گروه بندی مجدد زیرگونه های Clavibacter michiganesis بر پایه آنالیزهای توالی کل ژنوم و چند لوکوسی

چکیده 

اگرچه در ابتدا پیشنهاد شده بود که جنس Clavibacter همه ی باکتری های کورینه فرم فیتوپاتوژنیک حاوی دی آمینوبوتیرات B2γ در پپتیدوگلیکان را در بر می گیرد اما گروه بندی مجدد همه به جز یک گونه به درون جنس های دیگر منجر به ایجاد حالات جدید با اختصاصیت منفرد در جنس ها شده است. گونه های منفرد موجود در جنس، Clavibacter michiganensis، چندین زیرگونه دارد، که همگی از پاتوژن های گیاهی اختصاصی میزبان هستند. آنالیز کل ژنوم، بر اساس میانگین شباهت نوکلئوتیدی و هیبریداسیون DNA-DNA دیجیتال، و همچنین آنالیز توالی چند لوکوسی (MLSA) 7 ژن خانه دار، از ارتقا هر زیرگونه ی C. michiganensis به وضعیت گونه حمایت کرده است. بر اساس داده های کل ژنوم و MLSA، ما ایجاد دو گونه ی جدید و 3 ترکیب جدید را پیشنهاد کردیم: Clavibacter Capsici sp. Nov., comb. Nov و Clavibacter tessellarius sp. Nov., comb. Nov., و Clavibacter insidiosus comb. Nov.,، clavibacter nebraskensis comb. Nov. و Clavibacter sepedonicus comb. Nov. . 

جنس clavibacter در ابتدا توسط داویس و همکارانش (1) برای در بر گرفتن همه ی باکتری های کورینه فورم فیتوپاتوژنیک حاوی دی آمینوبوتیرات B2γ در پپتیدوگلیکان پیشنهاد شده بود. این جنس در اصل شامل 6 گونه ی پاتوژنیک گیاهی بود: clavibacter michiganensis، clavibacter iranicum، clavibacter rathayi، clavibacter toxicus، clavibacter tritici و clavibacter xyli. سپس، پاتوژن های اختصاصی علف، c. iranicum، C. rathayi، C. toxicus و C. tritici به درون جنس Rathayibacter بر اساس هیبریداسیون DNA-DNA و ساختارهای مناکوئینون خودشان، گروه بندی مجدد شدند (2). دو زیرگونه ی C. xyli در جنس Leifsonia قرار گرفتند (3و 4). اخیرا، جنس clavibacter شامل فقط یک گونه می باشد، C. michiganensis که به 7 زیرگونه ی باکتری های پاتوژنیک گیاهی با اختصاصیت های میزبان محدود، و دو زیرگونه با ارتباط نزدیک با بذرهای گوجه فرنگی و فلفل تقسیم می شود. 5 تا از زیرگونه ها شامل پاتوژن های شناخته شده یعنی C. michiganensis، michiganensis subsp (Cmm؛ آفت باکتریایی و پلاسیده کننده ی گوجه فرنگی)، C. michiganensis subsp. Sepedonicus (Cms؛ حلقه ی باکتریایی پوساننده ی گوجه فرنگی)، C. michiganensis subsp. Insidiosus (Cmi؛ پوساننده و متوقف کننده ی رشد در یونجه)، C. michiganensis subsp. Nebraskensis (Cmn؛ پوسیدن و پژمردگی ذرت)، و C. michiganensis subsp. Tessellarius (Cmt؛ لکه دار شدن برگ و خال های برگی در گندم) می باشد. مهم تر اینکه، 3 زیرگونه ی اول، پاتوژن های تنظیم شده یا قرنطینه شده ی محصولات کشاورزی مهم در بسیاری از کشورها هستند. اخیرا، C. michiganensis subsp. Phaseoli به عنوان عامل مسبب زرد شدن باکتریایی برگ باقلا (5) و C. michiganensis subsp. Capsici (Cmc) به عنوان عامل مسبب فساد باکتریایی روی فلفل توصیف شده بود (6). دو زیرگونه ی دیگر، C. michiganensis subsp californiensis و C. michiganensis subsp chilensis نمونه های باکتریایی جدا شده از بذرهای ذرت و گوجه فرنگی که در کالیفرنیا و چین تولید شده بودند را در بر می گرفتند (7). در بین این زیرگونه هایی که به تازگی ایجاد شده اند، فقط C. michiganensis subsp. Capsici با داده های توالی ژنوم در دسترس (جدول 1) در این مطالعه مورد استفاده قرار گرفته بود. 3 زیرگونه ی جدید دیگر در این مطالعه درگیر نشده بودند. 

به منظور تعیین بهتر موقعیت تاکسونومی زیرگونه های C. michiganensis، توالی های کل ژنوم دو سویه ی Cms، 6 سویه ی Cmn، دو سویه ی Cmt، و سویه ی Cmm، Cmi و Cmt با استفاده از توالی یابی ریل تایم تک مولکولی PacBio (SMRT) در ژنوم Quebec رمز گشایی شد (دانشگاه مک گیل، و مرکز اختراع ژنوم Quebec، مونترال، Quebec، کانادا). توالی های انباشته شده با توالی های منتشر شده ی C. michiganensis subsp. michiganensis و subsp. Insidious و سایر توالی های Clavibacter موجود در بانک ژن (جدول 1) مورد مقایسه قرار گرفتند. توالی های زنومی که اخیرا برای بسیاری از انواع سویه های هر زیرگونه از Clavibacter michiganensis در دسترس هستند در این مطالعه درگیر شده اند. توالی های ژنومی ایجاد شده در این مطالعه، با شماره پذیرش MZMQ00000000 (Cmt ATCC 33566)، MZMM00000000 (Cms CFIA-Cs3N)، MZMN00000000 (Cms CFIA-CsR14)، MZMO00000000 (Cmi LMG 3663) و MZMP00000000 (Cmm LMG 7333) در بانک ژنی قرار داده شدند.

Abstract

Although the genus Clavibacter was originally proposed to accommodate all phytopathogenic coryneform bacteria containing B2g diaminobutyrate in the peptidoglycan, reclassification of all but one species into other genera has resulted in the current monospecific status of the genus. The single species in the genus, Clavibacter michiganensis, has multiple subspecies, which are all highly host-specific plant pathogens. Whole genome analysis based on average nucleotide identity and digital DNA– DNA hybridization as well as multi-locus sequence analysis (MLSA) of seven housekeeping genes support raising each of the C. michiganensis subspecies to species status. On the basis of whole genome and MLSA data, we propose the establishment of two new species and three new combinations: Clavibacter capsici sp. nov., comb. nov. and Clavibacter tessellarius sp. nov., comb. nov., and Clavibacter insidiosus comb. nov., Clavibacter nebraskensis comb. nov. and Clavibacter sepedonicus comb. nov

The genus Clavibacter was originally proposed by Davis et al. [1] to accommodate all phytopathogenic coryneform bacteria containing B2g diaminobutyrate in the peptidoglycan. This genus originally included six plant pathogenic species: Clavibacter michiganensis, Clavibacter iranicum, Clavibacter rathayi, Clavibacter toxicus, Clavibacter tritici and Clavibacter xyli. Subsequently, the grass-specific pathogens, C. iranicum, C. rathayi, C. toxicus and C. tritici, were reclassified into the genus Rathayibacter on the basis of DNA–DNA hybridization and their unique menaquinone structures [2]. The two subspecies of C. xyli were placed in the genus, Leifsonia [3, 4]. Currently, the genus Clavibacter consists of only one species, C. michiganensis, which is subdivided into seven subspecies of plant pathogenic bacteria with narrow host specificities and two subspecies with close association with tomato and pepper seeds. Five of the subspecies comprise well-known pathogens, namely, C. michiganensis subsp. michiganensis (Cmm; bacterial canker and wilt of tomato), C. michiganensis subsp. sepedonicus (Cms; bacterial ring rot of potato), C. michiganensis subsp. insidiosus (Cmi; wilting and stunting in alfalfa), C. michiganensis subsp. nebraskensis (Cmn; wilt and blight of maize), and C. michiganensis subsp. tessellarius (Cmt; leaf freckles and leaf spots in wheat). More importantly, the first three subspecies are quarantine or regulated pathogens of important agricultural crops in many countries. Recently, C. michiganensis subsp. phaseoli was described as the causal agent of bacterial leaf yellowing on bean [5] and C. michiganensis subsp. capsici (Cmc) as the causal agent of bacterial canker on pepper [6]. Another two subspecies, C. michiganensis subsp. californiensis and C. michiganensis subsp. chilensis were named to include bacterial isolates from tomato and pepper seeds produced in California and Chile, respectively [7]. Among these newly established subspecies, only C. michiganensis subsp. capsici with available genome sequence data (Table 1) was used in this study. The other three recently named subspecies were not included in this study.

To better define the taxonomic position of the subspecies of C. michiganensis, whole-genome sequences of two strains of Cms, six strains of Cmn, two strains of Cmt, and the type strains of Cmm, Cmi, and Cmt were decoded using PacBio single molecule real-time (SMRT) sequencing at Genome Quebec (McGill University and Genome Quebec Innovation Centre, Montreal, Quebec, Canada). The assembled sequences were compared with published sequences of C. michiganensis subsp. michiganensis and subsp. insidiosus, and other clavibacter sequences in GenBank (Table 1). Currently available genome sequences for most type strains of each subspecies of Clavibacter michiganensis were included in this study. The genome sequences generated in this study were deposited in Genbank with accession numbers of MZMQ00000000 (Cmt ATCC 33566), MZMM00000000 (Cms CFIA-Cs3N), MZMN00000000 (Cms CFIA-CsR14), MZMO00000000 (Cmi LMG 3663) and MZMP00000000 (Cmm LMG 7333).

چکیده 

توصیف Clavibacter Capsici SP.NOV. COMB. NOV

توصیف Clavibacter insidiosus comb.nov.

توصیف Clavibacter nebraskensis comb. Nov.

توصیف Clavibacter sepedonicus comb. Nov.

توصیف Clavibacter tessellarius sp. Nov. comb. Nov

Abstract

DESCRIPTION OF CLAVIBACTER CAPSICI SP. NOV., COMB. NOV

DESCRIPTION OF CLAVIBACTER INSIDIOSUS COMB. NOV

DESCRIPTION OF CLAVIBACTER NEBRASKENSIS COMB. NOV

DESCRIPTION OF CLAVIBACTER SEPEDONICUS COMB. NOV

DESCRIPTION OF CLAVIBACTER TESSELLARIUS SP. NOV. COMB. NOV