Agrobacterium tumefaciensเป็นแบคทีเรีย phytopathogenic ที่อยู่ในลำดับ Rhizobiales ลักษณะที่สำคัญที่สุดของแบคทีเรียชนิดนี้คือการนำส่วนหนึ่งของดีเอ็นเอเข้าสู่เซลล์พืชและเปลี่ยนจากเซลล์ปกติไปเป็นเซลล์เนื้องอกในเวลาอันสั้นทำให้เกิดน้ำดีมงกุฎ
แบคทีเรียนี้เป็นบาซิลลัสแกรมลบที่ก่อตัวเป็นอาณานิคมสีขาวหรือสีเหลืองและสร้างโพลีแซคคาไรด์ที่เป็นเมือกในอาหารเลี้ยงเชื้อด้วยคาร์โบไฮเดรต มันถูกแทนที่โดยแฟลกเจลลาที่เป็นพิษอาศัยอยู่ในดินและติดเชื้อในเซลล์พืชผ่านบาดแผล
เซลล์ Agrobacterium tumefaciens เริ่มติดเชื้อที่ราก ที่มา: AG Matthysse, KV Holmes, RHG Gurlitz
อาการที่เกิดจาก Agrobacterium ในโฮสต์ไม่ได้เกิดจากสายพันธุ์ที่ทำให้เกิดโรค แต่เกิดจากชนิดของพลาสมิด (ชิ้นส่วนดีเอ็นเอแบบวงกลม) ที่มี ดังนั้นแบคทีเรียที่มี Ti plasmids จึงเป็นตัวกระตุ้นเนื้องอกที่สร้างน้ำดีมงกุฎและแบคทีเรียที่มี Ri plasmids ทำให้เกิดรากขน
แบคทีเรียสายพันธุ์นี้ร่วมกับไวรัสบางชนิดที่เป็นพาหะของสารพันธุกรรมเพื่อเปลี่ยนแปลงพันธุ์พืชได้เปิดยุคของการเพาะปลูกพืชดัดแปลงพันธุกรรมที่มีศักยภาพในการผลิตสูง นอกจากนี้การศึกษาถุงน้ำดีมงกุฎที่ผลิตโดย Agrobacterium tumefaciens ยังเป็นส่วนสำคัญของการประยุกต์ใช้การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชในหลอดทดลอง
ปัจจุบันนักเทคโนโลยีชีวภาพใช้แบคทีเรียนี้เพื่อเปลี่ยนสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ เช่นแมลงและเพื่อถ่ายโอนยีนระหว่างพืชที่เกี่ยวข้องและไม่เกี่ยวข้องกัน
ชนิด: Rhizobium radiobacter (Beijerinck and van Delden, 1902) Young et al., 2001 (ชื่อที่ถูกต้อง)
คำพ้องความหมายบางคำคือ Agrobacterium radiobacter (Beijerinck และ van Delden, 1902) Conn, 1942 และ Agrobacterium tumefaciens (Smith and Townsend, 1907) Conn, 1942
สัณฐานวิทยา
Agrobacterium tumefaciens เป็นแบคทีเรียรูปแบซิลลารีที่มีแฟลกเจลลาด้านข้างกระจัดกระจายและเติบโตในอาณานิคมสีขาวและบางครั้งก็มีสีเหลืองในวัฒนธรรม
รูปร่างของแบคทีเรียแสดงให้เห็นว่าลักษณะของมันเป็นรูปแท่ง ขนาดของ A. tumefaciens มีความยาว 0.8 μmกว้าง 1.5 ถึง 3 μm
แบคทีเรียในตระกูล Rhizobiaceae เป็นแบคทีเรียแกรมลบที่มีอยู่ระหว่าง 1 ถึง 6 แฟลกเจลลา โดยเฉพาะ A. tumefaciens เดินทางผ่าน 1 หรือ 4 แฟลกเจลลาที่เป็นพิษ ในกรณีที่มีแฟลเจลลัมเดี่ยวจะอยู่ด้านข้างและไม่มีขั้ว
ในส่วนที่เกี่ยวกับการเจริญเติบโตในอาหารเลี้ยงเชื้อถ้าอาหารนั้นมีแหล่งคาร์โบไฮเดรตแบคทีเรียจะสร้างเมือกชนิดโพลีแซ็กคาไรด์ที่อุดมสมบูรณ์ซึ่งคล้ายกับที่เกิดจากเชื้อแบคทีเรียไรโซเบียลของญาติ โคโลนีโดยทั่วไปมีลักษณะเรียบ
โรค
มงกุฎน้ำดี
โรคนี้เกิดขึ้นในพืชที่ติดเชื้อมากกว่าร้อยชนิดซึ่งถุงน้ำดีหรือเนื้องอกก่อตัวในโครงสร้างเช่นรากก้านใบและลำต้น
เนื้องอกเกิดขึ้นหลังจากที่แบคทีเรียเข้าสู่บาดแผลที่สร้างขึ้นใหม่บนโฮสต์ที่อ่อนแอ
เมื่อแบคทีเรียจดจำบาดแผลได้และในทางกลับกันเซลล์ที่อยู่ใกล้ที่สุดจะเริ่มแบ่งตัว Agrobacterium จับกับผนังเซลล์ของโฮสต์ แต่ไม่บุกรุกเซลล์ของมัน
Crown gall ที่ผลิตโดย Agrobacterium tumefaciens ในบางจุดอาจทำให้ลำต้นลดลง ที่มา: jacilluch
สองหรือสามวันหลังการติดเชื้อการปรับสภาพจะเกิดขึ้นในเซลล์พืชที่ทำให้พวกมันไวต่อชิ้นส่วนดีเอ็นเอของพลาสมิดของแบคทีเรียที่เรียกว่า Ti DNA เนื่องจากเป็นลำดับที่ก่อให้เกิดเนื้องอก
ชิ้นส่วนของดีเอ็นเอของแบคทีเรียนี้รวมเข้ากับดีเอ็นเอนิวเคลียร์ของเซลล์พืชเจ้าบ้านและทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของเซลล์พืชจากปกติไปเป็นเซลล์เนื้องอก
เซลล์ที่เปลี่ยนรูปในภายหลังจะแบ่งตัวและเติบโตอย่างไม่สามารถควบคุมได้โดยอิสระจากแบคทีเรียและพืช
น้ำดีก่อตัวขึ้นในลำต้นหรือในรากของพืชทำให้เซลล์ที่ยืดออกซึ่งอยู่ใกล้ xylem หรือรอบ ๆ สร้างแรงกดดันต่อท่อ xylem และสิ่งเหล่านี้จะถูกบีบอัดและเคลื่อนออกไปทำให้มีประสิทธิภาพในการขนส่งน้อยลง น้ำภายในพืช
ในช่วงเริ่มต้นของโรคเนื้องอกมีลักษณะเกือบเป็นทรงกลมสีขาวและเนื้อนุ่ม ในตอนแรกพวกเขาอาจสับสนกับผลิตภัณฑ์แคลลัสของบาดแผล เนื้อเยื่อจะมืดลงเนื่องจากเซลล์ส่วนปลายตายและเน่า
เนื้องอกบางชนิดอาจเป็นเนื้อไม้และบางชนิดอาจเป็นรูพรุน ขนาดได้ถึง 30 ซม.
รากขน
เป็นโรคที่ผลิตโดยสายพันธุ์ Agrobacterium tumefaciens และโดยเชื้อ Agrobacterium rhizogenes ทั้งสองมีพลาสมิด Ri และกระตุ้นการสร้างรากที่มีขนในโฮสต์ของพวกมันซึ่งแสดงฟีโนไทป์ที่เฉพาะเจาะจงมากในรากของพืชที่ติดเชื้อ
รากจะพัฒนาอย่างอุดมสมบูรณ์และมีลักษณะคล้ายขนหรือรากที่มีขนจำนวนมาก สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อดีเอ็นเอของแบคทีเรียรวมอยู่ในดีเอ็นเอของพืชและการสังเคราะห์กรดอินโดลอะซิติกจะถูกกระตุ้นซึ่งส่งเสริมความแตกต่างจากรากปกติไปจนถึงรากที่มีขน
การควบคุมทางชีวภาพ
น้ำดีมงกุฎที่เกิดจาก Agrobacterium tumefaciens สามารถควบคุมทางชีวภาพโดยแบคทีเรียในสกุลเดียวกัน (Agrobacterium radiobacter) ซึ่งไม่ก่อให้เกิดโรค
สำหรับการควบคุมทางชีวภาพนี้เมล็ดพันธุ์ต้นกล้าและการปักชำพืชจะได้รับการบำบัดด้วยการระงับเชื้อ A. radiobacter สายพันธุ์ K84 เนื่องจากการผลิตแบคเทอริโอซินที่เรียกว่าอะโกรซิน 84 ซึ่งทำหน้าที่เป็นยาปฏิชีวนะต่อแบคทีเรียที่เกี่ยวข้องกับอนุกรมวิธาน
สารนี้เลือกที่จะยับยั้งแบคทีเรียที่ก่อให้เกิดโรคที่มาถึงพื้นผิวของเนื้อเยื่อพืชที่ชุบด้วยแบคทีเรียที่ไม่ก่อให้เกิดโรค อย่างไรก็ตามเป็นที่ทราบกันดีว่าในหลายประเทศมีสายพันธุ์ A. tumefaciens ที่ต้านทานต่อ agrocin 84
การควบคุมสารเคมี
ในกรณีของเชอร์รี่ซึ่งเสี่ยงต่อการติดเชื้อของ A. tumefaciens มักได้รับการรักษาเชิงป้องกันด้วย dichlone (dichloro naphthoquinone)
Ti plasmid จาก Agrobacterium tumefaciens เป็นชิ้นส่วนดีเอ็นเอของแบคทีเรียที่มีประโยชน์ในพันธุวิศวกรรม ที่มา: Ti plasmid.svg: Mouagipderivative work: Miguelferig
อ้างอิง
- Ruggiero, MA, Gordon, DP, Orrell, TM, Bailly, N. , Bourgoin, T. , Brusca, RC และอื่น ๆ 2558. การจำแนกสิ่งมีชีวิตทั้งหมดในระดับที่สูงขึ้น. โปรดหนึ่ง 10 (4): e0119248
- Agrios, GN 2548. โรคพืช. 5 THเอ็ด สำนักข่าววิชาการ Elsevier สหรัฐอเมริกา. 922 น.
- Catalog of Life: รายการตรวจสอบประจำปี 2019 รายละเอียดสายพันธุ์: Rhizobium radiobacter (Beijerinck and van Delden, 1902) Young et al., 2001. นำมาจาก: catalogueoflife.org
- Echeverrigaray, S. 1995. การเปลี่ยนแปลงของเปอร์ออกซิเดสและโพลีเปปไทด์โพรไฟล์ใน Nicotiana tabacum L. เปลี่ยนรูปด้วย Agrobacterium rhizogenes วิทยาศาสตร์ชนบท Santa Maria 25 (2): 229-232.
- เดอลาอิสลา, L. Phytopathology. 2537. Phytopathology. บัณฑิตวิทยาลัย UTEHA Noriega Editores 384 น.