农杆菌侵染烟草

农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）是一种土壤细菌，能够通过其特有的Ti质粒（肿瘤诱导质粒）将外源基因转移到植物细胞的基因组中，导致细胞异常增生，形成冠状瘤。这一特性使农杆菌成为基因工程领域中重要的工具。

农杆菌侵染烟草的过程分为几个步骤：

1.附着与侵入：农杆菌通过其鞭毛在烟草根部或茎部表面附着，然后通过形成的菌毛穿透植物细胞壁和细胞膜，进入细胞内部。
2.Ti质粒的转移：进入植物细胞后，农杆菌的Ti质粒通过一种特殊的机制从细菌中切割出来，并通过植物细胞的核孔进入细胞核。
3.整合入宿主基因组：Ti质粒上的T-DNA（转移DNA）区域被转移到植物细胞的基因组中，并整合到宿主的染色体上。
4.表达外源基因：整合后的T-DNA包含有调控基因和基因编码区，这些基因在植物细胞中表达，导致细胞分裂和组织增生，形成冠状瘤。
5.激素合成与细胞增殖：T-DNA中的基因编码产生植物激素类似物，如生长素和细胞分裂素，这些激素促使细胞不断分裂和扩张，形成肿瘤组织。

农杆菌诱导的冠状瘤通常是良性的，但在某些情况下可能会影响植物的健康和生长。科学家利用农杆菌的这一特性进行基因工程操作，例如将有用的基因插入烟草植物中，以改良作物性状或生产转基因植物。

在基因工程中，农杆菌作为一种天然的遗传转化系统，被广泛用于植物基因克隆和转基因植物的创建。通过将目标基因插入Ti质粒的T-DNA区域，然后将改造后的农杆菌引入植物细胞，可以实现外源基因在植物中的稳定遗传。这种方法已被应用于许多作物的改良，包括抗病性、抗旱性、提高营养价值等方面。