Published June 4, 2012
| Version v1
Publication
Open
A LOV Protein Modulates the Physiological Attributes of Xanthomonas axonopodis pv. citri Relevant for Host Plant Colonization
Creators
- 1. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario
- 2. National University of Rosario
- 3. Instituto Tecnológico de Chascomús
- 4. University of Parma
Description
Recent studies have demonstrated that an appropriate light environment is required for the establishment of efficient vegetal resistance responses in several plant-pathogen interactions. The photoreceptors implicated in such responses are mainly those belonging to the phytochrome family. Data obtained from bacterial genome sequences revealed the presence of photosensory proteins of the BLUF (Blue Light sensing Using FAD), LOV (Light, Oxygen, Voltage) and phytochrome families with no known functions. Xanthomonas axonopodis pv. citri is a Gram-negative bacterium responsible for citrus canker. The in silico analysis of the X. axonopodis pv. citri genome sequence revealed the presence of a gene encoding a putative LOV photoreceptor, in addition to two genes encoding BLUF proteins. This suggests that blue light sensing could play a role in X. axonopodis pv. citri physiology. We obtained the recombinant Xac-LOV protein by expression in Escherichia coli and performed a spectroscopic analysis of the purified protein, which demonstrated that it has a canonical LOV photochemistry. We also constructed a mutant strain of X. axonopodis pv. citri lacking the LOV protein and found that the loss of this protein altered bacterial motility, exopolysaccharide production and biofilm formation. Moreover, we observed that the adhesion of the mutant strain to abiotic and biotic surfaces was significantly diminished compared to the wild-type. Finally, inoculation of orange (Citrus sinensis) leaves with the mutant strain of X. axonopodis pv. citri resulted in marked differences in the development of symptoms in plant tissues relative to the wild-type, suggesting a role for the Xac-LOV protein in the pathogenic process. Altogether, these results suggest the novel involvement of a photosensory system in the regulation of physiological attributes of a phytopathogenic bacterium. A functional blue light receptor in Xanthomonas spp. has been described for the first time, showing an important role in virulence during citrus canker disease.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
أظهرت الدراسات الحديثة أن هناك حاجة إلى بيئة ضوئية مناسبة لإنشاء استجابات فعالة للمقاومة النباتية في العديد من التفاعلات المسببة للأمراض النباتية. المستقبلات الضوئية المتورطة في مثل هذه الاستجابات هي بشكل أساسي تلك التي تنتمي إلى عائلة الكروم النباتي. كشفت البيانات التي تم الحصول عليها من تسلسل الجينوم البكتيري عن وجود بروتينات حسية ضوئية من BLUF (استشعار الضوء الأزرق باستخدام FAD) و LOV (الضوء والأكسجين والجهد) وعائلات فيتوكروم بدون وظائف معروفة. Xanthomonas axonopodis pv. citri هي بكتيريا سالبة الجرام مسؤولة عن سرطان الحمضيات. كشف التحليل في السيليكو لتسلسل جينوم X. axonopodis pv. citri عن وجود جين يشفر مستقبلات LOV المفترضة، بالإضافة إلى جينين يشفران بروتينات BLUF. هذا يشير إلى أن استشعار الضوء الأزرق يمكن أن يلعب دورًا في X. axonopodis pv. citri physiology. حصلنا على بروتين Xac - LOV المؤتلف عن طريق التعبير في الإشريكية القولونية وأجرينا تحليلًا طيفيًا للبروتين المنقى، مما أظهر أنه يحتوي على كيمياء ضوئية LOV متعارف عليها. كما أنشأنا سلالة متحولة من X. axonopodis pv. citri تفتقر إلى بروتين LOV ووجدنا أن فقدان هذا البروتين يغير الحركة البكتيرية وإنتاج عديد السكاريد الخارجي وتشكيل الغشاء الحيوي. علاوة على ذلك، لاحظنا أن التصاق السلالة المتحولة بالأسطح اللاأحيائية والأحيائية قد تضاءل بشكل كبير مقارنة بالنوع البري. أخيرًا، أدى تلقيح أوراق البرتقال (الحمضيات الصينية) بسلالة متحولة من X. axonopodis pv. citri إلى اختلافات ملحوظة في تطور الأعراض في الأنسجة النباتية بالنسبة للنوع البري، مما يشير إلى دور لبروتين Xac - LOV في العملية المسببة للأمراض. إجمالاً، تشير هذه النتائج إلى المشاركة الجديدة لنظام حسي ضوئي في تنظيم السمات الفسيولوجية للبكتيريا المسببة للأمراض النباتية. تم وصف مستقبل ضوء أزرق وظيفي في Xanthomonas spp. لأول مرة، مما يدل على دور مهم في الفوعة أثناء مرض سرطان الحمضيات.Translated Description (French)
Des études récentes ont démontré qu'un environnement lumineux approprié est nécessaire pour l'établissement de réponses de résistance végétale efficaces dans plusieurs interactions plantes-pathogènes. Les photorécepteurs impliqués dans de telles réponses sont principalement ceux appartenant à la famille des phytochromes. Les données obtenues à partir des séquences du génome bactérien ont révélé la présence de protéines photosensibles des familles BLUF (Blue Light sensing Using FAD), lov (Light, Oxygen, Voltage) et phytochrome sans fonctions connues. Xanthomonas axonopodis pv. citri est une bactérie à Gram négatif responsable du chancre des agrumes. L'analyse in silico de la séquence génomique de X. axonopodis pv. citri a révélé la présence d'un gène codant pour un photorécepteur lov putatif, en plus de deux gènes codant pour les protéines BLUF. Cela suggère que la détection de la lumière bleue pourrait jouer un rôle dans la physiologie de X. axonopodis pv. citri. Nous avons obtenu la protéine recombinante Xac-LOV par expression dans Escherichia coli et effectué une analyse spectroscopique de la protéine purifiée, qui a démontré qu'elle a une photochimie LOV canonique. Nous avons également construit une souche mutante de X. axonopodis pv. citri dépourvue de la protéine lov et avons constaté que la perte de cette protéine modifiait la motilité bactérienne, la production d'exopolysaccharides et la formation de biofilm. De plus, nous avons observé que l'adhésion de la souche mutante aux surfaces abiotiques et biotiques était significativement diminuée par rapport au type sauvage. Enfin, l'inoculation de feuilles d'orange (Citrus sinensis) avec la souche mutante de X. axonopodis pv. citri a entraîné des différences marquées dans le développement des symptômes dans les tissus végétaux par rapport au type sauvage, suggérant un rôle de la protéine Xac-LOV dans le processus pathogène. Au total, ces résultats suggèrent la nouvelle implication d'un système photosensoriel dans la régulation des attributs physiologiques d'une bactérie phytopathogène. Un récepteur fonctionnel de la lumière bleue chez Xanthomonas spp. a été décrit pour la première fois, montrant un rôle important dans la virulence lors de la maladie du chancre des agrumes.Translated Description (Spanish)
Estudios recientes han demostrado que se requiere un entorno de luz adecuado para el establecimiento de respuestas eficientes de resistencia vegetal en varias interacciones planta-patógeno. Los fotorreceptores implicados en dichas respuestas son principalmente los pertenecientes a la familia de los fitocromos. Los datos obtenidos de las secuencias del genoma bacteriano revelaron la presencia de proteínas fotosensoriales de las familias BLUF (Blue Light sensing Using FAD), lov (Light, Oxygen, Voltage) y fitocromo sin funciones conocidas. Xanthomonas axonopodis pv. citri es una bacteria Gram-negativa responsable del cancro de los cítricos. El análisis in silico de la secuencia del genoma de X. axonopodis pv. citri reveló la presencia de un gen que codifica un supuesto fotorreceptor lov, además de dos genes que codifican proteínas BLUF. Esto sugiere que la detección de luz azul podría desempeñar un papel en la fisiología de X. axonopodis pv. citri. Obtuvimos la proteína Xac-LOV recombinante por expresión en Escherichia coli y realizamos un análisis espectroscópico de la proteína purificada, que demostró que tiene una fotoquímica lov canónica. También construimos una cepa mutante de X. axonopodis pv. citri que carece de la proteína lov y encontramos que la pérdida de esta proteína alteró la motilidad bacteriana, la producción de exopolisacáridos y la formación de biopelículas. Además, observamos que la adhesión de la cepa mutante a las superficies abióticas y bióticas disminuyó significativamente en comparación con la de tipo salvaje. Finalmente, la inoculación de hojas de naranja (Citrus sinensis) con la cepa mutante de X. axonopodis pv. citri dio como resultado marcadas diferencias en el desarrollo de síntomas en los tejidos vegetales en relación con el tipo silvestre, lo que sugiere un papel para la proteína Xac-LOV en el proceso patógeno. En conjunto, estos resultados sugieren la novedosa implicación de un sistema fotosensorial en la regulación de atributos fisiológicos de una bacteria fitopatógena. Se ha descrito por primera vez un receptor de luz azul funcional en Xanthomonas spp., que muestra un papel importante en la virulencia durante la enfermedad del cancro de los cítricos.Files
journal.pone.0038226&type=printable.pdf
Files
(4.1 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:7bdede242b3813c98fbc3336f4a56516
|
4.1 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- يقوم بروتين LOV بتعديل السمات الفسيولوجية لـ Xanthomonas axonopodis pv. citri ذات الصلة باستعمار النباتات المضيفة
- Translated title (French)
- Une protéine lov module les attributs physiologiques de Xanthomonas axonopodis pv. citri pertinents pour la colonisation des plantes hôtes
- Translated title (Spanish)
- Una proteína lov modula los atributos fisiológicos de Xanthomonas axonopodis pv. citri relevantes para la colonización de la planta huésped
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2084432024
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0038226
References
- https://openalex.org/W1527241561
- https://openalex.org/W1556714661
- https://openalex.org/W174107104
- https://openalex.org/W1936661643
- https://openalex.org/W1966849007
- https://openalex.org/W1976854419
- https://openalex.org/W1978971052
- https://openalex.org/W1980061686
- https://openalex.org/W1984106100
- https://openalex.org/W1985256248
- https://openalex.org/W1988840491
- https://openalex.org/W1992696520
- https://openalex.org/W2000575301
- https://openalex.org/W2004938907
- https://openalex.org/W2006218549
- https://openalex.org/W2006909053
- https://openalex.org/W2009519214
- https://openalex.org/W2015257671
- https://openalex.org/W2016011269
- https://openalex.org/W2016158447
- https://openalex.org/W2024338570
- https://openalex.org/W2027229485
- https://openalex.org/W2027287663
- https://openalex.org/W2032387485
- https://openalex.org/W2032661660
- https://openalex.org/W2033363996
- https://openalex.org/W2034853518
- https://openalex.org/W2036917159
- https://openalex.org/W2038034904
- https://openalex.org/W2038550877
- https://openalex.org/W2039220044
- https://openalex.org/W2045594317
- https://openalex.org/W2049910252
- https://openalex.org/W2050601225
- https://openalex.org/W2053439012
- https://openalex.org/W2055225909
- https://openalex.org/W2058527782
- https://openalex.org/W2063221585
- https://openalex.org/W2063786650
- https://openalex.org/W2065062695
- https://openalex.org/W2066868706
- https://openalex.org/W2067477145
- https://openalex.org/W2069513962
- https://openalex.org/W2085161549
- https://openalex.org/W2086789843
- https://openalex.org/W2093358630
- https://openalex.org/W2093361815
- https://openalex.org/W2094094586
- https://openalex.org/W2095706135
- https://openalex.org/W2096730875
- https://openalex.org/W2097382368
- https://openalex.org/W2105173502
- https://openalex.org/W2105397979
- https://openalex.org/W2113561996
- https://openalex.org/W2114550836
- https://openalex.org/W2119306308
- https://openalex.org/W2119865469
- https://openalex.org/W2120978086
- https://openalex.org/W2121122292
- https://openalex.org/W2124189617
- https://openalex.org/W2126505835
- https://openalex.org/W2127299218
- https://openalex.org/W2127648442
- https://openalex.org/W2129631787
- https://openalex.org/W2130056527
- https://openalex.org/W2132038034
- https://openalex.org/W2132674054
- https://openalex.org/W2135780426
- https://openalex.org/W2142605805
- https://openalex.org/W2142648753
- https://openalex.org/W2143606104
- https://openalex.org/W2151523588
- https://openalex.org/W2152786904
- https://openalex.org/W2155868153
- https://openalex.org/W2156851108
- https://openalex.org/W2160405880
- https://openalex.org/W2160679365
- https://openalex.org/W2163069123
- https://openalex.org/W2163856457
- https://openalex.org/W2167210281
- https://openalex.org/W2167945817
- https://openalex.org/W2317286799
- https://openalex.org/W4213354399
- https://openalex.org/W63478407