Agrobacterium-kenmerken, morfologie en ziekten

2857
Robert Johnston

Agrobacterium Het is een geslacht van gramnegatieve bacteriën die door de overdracht van DNA ziekten bij planten kunnen veroorzaken. DNA-overdracht maakt modificatie van de ontvangende plant mogelijk om de genetische informatie van de bacterie tot expressie te brengen. Daarom worden bacteriën van dit geslacht soms 'genetische ingenieurs van de natuur' genoemd..

Het geslacht Agrobacterium het wordt momenteel als ongeldig beschouwd en de soort die het bevatte, is voor het grootste deel verplaatst naar het geslacht Rhizobium. Het laatste geslacht werd oorspronkelijk opgericht om endosymbiotische bacteriën van planten te bevatten. Deze bacteriën helpen bij de stikstofbinding door bijbehorende planten, voornamelijk peulvruchten.

Mechanisme van overdracht van genetische informatie van Agrobacterium. Overgenomen van commons.wikimedia.org

Artikel index

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

Kenmerken

Ze vormen geen sporen, ze zijn gramnegatief, aëroob. Ze veroorzaken een zure reactie in aanwezigheid van mannitol. Ze produceren geen zuur of gas in een glucose-pepton-medium.

Ze zijn in staat de zelfvermenigvuldiging van tumoren in planten te induceren. Dit vermogen is te danken aan de genetische overdracht van een klein deel van het DNA dat wordt gedragen in tumorinductor- (Ti) of wortelinductor- (Ri) -genen..

Soort van Agrobacterium Ze vallen binnen via wonden, de kroon, wortels en stengels van vele tweezaadlobbige planten en sommige gymnospermplanten. Genoverdracht 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 staafjes (0,5-1,0 x 1,2-3,0 μm). Ze zijn mobiel vanwege de aanwezigheid van 1-4 flagellen die lateraal zijn gelegen. Als ze één flagellum vertonen, kan hun fixatie lateraal of polair zijn.

Taxonomie en systematiek

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

Later werden de soorten toegevoegd  Agrobacterium rubi, A. vitis Y A. larrymoorei vanwege het vermogen om plantenziekten te veroorzaken.

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

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

Dit en het feit dat het vermogen om Agrobacterium van het produceren van ziekten kunnen verloren gaan of worden overgedragen, waardoor veel auteurs beide geslachten verenigden in één (Rhizobium​.

Ziekten die het veroorzaakt

De soort van Agrobacterium ze kunnen een hoog vermogen hebben om ziekten op planten te veroorzaken. Ze produceren twee hoofdtypen ziekten.

Agrobacterium tumefaciens (momenteel Rhizobium radiobacter) produceert tumoren of gallen op wortels en stam van talrijke soorten gymnospermen, eenzaadlobbige en tweezaadlobbige planten, waaronder ten minste 40 soorten van commercieel belang.

Agrobacterium rhizogenes (momenteel Rhizobium rhizogenes) veroorzaakt ondertussen ongebruikelijke wortelgroei in sommige tweezaadlobbige planten (harige wortelziekte of harige wortelziekte).

Galziekte in uvero. Overgenomen van commons.wikimedia.org

Vormen van besmetting

De verspreiding van ziekten kan zowel plaatsvinden via bodems met pathogene stammen als via de verspreiding van besmet materiaal. Om ziekten te kunnen produceren, moeten de stammen bepaalde plasmiden bezitten. Deze plasmiden worden Ti-plasmiden (tumorinductoren) of Ri-plasmiden (wortelgroei-inductoren) 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 dringt door in de celkern van de plant en integreert met het DNA van de plant. Als gevolg hiervan worden plantencellen genetisch getransformeerd, wat de expressie van genetische informatie uit het T-DNA van de bacterie mogelijk maakt. Bacteriële DNA-expressie leidt tot tumorgroei of abnormale beworteling.

Tumoren of gallen geproduceerd door A. tumefaciens in sommige gevallen hebben ze geen schadelijke effecten op planten. In andere gevallen kunnen ze groeivermindering en zelfs de dood van de geïnfecteerde plant veroorzaken.

Deze ziekte heeft zich de afgelopen jaren verspreid door de uitwisseling en commercialisering van planten met de ziekte, maar zonder zichtbare tekenen ervan..

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

Behandeling

Behandeling van galziekte moet preventief zijn. In geval van infectie zal de ontwikkeling van de ziekte soms voortgaan, ongeacht de aanwezigheid van de bacterie die de ziekte veroorzaakt..

De toepassing van antibacteriële producten gemaakt van koper en bleekmiddel kan het aantal populaties verminderen A. tumefaciens op het oppervlak van planten. Een ander preventief behandelingsmechanisme is de toepassing van niet-pathogene bacteriestammen die concurreren met de pathogene stammen..

Op creosoot gebaseerde chemicaliën, op koper gebaseerde oplossingen en sterk oxiderende stoffen kunnen worden gebruikt voor de genezende behandeling van kroongalziekte..

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

Pathogeniteit bij mensen

Zelfs indien Agrobacterium Het is vooral bekend dat het pathogeen is voor planten, het kan uiteindelijk ook mensen treffen. Bij mensen wordt het beschouwd als een vervuilend organisme of met een laag vermogen om ziekten te veroorzaken.

Echter, A. tumefaciens het kan verantwoordelijk zijn voor ziekenhuisinfecties bij patiënten met een verzwakt immuunsysteem. Tot de ziekten 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 urineweginfecties..

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 galblaasontsteking..

Agrobacterium en het gebruik ervan in de biotechnologie

De capaciteit van Agrobacterium om genen over te dragen aan planten en schimmels is gebruikt als een instrument in genetische manipulatie om genetische verbeteringen in planten aan te brengen.

Dit vermogenhet transformeren van gastheerorganismen is niet beperkt tot planten. Veel andere eukaryote en zelfs prokaryote organismen kunnen onder laboratoriumomstandigheden worden gemanipuleerd om genetisch te worden getransformeerd door Agrobacterium.

Veel soorten gisten en schimmels zijn getransformeerd in het laboratorium met Agrobacterium. Onderzoekers hebben ook de transformatie van algen, zoogdiercellen en grampositieve bacteriën bereikt. Streptomyces lividans.

Referenties

  1. Agrobacterium. Op 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 mensen: ervaring in één 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 plantenteelt "Frontiers in Plant Science.
  7. W. Nester (2015). Agrobacterium: de genetische ingenieur van de natuur. Frontiers in Plant Science.

Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.