ha et enkelt flagellum, er det sideveis og ikke polart.
Når mediet inneholder en karbohydratkilde, produserer bakterien et rikholdig slimete av polysakkarid-type, i likhet med det som produseres av sine pårørende, rhizobialbakteriene. Kolonier har generelt et jevnt utseende.
Sykdommer
Krongalle
Denne sykdommen produseres i mer enn hundre infiserte planter der det dannes en galle eller svulst i strukturer som røtter, petioler og stengler.
Svulster utvikler seg etter at bakterier kommer inn i nylaget sår på en mottakelig vert.
Når bakteriene har gjenkjent et sår og omvendt, begynner cellene som er nærmest det å dele seg. Agrobacterium binder seg til celleveggene til vertene, men invaderer ikke cellene deres.
Kronegallen produsert av Agrobacterium tumefaciens kan på et tidspunkt føre til at stammen synker. Kilde: jacilluch
To eller tre dager etter infeksjon oppstår en kondisjonering i planteceller som gjør dem følsomme for et DNA-fragment av bakterieplasmidet, kjent som Ti DNA, siden det er en sekvens som induserer svulster.
Dette fragmentet av bakterielt DNA integrerer seg med det kjernefysiske DNAet i vertsplanten cellen og induserer en transformasjon av planteceller fra normale til tumorceller.
Senere transformerte celler deler seg og vokser ukontrollert uavhengig av bakteriene og planten.
Gallen som dannes enten i stammen eller i røttene til plantene, fører til at de langstrakte cellene som er i nærheten av xylem eller rundt den, produserer trykk på xylemkarene og disse blir komprimert og dislokert, og blir mindre effektive å transportere vannet inne i anlegget.
I begynnelsen av sykdommen er svulstene nesten sfæriske, hvite og myke i tekstur. Først kan de forveksles med et callus-produkt av såret. Vevene mørkner deretter på grunn av perifert celledød og råte.
Noen svulster kan være treholdige, og andre kan være svampete. Størrelsen kan være opptil 30 cm.
Hårete rot
Det er en sykdom produsert av Agrobacterium tumefaciens-arten og av dens relative Agrobacterium rhizogenes. Begge presenterer Ri-plasmider og induserer dannelse av hårete røtter i vertene deres, noe som viser en veldig spesiell fenotype i røttene til infiserte planter.
Røttene utvikles rikelig og ser ut som hår eller røtter med mange hår. Dette skjer når bakterie-DNA er integrert i plante-DNA, og syntesen av indol eddiksyre blir stimulert, noe som fremmer differensieringen fra normale røtter til hårete røtter.
Biologisk kontroll
Kronegallen forårsaket av Agrobacterium tumefaciens kan biokontrolleres av en bakterie av samme slekt (Agrobacterium radiobacter), som ikke er sykdomsfremkallende.
For denne biokontrollen blir frø, frøplanter og plantekaks behandlet med en suspensjon av K84-stammen av A. radiobacter, takket være produksjonen av en bakteriocin kjent som agrocin 84, som fungerer som et antibiotikum mot bakterier taksonomisk relatert til det.
Dette stoffet hemmer selektivt de fytopatogene bakteriene som når overflaten av plantevevet impregnert med de ikke-patogene bakteriene. Imidlertid er det kjent at det i flere land er stammer av A. tumefaciens som er resistente mot agrocin 84.
Kjemisk kontroll
Når det gjelder kirsebær, som er mottakelig for infeksjon av A. tumefaciens, blir det vanligvis behandlet forebyggende med diklon (dikloro naftokinon).
Ti-plasmidet fra Agrobacterium tumefaciens er et bakterielt DNA-fragment som er nyttig i genteknologi. Kilde: Ti plasmid.svg: Mouagipderivativt arbeid: Miguelferig
referanser
- Ruggiero, MA, Gordon, DP, Orrell, TM, Bailly, N., Bourgoin, T., Brusca, RC, et al. 2015. En høyere klassifisering av alle levende organismer. PLoS ONE 10 (4): e0119248.
- Agrios, GN 2005. Plantpatologi. 5 th ed. Elsevier Academic Press. Amerikas forente stater. 922 s.
- Livskatalog: Årlig sjekkliste for 2019. Artsdetaljer: Rhizobium radiobacter (Beijerinck og van Delden, 1902) Young et al., 2001. Hentet fra: catalogueoflife.org
- Echeverrigaray, S. 1995. Endringer i peroxidase og polypeptidprofiler i Nicotiana tabacum L. transformert med Agrobacterium rhizogenes. Rural Science, Santa Maria 25 (2): 229-232.
- De la Isla, L. Fytopatologi. 1994. Fytopatologi. Postgraduate College, UTEHA Noriega Editores. 384 s.