Xanthomonas citri subsp. citri: population genomic structure in the state of São Paulo and citrus canker biocontrol potential of novel bacteriophages
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Data
2024-11-29
Autores
Orientador
Ferreira, Henrique 
Coorientador
Pós-graduação
Ciências Biológicas (Biologia Celular, Molecular e Microbiologia) - IB
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Tese de doutorado
Direito de acesso
Acesso restrito
Resumo
Resumo (português)
A citricultura é uma das atividades econômicas de maior importância no Brasil, especialmente no estado de São Paulo, responsável pelo posto da maior região exportadora de suco concentrado e maior produtor de laranja-doce no mundo. Dentre numerosas ameaças à produção agrícola, o cancro cítrico ainda possui a relevância de uma doença de grande importância que afeta a produção citrícola. A agente causal é a bactéria Gram-negativa Xanthomonas citri subsp. citri (X. citri) que provoca lesões necróticas nos tecidos vegetais jovens e acaba por trazer grandes perdas em qualidade e produtividade. Desde a introdução do cancro cítrico no Brasil em 1957, inúmeras medidas de manejo foram implementadas ao longo dos anos na tentativa de suplantar o espalhamento da doença, notadamente o uso de bactericidas a base de cobre. Passados dez anos da implementação da atual legislação para manejo do cancro, a presença de árvores sintomáticas nos pomares passou a ser permitida pela primeira vez. Nesse contexto, muito pouco se sabe sobre a diversidade genética e estrutura da população de X. citri no campo, conhecimento que pode ser útil para um melhor entendimento epidemiológico da doença e direcionar medidas para seu controle. Ainda, com o crescente interesse no uso de métodos mais sustentáveis para o manejo de doenças agrícolas e com a emergência de linhagens bacterianas resistentes, alternativas ao uso do cobre devem ser buscadas. Com isso, o presente trabalho objetivou construir uma ampla biblioteca de novas isolados bacterianos, provenientes de pomares no estado de São Paulo, bem como isolar novos bacteriófagos líticos capazes de infectar X. citri, para melhor entender a estrutura populacional presente no campo, a diversidade de bactérias/bacteriófagos e avaliar o potencial de aplicação destes vírus como biocontrole. Desse modo, a primeira seção deste documento traz uma breve revisão da literatura acerca da importância do cancro cítrico, as bases da infeção e manejo, assim como sobre o uso de bacteriófagos no contexto da agricultura. Na segunda seção do documento é apresentada construção de um banco de dados público (pubMLST) baseado nos sequenciamentos genômicos de isolados históricos de X. citri. O uso das ferramentas disponíveis a partir do banco construído pode servir como uma rápida ferramenta para avaliar aspectos epidemiológicos da doença. Na terceira seção, a diversidade genômica e estrutura populacional foi mais profundamente explorada a partir de análises com novos isolados bacterianos obtidos em São Paulo durante o período de 2018 a 2021. Finalmente, a quarta seção deste documento a diversidade de novos bacteriófagos isolados nos pomares de São Paulo foi avaliada. Além disso, os fagos foram caracterizados quanto a sua gama de hospedeiros, sobrevivência em diferentes condições e potencial uso como biocontrole do cancro cítrico em estudos de casa de vegetação.
Resumo (inglês)
Citriculture is one of the most important economic activities in Brazil, especially in the state of São Paulo, the major juice exporter and producer of sweet orange worldwide. Among several threats that hinder agriculture production, citrus canker still poses as a disease of top importance for citriculture. The causal agent is Xanthomonas citri subsp. citri (X. citri), a Gram-negative bacterium which causes lesions on newly growing plant tissues provoking quality and productive losses. Since the introduction of citrus canker in Brazil in 1957, in order to decrease the impacts caused by the infection a number of management measures were implemented over the years to control its spread, notably the use of bactericides based on copper-spray. With the implementation of the most recent legislation for canker control, nearly 10 years ago, the presence of diseased trees in the field was permitted. In this context, little is known about the genetic diversity and population structure of .X citri in the field, which can be a useful tool to better understand its spread and direct its control. Furthermore, with growing interests in the use of more sustainable methods to manage crop diseases and the emergence of bacterial resistance, alternatives to copper must be sought. With all that, this work aimed to sample different bacterial isolates from orchards in Sao Paulo, as well as to isolate new X. citri infecting lytic phage to study their genetic diversity and biocontrol potential. The first section of this document will bring a brief literature revision, highlighting the importance of citrus canker, the basis of the infection and management as well as the use of bacteriophages in an agricultural context. In the second part of this work is presented a published paper on the build of a public available tool (pubMLST), build upon the sequenced core-genomes of historical X. citri isolates, that can serve a rapid and useful way to assess the genetic differences among strains. For the third section, the genomic diversity and population structure was further explored from novel X. citri isolates sampled in São Paulo during 2018 to 2021. Finally, in the fourth section of this work the diversity of novel bacteriophages isolated from orchards in São Paulo was evaluated and phages were characterized for their host rage, virion survivability at different stress conditions and citrus canker control in greenhouse studies.
Descrição
Palavras-chave
Idioma
Inglês
