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Dai tempi antichi ai giorni nostri: come si è evoluto Xanthomonas nel patogeno che conosciamo oggi?
Xanthomonas, derivato dal greco "xanthos" (giallo) e "monas" (sostanza), è un genere di batteri, molti dei quali causano malattie delle piante. Questo genere contiene almeno 27 specie di Xanthomonas associate alle piante, che insieme infettano più di 400 specie di piante. Ogni specie possiede tipicamente un ospite e/o una gamma di tessuti e una strategia di colonizzazione specifici; queste caratteristiche tissutali sono strettamente correlate all'evoluzione del patogeno.
Cambiamenti nella tassonomia delle erbe
Lo sviluppo del genere Xanthomonas è stato oggetto di numerosi studi tassonomici e filogenetici. Il batterio vesicatorium è stato descritto per la prima volta nel 1921 come agente patogeno dei peperoni e dei pomodori. Successivamente Dowson lo riclassificò come Xanthomonas campestris e propose formalmente il genere Xanthomonas. Con lo sviluppo della genomica, Xanthomonas è stato studiato più a fondo e il profilo tassonomico di queste specie è diventato più chiaro sulla base dei risultati dell'ibridazione DNA:DNA.
Le specie Xanthomonas sono evoluzionisticamente imparentate con il patogeno opportunista umano Stenotrophomonas maltophilia, precedentemente noto come Xanthomonas maltophilia.
Tra le relazioni tra queste specie, il nuovo studio suggerisce che i patotipi della banana e del mais/granoturco dovrebbero essere riorganizzati sulla base di recenti dati filogenetici, chiarendo ulteriormente la storia evolutiva e la classificazione di Xanthomonas.
Morfologia e caratteristiche di crescita
I batteri Xanthomonas sono cellule a forma di bastoncino dritto, larghe da 0,4 a 1,0 micrometri e lunghe da 1,2 a 3,0 micrometri, dotate di flagelli monopolari per la motilità. Per quanto riguarda le sue caratteristiche di crescita, spesso forma colonie appiccicose, sollevate e gialle; questo colore giallo è dovuto a un pigmento chiamato xantomonadina. Diverse specie di Xanthomonas mostrano un adattamento alla temperatura ambientale, con una crescita ottimale a 25-30°C e la capacità di crescere tra 4 e 37°C.
Patogeni delle piante Xanthomonas
Le specie Xanthomonas possono causare malattie batteriche come la maculatura e l'avvizzimento delle foglie, degli steli e dei frutti di molte piante. Specie patogene specifiche mostrano un elevato grado di specificità e alcune specie sono suddivise in più varianti patogene. Prendiamo come esempio Xanthomonas citri subsp. citri. Questo batterio è una causa importante di malattia nelle piante di agrumi, causando perdite considerevoli alle colture commerciali. Nel frattempo, l'avvizzimento batterico del riso, causato da Xanthomonas o yzae pv. oryzae, è particolarmente devastante nelle principali regioni produttrici di riso dell'Asia.
Il processo patogeno inizia con l'adesione dei batteri alla superficie della pianta ospite, per poi penetrare nei tessuti dell'ospite e colonizzare ferite o aperture naturali, per poi riemergere sulle superfici e diffondersi.
La chiave per controllare queste malattie è limitare l'introduzione di agenti patogeni. Molte specie vegetali hanno sviluppato una resistenza alle malattie, che potrebbe rappresentare la misura di controllo più economica.
Meccanismo patologico e strategie di prevenzione e trattamento
Xanthomonas si attacca tramite polisaccaridi di superficie, proteine di attacco e flagelli di tipo IV e può formare biofilm per resistere allo stress ambientale. Le xantomonadine prodotte da questi batteri sono efficaci contro le radiazioni UV. La patogenicità spesso coinvolge il sistema di secrezione di tipo III (T3SS), che inietta fino a 30 proteine effettrici che interferiscono con il sistema immunitario della pianta. Per prevenire l'infezione, oltre a selezionare varietà resistenti alle malattie, è opportuno selezionare misure di controllo chimico appropriate.
Applicazioni industriali
Le specie Xanthomonas producono anche un polisaccaride commestibile chiamato gomma di xantano, ampiamente utilizzato in campo alimentare e in altri settori industriali. Questo prodotto svolge inoltre un ruolo importante nella matrice del biofilm nel ciclo della malattia di Xanthomonas.
Esplorazione delle risorse di Xanthomonas
Gli isolati della maggior parte delle specie di Xanthomonas sono disponibili presso la National Collection of Plant Pathogenic Bacteria nel Regno Unito; sono inoltre disponibili numerose collezioni di colture a livello internazionale, come l'ICMP in Nuova Zelanda e la CFBP in Francia. Sono stati sequenziati i genomi di diversi Xanthomonas e il supporto dei dati è disponibile in vari set di dati.Man mano che la ricerca sulle specie di Xanthomonas si approfondisce, la nostra comprensione di questo gruppo di patogeni delle piante diventa più chiara. Esaminando l'evoluzione di questo patogeno, non possiamo fare a meno di chiederci se le future strategie di protezione delle piante possano essere più efficaci contro questi patogeni che minacciano la crescita delle piante?
