Agrobacterium Eigenschaften, Morphologie, Krankheiten und Behandlung

Agrobacterium ist eine Gattung von gramnegativen Bakterien, die in der Lage sind, in Pflanzen durch den Transfer von DNA Krankheiten zu verursachen. Der Transfer von DNA ermöglicht die Modifikation der Empfängerpflanze, um die Expression der genetischen Information der Bakterien zu ermöglichen. Aus diesem Grund werden Bakterien dieser Gattung manchmal als "Gentechniker der Natur" bezeichnet.

Das Geschlecht Agrobacterium wird derzeit als ungültig angesehen und die Art, die es enthielt, wurde größtenteils in der Gattung verlegt Rhizobium Diese letzte Gattung wurde ursprünglich errichtet, um endosymbiotische Bakterien von Pflanzen zu enthalten. Diese Bakterien helfen bei der Stickstofffixierung durch assoziierte Pflanzen, hauptsächlich Hülsenfrüchte.

Index

• 1 Eigenschaften
• 2 Morphologie
• 3 Taxonomie und Systematik
• 4 Krankheiten verursacht
• 5 Ansteckungsformen
• 6 Behandlung
• 7 Pathogenität beim Menschen
• 8 Agrobacterium und seine Anwendungen in der Biotechnologie
• 9 Referenzen

Eigenschaften

Sie bilden keine Sporen, sie sind gramnegativ, aerob. Sie erzeugen in Gegenwart von Mannit eine saure Reaktion. Sie produzieren keine Säure oder Gas in Glucose-Pepton-Medium.

Sie sind in der Lage, die Selbstproliferation von Tumoren in Pflanzen zu induzieren. Diese Kapazität ist auf den genetischen Transfer einer kleinen Region der DNA zurückzuführen, die in Geninduktoren des Tumors (Ti) oder der Induktoren der Wurzeln (Ri) transportiert wird.

Arten von Agrobacterium Sie dringen durch Wunden, Krone, Wurzeln und Stängel vieler Dikotyledonen und einiger Gymnospermenpflanzen ein. Der genetische Transfer führt zur Expression bestimmter Eigenschaften der Bakterien in der Empfängerpflanze.

Morphologie

Bakterien dieser Gattung haben die Form von kleinen, kurzen Stäbchen (0,5-1,0 × 1,2-3,0 & mgr; m). Sie sind mobil durch die Anwesenheit von 1-4 seitlich gelegenen Flagellen. Wenn sie ein einzelnes Flagellum präsentieren, kann ihre Fixierung lateral oder polar sein.

Taxonomie und Systematik

Das Geschlecht Agrobacterium wurde von Conn (1942) vorgeschlagen, um zwei pathogene Arten einzuschließen, die vorher zugewiesen wurden Phytomonas: A. tumefaciens und A. Rhizogenes und eine nicht pathogene Spezies, A. radiobacter.

Später wurden die Arten hinzugefügtAgrobacterium rubi, A. vitis und A. Larrymoorei aufgrund seiner Fähigkeit, Krankheiten in Pflanzen zu produzieren.

Genetische Untersuchungen verschiedener Arten vonAgrobacterium zeigte, dass die Fähigkeit, Krankheiten zu produzieren A. tumefaciens (Produzent von Tumoren) oder von A. Rhizogenes (Erzeuger von Wurzeln) könnte zwischen Stämmen von übertragen werden Agrobacteriumoder verloren. Später wurde gezeigt, dass diese Fähigkeit, Krankheiten hervorzurufen, von der Übertragung von Plasmiden herrührt.

Die Arten von Agrobacterium und Rhizobium Sie sind einander sehr ähnlich. Der einzige systematische Unterschied, der zwischen diesen Gattungen registriert wird, ist ihre pathogene Interaktion, im Falle von Agrobacterium, oder symbiotisch (die der GattungRhizobium) mit den Pflanzen.

Dies und die Tatsache, dass die Fähigkeit zu Agrobacterium um Krankheiten zu produzieren, können verloren gehen oder übertragen werden, führte viele Autoren beide Geschlechter in einem (Rhizobium).

Krankheiten, die verursachen

Die Arten von Agrobacterium sie können eine hohe Fähigkeit haben, Krankheiten an Pflanzen zu erzeugen. Sie produzieren zwei Haupttypen von Krankheiten.

Agrobacterium tumefaciens (derzeit Rhizobium radiobacter) produziert Tumoren oder Kiemen in Wurzeln und Stamm zahlreicher Arten von Gymnospermen-, monokotylen und dikotylen Pflanzen, einschließlich mindestens 40 Arten von kommerziellem Interesse.

Agrobacterium rhizogenes (derzeit Rhizobium rhizogenes) verursacht andererseits bei einigen dikotylen Pflanzen ein ungewöhnliches Wurzelwachstum (Erkrankung der Haarwurzel oder der Haarwurzel).

Ansteckungsformen

Die Ausbreitung von Krankheiten kann entweder durch Böden mit pathogenen Stämmen oder durch die Ausbreitung von kontaminiertem Material erfolgen. Damit die Stämme die Fähigkeit haben, Krankheiten zu erzeugen, müssen sie bestimmte Plasmide aufweisen. Diese Plasmide werden Plasmide Ti (Induktoren von Tumoren) oder Plasmide Ri (Induktoren von Wurzelwachstum) genannt.

Während des Infektionsprozesses wird ein Segment des Plasmids Ti oder Ri, genannt T-DNA (Transfer-DNA) vom Bakterium zur Empfängerpflanze transportiert.

Die T-DNA der Bakterien dringt in den Zellkern der Pflanze ein und wird in die DNA der Pflanze integriert. Dadurch werden die Pflanzenzellen genetisch transformiert, was die Expression der Erbinformation der T-DNA der Bakterien ermöglicht. Die Expression von bakterieller DNA führt zu Tumorwachstum oder abnormaler Bewurzelung.

Die Tumoren oder Kiemen produziert von A. tumefaciens in einigen Fällen haben sie keine schädlichen Auswirkungen auf Pflanzen. In anderen Fällen können sie zu einer Verringerung des Wachstums und sogar zum Tod der infizierten Pflanze führen.

Diese Krankheit hat sich in den letzten Jahren aufgrund des Austausches und der Kommerzialisierung von Pflanzen mit der Krankheit, aber ohne sichtbare Anzeichen davon, vermehrt.

Die Wirkung der Haarwurzelerkrankung auf die infizierte Pflanze ist wenig bekannt. Einige Autoren haben gezeigt, dass die Bildung von sekundären Wurzeln induziert durch A. Rhizogenes Es kann positive Auswirkungen auf die infizierte Pflanze haben.

Behandlung

Die Behandlung von Gallenerkrankungen sollte präventiv sein. Im Falle einer Infektion wird die Entwicklung der Krankheit manchmal unabhängig von der Anwesenheit der Bakterien, die die Krankheit verursachen, fortschreiten.

Die Anwendung von Produkten gegen Bakterien aus Kupfer und Bleichmitteln kann die Population von Bakterien reduzieren A. tumefaciens auf der Oberfläche der Pflanzen. Ein anderer Mechanismus der vorbeugenden Behandlung ist die Anwendung von nicht-pathogenen Stämmen der Bakterien, die mit den pathogenen Stämmen konkurrieren.

Für die heilende Behandlung der Crown-Galle-Krankheit können auf Kreosot basierende chemische Verbindungen, kupferbasierte Lösungen und starke Oxidationsmittel verwendet werden.

Da es keine Hinweise auf die schädlichen Auswirkungen der Haarwurzelerkrankung auf die infizierte Pflanze gibt, gibt es keine spezifische Behandlung dagegen

Pathogenität beim Menschen

Obwohl Agrobacterium Es ist hauptsächlich dafür bekannt, dass es für Pflanzen pathogen ist, es kann schließlich Menschen beeinflussen. Beim Menschen betrachten sie es als einen kontaminierenden Organismus oder mit einer geringen Fähigkeit, Krankheiten hervorzurufen.

Jedoch,A. tumefaciens kann bei Patienten mit geschwächtem Immunsystem für nosokomiale Infektionen verantwortlich sein. Zu den Krankheiten, die von diesem Bakterium verursacht werden, gehören Infektionen, die mit zentralvenösen Kathetern, Peritonitis, Blutinfektionen, Endokardentzündung, Entzündung der Gallenblase und Infektionen der Harnwege verbunden sind.

Agrobacterium Es kann gegen mehrere Antibiotika einschließlich Cotrimoxazol und Tetracyclin resistent sein. Die einzige bisher erfolgreiche Therapie ist Cefotaxim zur Behandlung von Gallenblasenentzündungen.

Agrobacterium und seine Verwendung in der Biotechnologie

Die Fähigkeit zu Agrobacterium Die Übertragung von Genen auf Pflanzen und Pilze wurde als ein Werkzeug in der Gentechnik verwendet, um genetische Verbesserungen in Pflanzen zu erreichen.

Diese Fähigkeit jedoch Wirtsorganismen zu transformieren ist nicht auf Pflanzen beschränkt. Viele andere eukaryotische und sogar prokaryotische Organismen können unter Laborbedingungen manipuliert werden, um genetisch transformiert zu werden Agrobacterium.

Viele Arten von Hefe und Pilzen wurden in ein Labor umgewandelt Agrobacterium. Forscher haben auch die Transformation von Algen, Säugetierzellen und Gram-positiven Bakterien erreicht Streptomyces lividans.

Referenzen

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