AGROBACTERIUM: CARATTERISTICHE, MORFOLOGIA E MALATTIE - BIOLOGIA - 2024

L'agrobacterium è un genere di batteri Gram-negativi in ​​grado di provocare malattie nelle piante attraverso il trasferimento di DNA. Il trasferimento del DNA consente la modifica della pianta ricevente per consentire l'espressione delle informazioni genetiche del batterio. Per questo motivo, i batteri di questo genere sono talvolta chiamati "ingegneri genetici della natura".

Il genere Agrobacterium è attualmente considerato non valido e le specie che lo contenevano sono state ricollocate, per la maggior parte, nel genere Rhizobium. Quest'ultimo genere è stato originariamente eretto per contenere batteri endosimbiotici vegetali. Questi batteri aiutano la fissazione dell'azoto da parte delle piante associate, principalmente legumi.

Meccanismo di trasmissione dell'informazione genetica dell'Agrobacterium. Tratto da commons.wikimedia.org

caratteristiche

Non formano spore, sono Gram-negativi, aerobici. Producono una reazione acida in presenza di mannitolo. Non producono acido o gas in un mezzo glucosio-peptone.

Sono in grado di indurre l'auto-proliferazione dei tumori nelle piante. Questa capacità è dovuta al trasferimento genetico di una piccola regione di DNA trasportata nei geni induttori del tumore (Ti) o induttori della radice (Ri).

Le specie Agrobacterium invadono attraverso le ferite, la corona, le radici e gli steli di molte dicotiledoni e di alcune piante di gimnosperme. Il trasferimento genico determina l'espressione nella pianta ricevente di particolari proprietà dei batteri.

Morfologia

I batteri di questo genere sono piccoli, a forma di bastoncino corto (0,5-1,0 x 1,2-3,0 μm). Sono mobili per la presenza di 1-4 flagelli situati lateralmente. Se presentano un singolo flagello, la loro fissazione può essere laterale o polare.

Tassonomia e sistematica

Il genere Agrobacterium fu proposto da Conn (1942) per includere due specie patogene precedentemente assegnate a Phytomonas: A. tumefaciens e A. rhizogenes e una specie non patogena, A. radiobacter.

Successivamente sono state aggiunte le specie Agrobacterium rubi, A. vitis e A. larrymoorei per la loro capacità di provocare malattie delle piante.

Studi genetici su varie specie di Agrobacterium hanno dimostrato che la capacità patogena di A. tumefaciens (produttore di tumori) o A. rhizogenes (produttore di radici) potrebbe essere trasferita tra i ceppi di Agrobacterium o persa. Successivamente è stato dimostrato che questa capacità di produrre malattie deriva dal trasferimento di plasmidi.

Le specie Agrobacterium e Rhizobium sono molto simili tra loro. L'unica differenza sistematica registrata tra questi generi è la loro interazione patogena, nel caso dell'Agrobacterium, o simbiotica (quelli del genere Rhizobium) con le piante.

Questo e il fatto che la capacità dell'Agrobacterium di produrre malattie può essere persa o trasferita, ha portato molti autori a unire entrambi i generi in uno (Rhizobium).

Malattie che provoca

Le specie Agrobacterium possono avere un'elevata capacità di produrre malattie sulle piante. Producono due tipi principali di malattie.

L'Agrobacterium tumefaciens (attualmente Rhizobium radiobacter) produce tumori o galle sulle radici e sul tronco di numerose specie di gimnosperme, piante monocotiledoni e dicotiledoni, tra cui almeno 40 specie di interesse commerciale.

Agrobacterium rhizogenes (ora Rhizobium rhizogenes), d'altra parte, provoca una crescita insolita delle radici in alcune piante dicotiledoni (malattia della radice pelosa o malattia della radice pelosa).

Malattia del gallo in uvero. Tratto da commons.wikimedia.org

Forme di contagio

La diffusione di malattie può avvenire sia attraverso suoli con ceppi patogeni sia attraverso la diffusione di materiale contaminato. Affinché i ceppi abbiano la capacità di produrre malattie, devono possedere particolari plasmidi. Questi plasmidi sono chiamati plasmidi Ti (induttori del tumore) o plasmidi Ri (induttori della crescita delle radici).

Durante il processo di infezione, un segmento del plasmide Ti o Ri, chiamato T-DNA (DNA di trasferimento) viene trasportato dai batteri alla pianta ricevente.

Il T-DNA batterico penetra nel nucleo delle cellule della pianta e si integra con il DNA della pianta. Di conseguenza, le cellule vegetali vengono trasformate geneticamente, il che consente l'espressione di informazioni genetiche dal T-DNA del batterio. L'espressione del DNA batterico porta alla crescita del tumore o al radicamento anormale.

I tumori o le galle prodotti da A. tumefaciens in alcuni casi non hanno effetti nocivi sulle piante. In altri casi possono causare una riduzione della crescita e persino la morte della pianta infetta.

Questa malattia è proliferata negli ultimi anni a causa dello scambio e della commercializzazione di piante con la malattia ma senza segni visibili di essa.

L'effetto della malattia della radice pelosa sulla pianta infetta è scarsamente compreso. Alcuni autori hanno dimostrato che la formazione di radici secondarie indotta da A. rhizogenes può avere effetti benefici sulla pianta infetta.

Trattamento

Il trattamento della malattia delle branchie dovrebbe essere preventivo. In caso di infezione, lo sviluppo della malattia a volte progredirà indipendentemente dalla presenza dei batteri che causano la malattia.

L'applicazione di prodotti antibatterici a base di rame e candeggina può ridurre le popolazioni di A. tumefaciens sulla superficie delle piante. Un altro meccanismo di trattamento preventivo è l'applicazione di ceppi non patogeni dei batteri che competono con i ceppi patogeni.

Prodotti chimici a base di creosoto, soluzioni a base di rame e forti ossidanti possono essere utilizzati per il trattamento curativo della malattia della bile della corona.

Poiché non ci sono prove degli effetti dannosi della malattia delle radici pelose sulla pianta infetta, non esiste un trattamento specifico contro di essa.

Patogenicità nell'uomo

Sebbene l'Agrobacterium sia noto principalmente per essere patogeno per le piante, alla fine può influenzare gli esseri umani. Nell'uomo è considerato un organismo inquinante o con scarsa capacità di produrre malattie.

Tuttavia, A. tumefaciens può essere responsabile di infezioni nosocomiali in pazienti con sistema immunitario indebolito. Tra le malattie causate da questo batterio vi sono infezioni associate a cateteri venosi centrali, peritonite, infezioni del sangue, infiammazioni dell'endocardio, infiammazioni della colecisti e infezioni del tratto urinario.

L'agrobacterium può essere resistente a più antibiotici inclusi cotrimossazolo e tetraciclina. L'unica terapia di successo fino ad oggi è il cefotaxime per il trattamento dell'infiammazione della cistifellea.

La capacità di Agrobacterium di trasferire geni a piante e funghi è stata utilizzata come strumento nell'ingegneria genetica per apportare miglioramenti genetici nelle piante.

Tuttavia, questa capacità di trasformare gli organismi ospiti non è limitata alle piante. Molti altri organismi eucarioti e persino procarioti possono essere manipolati in condizioni di laboratorio per essere geneticamente trasformati da Agrobacterium.

Molte specie di lieviti e funghi sono state trasformate in laboratorio utilizzando Agrobacterium. I ricercatori sono anche riusciti a trasformare alghe, cellule di mammiferi e il batterio Gram-positivo Streptomyces lividans.

Riferimenti

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