- ลักษณะเฉพาะ
- สัณฐานวิทยา
- อนุกรมวิธานและระบบ
- โรคที่เป็นสาเหตุ
- รูปแบบของการติดต่อ
- การรักษา
- การก่อโรคในมนุษย์
- อ้างอิง
Agrobacteriumเป็นแบคทีเรียประเภทแกรมลบที่สามารถก่อให้เกิดโรคในพืชผ่านการถ่ายโอนดีเอ็นเอ การถ่ายโอนดีเอ็นเอช่วยให้สามารถปรับเปลี่ยนพืชผู้รับเพื่อให้สามารถแสดงข้อมูลทางพันธุกรรมของแบคทีเรียได้ ด้วยเหตุนี้แบคทีเรียในสกุลนี้บางครั้งจึงเรียกว่า "วิศวกรพันธุกรรมของธรรมชาติ"
ปัจจุบันสกุล Agrobacterium ถือว่าไม่ถูกต้องและชนิดที่มีอยู่ได้ถูกย้ายไปส่วนใหญ่เป็นสกุล Rhizobium สกุลหลังถูกสร้างขึ้นเพื่อมีแบคทีเรียเอนโดซิมไบโอติกของพืช แบคทีเรียเหล่านี้ช่วยตรึงไนโตรเจนโดยพืชที่เกี่ยวข้องซึ่งส่วนใหญ่เป็นพืชตระกูลถั่ว
กลไกการถ่ายทอดข้อมูลทางพันธุกรรมของ Agrobacterium นำมาจาก commons.wikimedia.org
ลักษณะเฉพาะ
พวกมันไม่สร้างสปอร์เป็นแกรมลบแอโรบิค พวกมันก่อให้เกิดปฏิกิริยากรดต่อหน้าแมนนิทอล พวกเขาไม่ผลิตกรดหรือก๊าซในสื่อกลูโคส - เปปโตน
พวกมันสามารถกระตุ้นให้เกิดการแพร่กระจายของเนื้องอกในพืชได้เอง ความสามารถนี้เกิดจากการถ่ายทอดทางพันธุกรรมของส่วนเล็ก ๆ ของดีเอ็นเอที่มีอยู่ในยีนตัวเหนี่ยวนำเนื้องอก (Ti) หรือตัวเหนี่ยวนำราก (Ri)
สายพันธุ์ Agrobacterium บุกรุกผ่านบาดแผลมงกุฎรากและลำต้นของไดคอตจำนวนมากและพืชยิมโนสเปิร์มบางชนิด การถ่ายยีนส่งผลให้เกิดการแสดงออกในพืชผู้รับถึงคุณสมบัติเฉพาะของแบคทีเรีย
สัณฐานวิทยา
แบคทีเรียในสกุลนี้มีขนาดเล็กรูปแท่งสั้น (0.5-1.0 x 1.2-3.0 μm) เป็นอุปกรณ์เคลื่อนที่เนื่องจากมีแฟลกเจลลา 1-4 ตัวอยู่ด้านข้าง หากมีแฟลเจลลัมตัวเดียวการตรึงอาจอยู่ด้านข้างหรือเชิงขั้ว
อนุกรมวิธานและระบบ
สกุล Agrobacterium ได้รับการเสนอโดย Conn (1942) เพื่อรวมสายพันธุ์ที่ทำให้เกิดโรคสองชนิดที่ได้รับมอบหมายก่อนหน้านี้ให้กับ Phytomonas: A. tumefaciens และ A. rhizogenes และ A. radiobacter ที่ไม่ก่อโรค
ต่อจากนั้นได้เพิ่มสายพันธุ์ Agrobacterium rubi, A. vitis และ A. larrymoorei เนื่องจากมีความสามารถในการทำให้เกิดโรคพืช
การศึกษาทางพันธุกรรมของสายพันธุ์ Agrobacterium ต่างๆแสดงให้เห็นว่าความสามารถในการก่อโรคของ A. tumefaciens (ผู้สร้างเนื้องอก) หรือ A. rhizogenes (ผู้ผลิตราก) สามารถถ่ายโอนระหว่างสายพันธุ์ Agrobacterium หรือสูญหายไป ต่อมามีการแสดงให้เห็นว่าความสามารถในการผลิตโรคนี้มาจากการถ่ายโอนพลาสมิด
สายพันธุ์ Agrobacterium และ Rhizobium มีความคล้ายคลึงกันมาก ความแตกต่างที่เป็นระบบเพียงอย่างเดียวที่บันทึกไว้ระหว่างสกุลเหล่านี้คือปฏิสัมพันธ์ที่ทำให้เกิดโรคในกรณีของ Agrobacterium หรือ symbiotic (พวก Rhizobium สกุล) กับพืช
นี่และความจริงที่ว่าความสามารถของ Agrobacterium ในการสร้างโรคสามารถสูญหายหรือถูกถ่ายโอนได้ทำให้ผู้เขียนหลายคนรวมทั้งสองสกุลเป็นหนึ่ง (Rhizobium)
โรคที่เป็นสาเหตุ
สายพันธุ์ Agrobacterium มีความสามารถสูงในการสร้างโรคกับพืช พวกเขาก่อให้เกิดโรคสองประเภทหลัก
Agrobacterium tumefaciens (ปัจจุบันคือ Rhizobium radiobacter) ก่อให้เกิดเนื้องอกหรือถุงน้ำดีบนรากและลำต้นของพืชยิมโนสเปิร์มพืชใบเลี้ยงเดี่ยวและใบเลี้ยงเดี่ยวหลายชนิดรวมทั้งผลประโยชน์ทางการค้าอย่างน้อย 40 ชนิด
Agrobacterium rhizogenes (ปัจจุบันคือ Rhizobium rhizogenes) ทำให้เกิดการเจริญเติบโตของรากที่ผิดปกติในพืชใบเลี้ยงเดี่ยวบางชนิด (โรครากมีขนหรือโรครากมีขน)
โรคถุงน้ำดีใน uvero นำมาจาก commons.wikimedia.org
รูปแบบของการติดต่อ
การแพร่กระจายของโรคสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งทางดินที่มีสายพันธุ์ที่ทำให้เกิดโรคและจากการแพร่กระจายของวัสดุที่ปนเปื้อน เพื่อให้สายพันธุ์มีความสามารถในการสร้างโรคได้ต้องมีพลาสมิดโดยเฉพาะ พลาสมิดเหล่านี้เรียกว่า Ti plasmids (ตัวกระตุ้นเนื้องอก) หรือ Ri plasmids (ตัวกระตุ้นการเจริญเติบโตของราก)
ในระหว่างขั้นตอนการติดเชื้อส่วนของ Ti หรือ Ri plasmid ที่เรียกว่า T-DNA (ทรานสเฟอร์ DNA) จะถูกขนส่งจากแบคทีเรียไปยังโรงงานผู้รับ
T-DNA ของแบคทีเรียจะแทรกซึมเข้าไปในนิวเคลียสของเซลล์ของพืชและรวมเข้ากับดีเอ็นเอของพืช เป็นผลให้เซลล์พืชมีการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมซึ่งทำให้สามารถแสดงออกข้อมูลทางพันธุกรรมจาก T-DNA ของแบคทีเรียได้ การแสดงออกของดีเอ็นเอของแบคทีเรียนำไปสู่การเติบโตของเนื้องอกหรือการแตกรากที่ผิดปกติ
เนื้องอกหรือถุงน้ำดีที่ผลิตโดย A. tumefaciens ในบางกรณีไม่มีผลอันตรายต่อพืช ในกรณีอื่นอาจทำให้การเจริญเติบโตลดลงและอาจทำให้พืชที่ติดเชื้อตายได้
โรคนี้แพร่หลายมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเนื่องจากมีการแลกเปลี่ยนและการค้าพืชที่เป็นโรค แต่ไม่มีอาการปรากฏให้เห็น
ผลของโรครากมีขนต่อพืชที่ติดเชื้อเป็นที่เข้าใจไม่ดี ผู้เขียนบางคนแสดงให้เห็นว่าการก่อตัวของรากรองที่เกิดจาก A. rhizogenes สามารถส่งผลดีต่อพืชที่ติดเชื้อได้
การรักษา
การรักษาโรคเหงือกควรป้องกัน ในกรณีของการติดเชื้อการพัฒนาของโรคบางครั้งจะดำเนินไปโดยไม่คำนึงถึงการปรากฏตัวของแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรค
การใช้ผลิตภัณฑ์ต้านเชื้อแบคทีเรียที่ทำจากทองแดงและสารฟอกขาวสามารถลดประชากรของ A. tumefaciens บนพื้นผิวของพืชได้ กลไกการรักษาเชิงป้องกันอีกประการหนึ่งคือการใช้สายพันธุ์ที่ไม่ก่อให้เกิดโรคของแบคทีเรียที่แข่งขันกับสายพันธุ์ที่ทำให้เกิดโรค
สามารถใช้สารเคมีที่มีส่วนผสมของ Creosote สารละลายที่ทำจากทองแดงและสารออกซิแดนท์ที่รุนแรงในการรักษาโรคถุงน้ำดีได้
เนื่องจากไม่มีหลักฐานของผลกระทบที่เป็นอันตรายของโรครากมีขนในพืชที่ติดเชื้อจึงไม่มีวิธีการรักษาที่เฉพาะเจาะจง
การก่อโรคในมนุษย์
แม้ว่า Agrobacterium เป็นที่รู้กันดีว่าก่อโรคกับพืช แต่ก็สามารถส่งผลกระทบต่อมนุษย์ได้ในที่สุด ในมนุษย์ถือว่าเป็นสิ่งมีชีวิตที่ก่อมลพิษหรือมีความสามารถในการก่อโรคต่ำ
อย่างไรก็ตาม A. tumefaciens อาจรับผิดชอบต่อการติดเชื้อในโรงพยาบาลในผู้ป่วยที่มีระบบภูมิคุ้มกันอ่อนแอ ในบรรดาโรคที่เกิดจากแบคทีเรียนี้ ได้แก่ การติดเชื้อที่เกี่ยวข้องกับสายสวนหลอดเลือดดำส่วนกลางเยื่อบุช่องท้องอักเสบการติดเชื้อในเลือดการอักเสบของเยื่อบุหัวใจอักเสบการอักเสบของถุงน้ำดีและการติดเชื้อทางเดินปัสสาวะ
Agrobacterium สามารถต้านทานต่อยาปฏิชีวนะหลายชนิดรวมทั้ง cotrimoxazole และ tetracycline การบำบัดที่ประสบความสำเร็จเพียงอย่างเดียวในปัจจุบันคือ cefotaxime ในการรักษาถุงน้ำดีอักเสบ
ความสามารถของ Agrobacterium ในการถ่ายทอดยีนไปยังพืชและเชื้อราได้ถูกใช้เป็นเครื่องมือในพันธุวิศวกรรมเพื่อทำการปรับปรุงพันธุกรรมในพืช
อย่างไรก็ตามความสามารถในการเปลี่ยนแปลงสิ่งมีชีวิตในโฮสต์นี้ไม่ได้ จำกัด เฉพาะพืชเท่านั้น สิ่งมีชีวิตยูคาริโอตและแม้แต่โปรคาริโอตอื่น ๆ อีกมากมายสามารถจัดการได้ภายใต้สภาวะทางห้องปฏิบัติการเพื่อให้ Agrobacterium เปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม
ยีสต์และเชื้อราหลายชนิดได้รับการเปลี่ยนแปลงในห้องปฏิบัติการโดยใช้ Agrobacterium นักวิจัยยังประสบความสำเร็จในการเปลี่ยนสาหร่ายเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและแบคทีเรียแกรมบวก Streptomyces lividans
อ้างอิง
- Agrobacterium บน Wikipedia สืบค้นเมื่อวันที่ 13 กันยายน 2018 จาก wikipedia.org.
- Tzfira, V. Citovsky, Eds (2008) Agrobacterium: จากชีววิทยาสู่เทคโนโลยีชีวภาพ สปริงเกอร์นิวยอร์ก 1-735
- อาร์. คาอิน (1988). กรณีของภาวะโลหิตเป็นพิษที่เกิดจาก Agrobacterium radiobacter วารสารการติดเชื้อ.
- M. Hulse, S.Johnson, P. Ferrieri (1993). การติดเชื้อ Agrobacterium ในมนุษย์: พบกับโรงพยาบาลแห่งหนึ่งและทบทวน โรคติดเชื้อทางคลินิก.
- A. Ziemienowicz (2544). Odyssey ของ Agrobacterium T-DNA Acta Biochimica Polonica
- H. Hwang, SB Gelvin, EM Lai (2015). บทบรรณาธิการ: "ชีววิทยา Agrobacterium และการประยุกต์ใช้กับการผลิตพืชดัดแปลงพันธุกรรม" พรมแดนในสาขาวิทยาศาสตร์พืช
- W. Nester (2558). Agrobacterium: วิศวกรพันธุกรรมของธรรมชาติ พรมแดนด้านพืชศาสตร์.