A systematic analysis of the role of GGDEF-EAL domain proteins in virulence and motility in Xanthomonas oryzae pv. oryzicola

The second messenger c-di-GMP is implicated in regulation of various aspects of the lifestyles and virulence of Gram-negative bacteria. Cyclic di-GMP is formed by diguanylate cyclases with a GGDEF domain and degraded by phosphodiesterases with either an EAL or HD-GYP domain. Proteins with tandem GGDEF-EAL domains occur in many bacteria, where they may be involved in c-di-GMP turnover or act as enzymatically-inactive c-di-GMP effectors. Here, we report a systematic study of the regulatory action of the eleven GGDEF-EAL proteins in Xanthomonas oryzae pv. oryzicola, an important rice pathogen causing bacterial leaf streak. Mutational analysis revealed that XOC_2335 and XOC_2393 positively regulate bacterial swimming motility, while XOC_2102, XOC_2393 and XOC_4190 negatively control sliding motility. The ΔXOC_2335/XOC_2393 mutant that had a higher intracellular c-di-GMP level than the wild type and the ΔXOC_4190 mutant exhibited reduced virulence to rice after pressure inoculation. In vitro purified XOC_4190 and XOC_2102 have little or no diguanylate cyclase or phosphodiesterase activity, which is consistent with unaltered c-di-GMP concentration in ΔXOC_4190. Nevertheless, both proteins can bind to c-di-GMP with high affinity, indicating a potential role as c-di-GMP effectors. Overall our findings advance understanding of c-di-GMP signaling and its links to virulence in an important rice pathogen.

AnnoTALE: Bioinformatics tools for identification, annotation, and nomenclature of TALEs from Xanthomonas genomic sequences

Transcription activator-like effectors (TALEs) are virulence factors, produced by the bacterial plant-pathogen Xanthomonas, that function as gene activators inside plant cells. Although the contribution of individual TALEs to infectivity has been shown, the specific roles of most TALEs, and the overall TALE diversity in Xanthomonas spp. is not known. TALEs possess a highly repetitive DNA-binding domain, which is notoriously difficult to sequence. Here, we describe an improved method for characterizing TALE genes by the use of PacBio sequencing. We present 'AnnoTALE', a suite of applications for the analysis and annotation of TALE genes from Xanthomonas genomes, and for grouping similar TALEs into classes. Based on these classes, we propose a unified nomenclature for Xanthomonas TALEs that reveals similarities pointing to related functionalities. This new classification enables us to compare related TALEs and to identify base substitutions responsible for the evolution of TALE specificities. © 2016, Nature Publishing Group. All rights reserved.

Aislamiento, producción y evaluación de la patogenicidad de cepas de Hirsutella citriformis Speare para el control de Diaphorina citri Kuwayama, vector de la enfermedad Huanglongbing de los cítricos

La industria citrícola es una de las más importantes industrias con las que cuenta el país y en los últimos años se encuentra amenazada por una plaga que está ocasionando estragos en todas las áreas citrícolas en México, el Huanglongbing o greening la cual es transmitida por el psílido asiático de los cítricos, Diaphorina citri Kuwayama, insecto que ocasiona daño en las plantas al alimentarse de los brotes tiernos y que además es el vector de la bacteria Candidatus Liberibacter asiaticus para la cual no hay cura y por lo que es necesario controlar al insecto que la transmite. Por lo que el presente trabajo consistió en aislar hongos de D. citri micosados, identificarlos en base a sus características morfométricas y usando técnicas moleculares, cultivarlos en diferentes medios de cultivo comerciales de agar para seleccionar aquel en el cual crecen y conidian mejor, se determinó también el tipo de exudados producidos por Hirsutella citriformis en los medios de agar, se cultivaron en dos diferentes medios de cultivo líquido y un sustrato vegetal para obtener mayor cantidad de conidios; también se realizaron bioensayos de laboratorio para determinar la virulencia de las cepas y seleccionar aquellas que pudieran controlar mejor al insecto; se evaluó la patogenicidad que pudieran presentar sobre insectos depredadores de D. citri, y con los resultados obtenidos se seleccionó las cepas que presentaron mayor patogenicidad sobre el insecto vector del HLB para evaluar su actividad sobre el mismo en bioensayo de campo. Se aislaron cinco cepas de insectos micosados provenientes de diferentes regiones citrícolas, se trabajó con ellos además de tres cepas con las cuales ya contaba el INIFAP de General Terán de Nuevo León. Se identificaron morfométrica y molecularmente como Hirsutella citriformis Speare. Los medio comerciales de cultivo en los cuales crecen y presentan mejor conidiación son los medios agar papa dextrosa enriquecidos con extracto de levadura al 0.5 y 1 % en los cuales se obtuvo un crecimiento radial de 3.2 a 3.8 cm para las cepas IB-Hir-2 e INIFAP-Hir-1 respectivamente, a los 34 días de cultivo a 25 ± 1 °C. La conidiación obtenida para las ocho cepas no correspondió al crecimiento radial, pero si concordó en presentarse en los medios enriquecidos con extracto de levadura, los valores variaron desde 1.22 x 10⁶ a 2.79 x 10⁷ para las cepas 2 INIFAP-Hir-2 en agar papa dextrosa e IB-Hir-2 en agar papa dextrosa con extracto de levadura al 1% respectivamente. En medios líquidos la mayor producción de blastosporas obtenida fue 4.3 x 108 blastosporas /ml a los 9 días en el medio de casaminoácidos para la cepa INIFAP-Hir-1, y en caldo papa dextrosa la mayor producción la presentó a los 11 días la cepa IB-Hir-2 (7.7 x 107 blastosporas/ml). La mayor producción de conidios en el sustrato vegetal (arroz) se obtuvo a los 14 días por la cepa INIFAP-Hir-4 (1.97 x 107 conidios/gr). Se analizaron los dos tipos de exudados observados en las cepas usando los métodos de Bradford para proteínas y el del Fenol Sulfúrico para carbohidratos y con estos métodos se determinó que todas las cepas producen ambos tipos de compuestos, además de que las proteínas son los exudados amarillo claro y oscuro, mientras que los carbohidratos corresponden a las gotas cristalinas producidas por las cepas en los diferentes medios de agar. En los diferentes bioensayos de laboratorio las cepas presentaron mayor mortalidad cuando se inoculó por contacto, donde las cepas INIFAP-Hir-1, INIFAP-Hir-2, IB-Hir-1 e IB-Hir-2 mostraron los mayores porcientos de mortalidad media. Al evaluar la patogenicidad de cuatro cepas sobre dos depredadores de D. citri, los resultados fueron similares para tratamientos y testigo y no se presentó micosamiento en los insectos muertos. Bajo condiciones de laboratorio la CL50 y CL90 obtenidas para el aislado INIFAP-Hir-1 fueron, 34 x 105 y 26.7 x 107 respectivamente. En el bioensayo de campo se usaron las cepas INIFAP.Hir-2, INIFAP.Hir-4, IB-Hir-1 e IB-Hir-2 y el mayor porciento de mortalidad obtenida fue 51.049 y el menor 35.7 para las cepas INIFAP-Hir-4 e IB-Hir-1 respectivamente, mientras que el testigo con adherente mostro 6.059 y en el testigo absoluto 4.84 % de mortalidad promedio. Además logramos aislar la cepa que los micosaba de 20 insectos colectados en diferentes puntos de muestreo, identificando en base a sus características morfológicas de crecimiento colonial a tres de las cepas evaluadas y a la cepa nativa de Martínez de la Torre.

Inventario de enemigos naturales asociados a Diaphorina citri (Kuwayama, 1907) (Hemiptera: psyllidae), en dos fincas de producción citrícola en el departamento de San Salvador, El Salvador

El presente trabajo se realizó con el fin de buscar enemigos naturales de Diaphorina citri en finca El Trapiche (1) y Finca Los Planes (2), ambas ubicadas en la Subregión Metropolitana de San Salvador, entre las coordenadas geográficas 15º 08'639" N y 27º 20'11" 0. Y 15°09'771" N y 26º20'27"0. Para la captura de enemigos naturales se realizó una fase de campo en los dos sitios de estudio, mediante la colecta de brotes tiernos, así como censos visuales, desde las 7:00 am hasta las 10:00 am (se realizaron ocho muestreos, dos muestreos mensuales durante cuatro meses), además se colocaron trampas amarillas, las cuales fueron consideradas para la selección de árboles a muestrear en cada finca. La identificación de especies se realizó mediante comparación morfológica utilizando claves pictóricas y la verificación de especies mediante soporte técnico en la colección entomológica del Ministerio de Agricultura y Ganadería (MAG) y la ratificación de especies se realizó por consulta virtual con expertos en el área de entomología de Colombia y México. Para el análisis de datos se utilizaron los índices de diversidad alfa: Shannon-Wiener y Simpson. En las dos fincas muestreadas se encontraron 10 especies de enemigos naturales, los mismos para cada finca: Tamarixia radiata, Chrysoperla sp, Ceraeochrysa sp, Hyperaspis sp, Chilocorus cacti, Scymnus sp, Cycloneda sanguínea, Olla v-nigrum, Azya sp y una especie del Orden Coleoptera. Pertenecientes a 3 familias (Eulophidae, Chrysopidae, Coccinellidae). Los datos obtenidos presentan que Tamarixia radiata, Chrysoperla sp y Ceraeochrysa sp son las especies más importantes en los dos sitios ya que presentaron mayor abundancia en las dos fincas.

Efeito de diferentes concentrações de andiroba na inibição do crescimento in vitro da bactéria Xanthomonas axonopodis pv. passiflorae.

Na composição química das plantas medicinais, algumas substâncias podem atuar como ativadoras do sistema defensor da planta hospedeira ou contra os patógenos fúngicos. Na constituição química. As amostras de óleo de andiroba utilizadas nos testes foram do Horto de Plantas Medicinais da Embrapa Amazônia Oriental, Belém- PA. Para o crescimento, os patógenos foram cultivados em meio de cultura MB1 sintético. A amostra utilizada na verificação da inibição fitopatogênica foi óleo puro de andiroba em três concentrações de 1%, 2% e 3% para a bactéria. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, sete tratamentos (uma espécie de bactéria X três concentrações do óleo de andiroba) e cinco repetições. A análise estatística foi realizada comparando as medidas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade utilizando o programa estatístico SISVAR. O óleo de andiroba apresentou efeito significativo na inibição do crescimento da bactéria em todas as concentrações utilizadas, onde a maior concentração do óleo de andiroba mostrou-se mais eficiente na inibição do crescimento da bactéria, em relação à testemunha.

Otimização de marcadores desenvolvidos para PCR convencional para uso em qPCR visando a diagnose de Xanthomonas campestris pv viticola em videira.

No Brasil, Xanthomonas campestris pv. viticola (Xcv), causadora do cancro bacteriano em videira, é uma praga quarentenária A2, com ocorrência no Semiárido Nordestino. A bactéria pode ser disseminada de plantas assintomáticas pela distribuição de material propagativo e ocorrências restritas da doença em outras regiões foram identificadas. Para diagnose confiável por PCR convencional, o DNA deve ser extraído de culturas de bactérias isoladas de tecido com sintomas suspeitos. Com a técnica, é possível detectar até 0,25 pg de DNA bacteriano total. Atualmente, métodos que empregam tecidos assintomáticos não estão disponíveis. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um protocolo sensível à detecção de Xcv por qPCR, empregando iniciadores disponíveis da técnica convencional.

Dinâmica populacional e parasitismo do psilídeo-dos-citros Diaphorina citri (Hemiptera: Liviidae) em pomares de Sergipe.

2016

Reação de variedades de mandioca (Manihot esculenta Crantz) a Xanthomonas axonopodis pv. manihotis.

O presente trabalho teve como objetivo avaliar 26 materiais de mandioca quanto à resistência a bacteriose em casa-de-vegetação. Plantas com 2 a 3 pares de folhas foram inoculadas com dois isolados de Xanthomonas axonopodis pv. manihotis (Xam) através da pulverização da suspensão bacteriana na face inferior das folhas. As avaliações da severidade da doença foram realizadas aos 4, 6, 8, 11, 13 e 15 dias após a inoculação do patógeno. O ensaio foi montado em esquema fatorial 2 x 26 (2 isolados x 26 variedades) e o delineamento foi em blocos casualizados com 3 repetições. Todos os materiais avaliados apresentaram sintomas característicos da bacteriose. No entanto, as variedades EAB 675, Inajá- PA, Orana, 34 Pretinha-3 e Pretona Erecta apresentaram menor severidade da doença, não apresentando diferença significativa quanto a virulência do patógeno. A variedade 37 Pretinha 4 se apresentou como mais suscetível para os dois isolados. Os isolados em estudo apresentaram variabilidade quanto à agressividade, sendo o isolado Xam P.225 o mais virulento.

Levantamento de Diaphorina citri no estado do Pará.

Considerando a importância de D. citri na disseminação do HLB, este trabalho teve como objetivo o monitoramento do psilídeo em plantas de citros e principalmente de murta em municípios do estado do Pará

Métodos para detecção de Clavibacter michiganense subsp. michiganense e Xanthomonas campestris pv. vesicatoria em sementes de tomate.

Visando detectar Clavibacter michiganense subsp. michiganense (Cm) e Xanthomonas campestris pv. vesicatoria (Xcv) em sementes de tomate, duas técnicas foram comparadas: meio semi-seletivo e planta indicadora. Os seguintes parâmetros foram avaliados: soluções extratoras de Cm e Xcv de sementes inteiras e moídas, especificidade e sensibilidade. Os resultados mostraram que os meios semi-seletivos MB1M (MB1 + telurito de potássio, ácido borico e benomil) e TAM (peptona, brometo de potássio, cloreto de cálcio, agar + Tween 80, cefalexina e clorotalonil), foram mais eficientes para detecção de Cm e Xcv, a partir de sementes moídas em tampão fosfato do que os meios disponíveis e, apresentaram maior especificidade e sensibilidade, detectando 10(2) - 10(3) ufc/ml de Cme Xcv em comparacao a 10(3) - 10(4) ufc/ml da inoculação em plântulas de tomateiro (cvs. Angela Gigante e Santa Cruz).

Xanthomonas campestris pv. phaseoli em sementes de feijão. I. Detecção por serologia.

Foram comparadas quatro técnicas de extração e dois métodos serológicos para a detecção de xanthomonas campestris pv. phaseoli (Xcph) e do "Strain" fuscans (Xcphf) em sementes de feijão (Phaseolus vulgaris). As técnicas de extração incluíram sementes moídas e inteiras, com ou sem assepsia superficial, imersas em água destilada ou meio liquido (3g extrato de levedura/L) esterilizados e incubação por 2 horas, a temperatura ambiente (sementes moídas) ou 18-24 hs, a 5-10 .C (sementes inteiras). Para a identificação do patógeno, foram comparadas as técnicas serológicas de microprecipitina em placas e dupla difusao em gel-de-agar. A melhor técnica de extração foi a imersão de sementes inteiras em água destilada esterilizada, por 18-24 horas, a 5-10 .C. O método damicroprecipitina apresentou maior sensibilidade, mas menor especificidade que a dupla difusão em gel-de-agar. O antissoro do "Strain" fuscans reagiu tanto com o antígeno homólogo (Xcphf) como com o heterólogo (Xcph). Sob o ponto de vista prático este antissoro pode ser usado para a detecção dos patógenos causadores do crestamento bacteriano do feijoeiro. A sensibilidade do método da dupla difusão não foi suficiente para a detecção segura de baixas incidências do patógeno em amostras de sementes de feijão.

Xanthomonas campestris pv. phaseoli: método para detecção em semente de feijão.

1992

Detecção de Xanthomonas campestris pv. phaseoli e fungos em sementes de feijão produzidas no Estado de São Paulo.

Foi pesquisada a presença de Xanthomonas campestris pv. phaseoli e de fungos em sementes certificadas de feijão produzidas pela Secretaria da Agricultura do Estado de São Paulo nas safras da seca e inverno de 1991 e 1993. A bactéria foi detectada através do método de inoculação em planta indicadora de feijoeiro da cultivar CNF 0010. A incidência de fungos foi determinada pelo método do papel de filtro. Quanto a bactéria, foram examinadas amostras de 188 lotes em 1991 e 124 em 1993. Para os fungos foram analisadas amostras de 147 lotes no ano de 1991. Em 1991, a bacteria foi detectada somente nas amostras de Aracatuba (16,7%), Paraguacu Paulista (18,2%) e Sao Jose do Rio Preto (4%) com incidental mínima de (0,5%). No ano de 1993, X. camperstris pv. phaseoli foi encontrada nas amostras de Araçatuba (6,3%), Bauru (20%), Fernandópolis (12,7%), Lucelia (33,3%), Marilia (12,5%), Paraguacu Paulista (50,0%), Presidente Prudente (46,7%), Ribeirao Preto (16,7%), Santo Anastacio (66,7%), Sao José do Rio Preto (40,0%). Em 1991, a bactéria foi detectada em apenas 5,3% das amostras analisadas, ocorrendo em 1993 um aumento da incidência do patogeno, que foi detectado em 30,6% das amostras, provavelmente devido as condicoes climaticas favoraveis ao crestamento bacteriano. Foram encontrados os fungos Colletotrichum lindemuthianum, Rhizoctonia solani, Macrophomina phaseolina, Phaeoisariopsis griseola e Alternaria spp.. As regiões de Aguaí, Aracatuba, Avaré e Lucélia apresentaram maior incidência destes fungos. Entre as 147 amostras analisadas, R. solani foi detectada em Araçatuba em 28,6% das amostras, Bauru (50,0%), Fernadópolis (8,7%), Lucélia (27,0%) e Marília (7,5%) e C. lindemuthianum em Araçatuba (3,3%), Avaré (25,0%) e Lucélia(5,5%). Os demais fungos foram detectados em baixas incidências podendo-se concluir que com relação a presença de fungos, os lotes analisados apresentaram boa qualidade sanitária. Os resultados mostraram que houve alta contaminação das sementes por X. campestris pv. phaseoli em 1993, o que ocorreu aumento do inoculo nas sementes de 1991 para 1993, destacando-se os municípios P. Paulista, S. José da Rio Preto, Santo Anastácio e Presidente Prudente como os que apresentam maior infecção das sementes.

Liberibacters associated with orange jasmine in Brazil: incidence in urban areas and relatedness to citrus liberibacters

Two surveys (2005/2006 and 2009) were conducted in the state of Sao Paulo, Brazil, to investigate the incidence of `Candidatus Liberibacter asiaticus` and `Ca. L. americanus`, two liberibacters associated with citrus huanglongbing (HLB) disease and both transmitted by Diaphorina citri, in orange jasmine (Murraya exotica), a widespread ornamental tree in cities and villages. The graft-transmissibility of the two species, and their DNA relatedness to citrus-associated liberibacters, were also investigated. Quantitative PCR was applied to PCR-positive orange jasmine and HLB-positive citrus growing in backyards and orchards to assess their inoculum source potentials. Liberibacters were detected in 91 of 786 sampled orange jasmine plants in 10 of 76 sampled locations. PCR-positive trees exhibited yellow shoots and/or dieback symptoms indistinguishable from those on PCR-negative trees. `Candidatus Liberibacter americanus` was more common in 2005/2006 (96 center dot 6%) and `Ca. L. asiaticus` in 2009 (84 center dot 8%). rplJ nucleotide sequences were identical within all populations of either species. Graft transmission succeeded only in homologous host combinations, including `Ca. L. americanus` (2/10) from/to orange jasmine and `Ca. L. americanus` (5/18) and `Ca. L. asiaticus` (5/9) from/to citrus. Symptoms were mild and developed less rapidly in orange jasmine than in citrus, probably as a result of lower liberibacter multiplication rates. Respective titres of `Ca. L. americanus` and `Ca. L. asiaticus` in orange jasmine averaged 4 center dot 3 and 3 center dot 0 log cells g-1 tissue, compared with 5 center dot 5 and 7 center dot 3 in citrus. The results indicate that orange jasmine does not favour liberibacter multiplication as much as citrus. However, its importance in HLB epidemics should not be underestimated as it is a preferred host of D. citri and is not under any strict tree-eradication programme or measures for insect control.

High affinity binding of albicidin phytotoxins by the AlbA protein from Klebsiella oxytoca

Albicidins are a family of phytotoxins and antibiotics which play an important role in the pathogenesis of sugarcane leaf scald disease. The albA gene from Klebsiella oxytoca encodes a protein which inactivates albicidin by heat-reversible binding. Albicidin ligand binding to a recombinant AlbA protein, purified by means of a glutathione S-transferase gene fusion system, is an almost instant and saturable reaction. Kinetic and stoichiometric analysis of the binding reaction indicated the presence of a single high affinity binding site with a dissociation constant of 6.4 x 10(-8) M. The AlbA-albicidin complex is stable from 4 to 40 degrees C, from ph 5 to 9 and in high salt solutions. Treatment with protein denaturants released all bound albicidin. These properties indicate that AlbA may be a useful affinity matrix for selective purification of albicidin antibiotics. AlbA does not bind to p-nitrophenyl butyrate or alpha-naphthyl butyrate, the substrates of the albicidin detoxification enzyme AlbD from Pantoea dispersa. The potential exists to pyramid genes for different mechanisms in transgenic plants to protect plastid DNA replication from inhibition by albicidins.