Rhizobium rhizogenes
| Rhizobium rhizogenes | |
|---|---|
 Skægrødder på Cannabis sativus explant | |
 Skægrødder der vokser ud fra gulerodstykker, der er inficeret med Rhizobium rhizogenes. | |
| Videnskabelig klassifikation | |
| Domæne | Bacteria (Bakterier) |
| Række | Pseudomonadota |
| Klasse | Alphaproteobacteria |
| Orden | Hyphomicrobiales |
| Familie | Rhizobiaceae |
| Slægt | Rhizobium |
| Art | R. rhizogenes |
| Videnskabeligt artsnavn | |
| Rhizobium rhizogenes (Riker et al. 1930) Young et al. 2001[1] | |
| Synonymer | |
| Hjælp til læsning af taksobokse | |
Rhizobium rhizogenes (tidligere Agrobacterium rhizogenes) er en gram-negativ jordbakterie, der kan inficere planter og lede til dannelsen af sygdommen skægrødder.[3]
Under infektionsprocessen overfører R. rhizogenes dele af sit arvemateriale til plantens genom (arvemasse) ved en proces der kaldes transformation. Siden den første opdagelse er der under laboratorieforhold fundet en lang række tokimbladede planter, der succesfuldt kan blive transformeret med R. rhizogenes. Der er ikke nogen forsøg der viser at R. rhizogenes kan transformere enkimbladede planter. [4]
Skægrødder
[redigér | rediger kildetekst]Infektion med R. rhizogenes er først fundet og beskrevet i æbletræer, hvor infektionen førte til vækst af såkaldte skægrødder (engelsk: hairy roots) ud fra infektionsstedet.[2] Ved infektion af andre planter inducerer R. rhizogenes også skægrødder. Skægrødderne er kendetegnet ved at være meget forgrenede, have hastig vækst, reduceret gravitropisme, og de kan gro på hormonfrit vækstmedium.[5]
Transformationsprocessen
[redigér | rediger kildetekst]I rhizosfæren kan planter blive sårede fra jordpatogener eller andre kilder. Dette fører til udskillelse af fenoliske forbindelser som acetosyringon, som har kemotaksiske virkninger, der tiltrækker bakterierne. Når forbindelserne genkendes af bakterien aktiveres visse bakterielle gener Vir-gener, fra dets rod-inducerende plasmid (Ri-plasmid). Vir-gener der er en del af R. rhizogenes plasmid er vigtigt for en succesfuld infection af plantecellen. Når plasmidet er i kontakt med planten cellen, overføres en region af plasmidet, det såkaldte transfer-DNA (T-DNA) ind i plantens genom. Efter integration og ekspression, in vitro eller under naturlige forhold, observeres skægrodsfænotypen ved infektionsstedet (på engelsk: hairy root disease). Kendetegnet for sådanne rødder er typisk en overudvikling af rodsystemet, der ikke er fuldstændig geotropisk, og en ændret (rynket) bladmorfologi, hvis der er blade til stede. R. rhizogenes formerer sig også som et frøbåret patogen. [6]
Anvendelser
[redigér | rediger kildetekst]T-DNA fra bakterien vil blive integreret i plantens genom. Hvis der induceres skud fra rødderne kan der regenereres en hel fertil plante, der kan give T-DNAet videre til den næste generation.[7] Dette gør det muligt at producere transgene planter, der ikke rubriceres som GMOer, hvis der vel og mærke er brugt en naturligt forekommende stamme af R. rhizogenes. Udover ændret rodvækst, udviser de transgene planter også en mere kompakt fænotype, der kan være ønskelig for en lang række kommercielle planter. Plantelinjer der har været transformeret med R. rhizogenes kan derfor blive en kilde til nyt DNA materiale i forædlingsprogrammer.[8]
Skægrødder kan dyrkes in vitro i fx. bioreaktorer for at studere deres interaktion med andre patogener i jorden som fx svampe og nematoder. Dyrkning af transformede rødder i bioreaktorer har også ført til kommerciel produktion af visse sekundære metabolitter, som planten måtte udskille. Dette er af særlig interesse, hvis de sekundære metabolitter kan bruges til medicin, og det vil være svært at udvinde stoffet i tilstrækkelige mængder, hvis planten blev dyrket på traditionel vis. I nogle tilfælde vil transformation med R. rhizogenes også føre til en øget produktion af sekundære metabolitter i forhold til ikke-transformerede planter.[9] Rodkulturerne bruges også i genteknologisk forskning.[10][11]
Referencer
[redigér | rediger kildetekst]- ^ Young JM, Kuykendall LD, Martínez-Romero E, Kerr A, Sawada H (2001). "A revision of Rhizobium Frank 1889, with an emended description of the genus, and the inclusion of all species of Agrobacterium Conn 1942 and Allorhizobium undicola de Lajudie et al. 1998 as new combinations: Rhizobium radiobacter, R. rhizogenes, R. rubi, R. undicola, and R. vitis". International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 51 (Pt 1): 89-103. doi:10.1099/00207713-51-1-89. PMID 11211278.
- ^ a b c Riker A. J , Banfield W. M, Wright W. H, Keitt G. W, Sagen H. E, (1930) Studies on Infectious Hairy Root of Nursery Apple Tress.” Journal of Agricultural Research”. 41: 507-540.
- ^ Agrobacterium rhizogenes. Arkiveret 10. maj 2023 hos Wayback Machine Landbrugsstyrelsen, Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri. Hentet 10. maj 2023.
- ^ John, Flores Hector, (1991) Host range and implications of plant infection by Agrobacterium rhizogenes. “Critical Reviews in Plant Sciences“. 10:387-421.
- ^ Kumar, Anuja Gupta,(2020) Seed-Borne Diseases of Agricultural Crops: Detection, Diagnosis & Management. “Springer Nature Singapore Pte Ltd. “
- ^ Cardarelli M, Mariotti D, Pomponi M, Spanò L, Capone I, Costantino P (1987). Agrobacterium rhizogenes T-DNA genes capable of inducing hairy root phenotype. “Mol Gen Genet.“ 209(3): 475-480. PMID 17193709
- ^ Intrieri M.C, Buiatti M. (2001).The horizontal transfer of Agrobacterium rhizogenes genes and the evolution of the genus Nicotiana.“Mol Phylogenet Evol. “Jul;20(1):100-110. PMID 11421651
- ^ Lütken H, Jensen E.B, Wallström S.V, Müller R, Christensen B. (2012). Development and Evaluation of a Non-GMO Breeding Technique Exemplified by Kalanchoë (Webside ikke længere tilgængelig). “Artc Hortic. “ 961: 51-58.
- ^ Shanks JV, Morgan J. (1999) . Plant 'hairy root' culture. “Curr Opin Biotechnol”.apr;10(2): 151-5. PMID 10209145
- ^ Motoyasu Otani, Masahiro Mii, Takashi Handa, Hiroshi Kamada, Takiko Shimada (1993). Transformation of sweet potato (Ipomoea batatas (L.) Lam.) plants by Agrobacterium rhizogenes. “Plant Science” 94: 151-159.
- ^ Van de Velde W, Mergeay KJ, Holsters M, Goormachtig S (2003). Agrobacterium rhizogenes-mediated transformation of Sesbania rostrata. “Plant Science” 165: 1281-1288.
Denne side er oversat og modificeret fra den engelske side