Agrobacterium tumefaciens adalah bakteri fitopatogenik yang termasuk dalam ordo Rhizobiales. Ciri terpenting dari bakteri ini adalah ia memasukkan sebagian DNA-nya ke dalam sel tumbuhan dan mengubahnya dari sel normal menjadi sel tumor dalam waktu singkat, menyebabkan mahkota empedu.
Bakteri ini merupakan basil gram negatif yang membentuk koloni berwarna keputihan atau kekuningan dan menghasilkan polisakarida mucilaginous pada media kultur dengan karbohidrat. Ini digantikan oleh flagela peritrichous, hidup di tanah dan menginfeksi sel tumbuhan melalui luka.
Sel Agrobacterium tumefaciens mulai menginfeksi akar. Sumber: AG Matthysse, KV Holmes, RHG Gurlitz
Gejala yang ditimbulkan oleh Agrobacterium pada inangnya bukan karena spesies patogennya, melainkan karena jenis plasmid (fragmen DNA melingkar) yang dimilikinya. Dengan demikian, bakteri yang mengandung plasmid Ti adalah penyebab tumor yang menghasilkan empedu mahkota, dan bakteri yang mengandung plasmid Ri menginduksi pembentukan akar rambut.
Jenis bakteri ini bersama dengan virus tertentu sebagai vektor materi genetik untuk mentransformasi jenis tumbuhan, telah membuka era budidaya tumbuhan transgenik dengan potensi produktif yang tinggi. Selain itu, studi tentang mahkota gigi yang dihasilkan oleh Agrobacterium tumefaciens merupakan bagian penting dari aplikasi kultur jaringan tanaman in vitro.
Saat ini, ahli bioteknologi menggunakan bakteri ini juga untuk mengubah organisme lain seperti serangga dan untuk mentransfer gen antara tanaman terkait dan tidak terkait.
Spesies: Rhizobium radiobacter (Beijerinck and van Delden, 1902) Young et al., 2001 (nama valid)
Beberapa sinonimnya adalah Agrobacterium radiobacter (Beijerinck dan van Delden, 1902) Conn, 1942, dan Agrobacterium tumefaciens (Smith dan Townsend, 1907) Conn, 1942.
Morfologi
Agrobacterium tumefaciens adalah bakteri berbentuk basil yang telah menyebarkan flagela lateral dan tumbuh dalam koloni putih dan terkadang kekuningan dalam kultur.
Bentuk basil suatu bakteri menunjukkan bahwa penampakannya berbentuk batang. Ukuran A. tumefaciens adalah 0,8 μm dengan lebar 1,5 sampai 3 μm.
Bakteri dari famili Rhizobiaceae adalah bakteri gram negatif yang terdapat antara 1 dan 6 flagela. Secara khusus, A. tumefaciens bergerak melalui 1 atau 4 flagela peritrichous. Dalam kasus memiliki satu flagel, itu lateral dan bukan kutub.
Berkenaan dengan pertumbuhannya di media kultur, jika medianya mengandung sumber karbohidrat, bakteri tersebut menghasilkan lendir jenis polisakarida yang melimpah, mirip dengan yang dihasilkan oleh kerabatnya, bakteri rhizobial. Koloni umumnya memiliki penampilan yang halus.
Penyakit
Mahkota empedu
Penyakit ini dihasilkan di lebih dari seratus tanaman yang terinfeksi di mana empedu atau tumor terbentuk dalam struktur seperti akar, tangkai daun dan batang.
Tumor berkembang setelah bakteri memasuki luka yang baru dibuat pada inang yang rentan.
Begitu bakteri mengenali luka dan sebaliknya, sel-sel yang paling dekat dengannya mulai membelah. Agrobacterium mengikat dinding sel inangnya, tetapi tidak menyerang selnya.
Empedu mahkota yang diproduksi oleh Agrobacterium tumefaciens pada suatu saat dapat menyebabkan batang rontok. Sumber: jacilluch
Dua atau tiga hari setelah infeksi, pengondisian terjadi pada sel tumbuhan yang membuat mereka sensitif terhadap fragmen DNA dari plasmid bakteri, yang dikenal sebagai DNA Ti, karena itu adalah urutan yang menginduksi tumor.
Fragmen DNA bakteri ini terintegrasi dengan DNA inti sel tumbuhan inang dan menginduksi transformasi sel tumbuhan dari normal menjadi sel tumor.
Kemudian sel-sel yang berubah membelah dan tumbuh tak terkendali secara independen dari bakteri dan tanaman.
Empedu yang terbentuk baik di batang atau di akar tanaman, menyebabkan sel-sel memanjang yang berada di dekat xilem atau di sekitarnya, menghasilkan tekanan pada pembuluh xilem dan ini terkompresi dan terkilir, menjadi kurang efisien untuk diangkut. air di dalam tanaman.
Pada awal penyakit, tumor hampir bulat, berwarna putih dan teksturnya lembut. Pada awalnya mereka dapat disalahartikan sebagai produk kalus dari luka. Jaringan kemudian menjadi gelap karena kematian dan pembusukan sel perifer.
Beberapa tumor bisa berkayu, dan yang lainnya bisa seperti spons. Ukurannya bisa sampai 30 cm.
Akar berbulu
Ini adalah penyakit yang dihasilkan oleh spesies Agrobacterium tumefaciens dan oleh relatifnya Agrobacterium rhizogenes. Keduanya menghadirkan plasmid Ri dan menginduksi pembentukan akar rambut di inangnya, yang menunjukkan fenotipe yang sangat khusus di akar tanaman yang terinfeksi.
Akar tumbuh subur dan terlihat seperti rambut atau akar dengan banyak rambut. Ini terjadi setelah DNA bakteri diintegrasikan ke dalam DNA tanaman, dan sintesis asam asetat indol dirangsang, yang mendorong diferensiasi dari akar normal ke akar rambut.
Pengendalian biologis
Mahkota empedu yang disebabkan oleh Agrobacterium tumefaciens dapat dikendalikan secara biokontrol oleh bakteri dari genus yang sama (Agrobacterium radiobacter), yang tidak bersifat patogen.
Untuk biokontrol ini, benih, bibit, dan stek tanaman diperlakukan dengan suspensi strain K84 A. radiobacter, berkat produksi bakteriosin yang dikenal sebagai agrocin 84, yang berfungsi sebagai antibiotik melawan bakteri yang secara taksonomis terkait dengannya.
Zat ini secara selektif menghambat bakteri fitopatogen yang mencapai permukaan jaringan tanaman yang diresapi bakteri non-patogen. Akan tetapi diketahui bahwa di beberapa negara terdapat strain A. tumefaciens yang resisten terhadap agrocin 84.
Pengendalian kimiawi
Dalam kasus ceri, yang rentan terhadap infeksi A. tumefaciens, biasanya diobati secara preventif dengan dichlone (dichloro naphthoquinone).
Plasmid Ti dari Agrobacterium tumefaciens adalah fragmen DNA bakteri yang berguna dalam rekayasa genetika. Sumber: Ti plasmid.svg: Karya Mouagipderivatif: Miguelferig
Referensi
- Ruggiero, MA, Gordon, DP, Orrell, TM, Bailly, N., Bourgoin, T., Brusca, RC, dkk. 2015. Klasifikasi Tingkat Lebih Tinggi dari Semua Organisme Hidup. PLoS ONE 10 (4): e0119248.
- Agrios, GN 2005. Patologi Tanaman. Edisi ke- 5 . Elsevier Academic Press. Amerika Serikat. 922 hal.
- Katalog Kehidupan: Daftar Periksa Tahunan 2019. Rincian spesies: Rhizobium radiobacter (Beijerinck and van Delden, 1902) Young et al., 2001. Diambil dari: catalogueoflife.org
- Echeverrigaray, S. 1995. Perubahan profil peroksidase dan polipeptida di Nicotiana tabacum L. ditransformasikan dengan Agrobacterium rhizogenes. Ilmu Pedesaan, Santa Maria 25 (2): 229-232.
- De la Isla, L. Fitopatologi. 1994. Fitopatologi. Perguruan Tinggi Pascasarjana, Editor UTEHA Noriega. 384 hal.