Host specificity and virulence of the phytopathogenic bacteria Pseudomonas savastanoi - Caballo-Ponce, Eloy (UMA Editorial, 2017)
El complejo Pseudomonas syringae agrupa a un amplio número de cepas bacterianas patógenas de plantas clasificadas en más de 60 patovares y 10 especies, entre las que se encuentra Pseudomonas savastanoi. Esta bacteria induce la formación de tumores (crecimiento hiperplásico del tejido vegetal) o excrecencias en los tallos, ramas y, ocasionalmente, hojas y frutos de la planta. P. savastanoi se divide actualmente en cuatro patovares: pv. savastanoi (Psv), pv. nerii (Psn), pv. fraxini (Psf) y pv. retacarpa (Psr) corresponden con cepas aisladas de olivo, adelfa, fresno y retama, respectivamente. Además, se han aislado cepas de P. savastanoi patógenas en otros huéspedes como la dipladenia el mirto o el jazmín. La enfermedad causada por P. savastanoi en dipladenia se está expandiendo por el mundo y conlleva importantes pérdidas económicas en el mercado ornamental. Antes del comienzo de esta Tesis Doctoral se habían estudiado en detalle varios factores de virulencia de P. savastanoi. La producción de las fitohormonas ácido 3-indolacético y citoquininas, el sistema de secreción tipo III (T3SS) y su conjunto de efectores, el metabolismo del segundo mensajero di-GMPc, y el sistema de regulación por quorum sensing contribuyen a la virulencia de P. savastanoi. Además, otros factores como la degradación de compuestos aromáticos o la tolerancia a diversos estreses se identificaron siguiendo una estrategia genómica funcional. El análisis comparativo del genoma de Psv NCPPB 3335 con los genomas de otras cepas del complejo P. syringae aisladas de huéspedes herbáceos encontró varias regiones específicas del genoma de Psv NCPPB 3335. Una de ellas, denominada región WHOP (por las siglas en inglés de huéspedes leñosos y Pseudomonas), contiene genes probablemente relacionados con el metabolismo de compuestos aromáticos y, dentro del complejo P. syringae, sólo se ha encontrado en los genomas de cepas aisladas de huéspedes leñosos. Esta tesis doctoral se ha centrado en el análisis de factores que contribuyen a la virulencia y adaptación de P. savastanoi a sus huéspedes leñosos desde diversos puntos de vista. En primer lugar, se ha llevado a cabo un estudio en profundidad de la región WHOP a varios niveles: organización, distribución, función y del papel en la virulencia y la adaptación de Psv NCPPB 3335. En segundo lugar, se han identificado los genes regulados por quorum sensing en Psv NCPPB 3335, así como establecido diferencias en los sistemas de regulación por quorum sensing entre cepas del complejo P. syringae. Finalmente, se han aislado por primera vez en España cepas de P. savastanoi patógenas de dipladenia (Psd) y se ha caracterizado fenotípicamente un conjunto de Psd aisladas en todos los países donde se ha descrito la enfermedad. Los resultados más relevantes obtenidos durante la Tesis Doctoral del solicitante fueron los siguientes: i) la región WHOP está presente en bacterias del complejo P. syringae aisladas de órganos leñosos y ausente en cepas aisladas de órganos no leñosos, excepto P. syringae pv. actinidifoliorum y P. syringae pv. ciccaronei; ii) la región WHOP de Psv NCPPB 3335 se organiza en cuatro operones (catBCA, antABC, ipoABC y dhoAB) y tres genes transcritos individualmente (antR, PSA3335_3206 y benR), de los cuales los operones antABC y catBCA están implicados en el catabolismo de antranilato y catecol, respectivamente, y el operón ipoABC confiere actividad oxigenasa sobre compuestos aromáticos; iii) los operones antABC, catBCA e ipoABC contribuyen a la virulencia de Psv NCPPB 3335 en plantas de olivo leñosas, mientras que mutantes individuales en los operones catBCA y dhoAB y el gen PSA3335_3206 presentan una desventaja en crecimiento competitivo frente a Psv NCPPB 3335; iv) cepas del complejo P. syringae contienen un número variable de homólogos a los genes luxI y luxR; v) la transcripción de doce genes regulados por quorum sensing en P. syringae pv. tabaci es independiente de PssI (homólogo a LuxI) en Psv NCPPB 3335; vi) la producción de exopolisacáridos, la formación de biofilms, la movilidad y la virulencia no están alteradas en mutantes de quorum sensing de Psv NCPPB 3335; vii) P. savastanoi es el agente causal del moteado de hojas y tallos en dipladenia en España; viii) cepas de P. savastanoi aisladas de dipladenia están filogenéticamente relacionadas con cepas de P. savastanoi pv. nerii (aisladas de adelfa) y tienen un rango de huésped diferente al de los cuatro patovares establecidos de P. savastanoi; ix) P. savastanoi Ph3 (cepa aislada de dipladenia en Francia) puede migrar en plantas de dipladenia causando una infección sistémica y, ocasionalmente, la marchitez de la planta.
Keywords: Bacterias; Savastanoi; Tesis doctoral; Knot; syringae; Adaptation; virulence