Agrobacterium tumefaciens to fitopatogenna bakteria z rzędu Rhizobiales. Najważniejszą cechą tej bakterii jest to, że wprowadza ona część swojego DNA do komórek roślinnych i przekształca je z normalnych komórek w komórki nowotworowe w krótkim czasie, powodując żółć korony.
Bakteria ta jest Gram-ujemną pałeczką, która tworzy białawe lub żółtawe kolonie i wytwarza śluzowaty polisacharyd w pożywkach hodowlanych z węglowodanami. Jest wypierany przez wici owłosione, żyje w glebie i infekuje komórki roślinne poprzez rany.
Komórki Agrobacterium tumefaciens zaczynają infekować korzenie. Źródło: AG Matthysse, KV Holmes, RHG Gurlitz
Objawy wywoływane przez Agrobacterium u gospodarzy nie są spowodowane gatunkami patogennymi, ale typem plazmidu (kolisty fragment DNA), który posiadają. W związku z tym bakterie zawierające plazmidy Ti są induktorami nowotworów, które wytwarzają żółć koronową, a bakterie zawierające plazmidy Ri indukują tworzenie włochatych korzeni.
Ten gatunek bakterii, wraz z niektórymi wirusami jako wektorami materiału genetycznego do transformacji gatunków roślin, otworzył erę w uprawie roślin transgenicznych o wysokim potencjale produkcyjnym. Ponadto badanie zgrubień koronowych wytwarzanych przez Agrobacterium tumefaciens stanowiło ważną część zastosowań kultur tkankowych in vitro.
Obecnie biotechnolodzy używają tej bakterii również do transformacji innych organizmów, takich jak owady, oraz do przenoszenia genów między pokrewnymi i niespokrewnionymi roślinami.
Gatunek: Rhizobium radiobacter (Beijerinck i van Delden, 1902) Young et al., 2001 (ważna nazwa)
Niektóre synonimy to Agrobacterium radiobacter (Beijerinck i van Delden, 1902) Conn, 1942 oraz Agrobacterium tumefaciens (Smith i Townsend, 1907) Conn, 1942.
Morfologia
Agrobacterium tumefaciens to bakteria o kształcie pałeczki, która rozprasza wici boczne i rośnie w kulturach w białych, a czasem żółtawych koloniach.
Pręcikowy kształt bakterii wskazuje, że ma ona kształt pręcika. Wymiary A. tumefaciens mają 0,8 μm długości i 1,5 do 3 μm szerokości.
Bakterie z rodziny Rhizobiaceae to bakterie Gram-ujemne, które występują od 1 do 6 wici. Konkretnie, A. tumefaciens przemieszcza się przez 1 lub 4 wici okołoszowate. W przypadku pojedynczej wici jest ona boczna i niepolarna.
Jeśli chodzi o wzrost w pożywce hodowlanej, jeśli pożywka zawiera źródło węglowodanów, bakteria wytwarza obfity śluz typu polisacharydowego, podobny do tego wytwarzanego przez jej krewnych, bakterie ryzobowe. Kolonie na ogół mają gładki wygląd.
Choroby
Żółciak korony
Choroba ta jest wywoływana przez ponad sto zakażonych roślin, u których w strukturach takich jak korzenie, ogonki liściowe i łodygi tworzy się żółć lub guz.
Guzy rozwijają się, gdy bakterie dostają się do nowo wykonanych ran u podatnego żywiciela.
Gdy bakterie rozpoznają ranę i odwrotnie, komórki najbliżej niej zaczynają się dzielić. Agrobacterium wiąże się ze ścianami komórkowymi gospodarza, ale nie atakuje ich komórek.
Żółć korony wytwarzana przez Agrobacterium tumefaciens może w pewnym momencie spowodować opadnięcie łodygi. Źródło: jacilluch
Dwa lub trzy dni po infekcji w komórkach roślinnych występuje kondycjonowanie, które czyni je wrażliwymi na fragment DNA bakteryjnego plazmidu, znany jako Ti DNA, ponieważ jest to sekwencja wywołująca nowotwory.
Ten fragment bakteryjnego DNA integruje się z jądrowym DNA komórki rośliny żywiciela i indukuje transformację komórek roślinnych z normalnych w komórki nowotworowe.
Później transformowane komórki dzielą się i rosną w niekontrolowany sposób niezależnie od bakterii i rośliny.
Galas powstający w łodydze lub w korzeniach roślin powoduje, że wydłużone komórki znajdujące się w pobliżu ksylemu lub wokół niego wywierają nacisk na naczynia ksylemu, które są ściskane i przemieszczane, przez co ich transport staje się mniej efektywny. woda wewnątrz rośliny.
Na początku choroby guzy są prawie kuliste, białe i mają miękką teksturę. Na początku można je pomylić z produktem kalusa rany. Następnie tkanki ciemnieją z powodu śmierci i zgnilizny komórek obwodowych.
Niektóre guzy mogą być zdrewniałe, a inne gąbczaste. Jego wielkość może wynosić do 30 cm.
Włochaty korzeń
Jest to choroba wywoływana przez gatunek Agrobacterium tumefaciens i przez spokrewniony z nim Agrobacterium rhizogenes. Oba prezentują plazmidy Ri i indukują tworzenie się włochatych korzeni u swoich żywicieli, co wykazuje bardzo szczególny fenotyp w korzeniach zakażonych roślin.
Korzenie rozwijają się obficie i wyglądają jak włosy lub korzenie z wieloma włosami. Dzieje się tak, gdy bakteryjne DNA jest zintegrowane z DNA rośliny i stymulowana jest synteza kwasu indolooctowego, co sprzyja różnicowaniu się od normalnych korzeni do korzeni owłosionych.
Kontrola biologiczna
Żółć korony wywoływana przez Agrobacterium tumefaciens może być biokontrolowana przez bakterię tego samego rodzaju (Agrobacterium radiobacter), która nie jest chorobotwórcza.
W celu tej biokontroli nasiona, sadzonki i sadzonki są traktowane zawiesiną szczepu K84 A. radiobacter, dzięki produkcji bakteriocyny zwanej agrocyną 84, która działa jako antybiotyk przeciw bakteriom z nią spokrewnionym taksonomicznie.
Substancja ta wybiórczo hamuje bakterie fitopatogenne docierające do powierzchni tkanek roślinnych zaimpregnowanych bakteriami niepatogennymi. Jednak wiadomo, że w kilku krajach istnieją szczepy A. tumefaciens oporne na agrocynę 84.
Kontrola chemiczna
W przypadku wrażliwej na infekcję A. tumefaciens wiśni zazwyczaj profilaktycznie leczy się ją dichlonem (dichloronaftochinonem).
Plazmid Ti z Agrobacterium tumefaciens to bakteryjny fragment DNA przydatny w inżynierii genetycznej. Źródło: Ti plasmid.svg: Mouagipderivative work: Miguelferig
Bibliografia
- Ruggiero, MA, Gordon, DP, Orrell, TM, Bailly, N., Bourgoin, T., Brusca, RC, i wsp. 2015. Klasyfikacja wyższego poziomu wszystkich organizmów żywych. PLoS ONE 10 (4): e0119248.
- Agrios, GN 2005. Patologia roślin. 5 th ed. Elsevier Academic Press. Stany Zjednoczone Ameryki. 922 pkt.
- Catalog of Life: Roczna lista kontrolna 2019. Szczegóły dotyczące gatunku: Rhizobium radiobacter (Beijerinck i van Delden, 1902) Young et al., 2001. Z: catalogueoflife.org
- Echeverrigaray, S. 1995. Zmiany w profilach peroksydazy i polipeptydów u Nicotiana tabacum L. transformowanych Agrobacterium rhizogenes. Rural Science, Santa Maria 25 (2): 229–232.
- De la Isla, L. Fitopatologia. 1994. Fitopatologia. Postgraduate College, UTEHA Noriega Editores. 384 pkt.