Agrobacterium Tumefaciensによる根に対する結合およびバイオフィルム形成に対するセルロース過剰生産の効果

液体で成長するアグロバクテリウムツメファシエンは、トマトとシロイヌナズナの表面に付着し、バイオフィルムを形成します。バクテリアはまた、滅菌石英砂で栽培された根を定着させます。付着、根のコロニー形成、およびバイオフィルム形成はすべて、CELAおよびCHVB変異体で著しく減少し、セルロースおよび周期的ベータ（1,2）-D-グルカンの産生がそれぞれ不足していました。化学的分別とメチル化分析によって判断されるように、変異がセルロースの過剰生産をもたらす2つの遺伝子（CELGおよび細胞）を特定しました。セルロースシンターゼ遺伝子のcDNAクローンを運ぶ野生型およびCHVB変異株は、セルロースを過剰生産しました。野生型株の過剰生産により、光学顕微鏡で評価されるように、根のバイオフィルム形成が増加し、セルロース - ミノス変異体と野生型の間の中間根のコロニー形成のレベルが増加しました。非攻撃CHVB変異体によるセルロースの過剰生産は、顕微鏡的および生存可能な細胞カウントアッセイにおけるバイオフィルム形成と細菌の付着を回復し、部分的に回復した根コロニー形成を回復しました。植物表面への付着は回復しましたが、セルロースの過剰生産はCHVB変異体株の毒性を回復しませんでした。これは、植物表面への単純な細菌結合が病因には不十分ではないことを示唆しています。

Agrobacterium tumefaciens growing in liquid attaches to the surface of tomato and Arabidopsis thaliana roots, forming a biofilm. The bacteria also colonize roots grown in sterile quartz sand. Attachment, root colonization, and biofilm formation all were markedly reduced in celA and chvB mutants, deficient in production of cellulose and cyclic beta-(1,2)-D-glucans, respectively. We have identified two genes (celG and cell) in which mutations result in the overproduction of cellulose as judged by chemical fractionation and methylation analysis. Wild-type and chvB mutant strains carrying a cDNA clone of a cellulose synthase gene from the marine urochordate Ciona savignyi also overproduced cellulose. The overproduction in a wild-type strain resulted in increased biofilm formation on roots, as evaluated by light microscopy, and levels of root colonization intermediate between those of cellulose-minus mutants and the wild type. Overproduction of cellulose by a nonattaching chvB mutant restored biofilm formation and bacterial attachment in microscopic and viable cell count assays and partially restored root colonization. Although attachment to plant surfaces was restored, overproduction of cellulose did not restore virulence in the chvB mutant strain, suggesting that simple bacterial binding to plant surfaces is not sufficient for pathogenesis.