العوامل الحاثة للأورام في مرض التدرن التاجي

  أ.د.محمد عامر فياض /كلية الزراعة/جامعة البصرة

ينتشر مرض التدرن التاجي في جميع انحاء العالم تقريبا ويؤثر في العديد من النباتات التي تعود لذوات الفلقتين خاصة من العائلة الوردية وذوات النوى الحجرية والاعناب والحمضيات وبعض

Mohamed Amer Fayyath,Prof.Dr.
Mohamed Amer Fayyath,Prof.Dr.

المحاصيل الاقتصادية كزهرة الشمس .يتميز المرض بتكوين عقد واورام مختلفة الاشكال والاحجام  على جذور وسيقان (سوق)النباتات المصابه.
سجل المرض عام 1907 من قبل Smith وCharles  وعرف انه يتسبب عن البكتريا Agrobacterium tumefaciens ومن ذلك التاريخ أثار هذا المرض فضول علماء النبات اكثر من اي مرض اخر للأسباب التالية:-

1-قدرة البكتريا المسببة للمرض على تحويل خلايا النبات الطبيعية الى خلايا سرطانية و ما ان يكتمل تحولها فأن هذه الخلايا تستمر في النمو والانقسام الشاذ حتى بغياب البكتريا.
2-عند نقل خلايا متورمه خالية من البكتريا من نبات مصاب الى نبات سليم تظهر اورام على النبات السليم وتكون عادة خالية من البكتريا.كما ان للخلايا المتورمه القدرة على النمو والانقسام الشاذ عند زراعتها في وسط كيمياوي معين لا يحتوي على هرمونات النمو
3-لأورام التورم التدرن التاجي بعض التشابه مع سرطان الانسان والحيوان لذلك فان فهم الية تكوين الاورام في النبات قد يساعد في فهم ألية تكوين السرطانات في الانسان والحيوان.

خلال عقد الستينات والسبعينات من القرن الماضي نشر عن هذا المرض العديد من الابحاث في محاولة لفهم طبيعة تكوين الاورام ولم يتحقق هذا الانجاز الا منتصف السبعينات تقريبا بسبب:-
1-ان الدراسات تركزت في البداية على المسبب المرضي A.tumefaciens
2-تأخر ظهور تقنات ال Molecular biology  التي سهلت دراسة العوامل الحاثة للأورام Tumor-inducing principle 

وضعت عدة اراء وفرضيات لتفسير ألية تكوين ألاورام المتسببه عن البكتريا A.tumefaciens
منها ما اعتقده Mancho عام 1970 من ان الية تكوين الاورام في مرض التدرن التاجي مشابهه لألية تكوين العقد البكتيرية المتسببه عن الجنس Rhizopium واستند في هذا الاعتقاد الى القرابة الوراثية بين الجنسيين Rhizopium وِAgrobacterium  المستندة على تقانة التهجين بين الاحماض النووية DNA-DNA homology وأدعى باستخدام التقطيع الدقيق وجود اجسام حويصلية في خلايا بادرات زهرة الشمس المصابة بالتدرن التاجي شبيهه ب Bacteroids التي يكونها الجنس Rhizopium  على البقوليات,الا ان هذا الاعتقاد لم يصمد طويلا بسبب تأثر الخلايا النباتية المتورمه باضافة المضادات الحياتية,بعد ذلك وضعت عدة فرضيات لتوضيح طبيعة المواد الحاثة للاورام Tumor-inducing principle وهي:-

1-ان العوامل الحاثة للأورام عبارة عن نواتج أيض للبكتريا المسببة للمرض
2-مكونات طبيعية في العائل تتحول بواسطة البكتريا الى مواد حاثة للأورام
3-جزيئات كيمياوية(أحماض نووية)تتحرر وتنتقل من الخلايا البكتيرية الى خلايا النبات
4- فايروس او أي عامل أخر يظهر متلازما مع البكتريا

كثير من المواد التي وجدت مرافقة لحالة التدرن التاجي واعتبرت لفترة معينة انها مسؤولة عن احداث التورمات فشلت في الاختبارات الدقيقة كما ان وجودها يتطلب وجود البكتريا في او على الاقل قرب الانسجة المتورمة.
نالت فرضية انتقال احماض نووية من خلايا البكتريا المسببة للمرض الى خلايا النبات اهتماما كبيرا من قبل الباحثين والعلماء وقد ألت الدراسات المتعددة التي أجريت في هذا المجال الى اكتشاف عدة حقائق يمكن تلخيصها بالنقاط الاتية:-

1-توجد من البكتريا A.tumefacines سلالات ممرضة واخرى غير ممرضة للنبات
2-ان سلالات البكتريا المسببة لمرض التدرن التاجي تحتوي على بلازميد Plasmid (DNAاضافي غير كرموسومي يوجد في بعض سلالات البكتريا ويكسبها صفات اضافية كالمقاومة للمضادات الحياتية وغيرها)
3-ان السلالات غير المرضية من البكتريا A.tumefacines  لا تمتلك بلازميد
4-ان سلالات البكتريا المسببة للمرض والمحتوية على البلازميد تحث النبات على انتاج احماض امينية غير اعتيادية  تسمى opeins مثل Octopine  وNopaline  وAgrocinopine  وغيرها وان البكتريا الحاوية على البلازميد هي القادرة فقط على استغلال هذه المركبات
5- سلالات البكتريا غير الممرضة والخالية من البلازميدات لا تحث النبات على تكوين بروتينات opines  وليست لها القدرة على استغلال هذه المركبات.

من خلال هذه الحقائق وغيرها تبين ان ألية حوث الاورام في النباتات المصابة بمرض التدرن التاجي تبدأء بارتباط البكترياA.tumefaciens المسببة للمرض مع خلايا الجذور المجروحة(الجروح ضرورية لارتباط البكتريا وحدوث المرض)وما ان يتم الارتباط بين البكتريا وخلايا الجذور تبداء البكتريا بتحرير البلازميدات من خلايها ,تنفصل قطعة من البلازميد يطلق عليها T-DNA تندمج هذه القطعة بصورة عشوائية مع احد كرموسومات النبات وتتضاعف معه ثم يحصل تعبير جيني gene expretionللجينات الموجودة على قطعة T-DNAحيث يبدا النبات بانتاج الاحماض الامينية  المشار لها والتي تحتاجها البكتريا ولا يحتاجها النبات كما تحتوي قطعة T-DNA على جينات تحث النبات على انتاج مستوى عالي من منظمات النمو مثل ألأوكسينات خاصة (IAA) والسايتوكاينين.مما يحفز خلايا النبات على الانقسام السريع فتظهر الاعراض بشكل اورام وعقد مختلفة الاحجام والاشكال على الجذور وقواعد السيقان وقد تنتقل الى مناطق اعلى في النبات. يتكون البلازميد لبكتريا A. tumefaciens  من ثلاث مناطق رئيسية منطقة تعرف T-DNA  تحوي على الجينات المشفرة للاوكسينات والسايوكاينين وOpines  ومنطقة تحوي على الجينات المسؤولة عن القدرة الامراضية للبكتريا تعرف Virulence genes region ومنطقة تحوي على الجينات المسؤولة عن تضاعف البلازميد وليست لها علاقة بامراضية البكتريا.

أن الخصائص الغريبة للبكتريا A. tumefacines  وخاصة قابليتها على أدماج قطعة من بلازميدها (T_DNA) في جينوم النبات وتحويل خلايا النبات من خلايا طبيعية الى خلايا متورمة أثارت أهتمام الباحثين في مجال الهنسة الوراثية لأنهم أدركو قابلية هذه البكتريا على هندسة النبات وراثيا بصورة طبيعية.وبالفعل فقد استغلت بلازميدات هذه البكتريا في عملية نقل الجينات حيث يتم قطع الجينات المرضية في البلازميد ثم يغرس الجين المرغوب (المراد نقلة) في البلازميد بعد ذلك يعاد ادخال البلازميد الى البكتريا والتي تقوم بالمهمة الصعبة وهي غرس الجين الجديد في احد كروموسومات (بنفس الطريقة التي تنفصل بها قطعة T-DNA ) النبات واذا تمت العملية بنجاح فسيقوم الجين الجديد بالتعبير عن الصفات التي يحملها.

استغلت البكتريا A.tumefacines في عدة تطبيقات من اهمها:-
1-تحسين الصفات التجارية لبعض شجيرات الزينة وبعض الاشجار(الاشجار المستخدمة في صناعة الاخشاب)
2-انتاج نباتات ذات خصائص صيدلانية
3-زيادة قدرة بعض النباتات وبعض الاحياء الدقيقة على التخلص من المعادن الثقلية مما يزيد من استخدامها في المعالجة الحيوية للملوثات
4-تحفيز قدرة بعض النبات على تحمل عوامل الشد البيئي خاصة الملوحة مما يوفر امكانية زراعة محاصيل استراتيجية في مناطق ذات ملوحة عالية
5-تحسين مقاومة بعض النباتات للامراض النباتية مثل التفاح المقاوم لمرض جرب التفاح
6- تحسين المحتوى الغذائي للنبات
7- زيادة تحمل بعض النباتات لمبيدات الاعشاب كالتبغ والطماطا المقاومة للمبيد كلايفوست مما يوفر فرصة لاستخدام المبيد بوجود النبات الاقتصادي.

التدرن التاجي،محمد عامر فياض
شتلة حمضيات تظهر عليها اعراض الاصابة بمرض التدرن التاجي
أورام مختلفة الاحجام تظهر على زهرة الشمس المصابة بمرض التدرن التاجي
أورام مختلفة الاحجام تظهر على زهرة الشمس المصابة بمرض التدرن التاجي
أورام مختلفة الاحجام تظهر على زهرة الشمس المصابة بمرض التدرن التاجي
أورام مختلفة الاحجام تظهر على زهرة الشمس المصابة بمرض التدرن التاجي

رأيان على “العوامل الحاثة للأورام في مرض التدرن التاجي”

  1. شكرا جزيلا للاخوين د.ابراهيم ود. محمد عامر فالموضوع مهم جدا وربما ان الاورام التي تحصل للنبات هي نفسها التي تحصل للانسان لانها ناتجة عن خلل وراثي اي خلل في الجينات وبتعبير ادق خلل بالتعبير الجيني سببته البكتريا او ربما الفايروسات او المواد الكيماوية المفرزة نتيجة الاصابة فكما نعلم ان تواجد المسبب المرضي على العائل يودي الى استحثاث فرز مواد عديدة تنجم عنها الاعراض المرضية التي تظهر نتيجة الاصابة ……
    وفقك الله الجميع
    د.عبد الكريم قاسم المولى

    1. اخي الدكتور عبد الكريم الان دورك لكتابة مقاله من راق عملك وشغلك السابق انتظر منك مع صوره لك بنزين بها الموقع والمقالة

تعليقك يهمنا