Rhizobium-radiobakteeri

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 4. marraskuuta 2019 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 3 muokkausta .
Rhizobium-radiobakteeri

Elektronimikroskooppikuva Rhizobium-radiobakteerista porkkanasolun infektoinnissa , plasmidinsiirron alku
tieteellinen luokittelu
Verkkotunnus:bakteeritTyyppi:ProteobakteeritLuokka:Alfa proteobakteeritTilaus:RhizobiumPerhe:RhizobiaceaeSuku:RhizobiumNäytä:Rhizobium-radiobakteeri
Kansainvälinen tieteellinen nimi
Rhizobium radiobacter ( Beijerinck ja van Delden 1902) Young et ai. 2001
Synonyymit
LPSN:n [1] [2] mukaan :
  • Achromobacter radiobacter (Beijerinck ja van Delden 1902) Bergey et ai. 1934
  • Agrobacterium radiobacter (Beijerinck ja van Delden 1902) Conn 1942
  • Agrobacterium tumefaciens (Smith ja Townsend 1907) Conn 1942
  • Alcaligenes radiobacter (Beijerinck ja van Delden 1902) Conn 1939
  • Bacillus radiobacter
    Beijerinck ja van Delden 1902
  • Bakteeriradiobakteeri (Beijerinck ja van Delden 1902) Löhnis 1905
  • Bakteeri tumefaciens
    Smith ja Townsend 1907
  • Phytomonas tumefaciens (Smith ja Townsend 1907) Bergey et ai. 1923
  • Polymonas tumefaciens (Smith ja Townsend 1907) Lieske 1928
  • Pseudomonas radiobacter (Beijerinck ja van Delden 1902) Krasil'nikov 1949
  • Pseudomonas tumefaciens (Smith ja Townsend 1907) Duggar 1909
  • Rhizobium radiobacter (Beijerinck ja van Delden 1902) Pribram 1933
  • Rhizobium radiobacter (Beijerinck ja van Delden 1902) Conn 1942

 Rhizobium radiobacter (lat.) (tunnetaan myös nimellä Agrobacterium tumefaciens ) on Rhizobium -suvun gram-negatiivisten , ehdottomasti aerobisten sauvamaisten maabakteerienlaji. Pystyy transformoimaan kasvisoluja käyttämällä erityistä plasmidia . Phytopatogeen aiheuttaa ns. kruunusappien muodostumista kasveissa, ehdollinen patogeenisuus tunnetaan myös immuunikatosairauksista, kuten AIDS :sta kärsivillä [3] . Käytetään geenitekniikassa kasvien muuntamiseen.

Taksonomian historia

Rhizobium radiobacter -laji on historiallisesti kuvattu kahdeksi synonyymiriviksi.

Ensimmäisessä rivissä ( Rhizobium radiobacter ) kuvasivat ensimmäisen kerran Beijerinck ja van Delden vuonna 1902 nimellä Bacillus radiobacter . Sitten taksonomistit siirsivät lajin useita kertoja muihin sukuihin: Löhnis vuonna 1905 - Bacteriumissa , Primbranissa (Pribram) vuonna 1933 - Rhizobiumissa , Bergeyssä (Bergeyssä) 1934 - Achromobacterissa , Connissa (Conn) vuonna 1939 - Alcaligenesissä42 .— Rhizobium -sukuun [2] .

Toisessa rivissä ( Agrobacterium tumefaciens ) Smith (Smith) ja Townsend (Townsend) kuvasivat lajin ensimmäisen kerran vuonna 1907 nimellä Bacterium tumefaciens ( tuumori - " kasvain " ja facere - "tee, toimi", nimi heijastui. bakteerin kyky aiheuttaa kasvien kasvaimia). Tätä seurasi useita siirtoja muihin suvuihin ( Pseudomonas - Phytomonas - Polymonas ), kunnes vuonna 1942 Conn luokitteli lajin uudelleen nimellä Agrobacterium tumefaciens [1] .

Vuonna 1993 Sawada ym. ehdottivat nimen Agrobacterium tumefaciens (Smith et Townsend 1907) Conn 1942 poistamista laittomana myöhäisenä synonyymina nimelle Agrobacterium radiobacter (Beijerinck ja van Delden 1902) Conn 1942 , mutta komissio säilytti [4] tumefaciens Agrobacterium Conn 1942 -suvun tyyppilajina [ 5 ] . Young ym. ehdottivat vuonna 2001, että Agrobacterium -lajit , mukaan lukien Agrobacterium tumefaciens , siirrettäisiin Rhizobium -sukuun , mikä ratkaisi ongelman lajiepiteetistä tumefaciens , joka lakkasi olemasta koipesäke suvun [6] ja molempien lajilinjojen poistamisen jälkeen. synonyymit sulautuivat Rhizobium radiobacteriksi (Beijerinck ja van Delden 1902) Young et al. 2001 .

Biologiset ominaisuudet

Morfologia

Suorat tai hieman kaarevat sauvan muotoiset bakteerit, joiden koko on 0,6–1,0 × 1,5–3,0 µm. Älä muodosta itiöitä , liikkuva. Kanna 1-4 siimat, jotka sijaitsevat peritrikiaalisesti. Järjestetään yksittäin tai pareittain.

Cultural Properties

Kemoorganoheterotrofi , pakollinen aerobi . Ei vaadi erityisiä tekijöitä kasvaakseen keinotekoisilla ravintoaineilla. Pystyy käyttämään suhteellisen suurta määrää orgaanisia aineita ainoana hiilenlähteenä ( N-asetyyliglukosamiini , α - alaniini , β-alaniini, arabinoosi , aspartaatti , dulsiitti jne.), pystyy kasvamaan LB-liemessä. Agar -ravinnealustalla ne muodostavat kuperia, pyöreitä, sileitä, pigmentoimattomia tai hieman beigejä pesäkkeitä . Käytä mannitolia ja muita hiilihydraatteja hapon muodostukseen. Hiilihydraattipitoisilla väliaineilla havaitaan polysakkaridiluonteista solunulkoista limaa . Ne ovat oksidaasipositiivisia , muodostavat ureaasia , eivät muodosta indolia [7] .

Genomi

R. radiobacter -kannan C58 (kutsutaan myös nimellä A. tumefaciens ) genomin koko on 5,67 Mb. ja koostuu kahdesta kromosomista (pyöreä ja lineaarinen [8] ) ja kahdesta plasmidista . Sinorhizobium melilotin genomin kanssa havaitaan korkea homologia , mikä viittaa viimeaikaiseen evoluution eroon [9] .

Kromosomit

R. radiobacter -kannan C58 rengaskromosomin koko on 2841580 bp. ja sisältää 2819 geeniä , joista 2765 koodaa proteiineja [10] . Lineaarisen kromosomin koko on 2075577 bp. ja sisältää 1884 geeniä, joista 1851 koodaa proteiineja [11] . Pyöreän ja lineaarisen kromosomin esiintyminen on ominaista myös muille R. radiobacter -kannoille , kuten kannalle MAFF301001 [12] .

Plasmidit

R. radiobacter -kanta C58 sisältää kaksi plasmidia: At-plasmidin ja Ti-plasmidin. At-plasmidi ( Agrobacterium tumefaciensista ) on 542 868 bp pyöreä kaksijuosteinen DNA -molekyyli. ja sisältää 557 geeniä, joista 542 koodaa proteiineja [13] . Ti-plasmidi (englanniksi tuumoria indusoiva) aiheuttaa R. radiobacterin patogeenisyyden ja pystyy integroitumaan isäntäkasvin genomiin siirtäen T-DNA:ta paikkaspesifisen rekombinaatioprosessin aikana [14] [15] , plasmidi voi myös integroitua osittain Saccharomyces-genomiin cerevisiaen laittomalla rekombinaatiolla [16] . Hiirien infektio patogeenisellä R. radiobacterilla ei kuitenkaan indusoi reportterigeenien ilmentymistä kudoksissa [ 17] . R. radiobacter -kannan C58 Ti-plasmidi on pyöreä kaksijuosteinen DNA-molekyyli, jonka koko on 214233 bp. ja sisältää 199 geeniä, joista 197 koodaa proteiineja [18] . Ti-plasmidi sisältää geenejä, jotka säätelevät tiettyjen aminohappojen synteesiä ja kataboliaa - opiineja [19] , joita R. radiobacter käyttää ravinnon lähteenä (oktopiini, nopaliini, agropiini) [20] , virulenssigeenejä, geenejä kasvihormonien - sytokiniinien ja auksiinien synteesi (itse asiassa ne aiheuttavat kasvainten muodostumista ja kasvikudosten erilaistumista), itse T-DNA on Ti-plasmidin integroituva alue, joka kantaa geenejä kasvihormonien ja opiinien synteesiä varten [21] .

Kasvien patogeenisyys

R. radiobacter aiheuttaa ns. kruunusappi kasveissa . Kasvaimen muodostuminen liittyy T-DNA:n siirtymiseen kasvin genomiin ja sen myöhempään transformaatioon. Kasvihormonien synteesin epätasapainon vuoksi transformoidut solut erottuvat toisistaan ​​ja alkavat häiriintyä. Transformoituneet kasvisolut alkavat myös syntetisoida opiineja, joita R. radiobacter pystyy käyttämään ravinnon lähteenä. Tietty rooli R. radiobacter -virulenssigeenien ilmentymisen induktiossa isäntäkasvin kanssa on kasvin spesifisillä solunsisäisillä metaboliiteilla [22] , jotka vapautuvat, kun kasvikudoksia vahingoitetaan [23] . Tärkeä vaihe patogeenisessä prosessissa on T - pillereiden synteesi tyypin IV eritysjärjestelmällä , joka tapahtuu VirB- operonin vaikutuksesta . R. radiobacter kiinnittyy kasvisoluun T -pillereiden avulla muodostaen konjugaatiosillan ja siirtää VirE1-proteiinia käyttäen yksijuosteisen T-DNA-VirE2-proteiinikompleksin [24] (alustavasti muodostunut Ti-plasmidista ja liitetty VirE2-proteiiniin [25] ) kasvisoluun [26] [27] . Kasvisolujen transformaatioon vaikuttaa myös spesifinen VirE3-proteiini, joka kuljetetaan tumaan T-DNA:n mukana ja sitoutuu oletettavasti transkriptiotekijään [28] . Tumassa T-DNA integroituu isäntäkasvisolun genomiin [29] paikkaspesifisellä rekombinaatiolla [30] [31] . T-DNA:n sisääntulo aiheuttaa kasvihormonien hypersynteesin vuoksi tyypillisten kasvien kasvainten muodostumista; opinteja alkaa kertyä kasvainkudoksiin.

Käyttö geenitekniikassa

Koska R. radiobacter pystyy transformoimaan kasvisoluja, bakteeria käytetään nykyään aktiivisesti geneettisen materiaalin tuomiseen kasvien geneettistä muuntamista varten [32] [33] . R. radiobacter pystyy transformoimaan sekä kaksisirkkaisia ​​kasveja [34] [35] että joitakin yksisirkkaisia ​​kasveja [36] [37] ja joitain mikroskooppisia sieniä [38] . Siksi kehitettiin erityisiä vektoreita , jotka perustuvat Ti-plasmidiin, jossa on deletoituja fytohormoni- ja opiinegeenejä ("aseista poistetut plasmidit") viemään vieraan geneettisen informaation kasvin genomiin [39] , jotta saataisiin kasveja, joilla on halutut hyödylliset ominaisuudet.

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ 1 2 LPSN: Suku Agrobacterium . Haettu 17. kesäkuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 30. kesäkuuta 2015.
  2. ↑ 1 2 LPSN: Suku Rhizobium . Haettu 17. kesäkuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 5. heinäkuuta 2017.
  3. ↑ Agrobacterium tumefaciens -bakteerin aiheuttamat infektiot . Haettu 16. elokuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 6. maaliskuuta 2014.
  4. ↑ Sawada H., Ieki H., Oyaizu H. ja Mtsumoto S. Ehdotus Agrobacterium tumefaciens -suvun hylkäämiseksi ja tarkistetut kuvaukset suvulle Agrobacterium ja Agrobacterium radiobacter ja Agrobacterium rhizogenes// Int. J. Syst. Bacteriol., 1993, 43, 694-702.
  5. ↑ OIKEUSKOMISSIO: Kokousten pöytäkirjat, 2. ja 6. heinäkuuta 1994, Praha, Tšekki. Int. J. Syst. Bacteriol., 1995, 45, 195-196.
  6. ↑ Versio Rhizobium Frank 1889:stä, jossa on paranneltu kuvaus suvusta ja kaikki lajit Agrobacterium Conn 1942 ja Allorhizobium undicola de Lajudie et al. 1998 uusina yhdistelminä: Rhizobium radiobacter, R. rhizogenes, R. rubi, R. undicola ja R. vitis. (linkki ei saatavilla) . Haettu 16. elokuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 5. syyskuuta 2009. 
  7. ↑ Bergeyn systemaattisen bakteriologian käsikirja . Haettu 3. lokakuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 12. lokakuuta 2017.
  8. ↑ [https://web.archive.org/web/20150617164318/https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8253676?dopt=Abstract Arkistoitu 17. kesäkuuta 2015 Wayback Machine Presence of one lineaarissa ja yksi pyöreä kromosomi… [J Bacteriol. 1993] - PubMed-tulos]
  9. ↑ Luonnollisen geenitekniikan Agrobacin genomi… [Tiede. 2001] - PubMed-tulos
  10. ↑ uid=189 genomitulos
  11. ↑ uid=190 genomitulos
  12. ↑ http://www.jstage.jst.go.jp/article/ggs/76/6/363/_pdf  (downlink)
  13. ↑ uid=191 genomitulos
  14. ↑ Agrobacterium tumefaciens T-DNA:n paikkakohtainen integraatio kaksijuosteisten välituotteiden kautta - Tzfira et ai. 133(3):1011 - [[kasvifysiologia]] . Haettu 16. elokuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 5. syyskuuta 2008.
  15. ↑ KU80:n osallistuminen T-DNA:n integraatioon kasvisoluissa - PNAS . Haettu 16. elokuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 24. syyskuuta 2015.
  16. ↑ Agrobacterium tumefaciens T-DNA:n integrointi Saccharomyces cerevisiae -genomiin laittomalla rekombinaatiolla - PNAS . Haettu 16. elokuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 9. syyskuuta 2014.
  17. ↑ PLoS ONE: Agrobacterium tumefaciensin aiheuttama bakteremia ei johda reportterigeenin ilmentymiseen hiiren elimissä . Haettu 16. elokuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 15. maaliskuuta 2010.
  18. ↑ uid=192 genomitulos
  19. ↑ Mielipiteiden monimuotoisuus ja luonnossa esiintyvistä kruunusappikasvaimista eristettyjä selkärangan katabolisoivia bakteereja - Moore et al. 63(1):201 Applied and Environmental Microbiology . Haettu 16. elokuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 21. maaliskuuta 2009.
  20. ↑ Ti-plasmidi (Ti-plasmidi, kasvainta indusoiva plasmidi) - Maaperän Agrobacterium tumefaciens -bakteerin plasmidi, jonka spesifinen T-kohta voidaan sisällyttää kaksisirkkaisten ... soluihin . Haettu 16. elokuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 6. tammikuuta 2011.
  21. ↑ Agrobacterium- ja Ti-plasmidit – lyhyt historia . Haettu 3. lokakuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 7. maaliskuuta 2016.
  22. ↑ Kasvisolutekijä indusoi Agrobacterium tumefaciens vir -geenin ilmentymistä - PNAS . Haettu 16. elokuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 24. syyskuuta 2015.
  23. ↑ Haavoittuneiden kasvisolujen tuottamien signaalimolekyylien tunnistaminen, jotka aktivoivat T-DNA:n siirron Agrobacterium tumefaciensissa . Haettu 16. elokuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 29. huhtikuuta 2008.
  24. ↑ ScienceDirect - FEMS Microbiology Letters: Agrobacterium tumefaciensin VirE2-proteiini: T-DNA:n siirron Yin ja Yang (linkkiä ei ole saatavilla) . Haettu 16. elokuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 26. maaliskuuta 2009. 
  25. ↑ Kasvien transformaatio Agrobacterium tumefaciens - JBC:n toimesta (linkki ei saatavilla) . Haettu 16. elokuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 22. syyskuuta 2008. 
  26. ↑ VirE1-proteiini välittää yksijuosteisen DNA:ta sitovan proteiinin VirE2:n vientiä Agrobacterium tumefaciensista kasvisoluihin - Sundberg et al. 178 (4): 1207 - The Journal of ...
  27. ↑ Agrobacterium virulenssikompleksin VirE1-VirE2 kristallirakenne paljastaa joustavan proteiinin, johon mahtuu erilaisia ​​kumppaneita - PNAS . Haettu 16. elokuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 24. syyskuuta 2015.
  28. ↑ Agrobacterium VirE3 -efektoriproteiini: mahdollinen kasvin transkription aktivaattori - García-Rodríguez et al., 10.1093/nar/gkl877 - Nucleic Acids Research  (linkki ei saatavilla)
  29. ↑ Agrobakteerivälitteinen kasvien transformaatio: "Gene-Jockeying" -työkalun takana oleva biologia - Gelvin 67 (1): 16 - Mikrobiologian ja molekyylibiologian katsaukset . Haettu 16. elokuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 14. lokakuuta 2008.
  30. ↑ Tehokas vir-geenin induktio Agrobacterium tumefaciensissa Vaatii virA, virG ja vir Box samasta Ti-plasmidista - Krishnamohan et ai. 183 (13): 4079 - The Journal of Bacte ... . Haettu 16. elokuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 7. lokakuuta 2008.
  31. ↑ Agrobacterium tumefaciens -geenin siirto kasvisoluun (linkki ei saatavilla) . Haettu 16. elokuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 22. syyskuuta 2008. 
  32. ↑ Agrobacterium tumefaciens: luonnollinen työkalu kasvien transformaatioon (linkki ei saatavilla) . Käyttöpäivä: 16. elokuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 28. maaliskuuta 2010. 
  33. ↑ Agrobacterium tumefaciens . Haettu 16. elokuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 12. heinäkuuta 2008.
  34. ↑ Poppelin transformaatio: Agrobacterium tumefaciens: Tiivistelmä: Nature Biotechnology . Haettu 16. elokuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 9. lokakuuta 2008.
  35. ↑ Arkistoitu kopio (linkki ei saatavilla) . Haettu 16. elokuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 4. toukokuuta 2008. 
  36. ↑ Zea mays L:n transformaatio. Agrobacterium tumefaciensin ja versohuipun käyttäminen - Gould et ai. 95(2):426 - KASVIFYSIOLOGIA
  37. ↑ Musa-lajin Agrobacterium tumefaciens -transformaatio - patentti 5792935 . Haettu 16. elokuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 6. maaliskuuta 2014.
  38. ↑ Tiivistelmät: Agrobacterium tumefaciens -välitteinen Aspergillus fumigatuksen transformaatio: Tehokas työkalu insertiomutageneesiin ja kohdennettuun geenien hajoamiseen - Biologinen ... . Haettu 16. elokuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 9. toukokuuta 2010.
  39. ↑ T-DNA:n binaariset vektorit ja järjestelmät - Lee ja Gelvin 146 (2): 325 - KASVIFYSIOLOGIA . Haettu 16. elokuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 3. joulukuuta 2008.

Linkit