Orientador: Suzete Aparecida Lanza Destéfano

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia

Resumo: Espécies pertencentes ao gênero Xanthomonas são responsáveis por doenças que podem causar grandes perdas econômicas em diversas culturas. Esses fitopatógenos têm sido objeto de diversos estudos taxonômicos resultando em significativas alterações na classificação em nível inter e...

Resumo: Espécies pertencentes ao gênero Xanthomonas são responsáveis por doenças que podem causar grandes perdas econômicas em diversas culturas. Esses fitopatógenos têm sido objeto de diversos estudos taxonômicos resultando em significativas alterações na classificação em nível inter e infraespecífico. O presente estudo teve por objetivo caracterizar taxonomicamente bactérias do gênero envolvendo: (1) diferenciação e análises filogenéticas de espécies do gênero Xanthomonas; (2) esclarecimento da posição taxonômica de linhagens classificadas como Xanthomonas sp.; (3) diferenciação de patovares da espécie X. campestris; (4) desenvolvimento de primers específicos para X. campestris, X. translucens, X. cucurbitae e X. melonis. O par de primers rpoB2F/rpoB3R, desenhado a partir de sequências do gene rpoB, foi empregado em experimentos de amplificas;ao utilizando-se DNAs de 26 espécies do gênero Xanthomonas e os produtos de amplificas;ao (800 pb) foram digeridos com diversas endonucleases. Os perfis de restrição obtidos com a utilização da enzima Hae III permitiram a diferenciação da maioria das espécies, incluindo os patógenos de mesmo hospedeiro como X. albilineans e X. sacchari (patogênicas à cana-de-açúcar); X. cucurbitae . e X. melonis (patogênicas ao melão); X. vesicatoria, X. gardneri e X. euvesicatoria/X. perforans (patogênicas ao tomateiro). Ainda, os produtos de amplificação do gene rpoB foram seqüenciados e a árvore filogenética construída a partir destas sequências também possibilitou a diferenciação das espécies do gênero, indicando que o gene rpoB pode ser considerado um marcador molecular eficiente para o estudo das relações filogenéticas de espécies do gênero Xanthomonas. Os DNAs de linhagens classificadas como Xanthomonas sp. também foram analisados por meio de experimentos de amplificação com primers específicos para a espécie X. axonopodis, de hibridizas;ao DNA-DNA, e analise de multilocus utilizando-se sequências dos genes rpoB, rpoA, atpA, recA e região espaçadora 16S-23S DNAr. Os resultados mostraram que as linhagens de X. sp. pv. viticola, X. sp. pv. betae e X. sp. pv. paulliniae pertencem a espécie X. axonopodis, entretanto, não foi possível definir a posição taxonômica das linhagens de X. sp. pv. arracaciae, X. sp. pv. esculenti e X. sp. pv. eucalypti, embora várias ferramentas tenham sido utilizadas. Assim, somente estudos complementares deverão ser conduzidos visando esclarecer a classificação dessas linhagens. Nesse estudo também foram analisadas as espécies X. campestris, X. translucens, X. cucurbitae e X. melonis. Visando a diferenciação dos patovares da espécie X. campestris, os DNAs destas linhagens foram submetidos a experimentos de PCR-RFLP do gene rpoB e as digestões duplas utilizando-se Cfo I/Mbo I. Os resultados permitiram a diferenciação dos patovares X.c. pv. raphani, X.c. pv. barbariae, X.c. pv. incanae, X.c. pv. armoraciae e X.c. pv. campestris/ X.c. pv. aberrans. Ainda, os dados obtidos nas amilises do gene rpoB permitiram o desenvolvimento de primers específicos para as espécies X. campestris, patogênicas as crucíferas (rpoB2F/xcamR) e X. translucens, patogênicas a gramíneas e cereais (trans1F/trans2R). Alem disso, amilises de sequências da região espaçadora 16S-23S DNAr possibilitaram o desenho do par de primers mecF/mecR, especifico para X. cucurbitae e X. melonis, espécies patogênicas ao melão. A especificidade destes primers foi confirmada em experimentos de amplificação utilizando-se DNAs de algumas bactérias de diferentes gêneros isoladas de mesma espécie de plantas hospedeiras. O nível de sensibilidade da técnica de PCR utilizando-se os primers desenvolvidos foi de 0,1 pg para rpoB/xcam, de 0,01 ng para trans1F/trans2R e de 1 pg para mecF/mecR

Abstract: Xanthomonas species are responsible for diseases causing economic losses in many crops. These phytopathogens have been subject of several taxonomic studies resulting in significant changes at interespecific or infraspecific level. This study aimed the taxonomic characterization of...

Abstract: Xanthomonas species are responsible for diseases causing economic losses in many crops. These phytopathogens have been subject of several taxonomic studies resulting in significant changes at interespecific or infraspecific level. This study aimed the taxonomic characterization of Xanthomonas species including: (1) differentiation and phylogenetic analysis of Xanthomonas species; (2) clarification of taxonomic position of strains classified as Xanthomonas sp.; (3) differentiation of the pathovars of X. campestris; ( 4) development of specific primers for X. campestris, X. translucens, X. cucurbitae and X. melonis. The rpoB2F/rpoB3R primers, designed from rpoB gene sequences, were employed in amplification experiments using DNAs from 26 species of Xanthomonas genus and the products (800 bp) were digested with different restriction enzymes. Profiles using Hae III allowed to differentiate the most species of the genus, including pathogens the affect the same plant host as X. albilineans e X. sacchari (pathogenic to sugarcane); X. cucurbitae e X. melonis (pathogenic to melon); X. vesicatoria, X. gardneri and X. euvesicatoria/X. perforans (pathogenic to tomato). Amplification products of the rpoB gene were sequenced and the phylpgenetic tree constructed from these sequences also allowed the differentiation of the Xanthomonas species, indicating that the rpoB gene can be used as an efficient molecular marker for phylogenetic relationships studies within the Xanthomonas genus. DNA of the strains classified as Xanthomonas sp. were also analysed by the amplification experiments using specific primers for X. axonopodis species, DNA-DNA hybridization and multilocus sequence analysis of the genes rpoB, rpoA, atpA, recA and intergenic spacer region 16S-23S rDNA. Results showed that the strains of X. sp. pv. viticola, X. sp. pv. betae and X. sp. pv. paulliniae belong to X. axonopodis species, however, it was not possible to define the taxonomic position of X. sp. pv. arracaciae, X. sp. pv. esculenti and X. sp. pv. eucalypti, although different approaches have been used. Thus, further studies should be conducted in order to clarify their classification. In this study X. campestris, X. translucens, X. cucurbitae and X. melonis were also analyzed. In order to differentiate the pathovars of the X. campestris specie, the DNAs of these strains were submitted to PCR-RFLP analysis of the rpoB gene and the double digestions using Cfo I/Mbo I allowed the differentiation of the pathovars X. c. pv. raphani, X.c. pv. barbariae, X.c. pv. incanae, X.c. pv. armoraciae and X.c. pv. campestris/ X.c. pv. aberrans. Also, the data obtained in the rpoB gene analysis allowed the development of specific primers for the species X. campestris, pathogenic to crucifers (rpoB2F/xcamR) and X. translucens, pathogenic to grasses and cereals (trans1F/trans2R). Furthermore, intergenic spacer 16S-23S rDNA sequences analysis enabled the development of the mecF/mecR primers, specific for X cucurbitae and X melonis, both pathogenic to melon. The specificity of these primers was confirmed by amplification experiments using DNAs from bacteria belonging to different genera pathogenic to the same plant hosts. Sensitivity level of the PCR technique using the primers developed was 0,1 pg for rpoB/xcam, 0,01 ng for trans1F/trans2R and 1 pg for mecF/mecR