Xanthomonas -Xanthomonas
| Xanthomonas | |
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| Xanthomonas translucens crescendo em agar de sacarose peptona mostrando pigmento amarelo | |
Classificação científica 
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| Domínio: | Bactérias |
| Filo: | Proteobacteria |
| Classe: | Gammaproteobacteria |
| Pedido: | Xanthomonadales |
| Família: | Xanthomonadaceae |
| Gênero: |
Xanthomonas Dowson 1939 |
| Espécies | |
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X. albilineans |
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Xanthomonas (do grego: xanthos - “amarelo”; monas - “entidade”) é um gênero de Proteobacteria , muitas das quais causam doenças em plantas . Existem pelo menos 27 plantas associadas a Xanthomonas spp. , que juntos infectam pelo menos 400 espécies de plantas. Diferentes espécies normalmente têm hospedeiros e / ou gama de tecidos e estratégias de colonização específicas.
Taxonomia
O gênero Xanthomonas foi objeto de numerosos estudos taxonômicos e filogenéticos e foi descrito pela primeira vez como Bacterium vesicatorium como um patógeno de pimenta e tomate em 1921. Dowson posteriormente reclassificou a bactéria como Xanthomonas campestris e propôs o gênero Xanthomonas . Xanthomonas foi descrito pela primeira vez como um gênero monotípico e pesquisas posteriores resultaram na divisão em dois grupos, A e B. Trabalhos posteriores usando DNA: a hibridização de DNA serviu como uma estrutura para a classificação geral das espécies de Xanthomonas . Outras ferramentas, incluindo análise de sequência multilocus e polimorfismo de comprimento de fragmento amplificado, têm sido usadas para classificação dentro de clados. Embora pesquisas anteriores tenham ilustrado a complexidade do gênero Xanthomonas , pesquisas recentes parecem ter resultado em uma imagem mais clara. Mais recentemente, a análise de todo o genoma de várias cepas de Xanthomonas apóia principalmente as filogenias anteriores. Xanthomonas spp . são evolutivamente ligados ao patógeno humano oportunista Stenotrophomonas maltophilia , que anteriormente era chamado de Xanthomonas maltophilia . Existe uma proposta para reorganizar os patótipos de banana Xanthomonas e milho / milho de acordo com os dados filogenéticos mais recentes.
Morfologia e crescimento
As características individuais da célula incluem:
- Tipo de célula - hastes retas
- Tamanho - 0,4 - 1,0 µm de largura por 1,2 - 3,0 µm de comprimento
- Motilidade - mobilidade por um único flagelo polar
As características de crescimento da colônia incluem:
- Colônias mucóides, convexas e amarelas em meio YDC
- Pigmento amarelo de xantomonadina, que contém bromo
- A maioria produz grandes quantidades de polissacarídeo extracelular
- Faixa de temperatura - 4 a 37 ° C, crescimento ideal 25-30 ° C
Os resultados dos testes bioquímicos e fisiológicos são:
- Coloração de Gram - negativa
- Obrigar aeróbios
- Catalase positiva
- Oxidase negativo
Xanthomonas fitopatógenos
As espécies de Xanthomonas podem causar manchas bacterianas e manchas nas folhas, caules e frutos em uma ampla variedade de espécies de plantas. As espécies patogênicas apresentam altos graus de especificidade e algumas são divididas em vários patovares , uma designação de espécie baseada na especificidade do hospedeiro.
Cancro dos citros , causado por Xanthomonas citri subsp. citri é uma doença economicamente importante de muitas espécies de citros (lima, laranja, limão, pamelo, etc.)
A mancha bacteriana nas folhas causou perdas significativas nas colheitas ao longo dos anos. As causas desta doença incluem Xanthomonas euvesicatoria e Xanthomonas perforans = [ Xanthomonas axonopodis (syn. Campestris ) pv. vesicatoria ], Xanthomonas vesicatoria e Xanthomonas gardneri . Em algumas áreas onde a infecção começa logo após o transplante, a colheita total pode ser perdida como resultado desta doença. Xanthomonas campestris pv. punicae causa crestamento bacteriano do pomogranato.
A queima bacteriana do arroz, causada por Xanthomonas oryzae pv. oryzae , é uma doença encontrada em todo o mundo e particularmente destrutiva nas regiões produtoras de arroz da Ásia.
Patogênese vegetal e controle de doenças
Sementes contaminadas, ervas daninhas, restos de plantas infectadas são a principal via de transmissão. A infecção começa com o estágio epifítico - isto é, as bactérias crescem nos tecidos aéreos da planta hospedeira (folha, fruto, etc.) seguido pelo estágio endofítico quando as bactérias entram e colonizam os tecidos do hospedeiro através de feridas ou aberturas naturais. Quando a população de bactérias aumenta, ela ressurge para a superfície e é transmitida principalmente pelo vento, chuva ou por meio de sementes ou máquinas agrícolas, enquanto animais e vetores de insetos parecem desempenhar um papel menor.
Xanthomonas usa polissacarídeos de superfície, proteínas de adesão e pili tipo IV para se fixar à superfície e pode formar biofilmes para sustentar tensões abióticas (UV, seca, etc). Xanthomonas produzem xantomonadinas - pigmentos amarelos que protegem da radiação causada pela luz natural. A resistência ao UV é conferida principalmente por genes relacionados ao estresse oxidativo e ao reparo do DNA. A resposta à luz é importante na patogenicidade dessas bactérias e regula a adesão à superfície e a produção de biofilme.
Xanthomonas possui quase todos os sistemas de secreção conhecidos (tipos I a VI) que desempenham papéis diferentes no ciclo de vida e da doença, com o sistema de secreção tipo III ( T3SS ) sendo o fator chave da patogenicidade. Normalmente, Xanthomonas T3SS injeta um coquetel de 20-30 proteínas efetoras que interferem com o sistema imunológico da planta e vários processos celulares do hospedeiro. Muitos dos efetores são presumivelmente redundantes, pois as deleções individuais de genes efetores não prejudicam a virulência, no entanto, as mutações no aparelho T3SS têm um forte efeito. A secreção dos efetores é coordenada com a expressão de outros fatores de virulência por meio de redes regulatórias compartilhadas. O repertório efetor foi proposto como um determinante da especificidade do hospedeiro. Xanthomonas mata ativamente outras bactérias usando o sistema de secreção do tipo IV e se defende da ameba usando o sistema de secreção do tipo VI.
Para prevenir infecções, limitar a introdução da bactéria é fundamental. Alguns cultivares resistentes de certas espécies de plantas estão disponíveis, pois este pode ser o meio mais econômico para controlar esta doença. Para controle químico, as aplicações preventivas são melhores para reduzir o potencial de desenvolvimento bacteriano. Produtos contendo cobre oferecem alguma proteção junto com antibióticos de campo, como a oxitetraciclina , que é rotulada para uso em algumas culturas alimentares nos Estados Unidos. As aplicações curativas de pesticidas químicos podem retardar ou reduzir a disseminação da bactéria, mas não curam plantas já doentes. É importante consultar os rótulos dos pesticidas químicos ao tentar controlar doenças bacterianas, pois diferentes espécies de Xanthomonas podem ter respostas diferentes a essas aplicações. A dependência excessiva de métodos de controle químico também pode resultar na seleção de isolados resistentes, portanto, essas aplicações devem ser consideradas um último recurso.
O uso potencial de bacteriófagos também é considerado, no entanto, os principais fatores limitantes são sua sensibilidade às condições ambientais e, em particular, à radiação UV. Microrganismos benéficos para plantas ou cepas atenuadas de Xanthomonas estão sendo testados como um raciocínio de biocontrole de que poderiam competir ocupando o mesmo nicho e até mesmo erradicar cepas patogênicas. A geração de espécies de plantas resistentes a Xanthomonas é outra estratégia potencial.
Uso industrial
As espécies de Xanthomonas produzem um polissacarídeo comestível chamado goma xantana, que tem uma ampla gama de usos industriais, incluindo alimentos, produtos de petróleo e cosméticos. Xanthan também desempenha um papel no ciclo da doença de Xanthomonas . Em particular, a goma xantana é um dos principais componentes da matriz de biofilme. Os biofilmes ajudam essas bactérias a sustentar estresses abióticos na superfície da folha. Os genes para a biossíntese da goma xantana compreendem o operon da goma ( gumB-gymM ) que codifica 12 enzimas. Produção de xantana por Xanthomonas spp . que prosperam em sistemas de plantas vasculares podem bloquear o fluxo de água da planta e, como resultado, causar murcha.
Recursos da Xanthomonas
Isolados da maioria das espécies de Xanthomonas estão disponíveis na Coleção Nacional de Bactérias Patogênicas de Plantas no Reino Unido e em outras coleções de culturas internacionais, como ICMP na Nova Zelândia, CFBP na França e VKM na Rússia. Também pode ser retirado do MTCC Índia.
Vários genomas de Xanthomonas foram sequenciados e conjuntos de dados / ferramentas adicionais estão disponíveis no The Xanthomonas Resource.