Χαρακτηριστικά του Agrobacterium, μορφολογία, ασθένειες και θεραπεία

Agrobacterium είναι ένα γένος Gram-αρνητικών βακτηρίων ικανών να προκαλέσουν ασθένειες σε φυτά μέσω της μεταφοράς του DNA. Η μεταφορά DNA επιτρέπει την τροποποίηση του φυτού λήπτη για να επιτρέψει την έκφραση της γενετικής πληροφορίας των βακτηρίων. Λόγω αυτού του είδους τα βακτήρια αυτού του γένους καλούνται μερικές φορές "οι γενετικοί μηχανικοί της φύσης".

Το φύλο Agrobacterium αυτή τη στιγμή θεωρείται άκυρη και τα είδη που την περιείχαν έχουν μετεγκατασταθεί, κυρίως στο γένος Rhizobium. Αυτό το τελευταίο γένος αρχικά ανεγέρθηκε για να περιέχει ενδοσμπιμωτικά βακτήρια φυτών. Αυτά τα βακτήρια συμβάλλουν στη σταθεροποίηση του αζώτου από τα συνδεδεμένα φυτά, κυρίως τα όσπρια.

Ευρετήριο

• 1 Χαρακτηριστικά
• 2 Μορφολογία
• 3 Ταξινόμηση και συστηματική
• 4 Ασθένειες που προκλήθηκαν
• 5 Μορφές λοίμωξης
• 6 Θεραπεία
• 7 Παθογονικότητα στον άνθρωπο
• 8 Agrobacterium και οι χρήσεις του στη βιοτεχνολογία
• 9 Αναφορές

Χαρακτηριστικά

Δεν σχηματίζουν σπόρια, είναι Gram-αρνητικά, αερόβια. Παράγουν όξινη αντίδραση παρουσία μαννιτόλης. Δεν παράγουν οξύ ή αέριο σε μέσο γλυκόζης-πεπτόνης.

Είναι σε θέση να επάγουν τον αυτο-πολλαπλασιασμό των όγκων στα φυτά. Αυτή η ικανότητα οφείλεται στην γονιδιακή μεταφορά μιας μικρής περιοχής του DNA διεξάγεται σε γονίδια όγκου επάγει (Ti) ή επάγει ρίζες (Ri).

Είδη του είδους Agrobacterium Θα εισβάλει μέσα από τις πληγές, στέμμα, τις ρίζες και τους μίσχους των πολλών δικοτυλήδονων και μερικά γυμνόσπερμα. Η γενετική μεταφορά έχει σαν αποτέλεσμα την έκφραση συγκεκριμένων ιδιοτήτων των βακτηρίων στο φυτό λήψης.

Μορφολογία

Τα βακτήρια αυτού του γένους έχουν τη μορφή μικρών, μικρών κοντών (0,5-1,0 χ 1,2-3,0 μm). Είναι κινητά από την παρουσία 1-4 πλευρικά τοποθετημένων μαστιγίων. Εάν παρουσιάζουν ένα μοναδικό μαστίγιο, η στερέωση τους μπορεί να είναι πλευρική ή πολική.

Ταξινόμηση και συστηματική

Το φύλο Agrobacterium προτάθηκε από τον Conn (1942) για να συμπεριλάβει δύο παθογόνα είδη που είχαν προηγουμένως ανατεθεί Phytomonas: A. tumefaciens και A. rhizogenes και ένα μη παθογόνο είδος, A. radiobacter.

Αργότερα προστέθηκαν τα είδη  Agrobacterium rubi, Α. Vitis και Α. Larrymoorei λόγω της ικανότητάς του να παράγει ασθένειες σε φυτά.

Γενετικές μελέτες διαφόρων ειδών Agrobacterium έδειξε ότι η ικανότητα παραγωγής ασθενειών A. tumefaciens (παραγωγός όγκων) ή του A. rhizogenes (παραγωγός ριζών) μπορεί να μεταφερθεί μεταξύ των στελεχών του Agrobacterium, ή να χαθείτε Αργότερα αποδείχθηκε ότι αυτή η ικανότητα παραγωγής ασθενειών προέρχεται από τη μεταφορά πλασμιδίων.

Τα είδη του Agrobacterium και Rhizobium Είναι πολύ παρόμοια μεταξύ τους. Η μόνη συστηματική διαφορά που παρατηρείται μεταξύ αυτών των γενών είναι η παθογόνος αλληλεπίδραση τους, στην περίπτωση του Agrobacterium, ή συμβιωτικά (αυτά του γένους Rhizobium) με τα φυτά.

Αυτό και το γεγονός ότι η ικανότητα να Agrobacterium της παραγωγής ασθενειών μπορεί να χαθεί ή να μεταφερθεί, οδήγησε πολλούς συγγραφείς να ενώσουν τα δύο φύλα σε ένα (Rhizobium).

Ασθένειες που προκλήθηκαν

Τα είδη του Agrobacterium μπορούν να έχουν υψηλή ικανότητα να παράγουν ασθένειες σε φυτά. Παράγουν δύο κύριους τύπους ασθενειών.

Agrobacterium tumefaciens (επί του παρόντος Rhizobium radiobacter) Παράγει όγκους ή όζους στις ρίζες και τον κορμό πολλών ειδών γυμνόσπερμα, μονοκοτυλήδονα και δικοτυλήδονα, συμπεριλαμβανομένων τουλάχιστον 40 είδη εμπορικού ενδιαφέροντος.

Agrobacterium rhizogenes (επί του παρόντος Rhizobium rhizogenes), Εν τω μεταξύ, φέρνει μια άνευ προηγουμένου ανάπτυξη σε ορισμένα δικοτυλήδονα ρίζες φυτών (τριχωτό της νόσου ρίζα ή τριχωτό ρίζα).

Μορφές μετάδοσης

Η εξάπλωση ασθενειών μπορεί να συμβεί τόσο μέσω εδάφους με παθογόνα στελέχη όσο και μέσω της εξάπλωσης μολυσμένου υλικού. Προκειμένου τα στελέχη να έχουν την ικανότητα να παράγουν ασθένειες, πρέπει να διαθέτουν συγκεκριμένα πλασμίδια. Αυτά τα πλασμίδια ονομάζονται πλασμίδια Ti (επαγωγείς όγκων) ή πλασμίδια Ri (επαγωγείς της ανάπτυξης των ριζών).

Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας μόλυνσης, ένα τμήμα του πλασμιδίου Τί ή Ri, που ονομάζονται Τ-ΟΝΑ (DNA μεταφοράς) μεταφέρεται από το βακτήριο στο φυτό δέκτη.

Το Τ-ϋΝΑ από το βακτήριο εισέρχεται στο πυρήνα των φυτικών κυττάρων και ενσωματώνεται στο DNA του αυτό. Ως αποτέλεσμα, φυτικά κύτταρα είναι γενετικώς μετασχηματισμένων, η οποία επιτρέπει την έκφραση της γενετικής πληροφορίας Τ-DNA του βακτηρίου. Η έκφραση βακτηριακού DNA οδηγεί σε ανάπτυξη όγκου ή ανώμαλη ριζοβολία.

Οι όγκοι ή τα βράγχια που παράγονται από A. tumefaciens σε ορισμένες περιπτώσεις δεν έχουν βλαβερές συνέπειες για τα φυτά. Σε άλλες περιπτώσεις μπορούν να προκαλέσουν μείωση της ανάπτυξης και ακόμη και το θάνατο του μολυσμένου φυτού.

Αυτή η ασθένεια έχει πολλαπλασιαστεί τα τελευταία χρόνια λόγω της ανταλλαγής και της εμπορευματοποίησης των φυτών με τη νόσο, αλλά χωρίς ορατά σημάδια της.

Η επίδραση της τριχωτής ριζικής νόσου στο μολυσμένο φυτό είναι ελάχιστα κατανοητή. Μερικοί συγγραφείς έχουν δείξει ότι ο σχηματισμός δευτερογενών ριζών προκαλείται από A. rhizogenes μπορεί να έχει ευεργετικές επιδράσεις στο μολυσμένο φυτό.

Θεραπεία

Η θεραπεία της νόσου των χοληφόρων πρέπει να είναι προληπτική. Σε περίπτωση μόλυνσης, η ανάπτυξη της νόσου θα προχωρήσει μερικές φορές ανεξάρτητα από την παρουσία των βακτηρίων που προκαλούν την ασθένεια.

Η εφαρμογή προϊόντων κατά των βακτηρίων που παράγονται από χαλκό και λευκαντικό μπορεί να μειώσει τους πληθυσμούς A. tumefaciens στην επιφάνεια των φυτών. Ένας άλλος μηχανισμός προληπτικής θεραπείας είναι η εφαρμογή μη παθογόνων στελεχών των βακτηρίων που ανταγωνίζονται με τα παθογόνα στελέχη..

Για τη θεραπευτική αγωγή της κόμης νόσος της χοληδόχου μπορεί να χρησιμοποιηθεί βάσει χημικών ενώσεων κρεοσώτου, λύσεις που βασίζονται σε χαλκό και ισχυρά οξειδωτικά.

Επειδή δεν υπάρχουν ενδείξεις για τις βλαβερές συνέπειες της τριχωτής ριζικής νόσου στο μολυσμένο φυτό, δεν υπάρχει ειδική θεραπεία εναντίον του

Παθογονικότητα στους ανθρώπους

Αν και Agrobacterium Είναι γνωστό κυρίως ότι είναι παθογόνο για τα φυτά, μπορεί τελικά να επηρεάσει τον άνθρωπο. Στον άνθρωπο, το θεωρούν ως ρυπογόνο οργανισμό ή με χαμηλή ικανότητα παραγωγής ασθένειας.

Ωστόσο,, A. tumefaciens μπορεί να είναι υπεύθυνος για νοσοκομειακές λοιμώξεις σε ασθενείς με εξασθενημένο ανοσοποιητικό σύστημα. Μεταξύ των ασθενειών από αυτό το βακτήριο είναι συνδεδεμένες λοιμώξεις κεντρικών φλεβικών καθετήρων, περιτονίτιδα, λοιμώξεις του αίματος, φλεγμονή του ενδοκαρδίου, χοληδόχο κύστη φλεγμονές και λοιμώξεις του ουροποιητικού συστήματος.

Agrobacterium Μπορεί να είναι ανθεκτικό σε πολλαπλά αντιβιοτικά, όπως η κτριμοξαζόλη και η τετρακυκλίνη. Η μόνη επιτυχής θεραπεία μέχρι σήμερα είναι η κεφοταξίμη για τη θεραπεία της φλεγμονής της χοληδόχου κύστης.

Agrobacterium και τις χρήσεις της στη βιοτεχνολογία

Η ικανότητα να Agrobacterium για τη μεταφορά γονιδίων σε φυτά και μύκητες έχει χρησιμοποιηθεί ως εργαλείο στη γενετική μηχανική για να κάνει γενετικές βελτιώσεις στα φυτά.

Ωστόσο, αυτή η ικανότηταη μετατροπή ξενιστικών οργανισμών δεν περιορίζεται στα φυτά. Πολλοί άλλοι ευκαρυωτικοί και ακόμη και προκαρυωτικοί οργανισμοί μπορούν να υποβληθούν σε χειρισμούς υπό εργαστηριακές συνθήκες για να μετασχηματιστούν γενετικά Agrobacterium.

Πολλά είδη ζύμης και μύκητες έχουν μετατραπεί σε εργαστήριο που χρησιμοποιεί Agrobacterium. Οι ερευνητές έχουν επιτύχει επίσης τον μετασχηματισμό φυκών, κυττάρων θηλαστικών και θετικών κατά Gram βακτηρίων Streptomyces lividans.

Αναφορές

1. Agrobacterium. Στη Βικιπαίδεια. Ανακτήθηκε στις 13 Σεπτεμβρίου 2018 από το wikipedia.org.
2. T. Tzfira, V. Citovsky, Eds (2008). Agrobacterium: Από τη Βιολογία στη Βιοτεχνολογία. Springer, Νέα Υόρκη. 1-735.
3. R. Cain (1988). Μια περίπτωση σηψαιμίας που προκλήθηκε από Agrobacterium radiobacter. Το περιοδικό της μόλυνσης.
4. M. Hulse, S. Johnson, Ρ. Ferrieri (1993). Agrobacterium λοιμώξεις στους ανθρώπους: εμπειρία σε ένα νοσοκομείο και επανεξέταση. Κλινικές Μολυσματικές Νόσους.
5. Α. Ziemienowicz (2001). Οδύσσεια της Agrobacterium Τ-ϋΝΑ. Acta Biochimica Polonica.
6. Η. Hwang, S.B. Gelvin, Ε.Μ. Lai (2015). Συντάκτης: "Agrobacterium της βιολογίας και της εφαρμογής της στην διαγονιδιακή φυτική παραγωγή "Frontiers in Plant Science.
7. Ν. Νέστερ (2015). Agrobacterium: ο γενετικός μηχανικός της φύσης Τα σύνορα στην επιστήμη των φυτών.