AGROBAKTERIJA: YPATYBĖS, MORFOLOGIJA IR LIGOS - BIOLOGIJA - 2025

Agrobakterijos yra gramneigiamų bakterijų gentis, galinčios sukelti augalų ligą pernešdamos DNR. DNR perdavimas leidžia modifikuoti augalą recipientą, kad būtų galima išreikšti bakterijos genetinę informaciją. Dėl šios priežasties šios genties bakterijos kartais vadinamos „gamtos genetikos inžinieriais“.

Agrobacterium gentis šiuo metu laikoma negaliojančia, o rūšys, kuriose buvo, daugiausia buvo perkeltos į Rhizobium gentį. Pastaroji gentis iš pradžių buvo pastatyta, kad joje būtų augalų endosimbiotinių bakterijų. Šios bakterijos padeda azotui pritvirtinti susijusius augalus, daugiausia ankštinius augalus.

Agrobacterium genetinės informacijos perdavimo mechanizmas. Paimta iš „commons.wikimedia.org“

charakteristikos

Jie nesudaro sporų, jie yra gramneigiami, aerobiniai. Esant manitoliui, jie sukelia rūgštinę reakciją. Jie negamina rūgšties ar dujų gliukozės-peptono terpėje.

Jie sugeba paskatinti auglių augimą savaime. Šis gebėjimas atsiranda dėl nedidelio DNR regiono, pernešto naviko induktoriaus (Ti) arba šaknies induktoriaus (Ri) genuose, genetinio perkėlimo.

Agrobacterium rūšys įsiskverbia per daugelio dviskilčių žaizdas, vainikėlį, šaknis ir stiebus bei kai kuriuos gimnastikos permainingus augalus. Dėl genų pernešimo augale recipientas išreiškia ypatingas bakterijų savybes.

Morfologija

Šios genties bakterijos yra mažos, trumpos lazdelės formos (0,5–1,0 x 1,2–3,0 μm). Jie yra judrūs, nes yra 1-4 žvyneliai, išdėstyti šonuose. Jei jie turi vieną žiedlapį, jų fiksacija gali būti šoninė arba polinė.

Taksonomija ir sistematika

Agrobacterium gentį pasiūlė Conn (1942), kad ji apimtų dvi patogenines rūšis, anksčiau priskirtas fitomonoms: A. tumefaciens ir A. rhizogenes bei nepatogeninę rūšį, A. radiobacter.

Vėliau buvo pridėta Agrobacterium rubi, A. vitis ir A. larrymoorei rūšių dėl jų sugebėjimo sukelti augalų ligas.

Įvairių rūšių Agrobacterium genetiniai tyrimai parodė, kad ligas sukeliantis A. tumefaciens (auglio augintojas) arba A. rhizogenes (šaknies gamintojas) gebėjimas gali būti perkeltas iš vienos Agrobacterium padermės arba prarastas. Vėliau buvo įrodyta, kad šis gebėjimas gaminti ligas atsiranda dėl plazmidžių perdavimo.

Agrobacterium ir Rhizobium rūšys yra labai panašios viena į kitą. Vienintelis sistemingas skirtumas tarp šių genčių yra jų patogeninė sąveika, jei tai Agrobacterium, arba simbiotinė (Rhizobium genties) sąveika su augalais.

Tai ir tai, kad Agrobacterium gebėjimas sukelti ligas gali būti prarastas arba perduotas, daugelį autorių paskatino sujungti abi gentis į vieną (Rhizobium).

Ligos, kurias jis sukelia

Agrobacterium rūšys gali turėti daug galimybių auginti ligas augalams. Jie sukelia dvi pagrindines ligų rūšis.

Agrobacterium tumefaciens (šiuo metu radioaktyvusis „Rhizobium radiobacter“) gamina auglius ar tulžį ant daugelio gimnastikos augalų, vienaląsčių ir dviskilčių augalų šaknų ir kamienų šaknų ir kamienų, įskaitant mažiausiai 40 rūšių komerciniais tikslais.

Agrobacterium rhizogenes (dabar Rhizobium rhizogenes), priešingai, sukelia neįprastą šakniastiebį kai kuriuose dviskilčiais augalais (plaukuotų šaknų liga arba plaukuotų šaknų liga).

Tulžies liga uvero. Paimta iš „commons.wikimedia.org“

Užkrėtimo formos

Ligos gali plisti tiek per dirvožemį, kuriame yra patogeninių kamienų, tiek dėl užterštos medžiagos. Kad štamai galėtų gaminti ligas, jie turi turėti tam tikras plazmides. Šios plazmidės vadinamos Ti plazmidėmis (naviko induktoriai) arba Ri plazmidėmis (šaknų augimo induktoriais).

Infekcijos proceso metu Ti arba Ri plazmidės segmentas, vadinamas T-DNR (perdavimo DNR), yra pernešamas iš bakterijų į augalą recipientą.

Bakterijų T-DNR prasiskverbia pro augalo ląstelių branduolį ir integruojasi su augalo DNR. Dėl to augalų ląstelės yra genetiškai transformuojamos, o tai leidžia išreikšti genetinę informaciją iš bakterijos T-DNR. Bakterijų DNR ekspresija lemia naviko augimą ar nenormalų šaknį.

A. tumefaciens sukurti navikai ar tulžys kai kuriais atvejais neturi žalingo poveikio augalams. Kitais atvejais jie gali sumažinti užkrėsto augalo augimą ir net mirti.

Ši liga išplito pastaraisiais metais dėl augalų mainų ir komercializavimo šia liga, tačiau be matomų jos požymių.

Plaukuotų šaknų ligos poveikis užkrėstam augalui yra mažai suprantamas. Kai kurie autoriai įrodė, kad A. rhizogenes sukeltos antrinės šaknys gali turėti teigiamą poveikį užkrėstam augalui.

Gydymas

Žiaunų ligos gydymas turėtų būti prevencinis. Infekcijos atveju ligos vystymasis kartais progresuoja nepriklausomai nuo bakterijų, sukeliančių ligą.

Naudojant antibakterinius produktus, pagamintus iš vario ir baliklio, augalų paviršiuje gali sumažėti A. tumefaciens populiacijos. Kitas prevencinio gydymo mechanizmas yra nepatogeninių bakterijų padermių, konkuruojančių su patogeninėmis padermėmis, uždėjimas.

Kreozoto pagrindu pagamintos cheminės medžiagos, vario pagrindo tirpalai ir stiprūs oksidantai gali būti naudojami gydantis vainikinės tulžies ligas.

Kadangi nėra įrodymų apie žalingą plaukuotų šaknų ligos poveikį užkrėstam augalui, nėra specifinio gydymo nuo jo.

Patogeniškumas žmonėms

Nors žinoma, kad Agrobacterium yra patogeniškas augalams, ilgainiui jis gali paveikti žmones. Žmonėse jis laikomas taršiu organizmu arba mažai pajėgus sukelti ligą.

Tačiau A. tumefaciens gali būti atsakingas už nosokomialines infekcijas pacientams, kurių imuninė sistema susilpnėjusi. Tarp šios bakterijos sukeltų ligų yra infekcijos, susijusios su centrinių venų kateteriais, peritonitas, kraujo infekcijos, endokardo uždegimas, tulžies pūslės uždegimas ir šlapimo takų infekcijos.

Agrobakterijos gali būti atsparios daugeliui antibiotikų, įskaitant kotrimoksazolą ir tetracikliną. Vienintelis iki šiol sėkmingas gydymas yra cefotaksimas tulžies pūslės uždegimui gydyti.

„Agrobacterium“ gebėjimas perduoti genus augalams ir grybeliams buvo naudojamas kaip genetinės inžinerijos įrankis augalų genetiniam patobulinimui.

Tačiau šis gebėjimas transformuoti organizmus-šeimininkus neapsiriboja augalais. Laboratorinėmis sąlygomis galima manipuliuoti daugeliu kitų eukariotinių ir net prokariotinių organizmų, kad juos genetiškai pakeistų Agrobacterium.

Daugybė mielių ir grybelių rūšių laboratorijoje buvo transformuotos naudojant „Agrobacterium“. Tyrėjams taip pat pavyko transformuoti dumblius, žinduolių ląsteles ir gramneigiamą bakteriją Streptomyces lividans.

Nuorodos

1. Agrobakterijos. Vikipedijoje. Gauta 2018 m. Rugsėjo 13 d. Iš wikipedia.org.
2. T. Tzfira, V. Citovsky, Eds (2008). Agrobakterija: nuo biologijos iki biotechnologijos. „Springer“, Niujorkas. 1-735.
3. R. Kainas (1988). Agrobacterium radiobacter sukeltas septicemijos atvejis. Infekcijos žurnalas.
4. M. Hulse, S. Johnson, P. Ferrieri (1993). Agrobakterijų infekcijos žmonėms: patirtis vienoje ligoninėje ir peržiūra. Klinikinės infekcinės ligos.
5. A. Ziemienowicz (2001). Agrobakterijų T-DNR odisėja. „Acta Biochimica Polonica“.
6. H. Hwang, SB Gelvin, EM Lai (2015). Redakcija: „Agrobacterium biologija ir jos pritaikymas transgeninei augalų auginimui“ Augalų mokslo ribos.
7. W. Nester (2015). Agrobakterija: gamtos genetikos inžinierius. Augalų mokslo ribos.