AGROBACTERIUM: JELLEMZŐK, MORFOLÓGIA ÉS BETEGSÉGEK - BIOLÓGIA - 2026

Az Agrobacterium a Gram-negatív baktériumok nemzetsége, amely képes DNS-átvitel útján növényekben betegségeket okozni. A DNS-transzfer lehetővé teszi a recipiens növény módosítását, hogy lehetővé tegyék a baktérium genetikai információinak kifejeződését. Emiatt ennek a nemzetségnek a baktériumait néha "természet genetikai mérnökeinek" hívják.

Az Agrobacterium nemzetet jelenleg érvénytelennek tekintik, és az azt tartalmazó fajokat nagyrészt a Rhizobium nemzetségbe helyezték át. Az utóbbi nemzetet eredetileg növényi endosimbiotikus baktériumok felállítására állították fel. Ezek a baktériumok elősegítik a nitrogén rögzítését a társult növények, elsősorban hüvelyesek által.

Az Agrobacterium genetikai információjának átviteli mechanizmusa. A (z) commons.wikimedia.org oldalból származik

jellemzők

Nem képeznek spórákat, gram-negatívak, aerobak. Mannit jelenlétében savreakciót eredményeznek. Nem termelnek savat vagy gázt glükóz-pepton közegben.

Képesek indukálni a daganatok ön proliferációját a növényekben. Ez a kapacitás annak köszönhető, hogy a tumor indukáló (Ti) vagy gyökér indukáló (Ri) génekben hordozott kicsi DNS-régió genetikai transzferje van.

Az Agrobacterium fajok számos kétszikű és néhány gymnosperm növény sebén, koronáján, gyökérén és szárán keresztül támadnak be. A génátvitel eredményeként a befogadó növényben kifejeződnek a baktériumok sajátos tulajdonságai.

Morfológia

Ennek a nemzetségnek a baktériumai kicsi, rövid rúd alakúak (0,5-1,0 x 1,2-3,0 μm). Mobilok az 1-4 oldalsó oldalán elhelyezkedő flagella jelenléte miatt. Ha egyetlen flagellum van jelen, akkor rögzítésük lehet oldalirányú vagy poláris.

Taxonómia és szisztematika

Az Agrobacterium nemzetet Conn (1942) javasolta, hogy két korábban Phytomonashoz rendelt kórokozó fajt tartalmazzon: A. tumefaciens és A. rhizogenes, valamint egy nem patogén fajt, az A. radiobacter.

Ezt követően Agrobacterium rubi, A. vitis és A. larrymoorei fajokat adtak hozzá, mivel képesek növényi betegségeket okozni.

Az Agrobacterium különféle fajainak genetikai vizsgálata azt mutatta, hogy az A. tumefaciens (tumor termelő) vagy az A. rhizogenes (gyökér termelő) betegséget okozó képessége átvihető az Agrobacterium törzsek között vagy elveszhet. Később kimutatták, hogy ez a betegségek előállításának képessége a plazmidok átadásából származik.

Az Agrobacterium és a Rhizobium fajok nagyon hasonlóak egymáshoz. Az egyetlen szisztematikus különbség ezek között a nemzetségek között nyilvánvaló: patogén kölcsönhatásuk, Agrobacterium esetében, vagy szimbiotikus (a Rhizobium nemzetséghez tartozó) növényekkel való kölcsönhatásuk.

Ez és az a tény, hogy az Agrobacterium betegségek előállítására való képessége elveszíthető vagy átvihető, sok szerzőt arra késztette, hogy mindkét nemzetet egybe (Rhizobium) egyesítsék.

Az általa okozott betegségek

Az Agrobacterium fajoknak nagy a képessége a növények betegségeinek kiváltására. Két fő típusú betegséget okoznak.

Az Agrobacterium tumefaciens (jelenleg Rhizobium radiobacter) számos gymnosperm, egyszikű és kétszikű növények gyökerein és törzsén tumorokat vagy epeket termel, beleértve legalább 40 kereskedelmi szempontból érdekes fajt.

Az Agrobacterium rhizogenes (ma Rhizobium rhizogenes) viszont szokatlan gyökérnövekedést okoz néhány kétszikű növényben (szőrös gyökérbetegség vagy szőrös gyökérbetegség).

Gall betegség uveroban. A (z) commons.wikimedia.org oldalból származik

A fertőzés formái

A betegségek terjedése egyaránt előfordulhat a patogén törzsekkel rendelkező talajokon és a szennyezett anyag terjedésén keresztül. Ahhoz, hogy a törzsek képesek legyenek betegségeket előállítani, rendelkezniük kell bizonyos plazmidokkal. Ezeket a plazmidokat Ti plazmidoknak (tumor induktorok) vagy Ri plazmidoknak (gyökérnövekedés induktoroknak) nevezzük.

A fertőzési folyamat során a Ti vagy Ri plazmid T-DNS-nek (transzfer DNS-nek) nevezett szegmense a baktériumokból átkerül a fogadó növénybe.

A baktérium-T-DNS behatol a növény sejtjeiben és integrálódik a növény DNS-ébe. Ennek eredményeként a növényi sejtek genetikailag átalakulnak, ami lehetővé teszi a genetikai információ kifejeződését a baktérium T-DNS-éből. A bakteriális DNS expressziója daganat növekedéséhez vagy rendellenes gyökeresedéshez vezet.

Az A. tumefaciens által termelt daganatok vagy epek bizonyos esetekben nem gyakorolnak káros hatást a növényekre. Más esetekben növekedésük csökkenését és akár a fertőzött növény halálát is okozhatják.

Ez a betegség az utóbbi években elterjedt a növények kicserélése és forgalmazása révén, de a látható jelek nélkül.

A szőrös gyökérbetegségnek a fertőzött növényre gyakorolt ​​hatása ismeretlen. Egyes szerzők kimutatták, hogy az A. rhizogenes által kiváltott másodlagos gyökerek jótékony hatással lehetnek a fertőzött növényre.

Kezelés

A kopoltyúbetegség kezelésének megelőzőnek kell lennie. Fertőzés esetén a betegség kialakulása néha előrehalad, függetlenül a betegséget okozó baktériumok jelenlététől.

A rézből és fehérítőből készített antibakteriális termékek alkalmazása csökkentheti az A. tumefaciens populációit a növények felületén. Egy másik megelőző kezelési mechanizmus a baktériumok nem patogén törzseinek alkalmazása, amelyek versengnek a patogén törzsekkel.

Kreozot-alapú vegyi anyagok, réz-alapú oldatok és erős oxidáló szerek alkalmazhatók a koronaejt-betegség gyógyító kezelésére.

Mivel nincs bizonyíték a szőrös gyökérbetegségnek a fertőzött növényre gyakorolt ​​káros hatásairól, ezért nincs specifikus kezelés a vele szemben.

Patogenitás emberben

Noha az Agrobacteriumról elsősorban a növényekre kórokozók ismertek, végül az embereket is befolyásolhatja. Emberben szennyező organizmusnak tekinthetők, vagy kevésbé képes betegséget előidézni.

Az A. tumefaciens azonban felelős lehet a nookomiális fertőzésekért gyengült immunrendszerű betegekben. A baktérium által okozott betegségek között szerepelnek a központi vénás katéterekkel járó fertőzések, a peritonitis, a vérfertőzések, az endokardium gyulladása, az epehólyag gyulladása és a húgyúti fertőzések.

Az Agrobacterium rezisztens lehet több antibiotikummal, ideértve a kotrimoxazolot és a tetraciklinet. Az egyetlen sikeres kezelés a mai napig a cefotaxim az epehólyag gyulladásának kezelésére.

Az Agrobacterium gének növényekre és gombákra történő átvitelének képességét eszközként használták a géntechnikában a növények genetikai fejlesztéseihez.

A gazdaszervezetek átalakításának ez a képessége azonban nem korlátozódik a növényekre. Sok más eukarióta és még prokarióta organizmus is manipulálható laboratóriumi körülmények között, hogy az Agrobacterium genetikailag átalakuljon.

Az élesztő és gombák sok faját átalakították a laboratóriumban az Agrobacterium segítségével. A kutatóknak sikerült átalakítani algákat, emlős sejteket és a Gram-pozitív Streptomyces lividans baktériumot is.

Irodalom

1. Agrobacterium. A Wikipedia. Visszakeresve: 2018. szeptember 13-án a wikipedia.org webhelyről.
2. Tzfira T., Citovsky V., Eds (2008). Agrobacterium: a biológiától a biotechnológiáig. Springer, New York. 1-735.
3. R. Cain (1988). Agrobacterium radiobacter által okozott septicemia. A fertőzés naplója.
4. M. Hulse, S. Johnson, P. Ferrieri (1993). Agrobacterium fertőzések emberben: tapasztalat egy kórházban és áttekintés. Klinikai fertőző betegségek.
5. Ziemienowicz A. (2001). Agrobacterium T-DNS Odüsszea. Acta Biochimica Polonica.
6. H. Hwang, SB Gelvin, EM Lai (2015). Szerkesztőség: "Agrobacterium biológia és alkalmazása transzgenikus növénytermesztésben" Határok a növénytudományban.
7. W. Nester (2015). Agrobacterium: a természet genetikai mérnöke. Határok a növénytudományban.