크산토모나스속

Xanthomonas
크산토모나스속
Xanthomonas Culture.jpg
황색 색소를 나타내는 수크로스펩톤 한천에서 자라는 크산토모나스 트랜스큐센스
과학적 분류 e
도메인: 박테리아
문: 슈도모나도타속
클래스: 감마프로테오박테리아
주문: 크산토모나데스속
패밀리: 크산토모나과
속: 크산토모나스속
다우슨 1939
종.

알빌리누스속
알팔파이
암펠리나
식육목
액소노포디스
X. 보레폴리스
배드리
X. bromi
캄페스트리스
카사바에
X. 시트리
X. 코디아이
뻐드렁이과
X. 시아놉시디스
시나레과
X. 이베시카토리아
프래게리아
가드니
홀시콜라
X. 호토럼
히아신스
말리엔시스
말바세아룸
말토필라
마니호티스
멜론
X. 오리새
파파베리콜라
X. 천공
X. 위상
X. pisi
포퓰리
사카리
티콜라
X. 반투명
엑스바시콜라
방광증

크산토모나스(그리스어: 크산토스 – "노란색", 모나스 – "엔티티")는 식물의 질병을 일으키는 [1]세균의 한 속이다.적어도 27종의 크산토모나스와 연관된 식물이 있으며, 모두 합쳐서 적어도 400종의 식물을 감염시킨다.다른 종들은 일반적으로 특정한 숙주 및/또는 조직 범위와 군집화 [1]전략을 가지고 있다.

분류법

크산토모나스속은 수많은 분류학 및 계통학 연구의 대상이 되어 왔으며 [2]1921년 후추와 토마토의 병원체로서 박테리아의 베시카토리움으로 처음 기술되었다.다우슨은[3] 이후 이 박테리아를 크산토모나스 캄페스트리스로 재분류하고 크산토모나스속(Xanthomonas [4]campestris)을 제안했다.크산토모나스는 처음에 단형속으로 기술되었고, 추가적인 연구 결과 A와 [5][6]B의 두 그룹으로 나뉘게 되었다.나중에 DNA를 사용한 작업:DNA 교배는 일반적인 크산토모나스 종 [7][8]분류의 틀로 작용해 왔다.다초점 배열 분석 및 증폭된 단편 길이 다형성을 포함한 다른 도구들이 군집 [9][10]내 분류에 사용되어 왔다.이전의 연구는 크산토모나스속의 복잡성을 설명했지만, 최근의 연구는 더 명확한 그림을 보여준 것으로 보인다.최근에는 여러 크산토모나스 균주의 게놈 전체 분석이 대부분 이전의 계통 [11]발생을 뒷받침한다.크산토모나스는 이전에 크산토모나스 말토필리아로 [12]불렸던 기회주의적 인간 병원체 스테노트로모나스 말토필리아와 진화적으로 연관되어 있다.크산토모나스 바나나와 옥수수/옥수수 병변형을 가장 최근의 계통발생학적 [13]데이터에 따라 재구성하자는 제안이 있다.

형태와 성장

개별 셀 특성은 다음과 같습니다.

  • 셀 유형 – 스트레이트 로드
  • 크기 – 0.4 ~ 1.0 µm x 1.2 ~ 3.0 µm 길이
  • 운동성 – 단일 극편모에 의한 운동성

군체의 성장 특성은 다음과 같습니다.

  • YDC[14] 매질상의 무코이드, 볼록, 황색 콜로니
  • 브롬을 함유한 크산토모나딘의 황색 안료
  • 대부분은 다량의 세포외 다당류를 생산한다
  • 온도 범위 – 4 ~37 °C, 최적의 성장 25 ~30 °C[1]

생화학 및 생리학적 테스트 결과는 다음과 같습니다.


크산토모나스 식물 병원체

크산토모나스에[1] 의한 질환의 증상

크산토모나스 종은 다양한 식물 [15]종에서 잎, 줄기, 과일의 세균 반점과 병충해를 일으킬 수 있습니다.병원성 종은 높은 특이성을 나타내며 일부는 숙주 특이성에 기초한 종인 다중 병변으로 나뉜다.

크산토모나스 시트리에 의한 감귤류 구내염은 많은 감귤류 종(석회, 오렌지, 레몬, 파멜로 등)의 경제적으로 중요한 질병이다.[11]

박테리아의 잎 반점은 수년 동안 상당한 농작물 손실을 가져왔다.이 질환의 원인으로는 Xanthomonas euvesicatoria와 Xanthomonas perrans = [Xanthomonas axonopodis (syn. campestris) pv. vesicatoria], Xanthomonas vesicatoria, Xanthomonas garderi가 있다.이식 후 곧 감염이 시작되는 일부 지역에서는 이 [16]질병으로 인해 전체 작물이 손실될 수 있습니다.Xanthomonas campestris pv. punicae는 포모그라네이트의 세균성 병균을 일으킨다.

크산토모나스 오리새에 의해 발생하는 쌀의 세균성 병폐는 세계적으로 발견되며 특히 아시아 [17]쌀 생산지에서 파괴적인 질병이다.

식물병인과 질병관리

크산토모나스 pp.라이프[1] 사이클

오염된 씨앗, 잡초, 감염된 식물 잔해 등이 주요 전염 경로입니다.감염은 착생 단계부터 시작됩니다.즉, 박테리아가 식물 숙주(잎, 과일 등)의 공기 조직에서 자라며, 그 후 세균이 상처나 자연 개구부를 통해 숙주 조직에 침입하여 정착하는 내생 단계입니다.박테리아가 증가하면 지표로 다시 나타나 주로 바람이나 비, 씨앗이나 농기계를 통해 전염되는 반면 동물과 곤충의 매개체는 작은 [1]역할을 하는 것으로 보인다.

크산토모나스는 표면에 부착하기 위해 표면 폴리사카리드, 접착단백질, IV형 필리를 사용하며 생물막을 형성하여 비생물적 스트레스(UV, 가뭄 등)를 지속할 수 있다.크산토모나스는 자연광으로부터 방사선을 보호하는 노란색 색소인 크산토모나딘을 생산합니다.자외선에 대한 저항성은 대부분 산화적 스트레스와 DNA 수복과 관련된 유전자에 의해 부여된다.빛에 대한 반응은 이러한 박테리아의 병원성에 중요하며 표면 부착과 바이오 [1]필름의 생산을 조절합니다.

크산토모나스는 생명과 질병 사이클에서 서로 다른 역할을 하는 알려진 거의 모든 분비 시스템(타입 I에서 VI)을 가지고 있으며, 타입 III 분비 시스템(T3SS)은 병원성의 [12]핵심 요소이다.일반적으로 크산토모나스 T3SS는 식물 면역 체계와 다양한 숙주 세포 과정을 방해하는 20-30 이펙터 단백질의 혼합물을 주입한다.이펙터 유전자의 개별 결손이 독성을 손상시키지 않기 때문에 많은 이펙터는 아마도 중복되지만 T3SS 장치의 돌연변이는 강한 영향을 미친다.이펙터의 분비는 공유 규제 [12]네트워크를 통해 다른 독성 인자의 발현과 연계된다.이펙터 레퍼토리는 숙주 [18]특이성의 결정 요인으로 제안되었다.크산토모나스는 IV형 분비 시스템을 사용하여 다른 세균을 적극적으로 죽이고 VI형 분비 [19][20][1]시스템을 사용하여 아메바로부터 자신을 방어한다.

감염을 막기 위해서는 세균의 유입을 제한하는 것이 중요하다.이것이 이 병을 다스리는 가장 경제적인 수단일 수 있기 때문에 특정 식물 종의 내성 품종이 이용 가능하다.화학 관리를 위해서는 예방적 적용이 세균 발생 가능성을 줄이는데 가장 좋습니다.구리가 함유된 제품들은 옥시테트라사이클린과 같은 현장급 항생제와 함께 어느 정도 보호를 제공합니다. 옥시테트라사이클린은 미국의 일부 식품 작물에 사용할 수 있는 라벨입니다.화학 살충제의 치료제 사용은 박테리아 확산을 늦추거나 감소시킬 수 있지만 이미 병에 걸린 식물은 [21]치료하지 못한다.Xanthomonas의 종류에 따라 이러한 적용에 대한 반응이 다를 수 있으므로 세균 질환을 제어하려고 시도할 때는 화학 살충제 라벨을 참조하는 것이 중요합니다.화학물질 관리 방법에 지나치게 의존할 경우 내성 절연체를 선택할 수도 있으므로 이러한 적용은 최후의 수단으로 간주해야 한다.

박테리오파지의 잠재적 사용도 고려되지만, 주요 제한 요인은 환경 조건 및 특히 UV 방사선에 대한 민감도이다.식물에 유익한 미생물이나 약화된 크산토모나스 균주는 동일한 틈새를 점유함으로써 경쟁할 수 있고 병원성 균주를 근절할 수 있다는 생체조절 논리로 시험되고 있다.크산토모나스에 내성이 있는 식물 종의 생성이 또 다른 잠재적 [1]전략이다.

산업용

크산토모나스 종은 크산탄 껌이라고 불리는 식용 다당류를 생산하는데, 식품, 석유 제품, 그리고 화장품을 포함한 다양한 산업 용도를 가지고 있습니다.크산탄은 크산토모나스의 [1]질병 사이클에서도 역할을 한다.특히 잔탄껌은 바이오필름 매트릭스의 주요 성분 중 하나이다.바이오필름은 이 박테리아가 잎 표면에 비생물적 스트레스를 지속하도록 돕는다.크산탄껌 생합성 유전자는 12개의 [1]효소를 코드하는 껌오페론(gumB-gymM)을 포함한다.혈관 식물 시스템에서 번성하는 크산토모나스 스펜퍼에 의한 크산탄 생산은 식물의 물 흐름을 방해하고 결과적으로 [12]시들게 할 수 있다.

크산토모나스 자원

대부분의 크산토모나스 종의 분리주들은 영국의 국립 식물 병원성 박테리아 컬렉션과 뉴질랜드의 ICMP, 프랑스의 CFBP, 러시아의 VKM과 같은 다른 국제 문화 컬렉션에서 구할 수 있습니다.MTCC 인도에서도 반출이 가능합니다.

Xanthomonas의 여러 게놈 배열이 확인되었으며, 추가 데이터 세트/툴은 Xanthomonas [22]Resource에서 이용할 수 있습니다.

레퍼런스

  1. ^ a b c d e f g h i j k l An SQ, Potnis N, Dow M, Vorhölter FJ, He YQ, Becker A, et al. (October 2019). "Mechanistic insights into host adaptation, virulence and epidemiology of the phytopathogen Xanthomonas". FEMS Microbiology Reviews. 44 (1): 1–32. doi:10.1093/femsre/fuz024. PMC 8042644. PMID 31578554.
  2. ^ Doidge EM (1921). "A tomato canker". Annals of Applied Biology. 7 (4): 407–30. doi:10.1111/j.1744-7348.1921.tb05528.x.
  3. ^ Dowson WJ (1939). "On the systematic position and generic names of the Gram-negative bacterial plant pathogens". Zentralblatt für Bakteriologie, Parasitenkunde, Infektionskrankheiten und Hygiene: 177–193.
  4. ^ Young JM, Dye DW, Bradbury JF, Panagopoulos CG, Robbs CF (1978). "A proposed nomenclature and classification for plant pathogenic bacteria". New Zealand Journal of Agricultural Research. 21 (1): 153–177. doi:10.1080/00288233.1978.10427397. ISSN 0028-8233.
  5. ^ Stall RE, Beaulieu C, Egel DS (1994). "Two genetically diverse groups of strains are included in Xanthomonas campestris pv. vesicatoria". Int J Syst Bacteriol. 44: 47–53. doi:10.1099/00207713-44-1-47.
  6. ^ Vauterin L, Swings J, Kersters K, Gillis M, Mew TW, Schroth MN, et al. (1990). "Towards an improved taxonomy of Xanthomonas". Int J Syst Bacteriol. 40 (3): 312–316. doi:10.1099/00207713-40-3-312.
  7. ^ Rademaker JL, Louws FJ, Schultz MH, Rossbach U, Vauterin L, Swings J, de Bruijn FJ (September 2005). "A comprehensive species to strain taxonomic framework for xanthomonas". Phytopathology. 95 (9): 1098–111. doi:10.1094/phyto-95-1098. PMID 18943308.
  8. ^ Vauterin L, Hoste B, Kersters K, Swings J (1995). "Reclassification of Xanthomonas". Int J Syst Evol Microbiol. 45 (3): 472–489. doi:10.1099/00207713-45-3-472.
  9. ^ Ah-You N, Gagnevin L, Grimont PA, Brisse S, Nesme X, Chiroleu F, et al. (February 2009). "Polyphasic characterization of xanthomonads pathogenic to members of the Anacardiaceae and their relatedness to species of Xanthomonas". International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 59 (Pt 2): 306–18. doi:10.1099/ijs.0.65453-0. PMID 19196770.
  10. ^ Young JM, Wilkie JP, Park DS, Watson DR (2010). "New Zealand strains of plant pathogenic bacteria classified by multi-locus sequence analysis; proposal of Xanthomonas dyei sp. nov". Plant Pathol. 59 (2): 270–281. doi:10.1111/j.1365-3059.2009.02210.x.
  11. ^ a b Rodriguez-R LM, Grajales A, Arrieta-Ortiz ML, Salazar C, Restrepo S, Bernal A (March 2012). "Genomes-based phylogeny of the genus Xanthomonas". BMC Microbiology. 12: 43. doi:10.1186/1471-2180-12-43. PMC 3359215. PMID 22443110.
  12. ^ a b c d Büttner D, Bonas U (March 2010). "Regulation and secretion of Xanthomonas virulence factors". FEMS Microbiology Reviews. 34 (2): 107–33. doi:10.1111/j.1574-6976.2009.00192.x. PMID 19925633.
  13. ^ Studholme, David J.; Wicker, Emmanuel; Abrare, Sadik Muzemil; Aspin, Andrew; Bogdanove, Adam; Broders, Kirk; Dubrow, Zoe; Grant, Murray; Jones, Jeffrey B.; Karamura, Georgina; Lang, Jillian; Leach, Jan; Mahuku, George; Nakato, Gloria Valentine; Coutinho, Teresa; Smith, Julian; Bull, Carolee T. (2020). "Transfer of Xanthomonas campestris pv. arecae and X. campestris pv. musacearum to X. vasicola (Vauterin) as X. vasicola pv. arecae comb. nov. and X. vasicola pv. musacearum comb. nov. and Description of X. vasicola pv. vasculorum pv. nov". Phytopathology. American Phytopathological Society. 110 (6): 1153–1160. doi:10.1094/phyto-03-19-0098-le. ISSN 0031-949X. PMID 31922946.
  14. ^ a b c Schaad NW, Jones JB, Chun W (2001). "Laboratory Guide for Identification of Plant Pathogenic Bacteria 3rd Ed": 175–199. {{cite journal}}:Cite 저널 요구 사항 journal=(도움말)
  15. ^ Boch J, Bonas U (September 2010). "Xanthomonas AvrBs3 family-type III effectors: discovery and function". Annual Review of Phytopathology. 48: 419–36. doi:10.1146/annurev-phyto-080508-081936. PMID 19400638.
  16. ^ Ritchie DF (2000). "Bacterial spot of pepper and tomato". The Plant Health Instructor. doi:10.1094/PHI-I-2000-1027-01.
  17. ^ Mew TW, Alvarez AM, Leach JE, Swings J (1993). "Focus on bacterial blight of rice". Plant Disease. 77: 5–13. doi:10.1094/pd-77-0005.
  18. ^ Hajri A, Brin C, Hunault G, Lardeux F, Lemaire C, Manceau C, et al. (August 2009). Yang CH (ed.). "A "repertoire for repertoire" hypothesis: repertoires of type three effectors are candidate determinants of host specificity in Xanthomonas". PLOS ONE. 4 (8): e6632. Bibcode:2009PLoSO...4.6632H. doi:10.1371/journal.pone.0006632. PMC 2722093. PMID 19680562.
  19. ^ Souza DP, Oka GU, Alvarez-Martinez CE, Bisson-Filho AW, Dunger G, Hobeika L, et al. (March 2015). "Bacterial killing via a type IV secretion system". Nature Communications. 6 (1): 6453. Bibcode:2015NatCo...6.6453S. doi:10.1038/ncomms7453. PMID 25743609.
  20. ^ Bayer-Santos E, Lima LD, Ceseti LM, Ratagami CY, de Santana ES, da Silva AM, et al. (April 2018). "Xanthomonas citri T6SS mediates resistance to Dictyostelium predation and is regulated by an ECF σ factor and cognate Ser/Thr kinase". Environmental Microbiology. 20 (4): 1562–1575. doi:10.1111/1462-2920.14085. PMID 29488354. S2CID 3579518.
  21. ^ Ellis SD, Boehm MJ, Coplin D (2008). "Bacterial Diseases of Plants". Ohio State University Fact Sheet.
  22. ^ Koebnik R (7 August 2012), The Xanthomonas Resource