Rhizobium radiobacter

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 4 november 2019; kontroller kräver 3 redigeringar .
Rhizobium radiobacter

Elektronmikrofotografi av Rhizobium radiobacter i färd med att infektera en morotscell , början på plasmidöverföring
vetenskaplig klassificering
Domän:bakterieSorts:ProteobakterierKlass:Alfa proteobakterierOrdning:RhizobiumFamilj:RhizobiaceaeSläkte:RhizobiumSe:Rhizobium radiobacter
Internationellt vetenskapligt namn
Rhizobium radiobacter ( Beijerinck och van Delden 1902) Young et al. 2001
Synonymer
enligt LPSN [1] [2] :
  • Achromobacter radiobacter (Beijerinck och van Delden 1902) Bergey et al. 1934
  • Agrobacterium radiobacter (Beijerinck och van Delden 1902) Conn 1942
  • Agrobacterium tumefaciens (Smith och Townsend 1907) Conn 1942
  • Alcaligenes radiobacter (Beijerinck och van Delden 1902) Conn 1939
  • Bacillus radiobacter
    Beijerinck och van Delden 1902
  • Bacterium radiobacter (Beijerinck och van Delden 1902) Löhnis 1905
  • Bacterium tumefaciens
    Smith och Townsend 1907
  • Phytomonas tumefaciens (Smith och Townsend 1907) Bergey et al. 1923
  • Polymonas tumefaciens (Smith och Townsend 1907) Lieske 1928
  • Pseudomonas radiobacter (Beijerinck och van Delden 1902) Krasil'nikov 1949
  • Pseudomonas tumefaciens (Smith och Townsend 1907) Duggar 1909
  • Rhizobium radiobacter (Beijerinck och van Delden 1902) Pribram 1933
  • Rhizobium radiobacter (Beijerinck och van Delden 1902) Conn 1942

Rhizobium radiobacter  (lat.) (även känd som Agrobacterium tumefaciens ) är en art av gramnegativa , obligat aeroba , stavformade jordbakterier av släktet Rhizobium . Kan transformera växtceller med enspeciell plasmid . Fytopatogen orsakar bildandet av de så kallade krongallarna i växter, villkorlig patogenicitet är även kändhos personer som lider av immunbristsjukdomar, såsom AIDS [3] . Används inom genteknik för att transformera växter.

Taxonomiens historia

Arten Rhizobium radiobacter har historiskt beskrivits som två rader av synonymer.

I den första raden ( Rhizobium radiobacter ) beskrevs första gången av Beijerinck och van Delden 1902 under namnet Bacillus radiobacter . Sedan överförde taxonomer arten flera gånger till andra släkten: Löhnis 1905 - i Bacterium , Primbran (Pribram) 1933 - i Rhizobium , Bergey (Bergey) 1934 - i Achromobacter , Conn (Conn) 1939 och i Alcaligenes .—till släktet Rhizobium [2] .

I den andra raden ( Agrobacterium tumefaciens ) beskrevs arten första gången av Smith (Smith) och Townsend (Townsend) 1907 under namnet Bacterium tumefaciens (från tumör - " tumör " och facere - "gör, agera", namnet speglade bakteriens förmåga att orsaka växttumörer). Detta följdes av flera överföringar till andra släkten ( Pseudomonas - Phytomonas - Polymonas ), tills Conn 1942 omklassificerade arten under namnet Agrobacterium tumefaciens [1] .

År 1993 föreslog Sawada et al. att avskaffa namnet Agrobacterium tumefaciens (Smith et Townsend 1907) Conn 1942 som en olaglig sen synonym för namnet Agrobacterium radiobacter (Beijerinck och van Delden 1902) Conn mission 1942 , men [42] bevarade Agrobacterium. tumefaciens som typart av släktet Agrobacterium Conn 1942 [5] . År 2001 föreslog Young et al. att överföra Agrobacterium- arter , inklusive Agrobacterium tumefaciens , till släktet Rhizobium , vilket löste frågan om artepitetet tumefaciens , som upphörde att vara malpåse efter avskaffandet av släktet [6] och båda arterna . synonymer slogs samman till Rhizobium radiobacter (Beijerinck och van Delden 1902) Young et al. 2001 .

Biologiska egenskaper

Morfologi

Raka eller lätt krökta stavformade bakterier 0,6–1,0 × 1,5–3,0 µm stora. Bildar inte sporer , mobil. Bär 1-4 flageller peritrichiellt placerade. Arrangeras enskilt eller i par.

Kulturella egenskaper

Chemoorganoheterotroph , obligat aerobe . Kräver inga specifika faktorer för tillväxt på konstgjorda näringsmedia. Kan använda ett relativt stort utbud av organiska ämnen som enda kolkälla ( N-acetylglukosamin , α - alanin , β-alanin, arabinos , aspartat , dulcit , etc.), som kan växa i LB-buljong. På agarnäringsmedier bildar de konvexa, runda, släta, icke-pigmenterade eller svagt beiga kolonier. Använd mannitol och andra kolhydrater med bildandet av syra. På media med kolhydrater observeras extracellulärt slem av polysackaridkaraktär . De är oxidaspositiva , bildar ureas , bildar inte indol [7] .

Genom

Genomet av R. radiobacter- stam C58 (även beskrivet som A. tumefaciens ) har en storlek på 5,67 Mb. och består av två kromosomer (cirkulär och linjär [8] ) och två plasmider . En hög nivå av homologi med genomet av Sinorhizobium meliloti noteras , vilket tyder på en nyligen evolutionär divergens [9] .

Kromosomer

Ringkromosomen hos R. radiobacter- stam C58 har en storlek på 2841580 bp. och innehåller 2819 gener , varav 2765 kodar för proteiner [10] . Den linjära kromosomen har en storlek på 2075577 bp. och innehåller 1884 gener, varav 1851 kodar för proteiner [11] . Närvaron av en cirkulär och linjär kromosom är också karakteristisk för andra stammar av R. radiobacter , såsom stam MAFF301001 [12] .

Plasmider

R. radiobacter- stam C58 innehåller två plasmider: en At-plasmid och en Ti-plasmid. At-plasmiden (från Agrobacterium tumefaciens ) är en 542 868 bp cirkulär dubbelsträngad DNA -molekyl. och innehåller 557 gener, varav 542 kodar för proteiner [13] . Ti-plasmid (från engelska tumor-inducing) orsakar patogeniciteten av R. radiobacter och kan integreras i värdväxtens genom, överföra T-DNA i processen med platsspecifik rekombination [14] [15] , plasmiden kan också delvis integreras i Saccharomyces-genomet cerevisiae genom illegitim rekombination [16] . Men infektion av möss med patogen R. radiobacter inducerar inte uttrycket av reportergener i vävnader [17] . Ti-plasmiden från R. radiobacter- stam C58 är en cirkulär dubbelsträngad DNA-molekyl med en storlek på 214233 bp. och innehåller 199 gener, varav 197 kodar för proteiner [18] . Ti-plasmiden innehåller gener som styr syntesen och katabolismen av specifika aminosyror - opiner [19] , som används av R. radiobacter som näringskälla (oktopin, nopalin, agropin) [20] , virulensgener, gener för syntesen av fytohormoner - cytokininer och auxiner (de orsakar faktiskt tumörbildning och dedifferentiering av växtvävnader), T-DNA i sig är en integrerbar region av de Ti-plasmidbärande generna för syntes av fytohormoner och opiner [21] .

Växtpatogenicitet

R. radiobacter orsakar bildandet av den sk. krongall i växter. Tumörbildning är associerad med överföringen av T-DNA till växtgenomet med dess efterföljande transformation. Transformerade celler, på grund av en obalans i syntesen av fytohormoner, dedifferentieras och börjar oordnad tillväxt. De transformerade växtcellerna börjar också syntetisera opiner, som R. radiobacter kan använda som matkälla. En viss roll i induktionen av uttrycket av R. radiobacter virulensgener med värdväxten spelas av specifika intracellulära metaboliter av växten [22] , som frigörs när växtvävnader skadas [23] . Ett viktigt steg i den patogena processen är syntesen av T - piller med hjälp av utsöndringssystemet typ IV , som utförs under verkan av VirB- operonet . R. radiobacter fäster till växtcellen med hjälp av T -piller, bildar en konjugationsbrygga och överför med hjälp av VirE1-proteinet det enkelsträngade T-DNA-VirE2-proteinkomplexet [24] (preliminärt bildat från Ti-plasmiden) och kopplat till VirE2-proteinet [25] ) in i växtceller [26] [27] . Transformationen av växtceller påverkas också av det specifika VirE3-proteinet, som transporteras in i kärnan tillsammans med T-DNA och antagligen binder till transkriptionsfaktorn [28] . I kärnan är T-DNA integrerat i genomet av värdväxtcellen [29] genom platsspecifik rekombination [30] [31] . Införandet av T-DNA orsakar bildandet av karakteristiska växttumörer på grund av hypersyntesen av fytohormoner; opiner börjar ackumuleras i tumörvävnader.

Användning inom genteknik

På grund av R. radiobacters förmåga att transformera växtceller används bakterien nu aktivt för att introducera genetiskt material i syfte att genetisk modifiering av växter [32] [33] . R. radiobacter kan transformera både tvåhjärtbladiga växter [34] [35] och vissa enhjärtbladiga växter [36] [37] och vissa mikroskopiska svampar [38] . Därför utvecklades speciella vektorer baserade på Ti-plasmiden med deleterade fytohormon- och opingener ("avväpnad plasmid") för att introducera främmande genetisk information i växtgenomet [39] för att få växter med önskade fördelaktiga egenskaper.

Se även

Anteckningar

  1. ↑ 1 2 LPSN: Genus Agrobacterium . Hämtad 17 juni 2015. Arkiverad från originalet 30 juni 2015.
  2. ↑ 1 2 LPSN: Genus Rhizobium . Hämtad 17 juni 2015. Arkiverad från originalet 5 juli 2017.
  3. ↑ Infektioner orsakade av Agrobacterium tumefaciens . Hämtad 16 augusti 2008. Arkiverad från originalet 6 mars 2014.
  4. ↑ Sawada H., Ieki H., Oyaizu H. och Mtsumoto S. Förslag till avslag på Agrobacterium tumefaciens och reviderade beskrivningar för släktet Agrobacterium och för Agrobacterium radiobacter och Agrobacterium rhizogenes// Int. J. Syst. Bacteriol., 1993, 43, 694-702.
  5. ↑ RÄTTSLIGA KOMMISSIONEN: Protokoll från mötena den 2 och 6 juli 1994, Prag, Tjeckien. Int. J. Syst. Bacteriol., 1995, 45, 195-196.
  6. ↑ En revidering av Rhizobium Frank 1889, med en ändrad beskrivning av släktet, och inkluderandet av alla arter av Agrobacterium Conn 1942 och Allorhizobium undicola de Lajudie et al. 1998 som nya kombinationer: Rhizobium radiobacter, R. rhizogenes, R. rubi, R. undicola och R. vitis. (inte tillgänglig länk) . Hämtad 16 augusti 2008. Arkiverad från originalet 5 september 2009. 
  7. ↑ Bergeys manual för systematisk bakteriologi . Hämtad 3 oktober 2017. Arkiverad från originalet 12 oktober 2017.
  8. ↑ [https://web.archive.org/web/20150617164318/https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8253676?dopt=Abstract Arkiverad 17 juni 2015 vid Wayback Machine Presence of one linear och en cirkulär kromosom... [J Bacteriol. 1993] - PubMed resultat]
  9. ↑ Genomet av den naturliga geningenjören Agrobac... [Science. 2001] - PubMed resultat
  10. ↑ uid=189 Genomresultat
  11. ↑ uid=190 Genomresultat
  12. ↑ http://www.jstage.jst.go.jp/article/ggs/76/6/363/_pdf  (nedlänk)
  13. ↑ uid=191 Genomresultat
  14. ↑ Platsspecifik integration av Agrobacterium tumefaciens T-DNA via dubbelsträngade mellanprodukter - Tzfira et al. 133(3):1011 - [[Plant Physiology]] . Hämtad 16 augusti 2008. Arkiverad från originalet 5 september 2008.
  15. ↑ Involvering av KU80 i T-DNA-integration i växtceller - PNAS . Hämtad 16 augusti 2008. Arkiverad från originalet 24 september 2015.
  16. ↑ Integration av Agrobacterium tumefaciens T-DNA i Saccharomyces cerevisiae-genomet genom illegitim rekombination - PNAS . Hämtad 16 augusti 2008. Arkiverad från originalet 9 september 2014.
  17. ↑ PLoS ONE: Agrobacterium tumefaciens-inducerad bakteriemi leder inte till reportergenuttryck i musorgan . Hämtad 16 augusti 2008. Arkiverad från originalet 15 mars 2010.
  18. ↑ uid=192 Genomresultat
  19. ↑ Mångfald av åsikter och opinkataboliserande bakterier isolerade från naturligt förekommande krongalltumörer - Moore et al. 63(1):201 Tillämpad och miljömikrobiologi . Hämtad 16 augusti 2008. Arkiverad från originalet 21 mars 2009.
  20. ↑ Ti-plasmid (Ti-plasmid, tumörinducerande plasmid) - Plasmid från jordbakterien Agrobacterium tumefaciens, vars specifika T-ställe kan inkluderas i tvåhjärtbladiga ... celler . Hämtad 16 augusti 2008. Arkiverad från originalet 6 januari 2011.
  21. ↑ Agrobacterium och Ti-plasmider - en kort historia . Hämtad 3 oktober 2017. Arkiverad från originalet 7 mars 2016.
  22. ↑ En växtcellsfaktor inducerar Agrobacterium tumefaciens vir-genexpression - PNAS . Hämtad 16 augusti 2008. Arkiverad från originalet 24 september 2015.
  23. ↑ Identifiering av signalmolekylerna som produceras av sårade växtceller som aktiverar T-DNA-överföring i Agrobacterium tumefaciens . Hämtad 16 augusti 2008. Arkiverad från originalet 29 april 2008.
  24. ↑ ScienceDirect - FEMS Microbiology Letters: VirE2-proteinet från Agrobacterium tumefaciens: Yin och Yang för T-DNA-överföring (länk ej tillgänglig) . Hämtad 16 augusti 2008. Arkiverad från originalet 26 mars 2009. 
  25. ↑ Växttransformation av Agrobacterium tumefaciens - JBC (länk ej tillgänglig) . Hämtad 16 augusti 2008. Arkiverad från originalet 22 september 2008. 
  26. ↑ VirE1-protein förmedlar export av det enkelsträngade DNA-bindande proteinet VirE2 från Agrobacterium tumefaciens till växtceller - Sundberg et al. 178 (4): 1207 - The Journal of ...
  27. ↑ Kristallstruktur av Agrobacteriums virulenskomplex VirE1-VirE2 avslöjar ett flexibelt protein som kan ta emot olika partners - PNAS . Hämtad 16 augusti 2008. Arkiverad från originalet 24 september 2015.
  28. ↑ Effektorproteinet Agrobacterium VirE3: en potentiell växttranskriptionsaktivator - García-Rodríguez et al., 10.1093/nar/gkl877 - Nucleic Acids Research  (ej tillgänglig länk)
  29. ↑ Agrobacterium-medierad växttransformation: biologin bakom "Gene-Jockeying"-verktyget - Gelvin 67 (1): 16 - Mikrobiologi och molekylärbiologirecensioner . Hämtad 16 augusti 2008. Arkiverad från originalet 14 oktober 2008.
  30. ↑ Effektiv vir-geninduktion i Agrobacterium tumefaciens Kräver virA, virG och vir Box från samma Ti-plasmid - Krishnamohan et al. 183 (13): 4079 - The Journal of Bacte ... . Hämtad 16 augusti 2008. Arkiverad från originalet 7 oktober 2008.
  31. ↑ Agrobacterium tumefaciens-genen överförs till växtcell (länk ej tillgänglig) . Hämtad 16 augusti 2008. Arkiverad från originalet 22 september 2008. 
  32. ↑ Agrobacterium tumefaciens: ett naturligt verktyg för växtomvandling (länk ej tillgänglig) . Tillträdesdatum: 16 augusti 2008. Arkiverad från originalet 28 mars 2010. 
  33. ↑ Agrobacterium tumefaciens . Hämtad 16 augusti 2008. Arkiverad från originalet 12 juli 2008.
  34. ↑ Transformation av poppel av: Agrobacterium tumefaciens: Sammanfattning: Nature Biotechnology . Hämtad 16 augusti 2008. Arkiverad från originalet 9 oktober 2008.
  35. ↑ Arkiverad kopia (länk ej tillgänglig) . Hämtad 16 augusti 2008. Arkiverad från originalet 4 maj 2008. 
  36. ↑ Transformation av Zea mays L. Använda Agrobacterium tumefaciens och Shoot Apex - Gould et al. 95(2):426 - PLANTS FYSIOLOGI
  37. ↑ Agrobacterium tumefaciens-transformation av Musa-arter - Patent 5792935 . Hämtad 16 augusti 2008. Arkiverad från originalet 6 mars 2014.
  38. ↑ Sammanfattning: Agrobacterium tumefaciens-medierad transformation av Aspergillus fumigatus: Ett effektivt verktyg för insättningsmutagenes och riktad genstörning - Biologisk ... . Hämtad 16 augusti 2008. Arkiverad från originalet 9 maj 2010.
  39. ↑ Binära vektorer och system för T-DNA - Lee och Gelvin 146 (2): 325 - PLANTS FYSIOLOGI . Hämtad 16 augusti 2008. Arkiverad från originalet 3 december 2008.

Länkar