AGROBACTERIUM TUMEFACIENS: ХАРАКТЕРИСТИКИ, МОРФОЛОГІЯ, ЗАХВОРЮВАННЯ - БІОЛОГІЯ

Agrobacterium tumefaciens - фітопатогенна бактерія, що належить до порядку Rhizobiales. Найважливіша характеристика цієї бактерії полягає в тому, що вона впроваджує частину своєї ДНК в клітини рослин і за короткий час перетворює їх з нормальних клітин в пухлинні клітини, викликаючи жовчний жовч.

Ця бактерія є грамнегативною паличкою, яка утворює білясті або жовтуваті колонії і виробляє слизистий полісахарид у культуральних середовищах з вуглеводами. Він витісняється перитріозними джгутиками, живе в ґрунті та заражає рослинні клітини через рани.

Клітини Agrobacterium tumefaciens починають заражати корінь. Джерело: А.Г. Маттіссе, К.В. Холмс, Р.Г. Гурліц

Симптоми, викликані Агробактерією у його господарів, обумовлені не патогенними видами, а типом плазміди (круговий фрагмент ДНК), який вони мають. Відповідно, бактерії, що містять Ti плазміди, є індукторами пухлин, які виробляють жовчний жовч, а бактерії, що містять плазміди Ri, індукують утворення волосистих коренів.

Цей бактеріальний вид разом з певними вірусами як переносниками генетичного матеріалу для трансформації видів рослин відкрив еру в культивуванні трансгенних рослин з високим продуктивним потенціалом. Крім того, дослідження кронових галлів, вироблених Agrobacterium tumefaciens, стало важливою частиною застосування культур in vitro рослинних тканин.

В даний час біотехнологи використовують цю бактерію також для трансформації інших організмів, таких як комахи, і для передачі генів між спорідненими та неспорідненими рослинами.

Порода: Rhizobium radiobacter (Beijerinck and van Delden, 1902) Young et al., 2001 (дійсна назва)

Деякі синоніми - Agrobacterium radiobacter (Beijerinck and van Delden, 1902) Conn, 1942, та Agrobacterium tumefaciens (Smith and Townsend, 1907) Conn, 1942.

Морфологія

Agrobacterium tumefaciens - бактеріальна форма бактерії, яка розсипала бічні джгутики і виростає в культурі білого, а іноді і жовтуватого кольору.

Бацилярна форма бактерії вказує на те, що її зовнішній вигляд має стрижневу форму. Розміри A. tumefaciens довжиною 0,8 мкм шириною від 1,5 до 3 мкм.

Бактерії родини Rhizobiaceae - грамнегативні бактерії, які присутні між 1 і 6 джгутиками. Зокрема, A. tumefaciens подорожує через 1 або 4 перитріхові джгутики. У разі наявності одного джгутика вона бічна, а не полярна.

Що стосується його росту в культуральному середовищі, якщо середовище містить джерело вуглеводів, бактерія виробляє рясне слизове полісахаридне типу, подібне до виробленого його родичами кореневищних бактерій. Колонії, як правило, мають гладкий вигляд.

Хвороби

Корона жовчна

Ця хвороба виробляється у понад сотні заражених рослин, у яких жовч або пухлина утворюються в таких структурах, як коріння, черешки та стебла.

Пухлини розвиваються після потрапляння бактерій в новоспечені рани на сприйнятливого господаря.

Як тільки бактерії розпізнають рану і навпаки, найближчі до неї клітини починають ділитися. Агробактерія зв’язується з клітинними стінками своїх господарів, але не нападає на їх клітини.

Коронкова жовч, що виробляється Agrobacterium tumefaciens, в якийсь момент може спричинити падіння стебла. Джерело: jacilluch

Через два-три дні після зараження в рослинних клітинах відбувається кондиціонування, яке робить їх чутливими до фрагмента ДНК бактеріальної плазміди, відомої як Ti DNA, оскільки це послідовність, яка індукує пухлини.

Цей фрагмент бактеріальної ДНК інтегрується з ядерною ДНК клітини рослини-господаря і індукує трансформацію рослинних клітин з нормальних в пухлинні клітини.

Пізніше трансформовані клітини діляться і безконтрольно ростуть незалежно від бактерій і рослини.

Жовч, що утворюється або в стеблі, або в коренях рослин, призводить до того, що подовжені клітини, що знаходяться біля ксилеми або навколо неї, виробляють тиск на судини ксилеми, і вони стискаються і дислокуються, стаючи менш ефективними для транспортування вода всередині рослини.

На початку захворювання пухлини мають майже кулясту, білу і м’яку текстуру. Спочатку їх можна сплутати з продуктом мозолі рани. Потім тканини темніють через загибель периферичних клітин і гниття.

Деякі пухлини можуть бути деревними, а інші - губчастими. Її розмір може бути до 30 див.

Волохатий корінь

Це захворювання, що продукується видом Agrobacterium tumefaciens та його відносним Agrobacterium rhizogenes. Обидва присутні плазміди Ri та індукують утворення волосистих коренів у своїх господарів, що показує дуже специфічний фенотип у коренях заражених рослин.

Коріння розвиваються рясно і схожі на волосся або коріння з багатьма волосками. Це відбувається, коли бактеріальна ДНК інтегрується в рослинну ДНК, і стимулюється синтез оцтової кислоти індолу, що сприяє диференціації від нормальних коренів до волосистих коренів.

Біологічний контроль

Коронкова жовч, спричинена Agrobacterium tumefaciens, може бути біоконтрольована бактерією того ж роду (Agrobacterium radiobacter), яка не є патогенною.

Для цього біоконтролю насіння, розсаду та живці рослин обробляють суспензією штаму А. radiobacter K84 завдяки виробництву бактеріоцину, відомого як агроцин 84, який функціонує як антибіотик проти бактерій, що таксономічно пов'язані з ним.

Ця речовина вибірково інгібує фітопатогенні бактерії, які досягають поверхні тканин рослини, просоченої непатогенними бактеріями. Однак відомо, що в декількох країнах є штами A. tumefaciens, стійкі до агроцину 84.

Хімічний контроль

Що стосується вишні, яка сприйнятлива до зараження A. tumefaciens, її зазвичай лікують профілактично діхлоном (дихлор нафтохінон).

Плазміда Ti з Agrobacterium tumefaciens - це бактеріальний фрагмент ДНК, корисний у генній інженерії. Джерело: Ti plasmid.svg: Mouagipderivative work: Miguelferig

Список літератури

Ruggiero, MA, Gordon, DP, Orrell, TM, Bailly, N., Bourgoin, T., Brusca, RC та ін. 2015. Класифікація вищих рівнів усіх живих організмів. PLOS ONE 10 (4): e0119248.
Agrios, GN 2005. Патологія рослин. 5- ^е видання. Elsevier Academic Press. Сполучені Штати Америки. 922 с.
Каталог життя: Щорічний контрольний список 2019 року. Відомості про види: радіобактер Rhizobium (Beijerinck and van Delden, 1902), Young et al., 2001. Взято з: catalogueoflife.org
Echeverrigaray, S. 1995. Зміни пероксидазних та поліпептидних профілів у Nicotiana tabacum L., трансформовані з Agrobacterium rhizogenes. Сільська наука, Санта-Марія, 25 (2): 229-232.
Де ла Ісла, Л. Фітопатологія. 1994. Фітопатологія. Коледж післядипломної освіти, UTEHA Noriega Editores. 384 с.

AGROBACTERIUM TUMEFACIENS: ХАРАКТЕРИСТИКИ, МОРФОЛОГІЯ, ЗАХВОРЮВАННЯ - БІОЛОГІЯ - 2025