AGROBACTERIUM: CIRI-CIRI, MORFOLOGI DAN PENYAKIT - BIOLOGI - 2025

Agrobacterium adalah genus bakteri Gram-negatif yang mampu menyebabkan penyakit pada tumbuhan melalui transfer DNA. Transfer DNA memungkinkan modifikasi tanaman penerima untuk memungkinkan ekspresi informasi genetik dari bakteri. Karena itu, bakteri dari genus ini kadang-kadang disebut "insinyur genetika alam".

Genus Agrobacterium saat ini dianggap tidak valid dan sebagian besar spesies yang mengandungnya telah dipindahkan ke genus Rhizobium. Genus terakhir pada awalnya didirikan untuk mengandung bakteri endosimbiotik tanaman. Bakteri ini membantu fiksasi nitrogen oleh tanaman terkait, terutama legum.

Mekanisme transmisi informasi genetik Agrobacterium. Diambil dari commons.wikimedia.org

karakteristik

Mereka tidak membentuk spora, mereka Gram-negatif, aerobik. Mereka menghasilkan reaksi asam dengan adanya manitol. Mereka tidak menghasilkan asam atau gas dalam medium pepton glukosa.

Mereka mampu mendorong proliferasi tumor sendiri pada tumbuhan. Kapasitas ini disebabkan oleh transfer genetik dari wilayah kecil DNA yang dibawa dalam gen penginduksi tumor (Ti) atau penginduksi akar (Ri).

Spesies agrobacterium menyerang melalui luka, tajuk, akar, dan batang dari banyak dikotil dan beberapa tanaman gymnospermae. Hasil transfer gen dalam tanaman penerima sifat tertentu dari bakteri.

Morfologi

Bakteri dari genus ini berukuran kecil, berbentuk batang pendek (0,5-1,0 x 1,2-3,0 μm). Mereka bergerak karena adanya 1-4 flagela yang terletak di lateral. Jika mereka menyajikan satu flagel, fiksasinya bisa lateral atau kutub.

Taksonomi dan sistematika

Genus Agrobacterium diusulkan oleh Conn (1942) untuk memasukkan dua spesies patogen yang sebelumnya ditetapkan untuk Phytomonas: A. tumefaciens dan A. rhizogenes dan spesies non-patogen, A. radiobacter.

Selanjutnya ditambahkan spesies Agrobacterium rubi, A. vitis dan A. larrymoorei karena kemampuannya dalam menyebabkan penyakit tanaman.

Studi genetik dari berbagai spesies Agrobacterium menunjukkan bahwa kemampuan penyebab penyakit A. tumefaciens (penghasil tumor) atau A. rhizogenes (penghasil akar) dapat berpindah antar strain Agrobacterium, atau hilang. Belakangan diketahui bahwa kemampuan menghasilkan penyakit ini berasal dari transfer plasmid.

Spesies Agrobacterium dan Rhizobium sangat mirip satu sama lain. Satu-satunya perbedaan sistematis yang tercatat antara genera ini adalah interaksi patogeniknya, dalam kasus Agrobacterium, atau simbiosis (genus Rhizobium) dengan tanaman.

Ini dan fakta bahwa kemampuan Agrobacterium untuk menghasilkan penyakit dapat hilang atau dipindahkan, menyebabkan banyak penulis menyatukan kedua genera menjadi satu (Rhizobium).

Penyakit yang ditimbulkannya

Spesies agrobacterium dapat memiliki kapasitas yang tinggi untuk menghasilkan penyakit pada tanaman. Mereka menghasilkan dua jenis penyakit utama.

Agrobacterium tumefaciens (sekarang Rhizobium radiobacter) menghasilkan tumor atau galls pada akar dan batang berbagai spesies gymnospermae, tanaman monokotil dan dikotil, termasuk setidaknya 40 spesies yang diminati.

Agrobacterium rhizogenes (sekarang Rhizobium rhizogenes), sebaliknya, menyebabkan pertumbuhan akar yang tidak biasa pada beberapa tanaman dikotil (penyakit akar rambut atau penyakit akar rambut).

Penyakit empedu di uvero. Diambil dari commons.wikimedia.org

Bentuk penularan

Penyebaran penyakit dapat terjadi baik melalui tanah dengan strain patogen maupun melalui penyebaran bahan yang terkontaminasi. Agar strain memiliki kemampuan untuk menghasilkan penyakit, mereka harus memiliki plasmid tertentu. Plasmid ini disebut plasmid Ti (penginduksi tumor) atau plasmid Ri (penginduksi pertumbuhan akar).

Selama proses infeksi, segmen plasmid Ti atau Ri, yang disebut T-DNA (DNA transfer) diangkut dari bakteri ke tanaman penerima.

T-DNA bakteri menembus inti sel tumbuhan dan menyatu dengan DNA tumbuhan. Akibatnya, sel tumbuhan diubah secara genetik, yang memungkinkan ekspresi informasi genetik dari T-DNA bakteri. Ekspresi DNA bakteri menyebabkan pertumbuhan tumor atau akar yang tidak normal.

Tumor atau galls yang diproduksi oleh A. tumefaciens dalam beberapa kasus tidak memiliki efek berbahaya pada tanaman. Dalam kasus lain, mereka dapat menyebabkan penurunan pertumbuhan dan bahkan kematian tanaman yang terinfeksi.

Penyakit ini telah berkembang biak dalam beberapa tahun terakhir karena pertukaran dan komersialisasi tanaman dengan penyakit tersebut tetapi tanpa tanda-tanda yang terlihat.

Pengaruh penyakit akar rambut pada tanaman yang terinfeksi masih kurang dipahami. Beberapa penulis telah menunjukkan bahwa pembentukan akar sekunder yang diinduksi oleh A. rhizogenes dapat memberikan efek menguntungkan pada tanaman yang terinfeksi.

Pengobatan

Pengobatan penyakit insang harus bersifat preventif. Dalam kasus infeksi, perkembangan penyakit terkadang akan berlanjut terlepas dari keberadaan bakteri penyebab penyakit.

Pengaplikasian produk antibakteri berbahan tembaga dan pemutih dapat menurunkan populasi A. tumefaciens di permukaan tanaman. Mekanisme pengobatan pencegahan lainnya adalah penerapan strain non-patogen dari bakteri yang bersaing dengan strain patogen.

Bahan kimia berbahan dasar kreosot, larutan berbahan dasar tembaga, dan oksidan kuat dapat digunakan untuk pengobatan kuratif penyakit empedu mahkota.

Karena tidak ada bukti efek berbahaya dari penyakit akar rambut pada tanaman yang terinfeksi, tidak ada pengobatan khusus untuk melawannya.

Patogenisitas pada manusia

Meskipun Agrobacterium dikenal terutama sebagai patogen bagi tanaman, pada akhirnya dapat mempengaruhi manusia. Pada manusia itu dianggap organisme pencemar atau dengan kapasitas rendah untuk menghasilkan penyakit.

Namun, A. tumefaciens mungkin bertanggung jawab atas infeksi nosokomial pada pasien dengan sistem kekebalan yang lemah. Di antara penyakit yang disebabkan oleh bakteri ini adalah infeksi yang berhubungan dengan kateter vena sentral, peritonitis, infeksi pada darah, radang endokardium, radang kandung empedu, dan infeksi saluran kemih.

Agrobacterium dapat kebal terhadap beberapa antibiotik termasuk kotrimoksazol dan tetrasiklin. Satu-satunya terapi yang berhasil hingga saat ini adalah sefotaksim untuk pengobatan radang kandung empedu.

Kemampuan Agrobacterium untuk mentransfer gen ke tumbuhan dan jamur telah digunakan sebagai alat dalam rekayasa genetika untuk melakukan perbaikan genetik pada tumbuhan.

Namun, kemampuan untuk mengubah organisme inang ini tidak terbatas pada tumbuhan. Banyak organisme eukariotik dan bahkan prokariotik lainnya dapat dimanipulasi dalam kondisi laboratorium untuk ditransformasikan secara genetik oleh Agrobacterium.

Banyak spesies khamir dan jamur telah ditransformasikan di laboratorium menggunakan Agrobacterium. Peneliti juga berhasil mengubah alga, sel mamalia, dan bakteri Gram-positif Streptomyces lividans.

Referensi

1. Agrobacterium. Di Wikipedia. Diperoleh pada 13 September 2018 dari wikipedia.org.
2. T. Tzfira, V. Citovsky, Eds (2008). Agrobacterium: Dari Biologi ke Bioteknologi. Springer, New York. 1-735.
3. R. Cain (1988). Kasus septikemia yang disebabkan oleh Agrobacterium radiobacter. Jurnal Infeksi.
4. M. Hulse, S. Johnson, P. Ferrieri (1993). Infeksi Agrobacterium pada manusia: pengalaman di satu rumah sakit dan review. Penyakit Infeksi Klinis.
5. A. Ziemienowicz (2001). Pengembaraan Agrobacterium T-DNA. Acta Biochimica Polonica.
6. H. Hwang, SB Gelvin, EM Lai (2015). Editorial: "Biologi agrobakterium dan penerapannya pada produksi tanaman transgenik" Frontiers in Plant Science.
7. W. Nester (2015). Agrobacterium: insinyur genetika alam. Frontiers dalam Ilmu Tanaman.