Agrobacterium tumefaciens: características, morfologia, doenças - Ciência - 2023

Contente

Agrobacterium tumefaciens é uma bactéria fitopatogênica pertencente à ordem Rhizobiales. A característica mais importante dessa bactéria é que ela introduz parte de seu DNA nas células vegetais e as transforma de células normais em células tumorais em um curto espaço de tempo, causando a galha em coroa.

Essa bactéria é um bacilo gram-negativo que forma colônias esbranquiçadas ou amareladas e produz um polissacarídeo mucilaginoso em meio de cultura com carboidratos. É deslocado por flagelos peritricosos, vive no solo e infecta células vegetais através de feridas.

Os sintomas que causa Agrobacterium em seus hospedeiros, não é devido à espécie patogênica, mas ao tipo de plasmídeo (fragmento circular de DNA) que possuem. Consequentemente, as bactérias contendo plasmídeos Ti são indutores de tumor que produzem galha em coroa, e as bactérias contendo plasmídeos Ri induzem a formação de raízes cabeludas.

Essa espécie bacteriana, juntamente com certos vírus como vetores de material genético para transformar espécies vegetais, abriu uma era no cultivo de plantas transgênicas com alto potencial produtivo. Além disso, o estudo das galhas em coroa produzidas por Agrobacterium tumefaciens foi uma parte importante das aplicações de culturas de tecidos vegetais em vitro.

Atualmente, os biotecnologistas usam essa bactéria também para transformar outros organismos, como insetos, e para transferir genes entre plantas relacionadas e não relacionadas.

Agrobacterium e o plasmídeo Ti infecta apenas plantas dicotiledôneas, e foi identificado que ambos A. tumefaciens Como A. radiobacter eles infectam raízes de hospedeiros como ervilhas, milho, cebola, tabaco, pepino e tomate.

Do ponto de vista taxonômico, embora esta bactéria seja mais conhecida como Agrobacterium tumefaciens, o nome válido atual é Rhizobium radiobacter.

Características gerais

Agrobacterium tumefaciens não tem a capacidade de fixar nitrogênio. Ele parasita raízes e caules e causa crescimento excessivo de células conhecido como galha em coroa. Também causa raiz ou raiz peluda, bem como galhas no caule.

Para a diferenciação desse gênero bacteriano de outros gêneros, uma série de testes bioquímicos específicos são utilizados, como o uso de nitratos, metabolismo do açúcar e produção de indol.

Considera-se que nesta infecção por A. tumefaciens, e em outras que produzem crescimento, deformação e murchamento excessivos, ocorre um desequilíbrio hormonal que resulta no acúmulo de citocininas e ácido indol acético. No entanto, não se sabe se esse acúmulo de fitohormônios é uma causa ou efeito da infecção.

Foi demonstrado que os plasmídeos Ti da bactéria A. tumefaciens Ele contém genes que codificam a produção de citocininas e ácido indolacético.

Habitat

Vive no solo, principalmente na rizosfera, em locais de clima quente, ou sobrevive por muito tempo nessas condições de solo. Agrobacterium É a causa da bílis da copa das espécies lenhosas, especialmente das árvores frutíferas de caroço e pomóideas, amoreiras, vinhas e salgueiros, da bílis do caule das framboesas e das amoras.

Suas células livres são capazes de infectar as raízes de um hospedeiro específico próximo a elas. As células bacterianas são atraídas por raízes danificadas ou feridas.

Em locais com alta pluviosidade e onde o pH está em torno de 6,0, as bactérias são freqüentemente atraídas para a zona de alongamento da raiz de forma permanente. Nesse sentido, em solos com pH adequado e alta umidade, a infecção pode ser maior e aumentar o aparecimento de galhas em copa.

Esta espécie bacteriana requer, além das feridas radiculares, um fenômeno de atração e um princípio indutivo para inicialmente proliferar o desenvolvimento das células, bem como posteriormente formar galhas. Em outras palavras, deve haver um reconhecimento mútuo entre ela e a planta.

Taxonomia

Reino: Bactérias (Eubactérias)

Sub-reino: Negibacteria

Filo: Proteobactérias

Classe: Alphaproteobacteria

Ordem: Rhizobiales

Família: Rhizobiaceae

Gênero: Rhizobium

Espécies: Rhizobium radiobacter (Beijerinck e van Delden, 1902) Young et al., 2001 (nome válido)

Alguns sinônimos são Agrobacterium radiobacter (Beijerinck e van Delden, 1902) Conn, 1942, e Agrobacterium tumefaciens (Smith e Townsend, 1907) Conn, 1942.

Morfologia

Agrobacterium tumefaciens é uma bactéria de forma bacilar, que possui flagelos laterais espalhados e em cultura cresce em colônias brancas e às vezes amareladas.

A forma bacilar de uma bactéria indica que sua aparência é em forma de bastonete. As dimensões do A. tumefaciens eles têm 0,8 μm de comprimento por 1,5 a 3 μm de largura.

As bactérias da família Rhizobiaceae são bactérias gram-negativas que apresentam entre 1 e 6 flagelos. Especificamente o A. tumefaciens viaja por 1 ou 4 flagelos peritricosos. No caso de ter um único flagelo, é lateral e não polar.

Com relação ao seu crescimento em meio de cultura, se o meio contém uma fonte de carboidrato, a bactéria produz uma abundante mucilagem do tipo polissacarídeo, semelhante à produzida por seus parentes, a bactéria rizobiana. As colônias geralmente têm uma aparência lisa.

Doenças

Crown Gall

Esta doença é produzida em mais de uma centena de plantas infectadas nas quais uma galha ou tumor se forma em estruturas como raízes, pecíolos e caules.

Os tumores se desenvolvem quando a bactéria entra em feridas feitas recentemente em um hospedeiro suscetível.

Assim que a bactéria reconhece uma ferida e vice-versa, as células mais próximas começam a se dividir. Agrobacterium liga-se às paredes celulares de seus hospedeiros, mas não invade suas células.

Dois ou três dias após a infecção, ocorre um condicionamento nas células vegetais que as torna sensíveis a um fragmento de DNA do plasmídeo bacteriano, conhecido como DNA de Ti, por se tratar de uma sequência que induz tumores.

Este fragmento de DNA bacteriano se integra ao DNA nuclear da célula vegetal hospedeira e induz uma transformação de células vegetais normais em células tumorais.

Posteriormente, as células transformadas se dividem e crescem de forma incontrolável, independentemente das bactérias e da planta.

A galha formada tanto no caule como nas raízes das plantas, faz com que as células alongadas que estão próximas ao xilema ou ao redor dele, produzam pressão sobre os vasos do xilema e estes são comprimidos e deslocados, tornando-se menos eficientes no transporte a água dentro da planta.

No início da doença, os tumores são quase esféricos, de cor branca e textura macia. No início, eles podem ser confundidos com um produto caloso da ferida. Os tecidos então escurecem devido à morte celular periférica e apodrecimento.

Alguns tumores podem ser lenhosos e outros podem ser esponjosos. Seu tamanho pode ser de até 30 cm.

Raiz peluda

É uma doença produzida pela espécie Agrobacterium tumefaciens e para seu parente Agrobacterium rhizogenes. Ambos apresentam plasmídeos Ri e induzem a formação de raízes cabeludas em seus hospedeiros, o que apresenta um fenótipo muito particular nas raízes de plantas infectadas.

As raízes se desenvolvem abundantemente e parecem cabelos ou raízes com muitos fios de cabelo. Isso ocorre quando o DNA bacteriano é integrado ao DNA da planta, e a síntese de ácido indol acético é estimulada, o que promove a diferenciação de raízes normais em raízes cabeludas.

Controle biológico

A bílis na coroa causada por Agrobacterium tumefaciens pode ser biocontrolado por uma bactéria do mesmo gênero (Agrobacterium radiobacter), que não é patogênico.

Para este biocontrole, as sementes, mudas e estacas de plantas são tratadas com uma suspensão da cepa K84 de A. radiobacter, graças à produção de uma bacteriocina conhecida como agrocina 84, que funciona como um antibiótico contra bactérias taxonomicamente relacionadas a ela.

Essa substância inibe seletivamente as bactérias fitopatogênicas que atingem a superfície dos tecidos vegetais impregnados com as bactérias não patogênicas. No entanto, sabe-se que em vários países existem cepas de A. tumefaciens resistente à agrocina 84.

Controle químico

No caso da cerejeira, que é suscetível à infecção por A. tumefaciens, geralmente é tratado preventivamente com diclona (dicloro naftoquinona).

Referências

Ruggiero, M.A., Gordon, D.P., Orrell, T.M., Bailly, N., Bourgoin, T., Brusca, R.C., et al. 2015. Uma classificação de nível superior de todos os organismos vivos. PLoS ONE 10 (4): e0119248.
Agrios, G.N. 2005. Plant Pathology. 5^º ed. Elsevier Academic Press. Estados Unidos da America. 922 p.
Catálogo da Vida: Lista de Verificação Anual 2019. Detalhes da espécie: Rhizobium radiobacter (Beijerinck e van Delden, 1902) Young et al., 2001. Retirado de: catalogueoflife.org
Echeverrigaray, S. 1995. Changes in peroxidase and polipeptide profiles in Nicotiana tabacum L. transformado com Agrobacterium rhizogenes. Rural Science, Santa Maria 25 (2): 229-232.
De la Isla, L. Phytopathology. 1994. Phytopathology. Faculdade de Pós-Graduação, UTEHA Noriega Editores. 384 p.