Agrobacterium-kenmerken, morfologie, ziekten en behandeling

Agrobacterium is een geslacht van gramnegatieve bacteriën die ziekten kunnen veroorzaken in planten door de overdracht van DNA. De DNA-overdracht maakt de modificatie van de ontvangende plant mogelijk om de expressie van de genetische informatie van de bacteriën mogelijk te maken. Omdat deze bacterie van dit geslacht soms "de genetische ingenieurs van de natuur" wordt genoemd.

Het geslacht Agrobacterium het wordt momenteel als ongeldig beschouwd en de soorten die het bevatten zijn verplaatst, meestal in het geslacht Rhizobium. Dit laatste geslacht werd oorspronkelijk opgericht om endosibiotische bacteriën van planten te bevatten. Deze bacteriën helpen stikstoffixatie door geassocieerde planten, voornamelijk peulvruchten.

index

• 1 Kenmerken
• 2 Morfologie
• 3 Taxonomie en systematiek
• 4 Ziekten veroorzaakt
• 5 Vormen van infectie
• 6 Behandeling
• 7 Pathogeniteit bij mensen
• 8 Agrobacterium en zijn toepassingen in de biotechnologie
• 9 Referenties

features

Ze vormen geen sporen, ze zijn Gram-negatief, aerobisch. Ze produceren een zure reactie in de aanwezigheid van mannitol. Ze produceren geen zuur of gas in glucose-pepton medium.

Ze zijn in staat om de zelf-proliferatie van tumoren in planten te induceren. Dit vermogen is te wijten aan de genetische overdracht van een klein gebied van het DNA getransporteerd in genen Inductors of tumor (Ti) of Inductors of roots (Ri).

Soorten Agrobacterium ze vallen binnen door wonden, de kruin, wortels en stengels van veel tweezaadlobbigen en enkele planten van de zaadloof. De genetische overdracht resulteert in de expressie in de ontvangende plant van bepaalde eigenschappen van de bacteriën.

morfologie

Bacteriën van dit geslacht hebben de vorm van kleine, korte stokken (0,5 - 1,0 x 1,2 - 3,0 μm). Ze zijn mobiel door de aanwezigheid van 1-4 zijdelings gelegen flagellen. Als ze een enkele flagellum bevatten, kan hun fixatie zijwaarts of polair zijn.

Taxonomie en systematiek

Het geslacht Agrobacterium werd voorgesteld door Conn (1942) om twee pathogene soorten op te nemen waaraan eerder was toegewezen Phytomonas: A. tumefaciens en A. rhizogenes en een niet-pathogene soort, A. radiobacter.

Later werd de soort toegevoegd  Agrobacterium rubi, A. vitis en A. Larrymoorei vanwege zijn vermogen om ziekten in planten te produceren.

Genetische studies van verschillende soorten Agrobacterium toonde aan dat het vermogen om ziekten van te produceren A. tumefaciens (producent van tumoren) of van A. rhizogenes (producent van wortels) kan worden overgedragen tussen stammen van Agrobacterium, of verdwaal Later werd aangetoond dat dit vermogen om ziekten te produceren afkomstig is van de overdracht van plasmiden.

De soort Agrobacterium en Rhizobium Ze lijken erg op elkaar. Het enige systematische verschil dat tussen deze geslachten is geregistreerd, is hun pathogene interactie, in het geval van Agrobacterium, of symbiotisch (die van het geslacht Rhizobium) met de planten.

Dit en het feit dat het vermogen om Agrobacterium van het produceren van ziekten kan verloren gaan of worden overgedragen, heeft veel auteurs ertoe gebracht om beide geslachten in één te verenigen (Rhizobium).

Ziekten veroorzaakt

De soort Agrobacterium ze kunnen een hoge capaciteit hebben om ziekten op planten te produceren. Ze produceren twee hoofdtypen ziekten.

Agrobacterium tumefaciens (op dit moment Rhizobium radiobacter) produceert tumoren of kieuwen in de wortels en de stam van talrijke soorten naaktzadige planten, eenzaadlobbige en tweezaadlobbige planten, waaronder ten minste 40 soorten commercieel belang.

Agrobacterium rhizogenes (op dit moment Rhizobium rhizogenes), aan de andere kant, veroorzaakt een ongebruikelijke groei van wortels in sommige tweezaadlobbige planten (ziekte van de harige wortel of van de harige wortel).

Vormen van besmetting

De verspreiding van ziekten kan zowel door de bodem met pathogene stammen als door de verspreiding van verontreinigd materiaal plaatsvinden. Om ervoor te zorgen dat de stammen het vermogen hebben om ziekten te produceren, moeten ze bepaalde plasmiden bezitten. Deze plasmiden worden plasmiden Ti (induceerders van tumoren) of plasmiden Ri (induceerders van de groei van wortels) genoemd.

Tijdens het infectieproces wordt een segment van het Ti- of Ri-plasmide, genaamd T-DNA (transfer-DNA), van de bacterie naar de ontvangende plant getransporteerd.

Het T-DNA van de bacterie doordringt de kern van de cellen van de plant en is geïntegreerd in het DNA van de plant. Als een resultaat zijn de plantencellen genetisch getransformeerd, wat de expressie van de genetische informatie van het T-DNA van de bacteriën mogelijk maakt. Bacteriële DNA-expressie leidt tot tumorgroei of abnormaal rooten.

De tumoren of kieuwen geproduceerd door A. tumefaciens in sommige gevallen hebben ze geen schadelijke effecten voor planten. In andere gevallen kunnen ze groeibeperking en zelfs de dood van de geïnfecteerde plant veroorzaken.

Deze ziekte is de laatste jaren toegenomen door de uitwisseling en commercialisering van planten met de ziekte, maar zonder zichtbare tekenen ervan..

Het effect van harige wortelziekte op de geïnfecteerde plant is slecht begrepen. Sommige auteurs hebben aangetoond dat de vorming van secundaire wortels wordt veroorzaakt door A. rhizogenes kan gunstige effecten hebben op de geïnfecteerde plant.

behandeling

De behandeling van galaandoeningen moet preventief zijn. In geval van infectie zal de ontwikkeling van de ziekte soms vooruitgaan, ongeacht de aanwezigheid van de bacterie die de ziekte veroorzaakt.

De toepassing van producten tegen bacteriën gemaakt van koper en bleekwater kan de populaties verminderen A. tumefaciens op het oppervlak van de planten. Een ander mechanisme van preventieve behandeling is de toepassing van niet-pathogene stammen van de bacteriën die concurreren met de pathogene stammen..

Voor de genezende behandeling van kransgalaandoeningen kunnen op creosoot gebaseerde chemische verbindingen, op koper gebaseerde oplossingen en sterke oxidatiemiddelen worden gebruikt..

Omdat er geen bewijs is van de schadelijke effecten van harige wortelziekte op de geïnfecteerde plant, is er geen specifieke behandeling tegen

Pathogeniciteit bij mensen

hoewel Agrobacterium Het is vooral bekend omdat het pathogeen is voor planten, het kan uiteindelijk mensen beïnvloeden. Bij mensen beschouwen ze het als een vervuilend organisme of met een lage capaciteit om ziekten te produceren.

echter, A. tumefaciens kan verantwoordelijk zijn voor nosocomiale infecties bij patiënten met een verzwakt immuunsysteem. Tot de ziektes die door deze bacterie worden veroorzaakt, behoren infecties die verband houden met centraal veneuze katheters, peritonitis, bloedinfecties, ontsteking van het endocardium, ontsteking van de galblaas en infecties van de urinewegen..

Agrobacterium Het kan resistent zijn tegen meerdere antibiotica waaronder cotrimoxazol en tetracycline. De enige succesvolle therapie tot nu toe is cefotaxime voor de behandeling van ontsteking van de galblaas.

Agrobacterium en het gebruik ervan in de biotechnologie

Het vermogen om Agrobacterium om genen over te brengen naar planten en schimmels is gebruikt als hulpmiddel bij genetische manipulatie om genetische verbeteringen in planten aan te brengen.

Dit vermogen echterom gastheerorganismen te transformeren, is niet beperkt tot planten. Vele andere eukaryotische en zelfs prokaryotische organismen kunnen onder laboratoriumomstandigheden worden gemanipuleerd om genetisch te worden getransformeerd door Agrobacterium.

Veel soorten gist en schimmels zijn getransformeerd in een laboratorium met Agrobacterium. Onderzoekers hebben ook de transformatie van algen, zoogdiercellen en Gram-positieve bacteriën bereikt Streptomyces lividans.

referenties

1. Agrobacterium. In Wikipedia. Opgehaald op 13 september 2018 via wikipedia.org.
2. T. Tzfira, V. Citovsky, Eds (2008). Agrobacterium: Van biologie tot biotechnologie. Springer, New York. 1-735.
3. R. Cain (1988). Een geval van bloedvergiftiging veroorzaakt door Agrobacterium radiobacter. The Journal of Infection.
4. M. Hulse, S. Johnson, P. Ferrieri (1993). Agrobacterium infecties bij de mens: ervaring in een ziekenhuis en beoordeling. Klinische infectieziekten.
5. A. Ziemienowicz (2001). Odyssee van Agrobacterium T-DNA. Acta Biochimica Polonica.
6. H. Hwang, S.B. Gelvin, E.M. Lai (2015). Redactioneel: "Agrobacterium biologie en de toepassing ervan op transgene plantproductie "Frontiers in Plant Science.
7. W. Nester (2015). Agrobacterium: nature's genetic engineer Grenzen in plantwetenschap.