Agrobacterium tumefaciens ir fitopatogēna baktērija, kas pieder pie Rhizobiales kārtas. Šīs baktērijas vissvarīgākā īpašība ir tā, ka tā daļu no savas DNS ievada augu šūnās un īsā laikā pārveido no normālajām šūnām uz audzēja šūnām, izraisot vainaga žulti.
Šī baktērija ir gramnegatīvs bacilis, kas veido bālganas vai dzeltenīgas kolonijas un barības vielās ar ogļhidrātiem ražo glicerīnu polisaharīdu. To izspiež peritrichous flagella, dzīvo augsnē un inficē augu šūnas caur brūcēm.
Agrobacterium tumefaciens šūnas sāk inficēt sakni. Avots: AG Matthysse, KV Holmes, RHG Gurlitz
Agrobacterium tās saimniekiem radītie simptomi nav saistīti ar patogēnām sugām, bet gan ar to plazmides (apļveida DNS fragmenta) veidu. Attiecīgi baktērijas, kas satur Ti plazmīdas, ir audzēju induktori, kas ražo vainaga žults, un baktērijas, kas satur Ri plazmīdas, izraisa matainu sakņu veidošanos.
Šī baktēriju suga kopā ar noteiktiem vīrusiem kā ģenētiskā materiāla pārnēsātājiem, lai pārveidotu augu sugas, ir atklājusi laikmetu transgēnu augu ar augstu produktīvo potenciālu kultivēšanā. Turklāt Agrobacterium tumefaciens ražoto vainaga žultspūšņu izpēte bija nozīmīga augu audu kultūru in vitro pielietojuma sastāvdaļa.
Pašlaik biotehnologi izmanto šo baktēriju arī citu organismu, piemēram, kukaiņu, pārveidošanai un gēnu pārvietošanai starp radniecīgiem un nesaistītiem augiem.
Sugas: radioaktīvā baktērija Rhizobium (Beijerinck un van Delden, 1902) Young et al., 2001 (derīgs nosaukums)
Daži sinonīmi ir Agrobacterium radiobacter (Beijerinck un van Delden, 1902) Conn, 1942, un Agrobacterium tumefaciens (Smith and Townsend, 1907) Conn, 1942.
Morfoloģija
Agrobacterium tumefaciens ir baktēriju formas baktērija, kas izkaisījusi sānu flagellas un kultūrā aug baltā un dažreiz dzeltenīgā kolonijā.
Baktērijas bakteriālā forma norāda, ka tās izskats ir stieņa formas. A. tumefaciens izmēri ir 0,8 μm gari un 1,5 līdz 3 μm plati.
Rhizobiaceae dzimtas baktērijas ir gramnegatīvas baktērijas, kurās ir no 1 līdz 6 flagellas. Konkrēti, A. tumefaciens pārvietojas pa 1 vai 4 peritrichous flagella. Gadījumā, ja tiem ir viena flagellum, tā ir sānu un nav polāra.
Ja barotne satur ogļhidrātu avotu, baktērija rada bagātīgu polisaharīdu tipa gļotu, kas līdzīga tai, ko ražo tās radinieki, rizobiozajām baktērijām, ņemot vērā tās augšanu barotnē. Kolonijām parasti ir gluds izskats.
Slimības
Vainaga žults
Šo slimību ražo vairāk nekā simts inficētu augu, kuros žults vai audzējs veidojas tādās struktūrās kā saknes, petioles un kāti.
Audzēji attīstās pēc baktēriju nonākšanas jaunizveidotās brūcēs uz uzņēmīgā saimnieka.
Tiklīdz baktērijas atpazīst brūci un otrādi, tai vistuvākās šūnas sāk dalīties. Agrobacterium saistās ar savu saimnieku šūnu sienām, bet neveic iebrukumu viņu šūnās.
Vainaga žults, ko ražo Agrobacterium tumefaciens, kādā brīdī var izraisīt stublāja krišanu. Avots: jacilluch
Divas vai trīs dienas pēc inficēšanās augu šūnās notiek kondicionēšana, kas padara tās jutīgas pret baktēriju plazmidītes DNS fragmentu, kas pazīstams kā Ti DNS, jo tā ir secība, kas inducē audzējus.
Šis baktēriju DNS fragments integrējas ar saimniekauga auga kodola DNS un izraisa augu šūnu pārveidošanos no normālajām uz audzēja šūnām.
Vēlāk pārveidotās šūnas nekontrolējami dalās un aug neatkarīgi no baktērijām un auga.
Žults, kas veidojas stublājā vai augu saknēs, izraisa to, ka iegarenās šūnas, kas atrodas netālu no ksilēmas vai ap to, rada spiedienu uz ksilēmas traukiem, un tie tiek saspiesti un izmežģīti, kļūstot mazāk efektīvi pārvadāšanai ūdens augā.
Slimības sākumā audzēji ir gandrīz sfēriski, balti un mīksti pēc struktūras. Sākumā tos var sajaukt ar brūces kalcija produktu. Tad audi kļūst tumšāki perifēro šūnu nāves un puves dēļ.
Daži audzēji var būt kokains, bet citi - poraini. Tās izmērs var būt līdz 30 cm.
Mataina sakne
Tā ir slimība, ko ražo Agrobacterium tumefaciens suga un tās radiniece Agrobacterium rhizogenes. Abi satur Ri plazmīdas un inducē matains sakņu veidošanos to saimniekos, kas parāda ļoti īpašu fenotipu inficēto augu saknēs.
Saknes attīstās bagātīgi un izskatās kā mati vai saknes ar daudziem matiņiem. Tas notiek, kad baktēriju DNS ir integrēta augu DNS, un tiek stimulēta indola etiķskābes sintēze, kas veicina diferenciāciju no normālām saknēm līdz matainām saknēm.
Bioloģiskā kontrole
Vainaga žults, ko izraisa Agrobacterium tumefaciens, var biokontrolēt ar vienas ģints baktēriju (Agrobacterium radiobacter), kas nav patogēna.
Šajā biokontrolē sēklas, stādus un augu spraudeņus apstrādā ar A. radiobacter celma K84 suspensiju, pateicoties tam, ka tiek ražots bakteriocīns, kas pazīstams kā 84. agrocīns, kas darbojas kā antibiotika pret baktērijām, kas ar to taksonomiski saistītas.
Šī viela selektīvi kavē fitopatogēnās baktērijas, kas nonāk to augu audu virsmā, kas piesūcināti ar nepatogēnām baktērijām. Tomēr ir zināms, ka vairākās valstīs ir A. tumefaciens celmi, kas ir izturīgi pret 84 agrocīnu.
Ķīmiskā kontrole
Ķiršu gadījumā, kas ir uzņēmīgi pret A. tumefaciens infekciju, tos parasti profilaktiski apstrādā ar dihlonu (dihlora naftohinonu).
Ti plazmid no Agrobacterium tumefaciens ir baktēriju DNS fragments, kas noderīgs gēnu inženierijā. Avots: Ti plasmid.svg: Mouagiperivatīvs darbs: Miguelferig
Atsauces
- Ruggiero, MA, Gordon, DP, Orrell, TM, Bailly, N., Bourgoin, T., Brusca, RC, et al. 2015. Visu dzīvo organismu augstāka līmeņa klasifikācija. PLOS ONE 10 (4): e0119248.
- Agrios, GN 2005. Augu patoloģija. 5 th ed. Elsevier Academic Press. Amerikas Savienotās Valstis. 922 lpp.
- Dzīves katalogs: 2019. gada kontrolsaraksts. Sīkāka informācija par sugu: Rhizobium radiobacter (Beijerinck un van Delden, 1902) Young et al., 2001. Iegūts no: catalogueoflife.org
- Echeverrigaray, S. 1995. Peroksidāzes un polipeptīdu profilu izmaiņas Nicotiana tabacum L., pārveidotas ar Agrobacterium rhizogenes. Lauku zinātne, Santa Maria 25 (2): 229.-232.
- De la Isla, L. Fitopatoloģija. 1994. Fitopatoloģija. Pēcdiploma koledža, UTEHA Noriega Editores. 384 lpp.