Agrobacterium tumefaciens é uma bactéria fitopatogênica pertencente à ordem Rhizobiales. A característica mais importante dessa bactéria é que ela introduz parte de seu DNA nas células vegetais e as transforma de células normais em células tumorais em um curto espaço de tempo, causando bile em coroa.
Essa bactéria é um bacilo gram-negativo que forma colônias esbranquiçadas ou amareladas e produz um polissacarídeo mucilaginoso em meio de cultura com carboidratos. É deslocado por flagelos peritricosos, vive no solo e infecta células vegetais através de feridas.
Células de Agrobacterium tumefaciens começando a infectar uma raiz. Fonte: AG Matthysse, KV Holmes, RHG Gurlitz
Os sintomas causados por Agrobacterium em seus hospedeiros não são devidos à espécie patogênica, mas ao tipo de plasmídeo (fragmento circular de DNA) que possuem. Consequentemente, as bactérias contendo plasmídeos Ti são indutores de tumor que produzem galha em coroa, e as bactérias contendo plasmídeos Ri induzem a formação de raízes cabeludas.
Essa espécie bacteriana, junto com certos vírus como vetores de material genético para transformar espécies vegetais, abriu uma era no cultivo de plantas transgênicas com alto potencial produtivo. Além disso, o estudo das galhas em coroa produzidas por Agrobacterium tumefaciens constituiu uma parte importante das aplicações de culturas de tecidos vegetais in vitro.
Atualmente, os biotecnologistas usam essa bactéria também para transformar outros organismos, como insetos, e para transferir genes entre plantas relacionadas e não relacionadas.
Espécie: Rhizobium radiobacter (Beijerinck e van Delden, 1902) Young et al., 2001 (nome válido)
Alguns sinônimos são Agrobacterium radiobacter (Beijerinck e van Delden, 1902) Conn, 1942, e Agrobacterium tumefaciens (Smith e Townsend, 1907) Conn, 1942.
Morfologia
Agrobacterium tumefaciens é uma bactéria em forma de bacilar que possui flagelos laterais espalhados e cresce em colônias brancas e às vezes amareladas em cultura.
A forma bacilar de uma bactéria indica que sua aparência é em forma de bastonete. As dimensões de A. tumefaciens são 0,8 μm de comprimento por 1,5 a 3 μm de largura.
As bactérias da família Rhizobiaceae são bactérias gram-negativas que apresentam entre 1 e 6 flagelos. Especificamente, A. tumefaciens viaja através de 1 ou 4 flagelos peritricosos. No caso de ter um único flagelo, é lateral e não polar.
Com relação ao seu crescimento em meio de cultura, se o meio contiver uma fonte de carboidrato, a bactéria produz uma abundante mucilagem do tipo polissacarídeo, semelhante à produzida por seus parentes, a bactéria rizobiana. As colônias geralmente têm uma aparência lisa.
Doenças
Crown Gall
Esta doença é produzida em mais de uma centena de plantas infectadas nas quais uma galha ou tumor se forma em estruturas como raízes, pecíolos e caules.
Os tumores se desenvolvem depois que as bactérias entram em feridas recém-criadas em um hospedeiro suscetível.
Assim que a bactéria reconhece uma ferida e vice-versa, as células mais próximas começam a se dividir. Agrobacterium liga-se às paredes celulares de seus hospedeiros, mas não invade suas células.
A galha em coroa produzida por Agrobacterium tumefaciens pode, em algum ponto, causar a queda do caule. Fonte: Jacilluch
Dois ou três dias após a infecção, ocorre um condicionamento nas células vegetais que as torna sensíveis a um fragmento de DNA do plasmídeo bacteriano, conhecido como DNA de Ti, por se tratar de uma sequência que induz tumores.
Este fragmento de DNA bacteriano se integra ao DNA nuclear da célula vegetal hospedeira e induz uma transformação de células vegetais normais em células tumorais.
Posteriormente, as células transformadas se dividem e crescem de forma incontrolável, independentemente das bactérias e da planta.
A galha formada tanto no caule como nas raízes das plantas, faz com que as células alongadas que estão próximas ao xilema ou ao redor dele, produzam pressão sobre os vasos do xilema e estes são comprimidos e deslocados, tornando-se menos eficientes no transporte a água dentro da planta.
No início da doença, os tumores são quase esféricos, de textura branca e macia. No início, eles podem ser confundidos com um produto caloso da ferida. Os tecidos então escurecem devido à morte celular periférica e apodrecimento.
Alguns tumores podem ser lenhosos e outros podem ser esponjosos. Seu tamanho pode ser de até 30 cm.
Raiz peluda
É uma doença produzida pela espécie Agrobacterium tumefaciens e por seu parente Agrobacterium rhizogenes. Ambos apresentam plasmídeos Ri e induzem a formação de raízes cabeludas em seus hospedeiros, o que apresenta um fenótipo muito particular nas raízes de plantas infectadas.
As raízes se desenvolvem abundantemente e se parecem com cabelos ou raízes com muitos fios de cabelo. Isso ocorre uma vez que o DNA bacteriano é integrado ao DNA da planta, e a síntese de ácido indol acético é estimulada, que promove a diferenciação de raízes normais em raízes com cabelo.
Controle biológico
A galha em coroa causada por Agrobacterium tumefaciens pode ser biocontrolada por uma bactéria do mesmo gênero (Agrobacterium radiobacter), que não é patogênica.
Para esse biocontrole, sementes, mudas e estacas de plantas são tratadas com uma suspensão da cepa K84 de A. radiobacter, graças à produção de uma bacteriocina conhecida como agrocina 84, que funciona como antibiótico contra bactérias taxonomicamente relacionadas a ela.
Essa substância inibe seletivamente as bactérias fitopatogênicas que atingem a superfície dos tecidos vegetais impregnados com as bactérias não patogênicas. Porém, sabe-se que em vários países existem cepas de A. tumefaciens resistentes à agrocina 84.
Controle químico
No caso da cereja, que é suscetível à infecção por A. tumefaciens, costuma ser tratada preventivamente com dicloro (dicloro naftoquinona).
O plasmídeo Ti de Agrobacterium tumefaciens é um fragmento de DNA bacteriano útil em engenharia genética. Fonte: Ti plasmid.svg: Mouagipderivative work: Miguelferig
Referências
- Ruggiero, MA, Gordon, DP, Orrell, TM, Bailly, N., Bourgoin, T., Brusca, RC, et al. 2015. Uma classificação de nível superior de todos os organismos vivos. PLoS ONE 10 (4): e0119248.
- Agrios, GN 2005. Plant Pathology. 5 th ed. Elsevier Academic Press. Estados Unidos da America. 922 p.
- Catálogo da Vida: Lista de Verificação Anual 2019. Detalhes da espécie: Rhizobium radiobacter (Beijerinck e van Delden, 1902) Young et al., 2001. Retirado de: catalogueoflife.org
- Echeverrigaray, S. 1995. Changes in peroxidase and polyipeptide profiles in Nicotiana tabacum L. transformado com Agrobacterium rhizogenes. Rural Science, Santa Maria 25 (2): 229-232.
- De la Isla, L. Phytopathology. 1994. Phytopathology. Faculdade de Pós-Graduação, UTEHA Noriega Editores. 384 p.