Agrobacterium tumefaciens este o bacterie fitopatogenă aparținând ordinului Rhizobiales. Cea mai importantă caracteristică a acestei bacterii este faptul că ea introduce o parte din ADN-ul ei în celule vegetale și le transformă din celule normale în celule tumorale într-un timp scurt, provocând fierea coroanei.
Această bacterie este un bacil gram-negativ care formează colonii albicioase sau gălbui și produce un polizaharid mucilaginos în mediile de cultură cu carbohidrați. Este deplasat de flagelul peritrichous, trăiește în sol și infectează celulele plantelor prin răni.
Celulele Agrobacterium tumefaciens încep să infecteze o rădăcină. Sursa: AG Matthysse, KV Holmes, RHG Gurlitz
Simptomele cauzate de Agrobacterium în gazdele sale nu se datorează speciilor patogene, ci tipului de plasmidă (fragment circular de ADN) pe care îl au. În consecință, bacteriile care conțin plasmide Ti sunt inductoare ale tumorilor care produc fiere coroană, iar bacteriile care conțin plasmide Ri induc formarea de rădăcini păroase.
Această specie bacteriană, împreună cu anumiți viruși ca vectori ai materialului genetic pentru transformarea speciilor de plante, a deschis o eră în cultivarea plantelor transgenice cu potențial productiv ridicat. Mai mult, studiul bolilor coroanei produse de Agrobacterium tumefaciens a constituit o parte importantă a aplicațiilor culturilor de țesuturi vegetale in vitro.
În prezent, biotehnologii folosesc această bacterie, de asemenea, pentru a transforma alte organisme, cum ar fi insectele și pentru a transfera gene între plantele înrudite și fără legătură.
Specie: Rhizobium radiobacter (Beijerinck și van Delden, 1902) Young et al., 2001 (nume valabil)
Unele sinonime sunt Agrobacterium radiobacter (Beijerinck și van Delden, 1902) Conn, 1942 și Agrobacterium tumefaciens (Smith și Townsend, 1907) Conn, 1942.
Morfologie
Agrobacterium tumefaciens este o bacterie în formă de bacil care are flageluri laterale împrăștiate și crește în culturi albe și uneori gălbui în cultură.
Forma bacilară a unei bacterii indică faptul că aspectul acesteia este în formă de tijă. Dimensiunile A. tumefaciens au o lungime de 0,8 μm cu 1,5 până la 3 μm lățime.
Bacteriile familiei Rhizobiaceae sunt bacterii gram-negative care prezintă între 1 și 6 flageli. Mai exact, A. tumefaciens călătorește prin 1 sau 4 flageli peritrici. În cazul unui singur flagel, acesta este lateral și nu polar.
În ceea ce privește creșterea sa în mediul de cultură, dacă mediul conține o sursă de carbohidrați, bacteria produce un mucilaj abundent de tip polizaharid, similar cu cel produs de rudele sale, bacteriile rizobiale. În general, coloniile au un aspect neted.
boli
Fierea coroanei
Această boală este produsă în peste o sută de plante infectate în care se formează o fiere sau o tumoră în structuri precum rădăcini, pețioli și tulpini.
Tumorile se dezvoltă după ce bacteriile intră răni recent făcute pe o gazdă sensibilă.
Odată ce bacteriile recunosc o rană și invers, celulele care sunt cele mai aproape de ea încep să se împartă. Agrobacterium se leagă de pereții celulari ai gazdelor sale, dar nu invadează celulele lor.
Fagurele coroanei produse de Agrobacterium tumefaciens poate duce la un moment dat să cadă tulpina. Sursa: jacilluch
La două sau trei zile după infecție, o condiționare are loc în celulele plantelor care le face sensibile la un fragment de ADN al plasmidei bacteriene, cunoscut sub numele de Ti ADN, deoarece este o secvență care induce tumori.
Acest fragment de ADN bacterian se integrează cu ADN-ul nuclear al celulei vegetale gazdă și induce o transformare a celulelor vegetale de la normal la celulele tumorale.
Celulele transformate ulterior se divid și cresc incontrolabil independent de bacterii și plantă.
Gatul format fie în tulpină, fie în rădăcinile plantelor, determină ca celulele alungite care se află în apropierea xilemului sau în jurul lui, să producă presiune asupra vaselor de xilem și acestea să fie comprimate și dislocate, devenind mai puțin eficiente pentru transport apa din interiorul plantei.
La începutul bolii, tumorile au o formă aproape sferică, de culoare albă și moale. La început pot fi confundate cu un produs calus al plăgii. Țesuturile se întunecă din cauza morții și putregaiului celulelor periferice.
Unele tumori pot fi lemnoase, iar altele pot fi spongioase. Dimensiunea sa poate fi de până la 30 cm.
Rădăcină păroasă
Este o boală produsă de specia Agrobacterium tumefaciens și de ruda ei Agrobacterium rhogenogenes. Ambele prezintă plasmide Ri și induc formarea de rădăcini păroase în gazdele lor, ceea ce arată un fenotip foarte particular la rădăcinile plantelor infectate.
Rădăcinile se dezvoltă din abundență și arată ca părul sau rădăcinile cu mulți fire de păr. Acest lucru apare odată ce ADN-ul bacterian este integrat în ADN-ul vegetal și este stimulată sinteza acidului acetic indol, care favorizează diferențierea de la rădăcinile normale la rădăcinile păroase.
Controlul biologic
Fiara coroanei cauzată de Agrobacterium tumefaciens poate fi biocontrolată de o bacterie din același gen (Agrobacterium radiobacter), care nu este patogenă.
Pentru acest biocontrol, semințele, răsadurile și butașii de plante sunt tratate cu o suspensie a tulpinii K84 din A. radiobacter, datorită producției unei bacteriocine cunoscute sub numele de agrocin 84, care funcționează ca un antibiotic împotriva bacteriilor legate de taxonomie.
Această substanță inhibă selectiv bacteriile fitopatogene care ajung la suprafața țesuturilor plantei impregnate cu bacteriile nepatogene. Cu toate acestea, se știe că în mai multe țări există tulpini de A. tumefaciens rezistente la agrocin 84.
Controlul chimic
În cazul cireșelor, care este sensibil la infecție cu A. tumefaciens, aceasta este de obicei tratată preventiv cu diclona (dicloro naftoquinona).
Plasmida Ti din Agrobacterium tumefaciens este un fragment de ADN bacterian util în inginerie genetică. Sursa: Ti plasmid.svg: Lucrare Mouagipderivativă: Miguelferig
Referințe
- Ruggiero, MA, Gordon, DP, Orrell, TM, Bailly, N., Bourgoin, T., Brusca, RC, et al. 2015. O clasificare la nivel superior a tuturor organismelor vii. PLoS ONE 10 (4): e0119248.
- Agrios, GN 2005. Patologia plantelor. A 5- a ediție. Elsevier Academic Press. Statele Unite ale Americii. 922 p.
- Catalogul vieții: Lista anuală de verificare pentru anul 2019. Detalii despre specie: Rhizobium radiobacter (Beijerinck și van Delden, 1902) Young et al., 2001. Luate de la: catalogueoflife.org
- Echeverrigaray, S. 1995. Modificări ale profilelor de peroxidază și polipeptidă în Nicotiana tabacum L. transformate cu Agrobacterium rhizogenes. Știința rurală, Santa Maria 25 (2): 229-232.
- De la Isla, L. Fitopatologie. 1994. Fitopatologie. Colegiul postuniversitar, UTEHA Noriega Editores. 384 p.