Variation in Albicidin Biosynthesis Genes and in Pathogenicity of Xanthomonas albilineans, the Sugarcane Leaf Scald Pathogen

Abstract

Total genomic DNA from 137 strains of Xanthomonas albilineans from worldwide locations was hybridized with two DNA probes that together harbor the entire 49-kb albicidin biosynthesis gene cluster and two additional 3-kb genomic regions required for albicidin production. Fourteen haplotypes and two major genetic groups (albicidin [ALB]-restriction fragment length polymorphism [RFLP] A and ALB-RFLP B) were identified, and strains that were isolated after recent outbreaks of leaf scald disease belonged to group ALB-RFLP B. Albicidin genetic diversity was very similar to the previously described genetic diversity of the pathogen based on the whole genome. No relationship was found between variability of albicidin biosynthesis genes and the amount of albicidin produced in vitro by X. albilineans. Leaf scald-susceptible sugarcane cv. H70-144 was inoculated with 20 strains of the pathogen belonging to different ALB-RFLP haplotypes. Among them, 10 strains from Guadeloupe belonged to the same ALB-RFLP group but differed in the amount of albicidin produced in vitro. Strains were distributed in at least three different pathogenicity groups based on symptom severity and pathogen population density in the stalk. These two pathogenicity factors varied concurrently; however, no relationship between variation in albicidin biosynthesis genes, variation in the amount of albicidin produced in vitro, and variation in pathogenicity of X. albilineans was found. Further investigation is necessary to identify other genes involved in pathogenicity of X. albilineans.

The RpfCG two-component system negatively regulates the colonization of sugar cane stalks by Xanthomonas albilineans

“…This pathogen multiplies in the xylem and systemically colonizes the entire host plant, including the leaves, the stalk and the roots (Champoiseau et al, 2006;Klett & Rott, 1994). Transmission occurs via infected cuttings, contaminated harvesting tools and aerial means.…”

Estudos estruturais de enzimas da via de biossíntese de folatos de <i>Xanthomonas albilineans</i> para o desenvolvimento de novos candidatos a agroquímicos para a cultura de cana-de-açúcar

“…20-37-40-41-43 A região XALB3 codifica a proteína HtpG (do inglês, heat-shock protein G), uma proteína de membrana que auxilia as PKSs e NRPSs na biossíntese de albicidinas. [37][38][39][40][41][42][43][44] A molécula de albicidina é formada por um bloco de pentapeptídeo unidos por seu N-terminal a um derivado do ácido p-cumárico (MCA-1), o ácido 3-(4-hidroxifenil)-2-metilacrílico. 36 O pentapeptídeo, por sua vez, é formado pelo α-aminoácido não proteinogênico β-ciano-L-alanina (Cya-3), os δ-aminoácidos aromáticos ácido paminobenzóico (pABA-2 e pABA-4) e pelo ácido 4-amino-2-hidróxi-3-metoxibenzóico (pMBA-5 e pMBA-6).…”

“…As seis etapas da síntese, proposta por Cociancich e colaboradores baseada na estrutura molecular da albicidina e no arranjo dos genes no cluster alb, 36 é iniciada pela incorporação de uma molécula de pABA (pABA-2) a uma molécula de MCA (MCA-1) por uma ação em conjunto das proteínas PKS e NRPS-1 do módulo Alb01 do cluster alb, na qual a molécula de pABA é carreada ou por genes intrínsecos ao cluster, alb17 e alb18, quanto por seus parálogos provenientes do metabolismo primário pabAB e pabC. [36][37][38][39][40][41][42][43][44][45] Em seguida, a síntese procede com a incorporação de uma molécula de Cya (Cya-3) pela NRPS-2* do módulo Alb04, por um mecanismo trans-complementar similar ao observado na síntese de bleomicina de duas etapas: i. a adenilação da extremidade ácido α-carboxílico para a formação de um intermediário tioéster e ii. a fosforilação do oxigênio da amida na cadeia lateral.…”

“…Seguida por desfosforilação, é liberado o aminoácido ciano-L-alanina, que ligada ao esqueleto de albicidina em formação da continuidade à biossíntese. [36][37][38][39][40] Na quarta etapa da rota biossintética, mais uma molécula de pABA (pABA-4) é ativada por uma NRPS-4, proveniente do módulo Alb01, e ligada ao produto da etapa anterior. 36 As duas últimas etapas são realizadas por duas NRPSs, NRPS-5 e NRPS-6, traduzidas a partir de sequências contidas no módulo Alb09, que incorporam os dois últimos resíduos de pMBA, pMBA-5 e pMBA-6, respectivamente, liberando a molécula de albicidina.…”

“…[47][48] A atividade da DNA girase em organismos procariotos inicia-se pela interação da fita super espiralada de DNA com a subunidade A, na qual está o sítio ativo responsável pela clivagem transiente do DNA. [32][33][34][35][36][37][38][39][40][41][42][43][44][45][46][47][48] A reação é mediada pela quebra de moléculas de ATP, feitas na subunidade B do complexo. O produto desta reação é a adição de duas super espirais negativas ao DNA super espiralado.…”