Charakteristiky Agrobacterium, morfológia, ochorenia a liečba



Agrobacterium je rod gramnegatívnych baktérií, ktoré sú schopné spôsobiť ochorenia v rastlinách prenosom DNA. Prenos DNA umožňuje modifikáciu prijímacej rastliny, aby sa umožnila expresia genetickej informácie baktérií. Kvôli týmto baktériám tohto rodu sa niekedy nazývajú "genetickí inžinieri prírody".

Pohlavie Agrobacterium v súčasnosti sa považuje za neplatný a druh, ktorý ho obsahoval, bol premiestnený, prevažne do rodu Rhizobium. Tento posledný rod bol pôvodne postavený tak, aby obsahoval endosymbiotické baktérie rastlín. Tieto baktérie pomáhajú fixácii dusíka asociovanými rastlinami, hlavne strukovinami.

index

  • 1 Charakteristiky
  • 2 Morfológia
  • 3 Taxonómia a systematika
  • 4 Spôsobené choroby
  • 5 Formy infekcie
  • 6 Liečba
  • 7 Patogenicita u ľudí
  • 8 Agrobacterium a jeho využitie v biotechnológii
  • 9 Referencie

rysy

Nevytvárajú spóry, sú gramnegatívne, aeróbne. Vytvárajú kyslú reakciu v prítomnosti manitolu. Nevyrábajú kyselinu alebo plyn v médiu glukóza-peptón.

Sú schopné indukovať samo-proliferáciu nádorov v rastlinách. Táto schopnosť je spôsobená genetickým prenosom malej oblasti DNA transportovanej v génoch induktorov nádoru (Ti) alebo induktorov koreňov (Ri).

Druhy Agrobacterium invázia cez rany, korunu, korene a stonky mnohých dvojklíčnolistových rastlín a niektorých gymnospermových rastlín. Výsledkom genetického prenosu je expresia špecifických vlastností baktérií v prijímacej rastline.

morfológia

Baktérie tohto rodu majú formu malých, krátkych paliet (0,5-1,0 x 1,2-3,0 μm). Sú pohyblivé prítomnosťou 1-4 bočne umiestnených bičíkov. Ak predstavujú jeden bičík, ich fixácia môže byť bočná alebo polárna.

Taxonómia a systematika

Pohlavie Agrobacterium Conn (1942) navrhol zahrnúť dva patogénne druhy, ktoré boli predtým priradené Phytomonas: A. tumefaciens a A. rhizogenes a nepatogénne druhy, A. radiobacter.

Neskôr boli pridané druhy  Agrobacterium rubi, A. vitis a A. larrymoorei vďaka svojej schopnosti produkovať choroby v rastlinách.

Genetické štúdie rôznych druhov Agrobacterium preukázali, že schopnosť vyvolať choroby z. \ t A. tumefaciens (výrobca nádorov) alebo. \ t A. rhizogenes (producent koreňov) by sa mohol prenášať medzi kmeňmi Agrobacterium, alebo sa stratíte Neskôr sa preukázalo, že táto schopnosť produkovať ochorenia pochádza z prenosu plazmidov.

Druhy Agrobacterium a Rhizobium Sú si navzájom veľmi podobné. Jediný systematický rozdiel zaznamenaný medzi týmito rodmi je ich patogénna interakcia, v prípade Agrobacterium, alebo symbiotické (rodu Rhizobium) s rastlinami.

To a skutočnosť, že schopnosť Agrobacterium sa môžu stratiť alebo preniesť, viedol mnohých autorov k zjednoteniu oboch pohlaví do jedného (Rhizobium).

Spôsobené choroby

Druhy Agrobacterium môžu mať vysokú schopnosť produkovať choroby rastlín. Vyrábajú dva hlavné typy chorôb.

Agrobacterium tumefaciens (V súčasnosti Rhizobium radiobacter) produkuje nádory alebo žiabre v koreňoch a kmeňoch mnohých druhov gymnospermových, jednoklíčnolistových a dvojklíčnolistových rastlín, vrátane najmenej 40 druhov komerčného záujmu.

Agrobacterium rhizogenes (V súčasnosti Rhizobium rhizogenes), na druhej strane spôsobuje nezvyčajný rast koreňov v niektorých dvojklíčnolistových rastlinách (ochorenie chlpatého koreňa alebo chlpatého koreňa) \ t.

Formy nákazy

K šíreniu chorôb môže dôjsť prostredníctvom pôdy s patogénnymi kmeňmi a šírením kontaminovaného materiálu. Aby kmene mali schopnosť produkovať ochorenia, musia mať určité plazmidy. Tieto plazmidy sa nazývajú plazmidy Ti (induktory nádorov) alebo plazmidy Ri (induktory rastu koreňov)..

Počas procesu infekcie je segment baktérií Ti alebo Ri nazývaný T-DNA (transfer DNA) transportovaný z baktérie do prijímacej rastliny..

T-DNA baktérií preniká do jadra buniek rastliny a je integrovaná do DNA rastliny. V dôsledku toho sú rastlinné bunky geneticky transformované, čo umožňuje expresiu genetickej informácie T-DNA baktérií. Expresia bakteriálnej DNA vedie k rastu nádoru alebo abnormálnemu zakoreneniu.

Nádory alebo žiabre produkované A. tumefaciens v niektorých prípadoch nemajú škodlivé účinky na rastliny. V iných prípadoch môžu spôsobiť zníženie rastu a dokonca aj smrť infikovanej rastliny.

Toto ochorenie sa v posledných rokoch šírilo v dôsledku výmeny a komercializácie rastlín s chorobou, ale bez viditeľných znakov..

Účinok chlpatého ochorenia koreňov na infikovanú rastlinu je nedostatočne pochopený. Niektorí autori ukázali, že tvorba sekundárnych koreňov vyvolaných A. rhizogenes môže mať priaznivé účinky na infikovanú rastlinu.

liečba

Liečba ochorenia žlčových ciest by mala byť preventívna. V prípade infekcie bude vývoj ochorenia niekedy pokračovať bez ohľadu na prítomnosť baktérií spôsobujúcich ochorenie.

Aplikácia produktov proti baktériám vyrobeným z medi a bielidla môže znížiť populáciu A. tumefaciens na povrchu rastlín. Ďalším mechanizmom preventívnej liečby je aplikácia nepatogénnych kmeňov baktérií, ktoré súťažia s patogénnymi kmeňmi..

Na liečebné liečenie ochorenia korunkových žlčových ciest môžu byť použité chemické zlúčeniny na báze kreozotu, roztoky na báze medi a silné oxidanty..

Pretože neexistuje žiadny dôkaz o škodlivých účinkoch chlpatého ochorenia koreňov na infikovanú rastlinu, neexistuje proti nej žiadna špecifická liečba

Patogenicita u ľudí

hoci Agrobacterium Je známa najmä tým, že je patogénna pre rastliny, môže nakoniec postihnúť ľudí. U ľudí ho považujú za znečisťujúci organizmus alebo s nízkou schopnosťou produkovať ochorenie.

však, A. tumefaciens môžu byť zodpovedné za nozokomiálne infekcie u pacientov s oslabeným imunitným systémom. Medzi ochorenia spôsobené touto baktériou patria infekcie spojené s centrálnymi venóznymi katétrami, peritonitídou, krvnými infekciami, zápalom endokardu, zápalom žlčníka a infekciami močových ciest..

Agrobacterium Môže byť rezistentný voči viacerým antibiotikám vrátane cotrimoxazolu a tetracyklínu. Jedinou úspešnou terapiou do dnešného dňa je cefotaxím na liečbu zápalu žlčníka.

Agrobacterium a jeho použitie v biotechnológii

Schopnosť Agrobacterium na prenos génov do rastlín a húb sa použil ako nástroj v genetickom inžinierstve na genetické zlepšenia v rastlinách.

Táto schopnosťtransformácia hostiteľských organizmov nie je obmedzená na rastliny. Mnohé ďalšie eukaryotické a dokonca prokaryotické organizmy môžu byť manipulované za laboratórnych podmienok, aby boli geneticky transformované Agrobacterium.

Mnohé druhy kvasiniek a húb boli transformované do laboratória s použitím Agrobacterium. Výskumníci tiež dosiahli transformáciu rias, buniek cicavcov a grampozitívnych baktérií Streptomyces lividans.

referencie

  1. Agrobacterium. Vo Wikipédii. Získané 13. septembra 2018 z wikipedia.org.
  2. T. Tzfira, V. Citovsky, Eds (2008). Agrobacterium: Od biológie po biotechnológie. Springer, New York. 1-735.
  3. R. Cain (1988). Prípad septikémie spôsobenej Agrobacterium radiobacter. Journal of Infection.
  4. M. Hulse, S. Johnson, P. Ferrieri (1993). Agrobacterium infekcie u ľudí: skúsenosti v jednej nemocnici a preskúmanie. Klinické infekčné ochorenia.
  5. A. Ziemienowicz (2001). Odyssey of Agrobacterium T-DNA. Acta Biochimica Polonica.
  6. H. Hwang, S.B. Gelvin, E.M. Lai (2015). Redakcia: "Agrobacterium biológia a jej aplikácia na transgénnu rastlinnú výrobu "Frontiers in Plant Science.
  7. W. Nester (2015). Agrobacterium: genetický inžinier prírody Hranice v rastlinnej vede.