Published February 17, 2024 | Version v1
Publication Metadata-only

Genome Sequence Analysis of Native Xenorhabdus Strains Isolated from Entomopathogenic Nematodes in Argentina

Creators

  • 1. Universitat de València
  • 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
  • 3. National University of Villa María
  • 4. National University of the Littoral
  • 5. Max Planck Institute for Terrestrial Microbiology
  • 6. Cardiff University
  • 7. Universidad Publica de Navarra
  • 8. Goethe University Frankfurt
  • 9. Loewe Center for Synthetic Microbiology
  • 10. Philipps University of Marburg
  • 11. Senckenberg Society for Nature Research

Description

Entomopathogenic nematodes from the genus Steinernema (Nematoda: Steinernematidae) are capable of causing the rapid killing of insect hosts, facilitated by their association with symbiotic Gram-negative bacteria in the genus Xenorhabdus (Enterobacterales: Morganellaceae), positioning them as interesting candidate tools for the control of insect pests. In spite of this, only a limited number of species from this bacterial genus have been identified from their nematode hosts and their insecticidal properties documented. This study aimed to perform the genome sequence analysis of fourteen Xenorhabdus strains that were isolated from Steinernema nematodes in Argentina. All of the strains were found to be able of killing 7th instar larvae of Galleria mellonella (L.) (Lepidoptera: Pyralidae). Their sequenced genomes harbour 110 putative insecticidal proteins including Tc, Txp, Mcf, Pra/Prb and App homologs, plus other virulence factors such as putative nematocidal proteins, chitinases and secondary metabolite gene clusters for the synthesis of different bioactive compounds. Maximum-likelihood phylogenetic analysis plus average nucleotide identity calculations strongly suggested that three strains should be considered novel species. The species name for strains PSL and Reich (same species according to % ANI) is proposed as Xenorhabdus littoralis sp. nov., whereas strain 12 is proposed as Xenorhabdus santafensis sp. nov. In this work, we present a dual insight into the biocidal potential and diversity of the Xenorhabdus genus, demonstrated by different numbers of putative insecticidal genes and biosynthetic gene clusters, along with a fresh exploration of the species within this genus.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الديدان الخيطية المسببة للأمراض الحشرية من جنس Steinernema (الديدان الخيطية: Steinernematidae) قادرة على التسبب في القتل السريع لمضيفات الحشرات، التي يسهلها ارتباطها بالبكتيريا التكافلية سالبة الجرام في جنس Xenorhabdus (Enterobacterales: Morganellaceae)، ووضعها كأدوات مرشحة مثيرة للاهتمام لمكافحة الآفات الحشرية. على الرغم من ذلك، تم تحديد عدد محدود فقط من الأنواع من هذا الجنس البكتيري من مضيفات الديدان الخيطية وخصائصها المبيدات الحشرية الموثقة. هدفت هذه الدراسة إلى إجراء تحليل تسلسل الجينوم لأربعة عشر سلالة Xenorhabdus تم عزلها عن الديدان الخيطية Steinernema في الأرجنتين. تم العثور على جميع السلالات قادرة على قتل يرقات المرحلة السابعة من Galleria mellonella (L.) (Lepidoptera: Pyralidae). تحتوي جينوماتها المتسلسلة على 110 بروتينات مبيدة للحشرات مفترضة بما في ذلك Tc و Txp و Mcf و Pra/Prb و APP homologs، بالإضافة إلى عوامل الفوعة الأخرى مثل البروتينات المبيدة للديدان الخيطية المفترضة والكيتيناز ومجموعات الجينات الأيضية الثانوية لتوليف المركبات النشطة بيولوجيًا المختلفة. اقترح التحليل الوراثي السلالي ذو الاحتمالية القصوى بالإضافة إلى متوسط حسابات هوية النيوكليوتيدات بقوة أن ثلاث سلالات يجب أن تعتبر أنواعًا جديدة. يُقترح اسم الأنواع للسلالات PSL و Reich (نفس الأنواع وفقًا لـ ٪ ANI) باسم Xenorhabdus littoralis sp. nov.، في حين يُقترح اسم السلالة 12 باسم Xenorhabdus santafensis sp. nov. في هذا العمل، نقدم رؤية مزدوجة حول إمكانات المبيدات الحيوية وتنوع جنس Xenorhabdus، يتضح من خلال أعداد مختلفة من الجينات المبيدات الحشرية المفترضة ومجموعات الجينات التخليقية الحيوية، إلى جانب استكشاف جديد للأنواع داخل هذا الجنس.

Translated Description (French)

Les nématodes entomopathogènes du genre Steinernema (Nematoda : Steinernematidae) sont capables de provoquer la destruction rapide des insectes hôtes, facilitée par leur association avec des bactéries symbiotiques à Gram négatif du genre Xenorhabdus (Enterobacterales : Morganellaceae), les positionnant comme des outils candidats intéressants pour la lutte contre les insectes nuisibles. Malgré cela, seul un nombre limité d'espèces de ce genre bactérien ont été identifiées à partir de leurs hôtes nématodes et de leurs propriétés insecticides documentées. Cette étude visait à effectuer l'analyse de la séquence génomique de quatorze souches de Xenorhabdus isolées de nématodes Steinernema en Argentine. Toutes les souches se sont avérées capables de tuer les larves du 7e stade de Galleria mellonella (L.) (Lepidoptera : Pyralidae). Leurs génomes séquencés abritent 110 protéines insecticides présumées, y compris des homologues Tc, Txp, Mcf, Pra/Prb et App, ainsi que d'autres facteurs de virulence tels que des protéines nématocides présumées, des chitinases et des groupes de gènes métabolites secondaires pour la synthèse de différents composés bioactifs. L'analyse phylogénétique à probabilité maximale et les calculs d'identité nucléotidique moyenne suggèrent fortement que trois souches devraient être considérées comme des espèces nouvelles. Le nom de l'espèce pour les souches PSL et Reich (même espèce selon % ANI) est proposé comme Xenorhabdus littoralis sp. nov., tandis que la souche 12 est proposée comme Xenorhabdus santafensis sp. nov. Dans ce travail, nous présentons un double aperçu du potentiel biocide et de la diversité du genre Xenorhabdus, démontré par différents nombres de gènes insecticides putatifs et de groupes de gènes biosynthétiques, ainsi qu'une nouvelle exploration de l'espèce au sein de ce genre.

Translated Description (Spanish)

Los nematodos entomopatógenos del género Steinernema (Nematoda: Steinernematidae) son capaces de causar la muerte rápida de los insectos huéspedes, facilitada por su asociación con bacterias Gram-negativas simbióticas del género Xenorhabdus (Enterobacterales: Morganellaceae), posicionándolos como herramientas candidatas interesantes para el control de plagas de insectos. A pesar de esto, solo se ha identificado un número limitado de especies de este género bacteriano a partir de sus huéspedes nematodos y sus propiedades insecticidas documentadas. Este estudio tuvo como objetivo realizar el análisis de la secuencia del genoma de catorce cepas de Xenorhabdus que se aislaron de nematodos Steinernema en Argentina. Se encontró que todas las cepas eran capaces de matar larvas del séptimo estadio de Galleria mellonella (L.) (Lepidoptera: Pyralidae). Sus genomas secuenciados albergan 110 proteínas insecticidas putativas que incluyen homólogos de Tc, Txp, Mcf, Pra/Prb y App, además de otros factores de virulencia como proteínas nematocidas putativas, quitinasas y grupos de genes de metabolitos secundarios para la síntesis de diferentes compuestos bioactivos. El análisis filogenético de probabilidad máxima más los cálculos de identidad de nucleótidos promedio sugirieron fuertemente que tres cepas deberían considerarse especies nuevas. El nombre de la especie para las cepas PSL y Reich (misma especie según % ANI) se propone como Xenorhabdus littoralis sp. nov., mientras que la cepa 12 se propone como Xenorhabdus santafensis sp. nov. En este trabajo, presentamos una doble visión del potencial biocida y la diversidad del género Xenorhabdus, demostrada por diferentes números de genes insecticidas putativos y grupos de genes biosintéticos, junto con una nueva exploración de las especies dentro de este género.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحليل تسلسل الجينوم لسلالات Xenorhabdus الأصلية المعزولة من الديدان الخيطية المسببة للأمراض الحشرية في الأرجنتين
Translated title (French)
Analyse de la séquence génomique de souches natives de Xenorhabdus isolées de nématodes entomopathogènes en Argentine
Translated title (Spanish)
Análisis de la secuencia del genoma de cepas nativas de Xenorhabdus aisladas de nematodos entomopatógenos en Argentina

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4391948439
DOI
10.3390/toxins16020108

Is supplement to
https://openalex.org/W4321010129 (Other)
https://openalex.org/W3203940254 (Other)
https://openalex.org/W2966175013 (Other)
https://openalex.org/W2401815740 (Other)
https://openalex.org/W2393197466 (Other)
https://openalex.org/W2389127916 (Other)
https://openalex.org/W2351790741 (Other)
https://openalex.org/W2074099897 (Other)
https://openalex.org/W2037905788 (Other)
https://openalex.org/W1989178794 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1496591734
  • https://openalex.org/W1515535902
  • https://openalex.org/W1519266993
  • https://openalex.org/W1927652072
  • https://openalex.org/W1971170965
  • https://openalex.org/W1978141825
  • https://openalex.org/W1981952936
  • https://openalex.org/W2003845354
  • https://openalex.org/W2006818685
  • https://openalex.org/W2007236987
  • https://openalex.org/W2011556614
  • https://openalex.org/W2017798220
  • https://openalex.org/W2020387305
  • https://openalex.org/W2023942688
  • https://openalex.org/W2034059770
  • https://openalex.org/W2041257508
  • https://openalex.org/W2050899126
  • https://openalex.org/W2054098094
  • https://openalex.org/W2055043387
  • https://openalex.org/W2066958394
  • https://openalex.org/W2069894146
  • https://openalex.org/W2073593598
  • https://openalex.org/W2076425670
  • https://openalex.org/W2111012276
  • https://openalex.org/W2123420360
  • https://openalex.org/W2124123466
  • https://openalex.org/W2131035909
  • https://openalex.org/W2136326394
  • https://openalex.org/W2142428670
  • https://openalex.org/W2142678031
  • https://openalex.org/W2143629028
  • https://openalex.org/W2154855908
  • https://openalex.org/W2159529242
  • https://openalex.org/W2262277513
  • https://openalex.org/W2278876483
  • https://openalex.org/W2333870360
  • https://openalex.org/W2337566387
  • https://openalex.org/W2497052025
  • https://openalex.org/W2514820111
  • https://openalex.org/W2542368933
  • https://openalex.org/W2586306263
  • https://openalex.org/W2620998958
  • https://openalex.org/W2760972707
  • https://openalex.org/W2798279794
  • https://openalex.org/W2808755053
  • https://openalex.org/W2808831737
  • https://openalex.org/W2899779000
  • https://openalex.org/W2903743824
  • https://openalex.org/W2946204549
  • https://openalex.org/W2954197283
  • https://openalex.org/W2999168229
  • https://openalex.org/W3025697756
  • https://openalex.org/W3041328925
  • https://openalex.org/W3045774124
  • https://openalex.org/W3048692585
  • https://openalex.org/W3081255264
  • https://openalex.org/W3095583226
  • https://openalex.org/W3108692000
  • https://openalex.org/W3130347081
  • https://openalex.org/W3151902809
  • https://openalex.org/W3188645297
  • https://openalex.org/W4205536137
  • https://openalex.org/W4225255772
  • https://openalex.org/W4243458746
  • https://openalex.org/W4245572222
  • https://openalex.org/W4323047372
  • https://openalex.org/W4360839613
  • https://openalex.org/W4388996196