Rhizobium radiobacter

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 4 noiembrie 2019; verificările necesită 3 modificări .
Rhizobium radiobacter

Micrografie electronică a Rhizobium radiobacter în procesul de infectare a unei celule de morcov , începutul transferului de plasmide
clasificare stiintifica
Domeniu:bacteriiTip de:ProteobacteriiClasă:Alfa ProteobacteriiOrdin:RhizobiumFamilie:RhizobiaceaeGen:RhizobiumVedere:Rhizobium radiobacter
Denumire științifică internațională
Rhizobium radiobacter ( Beijerinck și van Delden 1902) Young și colab. 2001
Sinonime
conform LPSN [1] [2] :
  • Achromobacter radiobacter (Beijerinck și van Delden 1902) Bergey și colab. 1934
  • Agrobacterium radiobacter (Beijerinck și van Delden 1902) Conn 1942
  • Agrobacterium tumefaciens (Smith și Townsend 1907) Conn 1942
  • Alcaligenes radiobacter (Beijerinck și van Delden 1902) Conn 1939
  • Bacillus radiobacter
    Beijerinck și van Delden 1902
  • Bacterium radiobacter (Beijerinck și van Delden 1902) Löhnis 1905
  • Bacterium tumefaciens
    Smith și Townsend 1907
  • Phytomonas tumefaciens (Smith și Townsend 1907) Bergey și colab. 1923
  • Polymonas tumefaciens (Smith și Townsend 1907) Lieske 1928
  • Pseudomonas radiobacter (Beijerinck și van Delden 1902) Krasil'nikov 1949
  • Pseudomonas tumefaciens (Smith și Townsend 1907) Duggar 1909
  • Rhizobium radiobacter (Beijerinck și van Delden 1902) Pribram 1933
  • Rhizobium radiobacter (Beijerinck și van Delden 1902) Conn 1942

Rhizobium radiobacter  (lat.) (cunoscut și sub numele de Agrobacterium tumefaciens ) este o specie de bacterii de sol gram-negative , în mod obligatoriu aerobe , în formă de bastonaș din genul Rhizobium . Capabil să transforme celulele vegetale folosind o plasmidă specială . Fitopatogenul determină formarea așa-numitelor fiere ale coroanei la plante, patogenitatea condiționată este cunoscută șila persoanele care suferă de boli de imunodeficiență, precum SIDA [3] . Folosit în inginerie genetică pentru transformarea plantelor.

Istoria taxonomiei

Specia Rhizobium radiobacter a fost descrisă istoric ca două linii de sinonime.

În prima linie ( Rhizobium radiobacter ) a fost descris pentru prima dată de Beijerinck și van Delden în 1902 sub numele de Bacillus radiobacter . Apoi, taxonomiștii au transferat specia de mai multe ori către alte genuri: Löhnis în 1905 - în Bacterium , Primbran (Pribram) în 1933 - în Rhizobium , Bergey (Bergey) în 1934 - în Achromobacter , Conn (Conn) în 1939 - în Alcaligenes și .—la genul Rhizobium [2] .

În a doua linie ( Agrobacterium tumefaciens ), specia a fost descrisă pentru prima dată de Smith (Smith) și Townsend (Townsend) în 1907 sub denumirea de Bacterium tumefaciens (de la tumoră - „ tumoare ” și facere - „face, acționează”, denumirea reflectă capacitatea bacteriei de a provoca tumori vegetale). Au urmat mai multe transferuri către alte genuri ( Pseudomonas - Phytomonas - Polymonas ), până când în 1942 Conn a reclasificat specia sub denumirea de Agrobacterium tumefaciens [1] .

În 1993, Sawada și colab. au propus desființarea denumirii Agrobacterium tumefaciens (Smith et Townsend 1907) Conn 1942 ca sinonim târziu ilegitim pentru denumirea Agrobacterium radiobacter (Beijerinck și van Delden 1902) Conn 1942 , comisia conservată Agrobacterium [4] tumefaciens ca specie tip din genul Agrobacterium Conn 1942 [5] . În 2001, Young și colab. au propus transferul speciilor de Agrobacterium , inclusiv Agrobacterium tumefaciens , la genul Rhizobium , ceea ce a rezolvat problema epitetului de specie tumefaciens , care a încetat să fie eliminat după abolirea genului [6] și a ambelor linii de specii. sinonime fuzionate în Rhizobium radiobacter (Beijerinck și van Delden 1902) Young și colab. 2001 .

Proprietăți biologice

Morfologie

Bacterii drepte sau ușor curbate în formă de tijă, cu dimensiunea de 0,6–1,0 × 1,5–3,0 µm. Nu se formează spori , mobil. Purtați 1-4 flagelaperitrichial localizate. Aranjate individual sau în perechi.

Proprietăți culturale

Chemoorganoheterotrop , aerob obligat . Nu necesită factori specifici pentru creșterea pe medii nutritive artificiale. Capabil să folosească o gamă relativ mare de substanțe organice ca unică sursă de carbon ( N-acetilglucozamină , α - alanină , β-alanină, arabinoză , aspartat , dulcit etc.), capabile să crească în bulion LB. Pe medii nutritive de agar formează colonii convexe, rotunde, netede, nepigmentate sau ușor bej. Utilizați manitol și alți carbohidrați cu formarea de acid. Pe medii cu carbohidrați se observă mucus extracelular de natură polizaharidă . Sunt oxidaza -pozitivi , formează urează , nu formează indol [7] .

Genomul

Genomul tulpinii C58 de R. radiobacter (descris și ca A. tumefaciens ) are o dimensiune de 5,67 Mb. și este format din doi cromozomi (circular și liniar [8] ) și două plasmide . Se remarcă un nivel ridicat de omologie cu genomul Sinorhizobium meliloti , sugerând o divergență evolutivă recentă [9] .

Cromozomi

Cromozomul inel al tulpinii C58 de R. radiobacter are o dimensiune de 2841580 bp. și conține 2819 gene , dintre care 2765 codifică proteine ​​[10] . Cromozomul liniar are o dimensiune de 2075577 bp. și conține 1884 de gene, dintre care 1851 codifică proteine ​​[11] . Prezența unui cromozom circular și liniar este, de asemenea, caracteristică altor tulpini de R. radiobacter , cum ar fi tulpina MAFF301001 [12] .

Plasmide

Tulpina C58 de R. radiobacter conţine două plasmide: o plasmidă At şi o plasmidă Ti. Plasmida At (de la Agrobacterium tumefaciens ) este o moleculă circulară de ADN dublu catenară de 542.868 bp . și conține 557 de gene, dintre care 542 codifică proteine ​​[13] . Ti-plasmida (din engleza tumor-inducing) determină patogenitatea R. radiobacter și este capabilă să se integreze în genomul plantei gazdă, transferând T-ADN în procesul de recombinare site-specific [14] [15] , plasmida se poate integra parțial în genomul Saccharomyces cerevisiae prin recombinare nelegitimă [16] . Cu toate acestea, infecția șoarecilor cu R. radiobacter patogen nu induce expresia genelor reporter în țesuturi [17] . Plasmida Ti a tulpinii C58 de R. radiobacter este o moleculă circulară de ADN dublu catenară cu dimensiunea de 214233 bp. și conține 199 de gene, dintre care 197 codifică proteine ​​[18] . Ti-plasmida conține gene care controlează sinteza și catabolismul aminoacizilor specifici - opine [19] , care sunt utilizate de R. radiobacter ca sursă de nutriție (octopină, nopalină, agropină) [20] , gene de virulență, gene pt. sinteza fitohormonilor - citokinine și auxine (de fapt ele provoacă formarea tumorii și dediferențierea țesuturilor vegetale), ADN-ul în sine este o regiune integrabilă a plasmidei Ti purtătoare de gene pentru sinteza fitohormonilor și opinelor [21] .

Patogenitatea plantelor

R. radiobacter determină formarea așa-numitelor. fiere de coroană la plante. Formarea tumorii este asociată cu transferul T-ADN în genomul plantei cu transformarea sa ulterioară. Celulele transformate, din cauza unui dezechilibru în sinteza fitohormonilor, se dediferențiază și încep creșterea dezordonată. Celulele vegetale transformate încep, de asemenea, să sintetizeze opinele, pe care R. radiobacter le poate folosi ca sursă de hrană. Un anumit rol în inducerea exprimării genelor de virulență R. radiobacter cu planta gazdă îl au metaboliții specifici intracelulari ai plantei [22] , care sunt eliberați atunci când țesuturile plantei sunt rănite [23] . Un pas important în procesul patogenic este sinteza pilulelor T folosind sistemul de secreție de tip IV , care se realizează sub acțiunea operonului VirB . R. radiobacter se atașează de celula vegetală cu ajutorul pastilelor T , formând o punte de conjugare și, folosind proteina VirE1, transferă complexul proteic monocatenar T-DNA–VirE2 [24] (format preliminar din plasmida Ti). și legat de proteina VirE2 [25] ) în celula vegetală [26] [27] . De asemenea, transformarea celulelor vegetale este influențată de proteina specifică VirE3, care este transportată în nucleu împreună cu T-ADN și se leagă probabil de factorul de transcripție [28] . În nucleu, ADN-T este integrat în genomul celulei plantei gazdă [29] prin recombinare specifică locului [30] [31] . Introducerea ADN-ului T determină formarea unor tumori caracteristice din plante datorită hipersintezei fitohormonilor; opiniile încep să se acumuleze în țesuturile tumorale.

Utilizare în inginerie genetică

Datorită capacității R. radiobacter de a transforma celulele vegetale, bacteria este acum utilizată activ pentru a introduce material genetic în scopul modificării genetice a plantelor [32] [33] . R. radiobacter este capabil să transforme atât plante dicotiledone [34] [35] cât și unele plante monocotiledone [36] [37] și unele ciuperci microscopice [38] . Prin urmare, au fost dezvoltați vectori speciali bazați pe plasmida Ti cu fitohormon șters și gene opine („plasmidă dezarmată”) pentru a introduce informații genetice străine în genomul plantei [39] pentru a obține plante cu trăsăturile benefice dorite.

Vezi și

Note

  1. ↑ 1 2 LPSN: Genul Agrobacterium . Consultat la 17 iunie 2015. Arhivat din original la 30 iunie 2015.
  2. ↑ 1 2 LPSN: Genul Rhizobium . Consultat la 17 iunie 2015. Arhivat din original la 5 iulie 2017.
  3. ↑ Infecții cauzate de Agrobacterium tumefaciens . Preluat la 16 august 2008. Arhivat din original la 6 martie 2014.
  4. ↑ Sawada H., Ieki H., Oyaizu H. și Mtsumoto S. Propunere de respingere a Agrobacterium tumefaciens și descrieri revizuite pentru genul Agrobacterium și pentru Agrobacterium radiobacter și Agrobacterium rhizogenes// Int. J. Syst. Bacteriol., 1993, 43, 694-702.
  5. ↑ COMISIA JUDICIARĂ: Procesul-verbal al ședințelor, 2 și 6 iulie 1994, Praga, Republica Cehă. Int. J. Syst. Bacteriol., 1995, 45, 195-196.
  6. ↑ O revizuire a Rhizobium Frank 1889, cu o descriere modificată a genului și includerea tuturor speciilor de Agrobacterium Conn 1942 și Allorhizobium undicola de Lajudie și colab. 1998 ca noi combinații: Rhizobium radiobacter, R. rhizogenes, R. rubi, R. undicola și R. vitis. (link indisponibil) . Consultat la 16 august 2008. Arhivat din original la 5 septembrie 2009. 
  7. ↑ Manualul lui Bergey de bacteriologie sistematică . Preluat la 3 octombrie 2017. Arhivat din original la 12 octombrie 2017.
  8. ↑ [https://web.archive.org/web/20150617164318/https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8253676?dopt=Abstract Arhivat la 17 iunie 2015 la Wayback Machine Prezența unui liniar și un cromozom circular... [J Bacteriol. 1993] - rezultat PubMed]
  9. ↑ Genomul inginerului genetic natural Agrobac… [Știință. 2001] - Rezultat PubMed
  10. ↑ uid=189 Rezultatul genomului
  11. ↑ uid=190 Rezultatul genomului
  12. ↑ http://www.jstage.jst.go.jp/article/ggs/76/6/363/_pdf  (link în jos)
  13. ↑ uid=191 Rezultatul genomului
  14. ↑ Integrarea specifică locului a ADN-ului T de Agrobacterium tumefaciens prin intermediari dublu catenar - Tzfira și colab. 133(3):1011 - [[Fiziologia plantelor]] . Preluat la 16 august 2008. Arhivat din original la 5 septembrie 2008.
  15. ↑ Implicarea KU80 în integrarea T-ADN în celulele vegetale - PNAS . Consultat la 16 august 2008. Arhivat din original la 24 septembrie 2015.
  16. ↑ Integrarea Agrobacterium tumefaciens T-DNA în genomul Saccharomyces cerevisiae prin recombinare nelegitimă - PNAS . Preluat la 16 august 2008. Arhivat din original la 9 septembrie 2014.
  17. ↑ PLoS ONE: Bacteremia indusă de Agrobacterium tumefaciens nu duce la expresia genelor reporter în organele de șoarece . Preluat la 16 august 2008. Arhivat din original la 15 martie 2010.
  18. ↑ uid=192 Rezultatul genomului
  19. ↑ Diversitatea de opinie și bacterii care catabolizează opinie izolate din tumorile biliare a coroanei care apar în mod natural - Moore și colab. 63(1):201 Microbiologie aplicată și de mediu . Preluat la 16 august 2008. Arhivat din original la 21 martie 2009.
  20. ↑ Ti-plasmid (Ti-plasmid, tumor inducing plasmid) - Plasmidă a bacteriei din sol Agrobacterium tumefaciens, al cărei situs T specific poate fi inclus în dicotiledonate ... celule . Preluat la 16 august 2008. Arhivat din original la 6 ianuarie 2011.
  21. ↑ Agrobacterium și Plasmide Ti - O scurtă istorie . Preluat la 3 octombrie 2017. Arhivat din original la 7 martie 2016.
  22. ↑ Un factor de celule vegetale induce expresia genei Agrobacterium tumefaciens vir - PNAS . Consultat la 16 august 2008. Arhivat din original la 24 septembrie 2015.
  23. ↑ Identificarea moleculelor semnal produse de celulele vegetale rănite care activează transferul T-ADN în Agrobacterium tumefaciens . Preluat la 16 august 2008. Arhivat din original la 29 aprilie 2008.
  24. ↑ ScienceDirect - FEMS Microbiology Letters: The VirE2 protein of Agrobacterium tumefaciens: the Yin and Yang of T-DNA transfer (link nu este disponibil) . Preluat la 16 august 2008. Arhivat din original la 26 martie 2009. 
  25. ↑ Transformarea plantelor de către Agrobacterium tumefaciens - JBC (link indisponibil) . Consultat la 16 august 2008. Arhivat din original la 22 septembrie 2008. 
  26. ↑ Proteina VirE1 mediază exportul proteinei monocatenar de legare a ADN-ului VirE2 din Agrobacterium tumefaciens în celulele vegetale - Sundberg și colab. 178 (4): 1207 - Jurnalul de...
  27. ↑ Structura cristalină a complexului de virulență Agrobacterium VirE1-VirE2 dezvăluie o proteină flexibilă care poate găzdui diferiți parteneri - PNAS . Consultat la 16 august 2008. Arhivat din original la 24 septembrie 2015.
  28. ↑ Proteina efectoră Agrobacterium VirE3: un potențial activator transcripțional al plantelor - García-Rodríguez și colab., 10.1093/nar/gkl877 - Nucleic Acids Research  (link indisponibil)
  29. ^ Agrobacterium- Mediated Plant Transformation: the Biology behind the "Gene-Jockeying" Tool - Gelvin 67 (1): 16 - Microbiology and Molecular Biology Reviews . Consultat la 16 august 2008. Arhivat din original la 14 octombrie 2008.
  30. ↑ Inducerea eficientă a genei vir în Agrobacterium tumefaciens Necesită virA, virG și vir Box din aceeași plasmidă Ti - Krishnamohan și colab. 183 (13): 4079 - The Journal of Bacte ... . Preluat la 16 august 2008. Arhivat din original la 7 octombrie 2008.
  31. ↑ Transferul genei Agrobacterium tumefaciens către celula vegetală (link indisponibil) . Consultat la 16 august 2008. Arhivat din original la 22 septembrie 2008. 
  32. ↑ Agrobacterium tumefaciens: un instrument natural pentru transformarea plantelor (link indisponibil) . Data accesului: 16 august 2008. Arhivat din original la 28 martie 2010. 
  33. ↑ Agrobacterium tumefaciens . Preluat la 16 august 2008. Arhivat din original la 12 iulie 2008.
  34. ↑ Transformation of Poplar de: Agrobacterium tumefaciens: Rezumat: Nature Biotechnology . Preluat la 16 august 2008. Arhivat din original la 9 octombrie 2008.
  35. ↑ Copie arhivată (link nu este disponibil) . Preluat la 16 august 2008. Arhivat din original la 4 mai 2008. 
  36. ↑ Transformarea lui Zea mays L. Utilizând Agrobacterium tumefaciens și Shoot Apex - Gould și colab. 95(2):426 - FIZIOLOGIA PLANTELOR
  37. ↑ Transformarea Agrobacterium tumefaciens a speciei Musa - Brevet 5792935 . Preluat la 16 august 2008. Arhivat din original la 6 martie 2014.
  38. ↑ Rezumate: Transformarea mediată de Agrobacterium tumefaciens a Aspergillus fumigatus: un instrument eficient pentru mutageneza inserțională și perturbarea genelor țintite - Biologic ... . Preluat la 16 august 2008. Arhivat din original la 9 mai 2010.
  39. ↑ T-DNA Binary Vectors and Systems - Lee and Gelvin 146 (2): 325 - PLANT PHYSIOLOGY . Preluat la 16 august 2008. Arhivat din original la 3 decembrie 2008.

Link -uri