PPBIOTEC - Programa de Pós-graduação em Biotecnologia

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Assunto: search.filters.subject.Xanthomonas

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    Genomics and walnut hull proteomics of Xanthomonas arboricola pv. juglandis 417 for the development of new disease control.
    (2021) Assis, Renata de Almeida Barbosa; Moreira, Leandro Marcio; Dandekar, Abhaya M.; Moreira, Leandro Marcio; Ferro, Jesus Aparecido; Souza, Robson Francisco de; Cruz, Izinara Rosse da; Borges, William de Castro
    Xanthomonas arboricola pv. juglandis 417 (Xaj417) is the causal agent of walnut bacterial blight, the most significant above-ground disease of walnuts (Juglans regia L.). Walnut producers have registered losses of up to 40% in local production annually. Disease management uses copper-based pesticides which induce pathogen resistance despite being harmful for the environment. Our aim was to evaluate the genome content of the pathogen, dissect the host-pathogen response to define determinants that regulate the host susceptibility and assess the mutation effect of a conserved secreted protein among plant-associated Xanthomonadaceae. Our study focused on Xaj417 to understand the proteo-genomics attributes to colonize its host. We investigated the genome sequence and proteome of this plant pathogen by performing a comparative analysis with other sequenced Xaj and inoculating walnut fruits with Xaj417. The comparison of 32 Xaj genomes revealed that the adaptive evolution generated by intensive spray application to control bacterial diseases possibly led to selection of resistant bacteria and emergence of pathogenic strains (Chapter I). The results revealed that bacterial virulence and copper resistance emerged by the acquisition of specific sets of pathogenesis-related genes commonly transferred among the members of the Xanthomonas genus on mobile genetic elements. This was evidenced for the reference strain Xaj417, a copper-resistant Californian isolate, that acquired a new copper resistance cassette by HGT associated with a new transposon family in Xanthomonas (TnXaj417). The expansion of mobile genetic elements in the most virulent strains influence the repertoire of virulence effectors and adaptation strategies shaping the evolution of pathogenic strains. On Chapter II, we dissected this pathosystem using tandem mass tag quantitative proteomics. This is the first proteome study of this pathosystem examining the molecular responses during the disease development by comparing the proteomes of infected fruit hulls to healthy tissue. Xaj proteins detected in infected tissues demonstrated its ability to adapt to the host microenvironment, limiting iron availability, coping with copper toxicity, and maintaining energy and intermediary metabolism. Finally, on Chapter III the secreted monofunctional chorismate mutase mutant (XajCM) was created in Xaj417 and showed increased virulence in walnut nuts. The bacterial morphology was characterized and IX changes in the protein profile of the mutant in planta were tested. The proteomic results suggested intense degradation processes, oxidative stress, and general arrest of the biosynthetic metabolism in infected nuts. Overall, this study offers new insights into the emergence of virulence, adaptation, and tolerance to disease management strategies used in orchard ecosystems. It also provides knowledge into molecular mechanisms highlighting potential molecular tools for early detection and disease control strategies.
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    Caracterização de marcadores moleculares para diagnóstico e discriminação das quatro variantes de Xanthomonas que infectam citros.
    (2018) Fonseca, Natasha Peixoto; Moreira, Leandro Marcio; Moreira, Leandro Marcio; Moreira, Patrícia de Abreu; Brommonschenkel, Sérgio Hermínio
    A agricultura é um dos principais setores da economia brasileira com uma expressiva influência no crescimento do PIB brasileiro. Uma das commodities que mais contribui para este fato é a citricultura, uma vez que o Brasil ocupa o papel de maior produtor e exportador de citros do mundo. Entretanto, diversos fatores têm afetado a produtividade de citros, com destaque para os problemas fitossanitários que acometem essa atividade em todo país. Caracterizadas pela sua fácil disseminação, três espécies de Xanthomonas estão associadas com a geração de danos e consequentes perdas citrícolas: X. citri subsp. citri patotipo A (XccA), agente causal do Cancro Cítrico Asiático, X. fuscans subsp. aurantifolii variante B (XauB) e C (XauC) causadoras da Falsa Cancrose e da Cancrose C, respectivamente, e X. alfalfae subsp. citrumelonis (Xacm) causadora da Mancha Bacteriana dos Citros. Estes diferem quanto à virulência, patogenicidade e hospedeiros. Dessa forma, estudos que visem o desenvolvimento de tecnologias para a detecção, identificação e controle dessas diferentes espécies são de extrema importância. Assim, o objetivo desse estudo foi desenvolver um método de diagnóstico molecular a partir de sequências únicas identificadas por genômica comparativa que permitam a discriminação individual e múltipla das diferentes variantes de Xanthomonas que infectam Citrus. Para a identificação das sequências únicas, análises de ferramentas OrthoMCL, MAUVE, Primer Designing do NCBI e PCR in silico foram utilizadas para o desenho e validação inicial, considerando as diferenças nos tamanhos dos amplicons de modo a facilitar a análise visual do produto amplificado. As regiões alvo foram amplificadas por PCR e analisadas em gel de agarose 3%. Os resultados mostraram que os marcadores moleculares foram específicos aos genomas alvo in silico, in vitro e in vivo, sem qualquer amplificação cruzada nos outros genomas de referência, o que foi reiterado pelos resultados de PCR multiplex. A sensibilidade de detecção foi de até 0,02ng/μL nos testes in vitro e até 1,5 x 104 UFC mL-1 nos teste in vivo. Todos os resultados encontrados não apenas evidenciaram a possibilidade de diagnóstico por diferenciação das distintas variantes de Xanthomonas causadora de doenças em citros por meio de PCR como validaram a ferramenta computacional desenvolvida para este fim.