AGROBACTERIUM: CIRI, MORFOLOGI DAN PENYAKIT - BIOLOGI - 2025

Agrobacterium adalah gen bakteria Gram-negatif yang mampu menyebabkan penyakit pada tumbuhan melalui pemindahan DNA. Pemindahan DNA membolehkan pengubahsuaian tanaman penerima untuk membolehkan penyataan maklumat genetik bakteria. Kerana itu, bakteria genus ini kadang-kadang disebut "jurutera genetik alam."

Genus Agrobacterium pada masa ini dianggap tidak sah dan spesies yang mengandunginya telah dipindahkan, sebahagian besarnya, ke genus Rhizobium. Genus yang terakhir pada awalnya dibina untuk mengandungi bakteria endosimbiotik tumbuhan. Bakteria ini membantu penetapan nitrogen oleh tanaman yang berkaitan, terutamanya kekacang.

Mekanisme penghantaran maklumat genetik Agrobacterium. Diambil dari commons.wikimedia.org

ciri

Mereka tidak membentuk spora, mereka bersifat Gram-negatif, aerobik. Mereka menghasilkan tindak balas asid di hadapan manitol. Mereka tidak menghasilkan asid atau gas dalam medium glukosa-pepton.

Mereka mampu mendorong pembiakan tumor pada tanaman. Kapasiti ini disebabkan oleh pemindahan genetik kawasan kecil DNA yang dibawa dalam gen penginduksi tumor (Ti) atau akar penginduksi (Ri).

Spesies Agrobacterium menyerang melalui luka, mahkota, akar, dan batang banyak dicot dan beberapa tumbuhan gymnosperma. Pemindahan gen menghasilkan ekspresi pada tanaman penerima sifat tertentu bakteria.

Morfologi

Bakteria genus ini kecil, berbentuk batang pendek (0.5-1.0 x 1.2-3.0 μm). Mereka bergerak kerana adanya flagella 1-4 yang terletak di sisi. Sekiranya mereka mempamerkan flagel tunggal, fiksasi mereka boleh menjadi lateral atau polar.

Taksonomi dan sistematik

Genus Agrobacterium dicadangkan oleh Conn (1942) untuk memasukkan dua spesies patogen yang sebelumnya diberikan kepada Phytomonas: A. tumefaciens dan A. rhizogenes dan spesies bukan patogen, A. radiobacter.

Selepas itu, spesies Agrobacterium rubi, A. vitis dan A. larrymoorei ditambahkan kerana kemampuannya menyebabkan penyakit tumbuhan.

Kajian genetik dari pelbagai spesies Agrobacterium menunjukkan bahawa kemampuan penyebab penyakit A. tumefaciens (pengeluar tumor) atau A. rhizogenes (pengeluar akar) dapat ditransfer antara strain Agrobacterium, atau hilang. Kemudian ditunjukkan bahawa kemampuan untuk menghasilkan penyakit berasal dari pemindahan plasmid.

Spesies Agrobacterium dan Rhizobium sangat serupa antara satu sama lain. Satu-satunya perbezaan sistematik yang dicatatkan antara genera ini adalah interaksi patogen mereka, dalam kes Agrobacterium, atau simbiotik (genus Rhizobium) dengan tumbuhan.

Ini dan hakikat bahawa kemampuan Agrobacterium untuk menghasilkan penyakit dapat hilang atau dipindahkan, menyebabkan banyak penulis menyatukan kedua-dua genera menjadi satu (Rhizobium).

Penyakit yang menyebabkannya

Spesies Agrobacterium mempunyai keupayaan tinggi untuk menghasilkan penyakit pada tanaman. Mereka menghasilkan dua jenis penyakit utama.

Agrobacterium tumefaciens (kini radiobacter Rhizobium) menghasilkan tumor atau galls pada akar dan batang banyak spesies tumbuhan gymnosperma, monocotyledonous dan dicotyledonous, termasuk sekurang-kurangnya 40 spesies kepentingan komersial.

Agrobacterium rhizogenes (sekarang Rhizobium rhizogenes), sebaliknya, menyebabkan pertumbuhan akar yang tidak biasa pada beberapa tanaman dicotyledonous (penyakit akar berbulu atau penyakit akar berbulu).

Penyakit hempedu di uvero. Diambil dari commons.wikimedia.org

Bentuk penularan

Penyebaran penyakit boleh berlaku melalui tanah dengan strain patogen dan melalui penyebaran bahan yang tercemar. Agar strain mempunyai kemampuan untuk menghasilkan penyakit, mereka mesti mempunyai plasmid tertentu. Plasmid ini dipanggil Ti plasmid (tumor inducer) atau Ri plasmid (pemicu pertumbuhan akar).

Semasa proses jangkitan, segmen plasmid Ti atau Ri, yang disebut T-DNA (transfer DNA) diangkut dari bakteria ke tanaman penerima.

T-DNA bakteria menembusi inti sel tumbuhan dan menyatu dengan DNA tumbuhan. Akibatnya, sel tumbuhan diubah secara genetik, yang memungkinkan penyataan maklumat genetik dari T-DNA bakteria. Ekspresi DNA bakteria membawa kepada pertumbuhan tumor atau perakaran yang tidak normal.

Tumor atau galls yang dihasilkan oleh A. tumefaciens dalam beberapa kes tidak memberi kesan berbahaya kepada tanaman. Dalam kes lain, mereka boleh menyebabkan penurunan pertumbuhan dan bahkan kematian tanaman yang dijangkiti.

Penyakit ini telah berkembang pesat dalam beberapa tahun kebelakangan ini kerana pertukaran dan pengkomersialan tanaman dengan penyakit ini tetapi tidak ada tanda-tanda yang menular.

Kesan penyakit akar berbulu pada tanaman yang dijangkiti kurang difahami. Beberapa penulis telah menunjukkan bahawa pembentukan akar sekunder yang disebabkan oleh A. rhizogenes boleh memberi kesan yang baik pada tanaman yang dijangkiti.

Rawatan

Rawatan penyakit insang mestilah pencegahan. Sekiranya terdapat jangkitan, perkembangan penyakit kadang kala akan berlangsung tanpa menghiraukan adanya bakteria penyebab penyakit ini.

Penerapan produk antibakteria yang terbuat dari tembaga dan peluntur dapat mengurangkan populasi A. tumefaciens di permukaan tanaman. Mekanisme rawatan pencegahan lain adalah penggunaan strain bakteria bukan patogen yang bersaing dengan strain patogen.

Bahan kimia berasaskan kreosot, larutan berasaskan tembaga dan oksidan kuat boleh digunakan untuk rawatan penyakit penyakit batu empedu.

Oleh kerana tidak ada bukti kesan berbahaya penyakit akar berbulu pada tanaman yang dijangkiti, tidak ada rawatan khusus untuk melawannya.

Patogenik pada manusia

Walaupun Agrobacterium dikenali sebagai patogen kepada tumbuhan, ia akhirnya boleh mempengaruhi manusia. Pada manusia ia dianggap sebagai organisma pencemar atau dengan keupayaan rendah untuk menghasilkan penyakit.

Walau bagaimanapun, A. tumefaciens mungkin bertanggungjawab untuk jangkitan nosokomial pada pesakit dengan sistem imun yang lemah. Antara penyakit yang disebabkan oleh bakteria ini adalah jangkitan yang berkaitan dengan kateter vena pusat, peritonitis, jangkitan darah, radang endokardium, radang pundi hempedu dan jangkitan saluran kencing.

Agrobacterium boleh tahan terhadap pelbagai antibiotik termasuk kotrimoksazol dan tetrasiklin. Satu-satunya terapi yang berjaya setakat ini adalah cefotaxime untuk rawatan keradangan pundi hempedu.

Keupayaan Agrobacterium untuk memindahkan gen ke tumbuhan dan kulat telah digunakan sebagai alat dalam kejuruteraan genetik untuk membuat peningkatan genetik pada tanaman.

Walau bagaimanapun, keupayaan untuk mengubah organisma inang tidak terhad kepada tumbuh-tumbuhan. Banyak organisma eukariotik dan prokariotik yang lain dapat dimanipulasi dalam keadaan makmal untuk diubah secara genetik oleh Agrobacterium.

Banyak spesies ragi dan kulat telah diubah di makmal menggunakan Agrobacterium. Para penyelidik juga telah mencapai transformasi alga, sel mamalia, dan bakteria Gram-positif Streptomyces lividans.

Rujukan

1. Agrobacterium. Di Wikipedia. Diakses pada 13 September 2018 dari wikipedia.org.
2. T. Tzfira, V. Citovsky, Eds (2008). Agrobacterium: Dari Biologi hingga Bioteknologi. Springer, New York. 1-735.
3. R. Cain (1988). Kes septikemia yang disebabkan oleh radiobacter Agrobacterium. Jurnal Jangkitan.
4. M. Hulse, S. Johnson, P. Ferrieri (1993). Jangkitan Agrobacterium pada manusia: pengalaman di satu hospital dan tinjauan. Penyakit Berjangkit Klinikal.
5. A. Ziemienowicz (2001). Odyssey Agrobacterium T-DNA. Acta Biochimica Polonica.
6. H. Hwang, SB Gelvin, EM Lai (2015). Editorial: "Agrobacterium biology dan aplikasinya untuk pengeluaran tanaman transgenik" Frontiers in Plant Science.
7. W. Nester (2015). Agrobacterium: jurutera genetik alam. Sempadan dalam Sains Tumbuhan.