АГРОБАКТЕРИИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, МОРФОЛОГИЯ И ЗАБОЛЯВАНИЯ - БИОЛОГИЯ - 2025

Agrobacterium е род грамотрицателни бактерии, способни да причинят заболяване в растенията чрез прехвърляне на ДНК. ДНК трансферът позволява модифициране на реципиентното растение, за да позволи експресирането на генетичната информация на бактерията. Поради това бактериите от този род понякога се наричат ​​„генетични инженери на природата“.

В момента родът Agrobacterium се счита за невалиден и видовете, които го съдържат, са преместени в по-голямата си част в род Rhizobium. Последният род първоначално е издигнат, за да съдържа растителни ендосимбиотични бактерии. Тези бактерии подпомагат фиксирането на азот от свързани растения, главно бобови растения.

Механизъм на предаване на генетична информация на Agrobacterium. Взета от commons.wikimedia.org

характеристики

Те не образуват спори, те са грамотрицателни, аеробни. Те произвеждат кисела реакция в присъствието на манитол. Те не произвеждат киселина или газ в глюкозо-пептонова среда.

Те са способни да индуцират саморазпространението на тумори в растенията. Този капацитет се дължи на генетичния трансфер на малък участък от ДНК, пренасян в туморни индукторни (Ti) или коренни индуктори (Ri) гени.

Агробактерийните видове нахлуват през рани, короната, корените и стъблата на много дикоти и някои растения на гимнастични растения. Прехвърлянето на гени води до експресията в реципиентното растение на определени свойства на бактериите.

морфология

Бактериите от този род са малки, къси с пръчка форма (0,5-1,0 х 1,2-3,0 µm). Те са подвижни поради наличието на 1-4 жгутици, разположени странично. Ако те представят единичен жлезник, фиксирането им може да бъде странично или полярно.

Таксономия и систематика

Родът Agrobacterium е предложен от Conn (1942 г.), за да включва два патогенни вида, по-рано приписани на Phytomonas: A. tumefaciens и A. rhizogenes и непатогенен вид, A. radiobacter.

Впоследствие се добавят видовете Agrobacterium rubi, A. vitis и A. larrymoorei поради способността им да причиняват болести по растенията.

Генетичните проучвания на различни видове Agrobacterium показват, че болестотворната способност на A. tumefaciens (туморен производител) или A. rhizogenes (производител на корени) може да бъде прехвърлена между щамовете Agrobacterium или да бъде загубена. По-късно беше показано, че тази способност да произвежда болести идва от прехвърлянето на плазмиди.

Видовете Agrobacterium и Rhizobium са много сходни един с друг. Единствената систематична разлика, регистрирана между тези родове, е тяхното патогенно взаимодействие, в случая на Agrobacterium, или симбиотично (тези от рода Rhizobium) с растенията.

Това и фактът, че способността на Agrobacterium да произвежда болести могат да бъдат загубени или прехвърлени, доведе до много автори да обединят и двата рода в едно (Rhizobium).

Болести, които причинява

Агробактериите могат да имат висок капацитет да произвеждат болести по растенията. Те произвеждат два основни вида заболявания.

Agrobacterium tumefaciens (понастоящем Rhizobium radiobacter) произвежда тумори или жлъчки върху корени и ствол на множество видове фитосеменни, едносемеделни и двусемеделни растения, включително най-малко 40 вида от търговски интерес.

Agrobacterium rhizogenes (сега Rhizobium rhizogenes), от друга страна, предизвиква необичаен растеж на корените при някои двудолни растения (космено заболяване на корените или космено заболяване на корените).

Жлъчна болест при уверо. Взета от commons.wikimedia.org

Форми на заразяване

Разпространението на болестите може да се случи както чрез почви с патогенни щамове, така и чрез разпространение на замърсен материал. За да имат щамовете способни да произвеждат заболявания, те трябва да притежават определени плазмиди. Тези плазмиди се наричат ​​Ti плазмиди (туморни индуктори) или Ri плазмиди (индуктори на растежа на корените).

По време на инфекционния процес сегмент от плазмида Ti или Ri, наречен Т-ДНК (трансферна ДНК), се транспортира от бактериите до растението реципиент.

Бактериалната Т-ДНК прониква в ядрото на клетките на растението и се интегрира с ДНК на растението. В резултат на това растителните клетки се трансформират генетично, което позволява експресирането на генетична информация от Т-ДНК на бактерията. Експресията на бактериална ДНК води до растеж на тумор или необичайно вкореняване.

Туморите или жлъчките, произведени от A. tumefaciens, в някои случаи нямат вредно въздействие върху растенията. В други случаи те могат да причинят намаляване на растежа и дори смърт на заразеното растение.

Това заболяване се разпространява през последните години поради обмена и комерсиализацията на растенията с болестта, но без видими признаци за нея.

Ефектът на космената коренова болест върху заразеното растение е слабо разбран. Някои автори са показали, че образуването на вторични корени, предизвикано от A. rhizogenes, може да има благоприятно въздействие върху заразеното растение.

лечение

Лечението на хрилната болест трябва да бъде превантивно. В случай на инфекция, понякога развитието на болестта ще прогресира независимо от наличието на бактериите, причиняващи болестта.

Прилагането на антибактериални продукти, произведени от мед и белина, може да намали популацията на A. tumefaciens на повърхността на растенията. Друг механизъм за превантивно лечение е прилагането на непатогенни щамове на бактериите, които се конкурират с патогенните щамове.

Химикали на базата на креозот, разтвори на основата на мед и силни окислители могат да се използват за лечебно лечение на болест на жлъчните жлези на короната.

Тъй като няма данни за вредното въздействие на космената болест на корените върху заразеното растение, няма специфично лечение срещу него.

Патогенност при хората

Въпреки че е известно, че Agrobacterium е основно патогенно за растенията, в крайна сметка може да засегне хората. При хората се счита за замърсяващ организъм или с нисък капацитет да произвежда болест.

Въпреки това, A. tumefaciens може да е отговорен за нозокомиални инфекции при пациенти с отслабена имунна система. Сред заболяванията, причинени от тази бактерия, са инфекции, свързани с централни венозни катетри, перитонит, инфекции на кръвта, възпаление на ендокарда, възпаление на жлъчния мехур и инфекции на пикочните пътища.

Агробактериите могат да бъдат резистентни към множество антибиотици, включително котримоксазол и тетрациклин. Единствената успешна терапия до момента е цефотаксим за лечение на възпаление на жлъчния мехур.

Способността на Agrobacterium да прехвърля гени на растения и гъби се използва като инструмент в генното инженерство за генетични подобрения в растенията.

Тази способност да трансформира гостоприемни организми обаче не се ограничава само до растенията. Много други еукариотни и дори прокариотни организми могат да бъдат манипулирани при лабораторни условия, за да бъдат генетично трансформирани от Agrobacterium.

Много видове дрожди и гъби са трансформирани в лабораторията с помощта на Agrobacterium. Изследователите също успяха да трансформират водорасли, клетки на бозайници и грам-положителната бактерия Streptomyces lividans.

Препратки

1. Agrobacterium. В Уикипедия. Произведено на 13 септември 2018 г. от wikipedia.org.
2. Т. Цфира, В. Цитовски, Едс (2008). Агробактерия: от биология до биотехнология. Спрингер, Ню Йорк. 1-735.
3. Р. Кейн (1988). Случай на септицемия, причинен от радиобактер Agrobacterium. The Journal of Infection.
4. М. Hulse, S. Johnson, P. Ferrieri (1993). Агробактериални инфекции при хора: опит в една болница и преглед. Клинични инфекциозни заболявания.
5. A. Ziemienowicz (2001). Одисея на Agrobacterium T-DNA. Acta Biochimica Polonica.
6. Х. Хван, С. Б. Гелвин, Е. М. Лай (2015). Редакция: „Биология на Agrobacterium и нейното приложение в трансгенното растително производство“ Граници в растениезнанието.
7. W. Nester (2015). Agrobacterium: генетичен инженер на природата. Граници в растениезнанието.