الأجرعية: الخصائص والتشكل والأمراض - مادة الاحياء - 2025

الأجرعية هي جنس من البكتيريا سالبة الجرام قادرة على التسبب في المرض في النباتات من خلال نقل الحمض النووي. يسمح نقل الحمض النووي بتعديل النبات المتلقي للسماح بالتعبير عن المعلومات الجينية للبكتيريا. وبسبب هذا ، يطلق على البكتيريا من هذا الجنس أحيانًا اسم "مهندسو الطبيعة الوراثيون".

يعتبر جنس Agrobacterium غير صالح حاليًا وقد تم نقل الأنواع التي تحتوي عليه ، في الغالب ، إلى جنس Rhizobium. تم إنشاء الجنس الأخير في الأصل لاحتواء بكتيريا نبات التكافل الداخلي. تساعد هذه البكتيريا في تثبيت النيتروجين عن طريق النباتات المرتبطة به ، وخاصة البقوليات.

آلية نقل المعلومات الجينية للجرعية. مأخوذة من commons.wikimedia.org

مميزات

إنها لا تشكل جراثيم ، فهي سالبة الجرام ، هوائية. أنها تنتج تفاعل حمض في وجود مانيتول. لا تنتج حمض أو غاز في وسط جلوكوز ببتون.

فهي قادرة على إحداث التكاثر الذاتي للأورام في النباتات. ترجع هذه القدرة إلى النقل الجيني لمنطقة صغيرة من الحمض النووي المحمولة في جينات محفز الورم (Ti) أو محرض الجذر (Ri).

تغزو أنواع الجراثيم من خلال الجروح والتاج والجذور والسيقان للعديد من النباتات ثنائية الفلقة وبعض نباتات عاريات البذور. ينتج عن نقل الجينات التعبير في النبات المتلقي عن خصائص معينة للبكتيريا.

علم التشكل المورفولوجيا

البكتيريا من هذا الجنس صغيرة وقصيرة على شكل قضيب (0.5-1.0 × 1.2-3.0 ميكرومتر). إنها متحركة نظرًا لوجود 1-4 سوطًا جانبيًا. إذا قدموا سوطًا واحدًا ، يمكن أن يكون التثبيت أفقيًا أو قطبيًا.

التصنيف والنظاميات

تم اقتراح جنس Agrobacterium بواسطة Conn (1942) ليشمل نوعين من مسببات الأمراض تم تخصيصهما سابقًا إلى Phytomonas: A. tumefaciens و A. rhizogenes وأنواع غير ممرضة ، A. radiobacter.

بعد ذلك تم إضافة أنواع Agrobacterium rubi و A. vitis و A. larrymoorei بسبب قدرتها على التسبب في أمراض النبات.

أظهرت الدراسات الجينية لأنواع مختلفة من الجراثيم أن القدرة المسببة للمرض لدى A. tumefaciens (منتج الورم) أو A. rhizogenes (منتج جذر) يمكن أن تنتقل بين سلالات Agrobacterium ، أو تضيع. في وقت لاحق تبين أن هذه القدرة على إنتاج الأمراض تأتي من انتقال البلازميدات.

تتشابه أنواع Agrobacterium و Rhizobium مع بعضها البعض. الاختلاف المنهجي الوحيد المسجل بين هذه الأجناس هو تفاعلها المُمْرِض ، في حالة الأجرعية ، أو التكافلية (تلك التي تنتمي إلى جنس Rhizobium) مع النباتات.

هذا وحقيقة أن قدرة الأجرعية على إنتاج الأمراض يمكن أن تضيع أو تنتقل ، قاد العديد من المؤلفين إلى توحيد كلا الجنسين في جنس واحد (Rhizobium).

الأمراض التي يسببها

يمكن أن يكون للأنواع الجرثومية قدرة عالية على إنتاج الأمراض على النباتات. ينتجان نوعين رئيسيين من الأمراض.

تنتج الأورام الجرثومية (حاليًا Rhizobium radiobacter) أورامًا أو جروحًا على جذور وجذع أنواع عديدة من عاريات البذور ، والنباتات أحادية الفلقة ، والنباتات ثنائية الفلقة ، بما في ذلك ما لا يقل عن 40 نوعًا ذات أهمية تجارية.

من ناحية أخرى ، تسبب الجراثيم الجذرية (الآن Rhizobium rhizogenes) نموًا غير عادي للجذر في بعض النباتات ثنائية الفلقة (مرض الجذور المشعر أو مرض الجذور المشعرة).

مرض المرارة في أوفيرو. مأخوذة من commons.wikimedia.org

أشكال العدوى

يمكن أن يحدث انتشار الأمراض من خلال التربة ذات السلالات المسببة للأمراض ومن خلال انتشار المواد الملوثة. لكي تمتلك السلالات القدرة على إنتاج الأمراض ، يجب أن تمتلك بلازميدات معينة. تسمى هذه البلازميدات Ti plasmids (محرضات الورم) أو Ri plasmids (محرضات نمو الجذر).

أثناء عملية العدوى ، يتم نقل جزء من بلازميد Ti أو Ri ، يسمى T-DNA (نقل الحمض النووي) من البكتيريا إلى النبات المتلقي.

تخترق البكتيريا T-DNA نواة خلايا النبات وتتكامل مع الحمض النووي للنبات. نتيجة لذلك ، يتم تحويل الخلايا النباتية وراثيًا ، مما يسمح بالتعبير عن المعلومات الجينية من T-DNA للبكتيريا. يؤدي التعبير عن الحمض النووي البكتيري إلى نمو الورم أو تجذيره بشكل غير طبيعي.

الأورام أو الكتل التي تنتجها A. tumefaciens في بعض الحالات ليس لها آثار ضارة على النباتات. في حالات أخرى يمكن أن تسبب نقص في النمو وحتى موت النبات المصاب.

انتشر هذا المرض في السنوات الأخيرة بسبب تبادل وتسويق النباتات المصابة بالمرض ولكن دون ظهور علامات واضحة عليه.

إن تأثير مرض الجذور المشعر على النبات المصاب غير مفهوم بشكل جيد. أظهر بعض المؤلفين أن تكوين الجذور الثانوية الناجم عن A. rhizogenes يمكن أن يكون له آثار مفيدة على النبات المصاب.

علاج او معاملة

يجب أن يكون علاج مرض الخياشيم وقائيًا. في حالة الإصابة ، سيتطور المرض في بعض الأحيان بغض النظر عن وجود البكتيريا المسببة للمرض.

يمكن أن يؤدي استخدام المنتجات المضادة للبكتيريا المصنوعة من النحاس ومواد التبييض إلى تقليل أعداد الجراثيم المورمية على سطح النباتات. آلية علاج وقائية أخرى هي استخدام سلالات البكتيريا غير الممرضة التي تتنافس مع السلالات المسببة للأمراض.

يمكن استخدام المواد الكيميائية القائمة على الكريوزوت ، والمحاليل القائمة على النحاس ، والمؤكسدات القوية في العلاج العلاجي لمرض المرارة التاجية.

نظرًا لعدم وجود دليل على الآثار الضارة لمرض جذور الشعر على النبات المصاب ، فلا يوجد علاج محدد له.

الإمراضية في البشر

على الرغم من أن الأجرعية معروفة في المقام الأول بأنها مسببة للأمراض للنباتات ، إلا أنها يمكن أن تؤثر في النهاية على البشر. يعتبر الإنسان كائنات ملوثة أو ذات قدرة منخفضة على إنتاج المرض.

ومع ذلك ، قد تكون A. tumefaciens مسؤولة عن التهابات المستشفيات في المرضى الذين يعانون من ضعف جهاز المناعة. ومن الأمراض التي تسببها هذه البكتيريا الالتهابات المرتبطة بالقسطرة الوريدية المركزية والتهاب الصفاق والتهابات الدم والتهاب الشغاف والتهاب المرارة والتهابات المسالك البولية.

يمكن أن تكون الأجرعية مقاومة للعديد من المضادات الحيوية بما في ذلك الكوتريموكسازول والتتراسيكلين. العلاج الوحيد الناجح حتى الآن هو سيفوتاكسيم لعلاج التهاب المرارة.

تم استخدام قدرة الأجرعية على نقل الجينات إلى النباتات والفطريات كأداة في الهندسة الوراثية لإجراء تحسينات وراثية في النباتات.

ومع ذلك ، فإن هذه القدرة على تحويل الكائنات الحية المضيفة لا تقتصر على النباتات. يمكن التلاعب بالعديد من الكائنات حقيقية النواة وحتى الكائنات بدائية النواة الأخرى في ظل ظروف معملية ليتم تحويلها وراثيًا بواسطة الأجرعية.

تم تحويل العديد من أنواع الخميرة والفطريات في المختبر باستخدام الأجرعية. نجح الباحثون أيضًا في تحويل الطحالب وخلايا الثدييات والبكتيريا Streptomyces lividans إيجابية الجرام.

المراجع

1. أجروباكتريوم. على ويكيبيديا. تم الاسترجاع في 13 سبتمبر 2018 من wikipedia.org.
2. ت.زفيرا ، ف.سيتوفسكي ، محرران (2008). Agrobacterium: من علم الأحياء إلى التكنولوجيا الحيوية. سبرينغر ، نيويورك. 1-735.
3. ر.كين (1988). حالة تسمم الدم الناجم عن الجرثومة المشعة. مجلة العدوى.
4. هولس ، س.جونسون ، ب.فيريري (1993). عدوى الأجرعية في البشر: تجربة في مستشفى واحد ومراجعة. الأمراض المعدية السريرية.
5. A. Ziemienowicz (2001). Odyssey of Agrobacterium T-DNA. اكتا بيوتشيميكا بولونيكا.
6. H.Hwang، SB Gelvin، EM Lai (2015). الافتتاحية: "علم الأحياء الجرثومية وتطبيقاتها على إنتاج النباتات المعدلة وراثيا" الحدود في علم النبات.
7. دبليو نيستر (2015). الأجرعية: مهندس وراثي في ​​الطبيعة. الحدود في علوم النبات.