Agrobacterium tumefaciens je fitopatogena bakterija, ki spada v red Rhizobiales. Najpomembnejša značilnost te bakterije je, da del svoje DNK vnese v rastlinske celice in jih v kratkem času pretvori iz normalnih v tumorske celice, kar povzroči kronično žolč.
Ta bakterija je gram-negativni bacil, ki tvori belkaste ali rumenkaste kolonije in tvori sluzast polisaharid v gojiščih z ogljikovimi hidrati. Izpodrivajo ga peritrivne flagele, živi v tleh in skozi rane okuži rastlinske celice.
Celice Agrobacterium tumefaciens začnejo okužiti korenino. Vir: AG Matthysse, KV Holmes, RHG Gurlitz
Simptomi, ki jih povzroča Agrobacterium pri svojih gostiteljih, niso posledica patogenih vrst, temveč vrste plazmida (krožni fragment DNK), ki ga imajo. Skladno s tem so bakterije, ki vsebujejo Ti plazmide, povzročitelji tumorjev, ki proizvajajo kronski žolč, bakterije, ki vsebujejo Ri plazmide, pa sprožijo nastanek lasnih korenin.
Ta bakterijska vrsta je skupaj z nekaterimi virusi kot prenašalci genskega materiala za preoblikovanje rastlinskih vrst odprla obdobje v gojenju transgenih rastlin z visokim proizvodnim potencialom. Poleg tega je študija kronskih žolč, ki jih proizvaja Agrobacterium tumefaciens, pomemben del uporabe in vitro rastlinskih tkivnih kultur.
Trenutno biotehnologi uporabljajo to bakterijo tudi za preoblikovanje drugih organizmov, kot so žuželke, in za prenos genov med sorodnimi in nepovezanimi rastlinami.
Vrsta: Rhizobium radiobacter (Beijerinck in van Delden, 1902) Young et al., 2001 (veljavno ime)
Nekateri sinonimi so Agrobacterium radiobacter (Beijerinck in van Delden, 1902) Conn, 1942, in Agrobacterium tumefaciens (Smith in Townsend, 1907) Conn, 1942.
Morfologija
Agrobacterium tumefaciens je bacilarna oblika bakterije z razpršenimi stranskimi flageli, ki raste v belih in včasih rumenkastih kolonijah v kulturi.
Bacilarna oblika bakterije kaže, da je njen videz v obliki palice. Dimenzije A. tumefaciens so dolge 0,8 μm, široke od 1,5 do 3 μm.
Bakterije iz družine Rhizobiaceae so gram-negativne bakterije, ki so prisotne med 1 in 6 flageli. Natančneje, A. tumefaciens potuje skozi 1 ali 4 peritrivne flagele. V primeru, da ima en sam flagellum, je bočen in ni polarn.
Če rast vsebuje gojišče iz ogljikovih hidratov, bakterija ustvari obilno polisaharidno sluz, podobno tistemu, ki ga proizvajajo sorodniki, rizobialne bakterije. Kolonije imajo praviloma gladek videz.
Bolezni
Kronski žolč
Ta bolezen nastaja pri več kot sto okuženih rastlinah, v katerih se tvori žolč ali tumor v strukturah, kot so korenine, peclji in stebla.
Tumorji se razvijejo, ko bakterije vstopijo v novo narejene rane na dovzetnem gostitelju.
Ko bakterija prepozna rano in obratno, se celice, ki so ji najbližje, začnejo deliti. Agrobacterium se veže na celične stene svojih gostiteljev, vendar ne posega v njihove celice.
Krona žolne, ki jo proizvaja Agrobacterium tumefaciens, lahko v določenem trenutku pade steblo. Vir: jacilluch
Dva ali tri dni po okužbi se v rastlinskih celicah pojavi kondicioniranje, ki jih naredi občutljive na fragment DNK bakterijskega plazmida, znanega kot Ti DNA, saj gre za zaporedje, ki povzroča tumorje.
Ta fragment bakterijske DNK se integrira z jedrsko DNK celice gostiteljske rastline in povzroči transformacijo rastlinskih celic iz normalnih v tumorske celice.
Kasneje transformirane celice se ločijo in nenadzorovano rastejo neodvisno od bakterij in rastline.
Žolč, ki se tvori bodisi v steblu bodisi v koreninah rastlin, povzroči, da podolgovate celice, ki so blizu ksilema ali okoli njega, proizvajajo pritisk na žile ksilema in se stisnejo in dislocirajo, postanejo manj učinkovite za prevoz voda znotraj rastline.
Na začetku bolezni so tumorji skoraj kroglaste, bele in mehke teksture. Sprva jih je mogoče zamenjati s kalusnim izdelkom rane. Tkiva potem potemnijo zaradi periferne celične smrti in gnitja.
Nekateri tumorji so lahko gozdni, drugi pa gobasti. Njegova velikost je lahko do 30 cm.
Dlakavi koren
Gre za bolezen, ki jo proizvaja vrsta Agrobacterium tumefaciens in njen sorodni Agrobacterium rhizogenes. Oba sta prisotna Ri plazmide in povzročata nastanek dlakavih korenin pri svojih gostiteljih, kar kaže na zelo poseben fenotip v koreninah okuženih rastlin.
Korenine se obilno razvijejo in so videti kot lasje ali korenine z mnogimi dlačicami. Do tega pride, ko se bakterijska DNK vključi v rastlinsko DNK in se spodbudi sinteza indola ocetne kisline, kar spodbuja diferenciacijo od običajnih korenin do dlakavih korenin.
Biološki nadzor
Kronski žolč, ki ga povzroča Agrobacterium tumefaciens, lahko biokontrolira bakterija istega rodu (Agrobacterium radiobacter), ki ni patogena.
Za ta biokontrolo semena, sadike in rastlinski potaknjenci obdelamo z suspenzijo seva K84 A. radiobacter, zahvaljujoč se proizvodnji bakteriocina, znanega kot agrocin 84, ki deluje kot antibiotik proti bakterijam, ki so z njim taksonomsko povezane.
Ta snov selektivno zavira fitopatogene bakterije, ki segajo na površino rastlinskih tkiv, prepojenih z nepatogenimi bakterijami. Vendar je znano, da v več državah obstajajo sevi A. tumefaciens, odporni na agrocin 84.
Kemični nadzor
V primeru češnje, ki je dovzetna za okužbo z A. tumefaciens, jo običajno zdravimo preventivno z diklonom (dikloro naftokinon).
Ti plazmid iz Agrobacterium tumefaciens je del bakterijske DNK, uporaben v genskem inženiringu. Vir: Ti plasmid.svg: Mouagipderivativno delo: Miguelferig
Reference
- Ruggiero, MA, Gordon, DP, Orrell, TM, Bailly, N., Bourgoin, T., Brusca, RC, et al. 2015. Klasifikacija vseh živih organizmov na višji ravni. PLOŠČE ENO 10 (4): e0119248.
- Agrios, GN 2005. Rastlinska patologija. 5 th ed. Elsevier Academic Press. Združene države Amerike. 922 str.
- Katalog življenja: Letni kontrolni seznam 2019. Podrobnosti o vrstah: Rhizobium radiobacter (Beijerinck in van Delden, 1902) Young et al., 2001. Izvedeno iz: catalogueoflife.org
- Echeverrigaray, S. 1995. Spremembe profila peroksidaze in polipeptida v Nicotiana tabacum L., transformirane z Agrobacterium rhizogenes. Podeželske znanosti, Santa Maria 25 (2): 229–232.
- De la Isla, L. Fitopatologija. 1994. Fitopatologija. Podiplomski kolegij, UTEHA Noriega Editores. 384 str.