O gene XAC1008 (XAC_RS05160) DE Xanthomonas citri subsp. citri é essencial para a virulência no cancro cítrico

O cancro cítrico, causado por Xanthomonas citri subsp. citri (X. citri), compromete a citricultura mundial e carece de alvos moleculares validados para controle. Nesta tese investigou-se o papel do gene XAC1008, anotado como codificando uma putativa hidrolase de parede celular, por meio de deleção dirigida e complementação genética. O mutante ΔXAC1008 foi obtido por recombinação homóloga com vetor suicida e comparado à cepa selvagem 306 em ensaios de patogenicidade em folhas de laranjeira Pêra, crescimento in vitro e in planta, produção de goma xantana e formação de biofilme. A complementação do mutante foi realizada usando um plasmídeo contendo uma cópia do gene XAC1008 sob o controle de um promotor PIP-box induzido pela planta. O mutante ΔXAC1008 apresentou redução significativa dos sintomas e da multiplicação bacteriana in planta, e a complementação restaurou o fenótipo virulento. Observou-se ainda alteração do crescimento em tecido vegetal e aumento da razão goma xantana/biomassa no mutante, sugerindo reprogramação metabólica associada à deleção. A expressão do transcrito nas linhagens complementadas foi confirmada por RT-PCR. Análises filogenéticas e de modelagem estrutural indicaram conservação da proteína XAC1008 em Gammaproteobacteria e semelhança conformacional com hidrolases de parede celular, como SleB de Bacillus anthracis, embora X. citri não seja esporulante e XAC1008 possua apenas 153 aminoácidos, ao passo que SleB de B. anthracis possui 305 aminoácidos. A presença de um peptídeo sinal em XAC1008 sugere possível atuação no periplasma bacteriano ou até mesmo no apoplasto da planta hospedeira, em funções associadas à remodelagem do envelope ou à interação com a parede celular vegetal. Em conjunto, os dados demonstram que XAC1008 atua como um fator de virulência de X. citri, associado à colonização do hospedeiro e à adaptação metabólica, posicionando esse gene/proteína como alvo promissor para o desenvolvimento de estratégias de controle da doença por abordagens genéticas, químicas ou biotecnológicas.

Resumo (inglês)

Citrus canker, caused by Xanthomonas citri subsp. citri (X. citri), compromises global citrus production and still lacks validated molecular targets for control. In this thesis, we investigated the role of the XAC1008 gene, annotated as encoding a putative cell wall hydrolase, through targeted deletion and genetic complementation. The ΔXAC1008 mutant was obtained by homologous recombination using a suicide vector and compared to the wild-type strain 306 in pathogenicity assays on sweet orange ‘Pêra’ leaves, in vitro and in planta growth, xanthan gum production, and biofilm formation. Complementation of the mutant was performed using a plasmid carrying a copy of the XAC1008 gene under the control of a plant-induced PIP-box promoter. The ΔXAC1008 mutant exhibited a significant reduction in symptoms and bacterial multiplication in planta, and complementation restored the virulent phenotype. Additionally, altered growth in plant tissue and an increased xanthan gum/biomass ratio were observed in the mutant, suggesting metabolic reprogramming associated with gene deletion. Transcript expression in complemented strains was confirmed by RT-PCR. Phylogenetic and structural modeling analyses indicated conservation of XAC1008 protein among Gammaproteobacteria and conformational similarity with cell wall hydrolases such as SleB from Bacillus anthracis, although X. citri is non-sporulating and XAC1008 is only 153 amino acids long, whereas SleB from B. anthracis comprises 305 amino acids. The presence of a signal peptide in XAC1008 protein suggests possible localization in the bacterial periplasm or even secretion into the plant apoplast, where it may function in cell envelope remodeling or interaction with the plant cell wall. Taken together, the data demonstrate that XAC1008 acts as a virulence factor in X. citri, associated with host colonization and metabolic adaptation, and point to this gene/protein as a promising target for the development of genetic, chemical, or biotechnological strategies for disease control.

Palavras-chave

Mutagênese Frutas cítricas Citricultura Laranja doenças e pragas

Idioma

Português

Citação

SILVA, T. L. - O gene XAC1008 (XAC_RS05160) de Xanthomonas citri subsp. citri é essencial para a virulência no cancro cítrico. 2026, 78f. Tese (Doutorado em Agronomia) – Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho", Jaboticabal, 2025.