Plant pathogenic Pectobacterium species cause severe soft rot/blackleg diseases in many economically important crops worldwide. Pectobacterium utilizes plant cell wall degrading enzymes (PCWDEs) as the main virulence determinants for its pathogenicity. In this study, we screened a random mutant, M29 is a transposon insertion mutation in the metC gene encoding cystathionine β-lyase that catalyzes cystathionine to homocysteine at the penultimate step in methionine biosynthesis. M29 became a methionine auxotroph and resulted in growth defects in methionine-limited conditions. Impaired growth was restored with exogenous methionine or homocysteine rather than cystathionine. The mutant exhibited reduced soft rot symptoms in Chinese cabbages and potato tubers, maintaining activities of PCWDEs and swimming motility. The mutant was unable to proliferate in both Chinese cabbages and potato tubers. The reduced virulence was partially restored by a complemented strain or 100 µM of methionine, whereas it was fully restored by the extremely high concentration (1 mM). Our transcriptomic analysis showed that genes involved in methionine biosynthesis or transporter were downregulated in the mutant. Our results demonstrate that MetC is important for methionine biosynthesis and transporter and influences its virulence through Pcc21 multiplication in plant hosts.
The plant pathogenic bacterial genus Pectobacteirum consists of heterogeneous strains. The P. carotovorum species is a complex strain showing divergent characteristics, and a new subspecies named P. carotovorum subsp. brasiliensis has been identified recently. In this paper, we re-identified the P. carotovorum subsp. brasiliensis isolates from those classified under the subspecies carotovorum and newly isolated P. carotovorum subsp. brasiliensis strains. All isolates were able to produce plant cell-wall degrading enzymes such as pectate lyase, polygalacturonase, cellulase and protease. We used genetic and biochemical methods to examine the diversity of P. carotovorum subsp. brasiliensis isolates, and found genetic diversity within the brasiliensis subsp. isolates in Korea. The restriction fragment length polymorphism analysis based on the recA gene revealed a unique pattern for the brasiliensis subspecies. The Korean brasiliensis subsp. isolates were divided into four clades based on pulsed-field gel electrophoresis. However, correlations between clades and isolated hosts or year could not be found, suggesting that diverse brasiliensis subsp. isolates existed.
Pectobacterium carotovorum subsp. actinidiae KKH3는 Enterobacteriaceae에 속하는 세균으로서, 키위 나무에 동고병과 같은 병을 일으키는 병원성 균주이다. 이 균주는 목본에서 분리되었으며 다양한 식물 세포벽 분해 효소를 가지고 있다. 따라서, 본 연구에서 제공하는 유전체 정보는 KKH3 균주의 병원성 기작을 이해하는 것뿐만 아니라 bioconversion 연구를 위한 토대로 활용될 수 있다.
Magnaporthee grisea causes the devastating blast disease of rice. Entensive research has been conducted on infection mechanisms, particularly on appressorium formation and penetration, of this fungus during the last decade. However, the role(s) of cell-wall-degrading enzymes (CWDEs) on pathogenesis is not clearly demonstrated at molecular level. Many CWDES in plant pathogenic fungi including M. grisea are redundant; that is, there are multiple genes encoding enzymes with a similar or overlapping spectrum of activities. It is laborious to isolate all of the genes encoding related enzymes and to construct mutants lacking all 9f them. Thus, we considered alternative strategies to address the role of CWDEs in pathogenesis. Since expression of CWDE genes Is repressed by a simple sugar, as the first step, we cloned a Snfl (sucrose non-fermenting) gene (MgSnf1) from M. grisea. The predicted amino acid sequence showed a high identity with other Snf1 genes from various fungi. To elucidate molecular function of MgSnf1, a transformant lacking MgSnf1 was created by targeted gene replacement. En glucose, sucrose, and xylan the MgSnf1 mutant grew normally but in pectin and complex media, it grew slower than wild type. Expression of various CWDEs in MgSnf1 mutant was investigated and found that expression of some CWDEs is repressed. However, no significant difference was observed in conidial germination, appressorium formation, and pathogenicity in MgSnf1 mutant. However, MgSnf1 functionally complemented a yeast MgSnf1 mutant. These results suggest that MgSnf1 is involved in regulation of CWDEs and MgSnf1 is dispensable in pathogenicity of M. grisea.
Aly, Aly A.;El-Mahdy, Omima M.;Habeb, Marian M.;Elhakem, Abeer;Asran, Amal A.;Youssef, Maryan M.;Mohamed, Heba I.;Hanafy, Rania S.
The Plant Pathology Journal
/
제38권2호
/
pp.90-101
/
2022
Pathogenicity of eight Bacillus strains to seedlings of four cotton cultivars was evaluated under greenhouse conditions. Each of the tested cultivars was individually treated with powdered inoculum of each bacterial strain. Untreated seeds were planted as control treatments in autoclaved soil. Effects of the tested strains on levels and activities of some biochemical components of the infected seedlings were also assayed. The biochemical components included total soluble sugars, total soluble proteins, total free amino acids, peroxidase, polyphenol oxidase, phenols, and lipid peroxidation. ANOVA showed that Bacillus strain (B) was a very highly significant source of variation in damping-off and dry weight. Cotton cultivar (V) was a nonsignificant source of variation in damping-off while it was a significant source of variation in dry weight. B × V interaction was a significant source of variation in damping-off and a nonsignificant source of variation in dry weight. Bacillus strain was the most important source of variation as it accounted for 59.36 and 64.99% of the explained (model) variation in damping-off and dry weight, respectively. The lack of significant correlation between levels and activities of the assayed biochemical components and incidence of damping-off clearly demonstrated that these biochemical components were not involved in the pathogenicity of the tested strains. Therefore, it was hypothesized that the pathogenicity of the tested strains could be due to the effect of cell wall degrading enzymes of pathogenic toxins. Based on the results of the present study, Bacillus strains should be considered in studying the etiology of cotton seedling damping-off.
Plant-cell-wall-degrading enzymes (PCWDEs) of Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum are the key virulence factor in pathogenesis of soft rot disease of vegetables. The production of PCWDEs is controlled in a cell density dependent manner to avoid the premature production of PCWDEs and subsequent activation of plant defense. N-oxoacyl-homoserine lactone (OHL) is essential for quorum sensing in the soft rot pathogen and the expI gene is responsible for OHL production. The ExpI homolog isolated from P. carotovorum subsp. carotovorum SL940 had 94% identity with ExpI of E. carotovora subsp. carotovora scc3193 and 74% identity with Carl of E. carotovora subsp. atroseptica. The transgenic plants that express exp I uner the control of CaMV35S promoter were able to produce diffusible OHL. Transgenic plants producing OHL were very resistant to the infection of P. carotovorum subsp. carotovorum. Since the PR1 gene was strongly induced and NPR1 and NPR4 were induced weakly in transgenic plants compared to the wild type, salicylic acid-dependent pathways is likely involved in the resistance to the soft rot pathogen P. carotovorum subsp. carotovorum in ExpI transgenic plants.
White root rot disease, caused by the pathogen Rosellinia necatrix, is one of the world's most devastating plant fungal diseases and affects several commercially important species of fruit trees and crops. Recent global outbreaks of R. necatrix and advances in molecular techniques have both increased interest in this pathogen. However, the lack of information regarding the genomic structure and transcriptome of R. necatrix has been a barrier to the progress of functional genomic research and the control of this harmful pathogen. Here, we identified 10,616 novel full-length transcripts from the filamentous hyphal tissue of R. necatrix (KACC 40445 strain) using PacBio single-molecule sequencing technology. After annotation of the unigene sets, we selected 14 cell cycle-related genes, which are likely either positively or negatively involved in hyphal growth by cell cycle control. The expression of the selected genes was further compared between two strains that displayed different growth rates on nutritional media. Furthermore, we predicted pathogen-related effector genes and cell wall-degrading enzymes from the annotated gene sets. These results provide the most comprehensive transcriptomal resources for R. necatrix, and could facilitate functional genomics and further analyses of this important phytopathogen.
Background: Plant health is directly related to the change in native microbial diversity and changes in soil health have been implicated as one of the main cause of root rot. However, scarce information is present regarding allelopathic relationship of Panax notoginseng root exudates and pathogenic fungi Fusarium oxysporum in a continuous cropping system. Methods: We analyzed P. notoginseng root exudate in the planting soil for three successive years to determine phenolic acid concentration using GC-MS and HPLC followed by effect on the microbial community assembly. Antioxidant enzymes were checked in the roots to confirm possible resistance in P. notoginseng. Results: Total 29 allelochemicals in the planting soil extract was found with highest concentration (10.54 %) of p-hydroxybenzoic acid. The HPLC showing a year-by-year decrease in p-hydroxybenzoic acid content in soil of different planting years, and an increase in population of F. oxysporum. Moreover, community analysis displayed negative correlation with 2.22 mmol. L-1 of p-hydroxybenzoic acid correspond to an 18.1 % population of F. oxysporum. Furthermore, in vitro plate assay indicates that medium dose of p-hydroxybenzoic acid (2.5-5 mmol. L-1) can stimulate the growth of F. oxysporum colonies and the production of macroconidia, as well as cell wall-degrading enzymes. We found that 2-3 mmol. L-1 of p-hydroxybenzoic acid significantly increased the population of F. oxysporum. Conclusion: In conclusion, our study suggested that p-hydroxybenzoic acid have negative effect on the root system and modified the rhizosphere microbiome so that the host plant became more susceptible to root rot disease.
연령을 달리하는 인삼토양 내 근권세균의 다양성과 이들 세균이 갖고 있는 식물생장에 유용한 특성에 대하여 조사하였다. 인삼 근권으로부터 총 15개 속에 포함되는 143 균주를 분리하였다. 인삼 연령에 따른 세균 군집의 변화가 있었으나, 분리 균주의 58%가 Firmicutes에 속하였다. 특히 Bacillus는 연령에 관계없이 가장 우점하는 속으로 나타났다. 이들 분리 균주 중 30개의 균주를 선발하여 세포벽 분해효소 분비, 인돌아세트산 생성, siderophore 생성, 인 가용화, 식물병원성 곰팡이의 저해능 등에 대하여 평가한 결과, 다수의 균주가 식물생장을 촉진할 수 있는 기능적 특성을 갖고 있었다. 이 중에서도 모든 조사 항목에 대하여 양성 반응을 보인 B. subtilis, B. amyloliquefaciens, B. velezensis, B. licheniformis 균주는 향후 인삼 경작을 위한 생장 촉진 미생물제제로 활용가치가 높을 것으로 기대된다.
In this study, we conducted whole-genome sequencing with six species of Pectobacterium composed of seven strains, JR1.1, BP201601.1, JK2.1, HNP201719, MYP201603, PZ1, and HC, for the analysis of pathogenic factors associated with the genome of Pectobacterium. The genome sizes ranged from 4,724,337 bp to 5,208,618 bp, with the GC content ranging from 50.4% to 52.3%. The average nucleotide identity was 98% among the two Pectobacterium species and ranged from 88% to 96% among the remaining six species. A similar distribution was observed in the carbohydrate-active enzymes (CAZymes) class and extracellular plant cell wall degrading enzymes (PCWDEs). HC showed the highest number of enzymes in CAZymes and the lowest number in the extracellular PCWDEs. Six strains showed four subsets, and HC demonstrated three subsets, except hasDEF, in type I secretion system, while the type II secretion system of the seven strains was conserved. Components of human pathogens, such as Salmonella pathogenicity island 1 type type III secretion system (T3SS) and effectors, were identified in PZ1; T3SSa was not identified in HC. Two putative effectors, including hrpK, were identified in seven strains along with dspEF. We also identified 13 structural genes, six regulator genes, and five accessory genes in the type VI secretion system (T6SS) gene cluster of six Pectobacterium species, along with the loss of T6SS in PZ1. HC had two subsets, and JK2.1 had three subsets of T6SS. With the GxSxG motif, the phospholipase A gene did locate among tssID and duf4123 genes in the T6SSa cluster of all strains. Important domains were identified in the vgrG/paar islands, including duf4123, duf2235, vrr-nuc, and duf3396.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.