Charakteristiky Agrobacterium, morfologie, nemoci a léčba

Agrobacterium je rod gramnegativních bakterií, které jsou schopny způsobovat onemocnění rostlin přenosem DNA. Přenos DNA umožňuje modifikaci rostliny příjemce, aby umožnila expresi genetické informace bakterií. Protože této bakterie tohoto rodu jsou někdy nazvané “genetičtí inženýři přírody” \ t.

Pohlaví Agrobacterium to je současně zvažováno neplatný a druh, který obsahoval to bylo přemístěné, většinou v rodu Rhizobium. Tento poslední rod byl původně postaven tak, aby obsahoval endosymbiotické bakterie rostlin. Tyto bakterie pomáhají fixaci dusíku přidruženými rostlinami, především luštěninami.

Index

• 1 Charakteristika
• 2 Morfologie
• 3 Taxonomie a systematika
• 4 Způsobené nemoci
• 5 Formy infekce
• 6 Léčba
• 7 Patogenita u lidí
• 8 Agrobacterium a jeho využití v biotechnologii
• 9 Odkazy

Vlastnosti

Neformují spory, jsou gramnegativní, aerobní. Produkují kyselé reakce v přítomnosti mannitolu. Nevytvářejí kyselinu nebo plyn v médiu glukóza-pepton.

Jsou schopny indukovat samo-proliferaci nádorů v rostlinách. Tato schopnost je způsobena genetickým přenosem malé oblasti DNA transportované v genech Induktory tumoru (Ti) nebo induktorů kořenů (Ri).

Druhy Agrobacterium oni napadnou přes rány, korunu, kořeny a stonky mnoha dicotyledons a některé gymnosperm rostliny. Výsledkem genetického přenosu je exprese v přijímající rostlině, která se týká specifických vlastností bakterií.

Morfologie

Bakterie tohoto rodu mají formu malých, krátkých psů (0,5-1,0 x 1,2-3,0 μm). Jsou mobilní díky přítomnosti 1 až 4 bočně umístěných bičíků. Jestliže oni představují jeden flagellum jejich fixace může být postranní nebo polární.

Taxonomie a systematika

Pohlaví Agrobacterium byl navrhnut Conn (1942) zahrnout dva patogenní druhy předtím přiřazené Phytomonas: A. tumefaciens a A. rhizogenes a nepatogenní druhy, A. radiobacter.

Později byly přidány druhy  Agrobacterium rubi, A. vitis a A. larrymoorei vzhledem k jeho schopnosti produkovat nemoci v rostlinách.

Genetické studie různých druhů Agrobacterium prokázal, že schopnost produkovat nemoci z. \ t A. tumefaciens (výrobce nádorů) nebo. \ t A. rhizogenes (producent kořenů) mohl být přenesen mezi kmeny Agrobacterium, nebo se ztratíte Později bylo prokázáno, že tato schopnost produkovat onemocnění pochází z přenosu plazmidů.

Druhy Agrobacterium a Rhizobium Jsou si navzájem velmi podobné. Jediný systematický rozdíl zaznamenaný mezi těmito rody je jejich patogenní interakce, v případě Agrobacterium, nebo symbiotické (rodu Rhizobium) s rostlinami.

To a skutečnost, že schopnost Agrobacterium mohou být ztraceny nebo přeneseny, vedlo mnoho autorů ke sjednocení obou pohlaví do jednoho (Rhizobium).

Způsobené nemoci

Druhy Agrobacterium mohou mít vysokou schopnost produkovat nemoci na rostlinách. Produkují dva hlavní typy onemocnění.

Agrobacterium tumefaciens (v současné době Rhizobium radiobacter) produkuje nádory nebo žábry v kořenech a kmen mnoha druhů gymnospermových, jednoděložných a dvouděložných rostlin, včetně nejméně 40 druhů, které jsou předmětem komerčního zájmu..

Agrobacterium rhizogenes (v současné době Rhizobium rhizogenes) na druhé straně způsobuje neobvyklý růst kořenů v některých dvouděložných rostlinách (onemocnění chlupatého kořene nebo chlupatého kořene).

Formy nákazy

K šíření nemocí může docházet jak půdou s patogenními kmeny, tak šířením kontaminovaného materiálu. Aby kmeny měly schopnost produkovat nemoci, musí mít určité plazmidy. Tyto plazmidy se nazývají plasmidy Ti (induktory nádorů) nebo plazmidy Ri (induktory růstu kořenů).

Během procesu infekce je z bakterie do přijímací rostliny transportován segment plazmidu Ti nebo Ri, nazývaného T-DNA (transfer DNA)..

T-DNA bakterií proniká jádrem buněk rostliny a je integrována do DNA rostliny. V důsledku toho jsou rostlinné buňky geneticky transformovány, což umožňuje expresi genetické informace T-DNA bakterií. Exprese bakteriální DNA vede k růstu tumoru nebo abnormálnímu zakořenění.

Nádory nebo žábry produkované A. tumefaciens v některých případech nemají škodlivé účinky na rostliny. V jiných případech mohou způsobit snížení růstu a dokonce i smrt infikované rostliny.

Toto onemocnění se v posledních letech rozšířilo v důsledku výměny a komercializace rostlin s touto nemocí, ale bez viditelných známek..

Účinek onemocnění chlupatých kořenů na infikovanou rostlinu je špatně pochopen. Někteří autoři ukázali, že tvorba sekundárních kořenů vyvolaná A. rhizogenes může mít příznivé účinky na infikovanou rostlinu.

Léčba

Léčba onemocnění žlučníku by měla být preventivní. V případě infekce bude vývoj onemocnění někdy pokračovat bez ohledu na přítomnost bakterií způsobujících onemocnění.

Aplikace produktů proti bakteriím vyrobeným z mědi a bělidla může snížit populaci A. tumefaciens na povrchu rostlin. Dalším mechanismem preventivní léčby je aplikace nepatogenních kmenů bakterií, které soutěží s patogenními kmeny..

Pro léčbu onemocnění korunkových žláz mohou být použity chemické sloučeniny na bázi kreosotu, roztoky na bázi mědi a silné oxidanty..

Vzhledem k tomu, že neexistuje žádný důkaz o škodlivých účincích chlupaté kořenové choroby na infikovanou rostlinu, neexistuje proti němu žádná zvláštní léčba

Patogenita u lidí

I když Agrobacterium Je známo především tím, že je patogenní pro rostliny, ale může mít vliv i na člověka. U lidí to považují za znečišťující organismus nebo s nízkou schopností produkovat onemocnění.

Nicméně, A. tumefaciens může být zodpovědný za nozokomiální infekce u pacientů s oslabeným imunitním systémem. Mezi onemocnění způsobená touto bakterií patří infekce spojené s centrálními žilními katétry, peritonitidou, krevními infekcemi, zánětem endokardu, zánětem žlučníku a infekcemi močových cest..

Agrobacterium Může být rezistentní na mnohočetná antibiotika včetně cotrimoxazolu a tetracyklinu. Dosavadní jedinou úspěšnou terapií je cefotaxime pro léčbu zánětu žlučníku.

Agrobacterium a jeho využití v biotechnologii

Schopnost Agrobacterium k přenosu genů do rostlin a hub bylo použito jako nástroj v genetickém inženýrství pro genetická zlepšení rostlin.

Tato schopnosttransformace hostitelských organismů není omezena na rostliny. Mnoho jiných eukaryotických a dokonce prokaryotických organismů může být manipulováno za laboratorních podmínek, aby se geneticky transformovalo Agrobacterium.

Mnoho druhů kvasinek a plísní bylo transformováno na laboratorní použití Agrobacterium. Výzkumníci také dosáhli transformace řas, savčích buněk a grampozitivních bakterií Streptomyces lividans.

Odkazy

1. Agrobacterium. Ve Wikipedii. Získáno 13. září 2018 z wikipedia.org.
2. T. Tzfira, V. Citovsky, Eds (2008). AgrobacteriumOd biologie k biotechnologii. Springer, New York. 1-735.
3. R. Cain (1988). Případ septikémie způsobený Agrobacterium radiobacter. Journal of Infection.
4. M. Hulse, S. Johnson, P. Ferrieri (1993). Agrobacterium infekce u lidí: zkušenosti v jedné nemocnici a kontrola. Klinické infekční nemoci.
5. A. Ziemienowicz (2001). Odyssey Agrobacterium T-DNA. Acta Biochimica Polonica.
6. H. Hwang, S.B. Gelvin, E.M. Lai (2015). Redakční: "Agrobacterium biologie a její aplikace na transgenní rostlinnou produkci "Frontiers in Plant Science.
7. W. Nester (2015). Agrobacterium: genetik přírody Hranice v rostlinné vědě.