AGROBACTERIUM: ÖZELLIKLERI, MORFOLOJISI VE HASTALIKLARI - BIYOLOJI - 2025

Agrobacterium , DNA transferi yoluyla bitkilerde hastalığa neden olabilen bir Gram-negatif bakteri cinsidir. DNA transferi, bakterinin genetik bilgisinin ifadesine izin vermek için alıcı bitkinin modifikasyonuna izin verir. Bu nedenle, bu cinsten bakterilere bazen "doğanın genetik mühendisleri" adı verilir.

Agrobacterium cinsi şu anda geçersiz kabul edilmektedir ve onu içeren türler çoğunlukla Rhizobium cinsine taşınmıştır. İkinci cins başlangıçta bitki endosimbiyotik bakterileri içerecek şekilde inşa edildi. Bu bakteriler, başta baklagiller olmak üzere ilişkili bitkiler tarafından azot fiksasyonuna yardımcı olur.

Agrobacterium'un genetik bilgisinin aktarım mekanizması. Commons.wikimedia.org adresinden alınmıştır

karakteristikleri

Spor oluşturmazlar, Gram negatiftirler, aerobiktirler. Mannitol varlığında asit reaksiyonu oluştururlar. Glikoz-pepton ortamında asit veya gaz üretmezler.

Bitkilerde tümörlerin kendi kendine çoğalmasını uyarabilirler. Bu kapasite, tümör indükleyici (Ti) veya kök indükleyici (Ri) genlerinde taşınan küçük bir DNA bölgesinin genetik transferinden kaynaklanmaktadır.

Agrobacterium türleri, birçok dikotun ve bazı gymnosperm bitkilerinin yaralarını, taçlarını, köklerini ve gövdelerini istila eder. Gen transferi, bakterinin belirli özelliklerinin alıcı bitkide ekspresyonuyla sonuçlanır.

morfoloji

Bu cinsin bakterileri küçük, kısa çubuk şeklindedir (0.5-1.0 x 1.2-3.0 μm). Yanal yerleşimli 1-4 flagella varlığından dolayı hareketlidirler. Tek bir kamçı sergiliyorlarsa, sabitlemeleri yanal veya kutupsal olabilir.

Taksonomi ve sistematik

Agrobacterium cinsi Conn (1942) tarafından daha önce Phytomonas'a atanan iki patojenik türü içermek üzere önerilmiştir: A. tumefaciens ve A. rhizogenes ve patojenik olmayan bir tür, A. radiobacter.

Daha sonra bitki hastalıklarına neden olma kabiliyetlerinden dolayı Agrobacterium rubi, A. vitis ve A. larrymoorei türleri eklenmiştir.

Çeşitli Agrobacterium türlerinin genetik çalışmaları, A. tumefaciens'in (tümör üreticisi) veya A. rhizogenes'in (kök üreticisi) hastalığa neden olma kabiliyetinin Agrobacterium suşları arasında aktarılabileceğini veya kaybolabileceğini gösterdi. Daha sonra bu hastalık üretme yeteneğinin plazmitlerin transferinden geldiği gösterilmiştir.

Agrobacterium ve Rhizobium türleri birbirine çok benzer. Bu cinsler arasında kaydedilen tek sistematik fark, Agrobacterium durumunda patojenik etkileşimleridir veya bitkilerle simbiyotik (Rhizobium cinsindekiler).

Bu ve Agrobacterium'un hastalık üretme kabiliyetinin kaybolabileceği veya aktarılabileceği gerçeği, birçok yazarın her iki cinsi bir (Rhizobium) bir araya getirmesine yol açtı.

Sebep olduğu hastalıklar

Agrobacterium türlerinin bitkiler üzerinde hastalık üretme kapasitesi yüksek olabilir. İki ana tip hastalık üretirler.

Agrobacterium tumefaciens (şu anda Rhizobium radiobacter), ticari olarak en az 40 tür dahil olmak üzere çok sayıda gymnosperm, monokotiledon ve dikotiledon bitki türünün köklerinde ve gövdesinde tümör veya safra üretir.

Agrobacterium rhizogenes (şimdiki adı Rhizobium rhizogenes) ise bazı dikotiledonlu bitkilerde (kıllı kök hastalığı veya kıllı kök hastalığı) olağandışı kök büyümesine neden olur.

Uvero'da safra hastalığı. Commons.wikimedia.org adresinden alınmıştır

Bulaşıcılık türleri

Hastalıkların yayılması, hem patojenik türlere sahip topraklarda hem de kontamine materyalin yayılmasıyla gerçekleşebilir. Suşların hastalık üretebilmesi için belirli plazmidlere sahip olması gerekir. Bu plazmitlere Ti plazmitleri (tümör indükleyicileri) veya Ri plazmitleri (kök büyümesinin indükleyicileri) adı verilir.

Enfeksiyon işlemi sırasında, Ti veya Ri plazmidinin T-DNA (transfer DNA) adı verilen bir bölümü bakterilerden alıcı bitkiye taşınır.

Bakteriyel T-DNA, bitki hücrelerinin çekirdeğine nüfuz eder ve bitkinin DNA'sı ile bütünleşir. Sonuç olarak, bitki hücreleri genetik olarak dönüştürülür ve bu da bakterinin T-DNA'sından genetik bilginin ifadesine izin verir. Bakteriyel DNA'nın ifadesi, tümör büyümesine veya anormal köklenmeye yol açar.

A. tumefaciens tarafından bazı durumlarda üretilen tümörler veya safraların bitkiler üzerinde zararlı etkileri yoktur. Diğer durumlarda, enfekte bitkinin büyümesinin azalmasına ve hatta ölümüne neden olabilirler.

Bu hastalık, bitkilerin hastalıkla değiş tokuşu ve ticarileşmesi nedeniyle, ancak görünür belirtileri olmaksızın son yıllarda çoğalmıştır.

Tüylü kök hastalığının enfekte bitki üzerindeki etkisi tam olarak anlaşılamamıştır. Bazı yazarlar, A. rhizogenes tarafından indüklenen ikincil köklerin oluşumunun, enfekte bitki üzerinde yararlı etkilere sahip olabileceğini göstermiştir.

tedavi

Solungaç hastalığının tedavisi önleyici olmalıdır. Enfeksiyon durumunda, bazen hastalığa neden olan bakterinin varlığına bakılmaksızın hastalığın gelişimi ilerleyecektir.

Bakır ve ağartıcıdan yapılan antibakteriyel ürünlerin uygulanması, bitki yüzeyindeki A. tumefaciens popülasyonlarını azaltabilir. Diğer bir önleyici tedavi mekanizması, patojenik suşlarla rekabet eden bakterilerin patojenik olmayan suşlarının uygulanmasıdır.

Kreozot bazlı kimyasallar, bakır bazlı solüsyonlar ve güçlü oksidanlar, taç safrası hastalığının iyileştirici tedavisi için kullanılabilir.

Tüylü kök hastalığının enfekte bitki üzerindeki zararlı etkilerine dair hiçbir kanıt bulunmadığından, buna karşı özel bir tedavi yoktur.

İnsanlarda patojenite

Agrobacterium'un öncelikle bitkiler için patojen olduğu bilinmesine rağmen, sonunda insanları etkileyebilir. İnsanlarda kirletici bir organizma veya hastalık üretme kapasitesi düşük olarak kabul edilir.

Bununla birlikte, A. tumefaciens, bağışıklık sistemi zayıflamış hastalarda nozokomiyal enfeksiyonlardan sorumlu olabilir. Bu bakterinin neden olduğu hastalıklar arasında santral venöz kateter ile ilişkili enfeksiyonlar, peritonit, kan enfeksiyonları, endokardiyum iltihabı, safra kesesi iltihabı ve idrar yolu enfeksiyonları yer alır.

Agrobacterium, kotrimoksazol ve tetrasiklin dahil birçok antibiyotiğe dirençli olabilir. Bugüne kadar tek başarılı tedavi, safra kesesi iltihabının tedavisi için sefotaksimdir.

Agrobacterium'un genleri bitkilere ve mantarlara transfer etme yeteneği, bitkilerde genetik iyileştirmeler yapmak için genetik mühendisliğinde bir araç olarak kullanılmıştır.

Ancak, bu konakçı organizmaları dönüştürme yeteneği bitkilerle sınırlı değildir. Diğer birçok ökaryotik ve hatta prokaryotik organizma, Agrobacterium tarafından genetik olarak dönüştürülmek üzere laboratuvar koşullarında manipüle edilebilir.

Birçok maya ve mantar türü laboratuvarda Agrobacterium kullanılarak dönüştürülmüştür. Araştırmacılar ayrıca algleri, memeli hücrelerini ve Gram-pozitif bakteri Streptomyces lividans'ı dönüştürmeyi başardılar.

Referanslar

1. Agrobacterium. Wikipedia'da. 13 Eylül 2018'de wikipedia.org'dan alındı.
2. T. Tzfira, V. Citovsky, Eds (2008). Agrobacterium: Biyolojiden Biyoteknolojiye. Springer, New York. 1-735.
3. R. Cain (1988). Agrobacterium radiobacter'in neden olduğu bir septisemi vakası. Enfeksiyon Dergisi.
4. M. Hulse, S. Johnson, P. Ferrieri (1993). İnsanlarda Agrobacterium enfeksiyonları: bir hastanede deneyimleyin ve inceleyin. Klinik Bulaşıcı Hastalıklar.
5. A. Ziemienowicz (2001). Agrobacterium T-DNA'nın Odyssey'i. Açta Biochimica Polonica.
6. H. Hwang, SB Gelvin, EM Lai (2015). Editoryal: "Agrobacterium biyolojisi ve transgenik bitki üretimine uygulanması" Plant Science'ta Frontiers.
7. W. Nester (2015). Agrobacterium: doğanın genetik mühendisi. Bitki Biliminde Sınırlar.