بكتيريا Agrobacterium tumefaciens ودورها في إصابة النباتات والهندسة الوراثية
تُعد Agrobacterium tumefaciens واحدة من أكثر البكتيريا النباتية دراسةً في علم أمراض النبات، نظرًا لقدرتها الفريدة على نقل جزء من مادتها الوراثية إلى خلايا النبات المضيف. هذه البكتيريا تعيش في التربة وتسبب مرضًا يعرف باسم التدرن التاجي (Crown Gall Disease)، الذي يُعد من أخطر الأمراض البكتيرية التي تصيب النباتات الخشبية والعشبية.
أعراض مرض التدرن التاجي
تظهر الأعراض عادةً على شكل درنات أو أورام صلبة تنمو في قاعدة الساق (عند منطقة التاج) أو على الجذور. مع الوقت، قد تتصلب هذه الدرنات وتعيق مرور العصارة، مما يؤدي إلى ضعف نمو النبات أو موته في الحالات الشديدة.
آلية الإصابة
تحدث العدوى عندما تدخل البكتيريا من خلال جروح صغيرة في الجذر أو الساق. تمتلك هذه البكتيريا بلازميد خاص يسمى Plasmid Ti (Tumor-inducing)، يحتوي على DNA ناقل (T-DNA)، يتم إدخاله إلى خلية النبات عبر عملية طبيعية تشبه “الهندسة الوراثية”.
العوامل المساعدة على الإصابة
- وجود جروح في منطقة الجذر أو الساق السفلي.
- ارتفاع درجات الحرارة والرطوبة.
- زراعة النباتات في تربة موبوءة بالبكتيريا.
- استخدام أدوات زراعية ملوثة.
مكافحة مرض التدرن التاجي
- استخدام شتلات خالية من الإصابة.
- تجنب الجروح أثناء الزراعة أو التقليم.
- تعقيم التربة أو استخدام الأراضي النظيفة غير الموبوءة.
- غمر الجذور قبل الزراعة بمستحضرات تحتوي على Agrobacterium radiobacter K84، وهي سلالة غير ممرضة تنافس البكتيريا الضارة وتمنع نشاطها.
- تطبيق المعالجة الحيوية (Biocontrol) بدلاً من المواد الكيميائية عند الإمكان.
الفرق بين A. tumefaciens و A. rhizogenes
| الخاصية | Agrobacterium tumefaciens | Agrobacterium rhizogenes |
|---|---|---|
| نوع المرض | تدرنات تاجية (Crown Gall) | جذور مشعرة (Hairy Root) |
| نوع البلازميد | Ti plasmid | Ri plasmid |
| نوع النسيج المتأثر | الساق والجذر عند التاج | الجذور العرضية |
| الاستخدام في الهندسة الوراثية | لنقل جينات جديدة إلى الخلايا النباتية | لإنتاج جذور محتوية على مركبات ثانوية |
أهمية Agrobacterium في التكنولوجيا الحيوية
تحولت Agrobacterium tumefaciens من مسبب مرض خطير إلى أداة هندسة وراثية أساسية في المختبرات حول العالم. بفضل قدرتها على إدخال الـDNA إلى النباتات، تم تطوير العديد من المحاصيل المعدلة وراثيًا مثل الذرة وفول الصويا والطماطم المقاومة للفيروسات.
– Agrios, G. N. (2017): *Plant Pathology*, 6th Ed. Academic Press.
– Gelvin, S. B. (2010): *Agrobacterium-mediated plant transformation: the biology behind the “gene-jockeying” tool.* Microbiology and Molecular Biology Reviews.
– FAO (2023): *Biological control of crown gall disease.*
– USDA Agricultural Research Service: *Crown Gall of Ornamentals and Fruit Trees.*
