Agrobacterium tumefaciens adalah bakteria fitopatogenik yang tergolong dalam urutan Rhizobiales. Ciri yang paling penting dari bakteria ini adalah bahawa ia memasukkan sebahagian DNAnya ke dalam sel tumbuhan dan mengubahnya dari sel normal menjadi sel tumor dalam waktu yang singkat, menyebabkan hempedu mahkota.
Bakteria ini adalah bacillus gram-negatif yang membentuk koloni keputihan atau kekuningan dan menghasilkan polisakarida mukilaginus dalam media kultur dengan karbohidrat. Ia dipindahkan oleh flagella perit, hidup di tanah dan menjangkiti sel tumbuhan melalui luka.
Sel Agrobacterium tumefaciens mula menjangkiti akar. Sumber: AG Matthysse, KV Holmes, RHG Gurlitz
Gejala yang disebabkan oleh Agrobacterium pada inangnya bukan disebabkan oleh spesies patogen, tetapi pada jenis plasmid (serpihan DNA bulat) yang dihidapinya. Oleh itu, bakteria yang mengandung plasmid Ti adalah pembakar tumor yang menghasilkan hempedu mahkota, dan bakteria yang mengandung plasmid Ri mendorong pembentukan akar berbulu.
Spesies bakteria ini, bersama dengan virus tertentu sebagai vektor bahan genetik untuk mengubah spesies tumbuhan, telah membuka era dalam penanaman tanaman transgenik dengan potensi produktif yang tinggi. Selanjutnya, kajian mengenai pelindung mahkota yang dihasilkan oleh Agrobacterium tumefaciens merupakan bahagian penting dalam aplikasi kultur tisu tumbuhan in vitro.
Pada masa ini, ahli bioteknologi menggunakan bakteria ini juga untuk mengubah organisma lain seperti serangga dan untuk memindahkan gen antara tumbuhan yang berkaitan dan tidak berkaitan.
Spesies: Rhizobium radiobacter (Beijerinck dan van Delden, 1902) Young et al., 2001 (nama sah)
Beberapa sinonim adalah Agrobacterium radiobacter (Beijerinck dan van Delden, 1902) Conn, 1942, dan Agrobacterium tumefaciens (Smith dan Townsend, 1907) Conn, 1942.
Morfologi
Agrobacterium tumefaciens adalah bakteria berbentuk bacillary dengan flagella lateral yang tersebar yang tumbuh di koloni putih dan kadang-kadang kekuningan dalam budaya.
Bentuk bakteri bakteri menunjukkan bahawa penampilannya berbentuk batang. Dimensi A. tumefaciens panjang 0.8 μm dengan lebar 1.5 hingga 3 μm.
Bakteria dari keluarga Rhizobiaceae adalah bakteria gram negatif yang terdapat di antara 1 dan 6 flagella. Secara khusus, A. tumefaciens bergerak melalui 1 atau 4 flagella peritrichous. Sekiranya terdapat flagel tunggal, ia adalah lateral dan tidak polar.
Berkenaan dengan pertumbuhannya dalam media kultur, jika media mengandung sumber karbohidrat, bakteria menghasilkan lendir jenis polisakarida yang berlimpah, serupa dengan yang dihasilkan oleh kerabatnya, bakteria rizobial. Koloni umumnya mempunyai penampilan yang halus.
Penyakit
Hempedu mahkota
Penyakit ini dihasilkan di lebih dari seratus tumbuhan yang dijangkiti di mana hempedu atau tumor terbentuk dalam struktur seperti akar, tangkai dan batang.
Tumor berkembang setelah bakteria memasuki luka yang baru dibuat pada inang yang rentan.
Setelah bakteria mengenali luka dan sebaliknya, sel-sel yang paling dekat dengannya mula membelah. Agrobacterium mengikat pada dinding sel tuan rumahnya, tetapi tidak menyerang sel mereka.
Hempedu mahkota yang dihasilkan oleh Agrobacterium tumefaciens pada suatu ketika boleh menyebabkan batangnya jatuh. Sumber: jacilluch
Dua atau tiga hari selepas jangkitan, pelanggaran berlaku pada sel tumbuhan yang membuatnya sensitif terhadap serpihan DNA dari plasmid bakteria, yang dikenali sebagai Ti DNA, kerana ini adalah urutan yang menyebabkan tumor.
Fragmen DNA bakteria ini bergabung dengan DNA nuklear sel tumbuhan inang dan mendorong transformasi sel tumbuhan dari sel normal ke sel tumor.
Sel-sel yang diubah kemudiannya membelah dan tumbuh secara tidak terkawal secara bebas dari bakteria dan tumbuhan.
Hempedu yang terbentuk sama ada di batang atau akar tanaman, menyebabkan sel memanjang yang berada di dekat xilem atau di sekelilingnya, menghasilkan tekanan pada saluran xilem dan ini terkompresi dan terkeluar, menjadi kurang efisien untuk mengangkut air di dalam kilang.
Pada awal penyakit ini, tumornya hampir bulat, berwarna putih dan teksturnya lembut. Pada mulanya mereka boleh dikelirukan dengan produk kalus pada luka. Tisu kemudian menjadi gelap kerana kematian sel periferal dan reput.
Sebilangan tumor boleh berkayu, dan yang lain boleh menjadi spongy. Ukurannya boleh sampai 30 cm.
Akar berbulu
Ia adalah penyakit yang dihasilkan oleh spesies Agrobacterium tumefaciens dan oleh relatif Agrobacterium rhizogenes. Kedua-duanya menyajikan plasmid Ri dan mendorong pembentukan akar berbulu di inangnya, yang menunjukkan fenotip pada akar tanaman yang dijangkiti.
Akarnya tumbuh dengan banyak dan kelihatan seperti rambut atau akar dengan banyak rambut. Ini berlaku apabila DNA bakteria disatukan ke dalam DNA tumbuhan, dan sintesis asid asetik indole dirangsang, yang mendorong pembezaan dari akar normal ke akar berbulu.
Kawalan biologi
Hempedu mahkota yang disebabkan oleh Agrobacterium tumefaciens dapat dikawal secara bio oleh bakteria genus yang sama (Agrobacterium radiobacter), yang tidak bersifat patogen.
Untuk biokontrol ini, benih, anak benih dan keratan tanaman dirawat dengan penggantungan strain K84 A. radiobacter, berkat penghasilan bakteriosin yang dikenali sebagai agrocin 84, yang berfungsi sebagai antibiotik terhadap bakteria yang berkaitan secara taksonomi.
Bahan ini secara selektif menghalang bakteria fitopatogenik yang sampai ke permukaan tisu tumbuhan yang diresapi dengan bakteria bukan patogen. Walau bagaimanapun, diketahui bahawa di beberapa negara, terdapat strain A. tumefaciens yang tahan terhadap agrokin 84.
Kawalan kimia
Dalam kes ceri, yang rentan terhadap jangkitan oleh A. tumefaciens, biasanya dirawat secara pencegahan dengan dichlone (dichloro naphthoquinone).
Ti plasmid dari Agrobacterium tumefaciens adalah serpihan DNA bakteria yang berguna dalam kejuruteraan genetik. Sumber: Ti plasmid.svg: Mouagipderivative work: Miguelferig
Rujukan
- Ruggiero, MA, Gordon, DP, Orrell, TM, Bailly, N., Bourgoin, T., Brusca, RC, et al. 2015. Pengelasan Tahap Lebih Tinggi bagi Semua Organisma Hidup. PLOS SATU 10 (4): e0119248.
- Agrios, GN 2005. Patologi Tumbuhan. Edisi ke- 5 Akhbar Akademik Elsevier. Amerika Syarikat. 922 hlm.
- Katalog Kehidupan: Senarai Semak Tahunan 2019. Perincian spesies: Rhizobium radiobacter (Beijerinck and van Delden, 1902) Young et al., 2001. Diambil dari :atalogueoflife.org
- Echeverrigaray, S. 1995. Perubahan profil peroksidase dan polipeptida di Nicotiana tabacum L. diubah dengan Agrobacterium rhizogenes. Sains Luar Bandar, Santa Maria 25 (2): 229-232.
- De la Isla, L. Fitopatologi. 1994. Fitopatologi. Kolej Pascasiswazah, UTEHA Noriega Editores. 384 hlm.