Language
Country/Area
No result found
Từ thời cổ đại đến hiện tại: Xanthomonas đã tiến hóa thành tác nhân gây bệnh mà chúng ta biết ngày nay như thế nào?
Xanthomonas, bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp "xanthos" (màu vàng) và "monas" (chất), là một chi vi khuẩn, trong đó nhiều thành viên gây ra bệnh thực vật. Chi này chứa ít nhất 27 loài Xanthomonas liên quan đến thực vật, cùng nhau lây nhiễm cho hơn 400 loài thực vật. Mỗi loài thường sở hữu một vật chủ và/hoặc phạm vi mô và chiến lược xâm chiếm cụ thể, và những đặc điểm mô này có liên quan chặt chẽ đến sự tiến hóa của tác nhân gây bệnh.
Những thay đổi trong phân loại cỏ
Sự phát triển của chi Xanthomonas đã trải qua nhiều nghiên cứu phân loại và phát sinh loài. Bacterium vesicatorium được mô tả lần đầu tiên vào năm 1921 là tác nhân gây bệnh cho ớt và cà chua. Sau đó, Dowson phân loại lại vi khuẩn này thành Xanthomonas campestris và chính thức đề xuất thành chi Xanthomonas. Với sự phát triển của ngành di truyền học, Xanthomonas đã được nghiên cứu sâu hơn và hồ sơ phân loại của loài này đã trở nên rõ ràng hơn dựa trên kết quả lai DNA:DNA.
Xanthomonas spp. có mối quan hệ tiến hóa với tác nhân gây bệnh cơ hội ở người Stenotrophomonas maltophilia, trước đây được gọi là Xanthomonas maltophilia.
Trong số các mối quan hệ giữa các loài này, nghiên cứu mới cho thấy các kiểu bệnh ở chuối và ngô/bắp nên được sắp xếp lại dựa trên dữ liệu phát sinh loài gần đây, làm rõ hơn lịch sử tiến hóa và phân loại của Xanthomonas.
Hình thái và đặc điểm sinh trưởng
Vi khuẩn Xanthomonas là những tế bào hình que thẳng, rộng từ 0,4 đến 1,0 micromet và dài từ 1,2 đến 3,0 micromet, có roi đơn cực để di chuyển. Về đặc điểm sinh trưởng, nó thường tạo thành các khuẩn lạc dính, lồi lên và có màu vàng, và màu vàng này xuất phát từ một sắc tố gọi là xanthomonadin. Các loài Xanthomonas khác nhau có khả năng thích nghi với nhiệt độ môi trường, phát triển tối ưu ở nhiệt độ 25-30°C và khả năng phát triển ở nhiệt độ từ 4 đến 37°C.
Vi khuẩn gây bệnh thực vật Xanthomonas
Loài Xanthomonas có thể gây ra bệnh đốm và héo vi khuẩn trên lá, thân và quả của nhiều loại cây. Các loài gây bệnh cụ thể có mức độ đặc hiệu cao và một số loài được chia thành nhiều biến thể gây bệnh. Lấy Xanthomonas citri subsp. citri làm ví dụ. Vi khuẩn này là nguyên nhân quan trọng gây bệnh cho cây họ cam chanh, gây thiệt hại đáng kể cho cây trồng thương mại. Trong khi đó, bệnh héo rũ do vi khuẩn ở lúa, do vi khuẩn Xanthomonas hoặc yzae pv. oryzae gây ra, đặc biệt tàn phá ở các vùng sản xuất lúa chính của Châu Á.
Quá trình gây bệnh bắt đầu bằng việc vi khuẩn bám vào bề mặt của cây chủ, sau đó xâm nhập vào mô của cây chủ và xâm chiếm vết thương hoặc lỗ hở tự nhiên, và cuối cùng tái phát trên bề mặt và lây lan.
Chìa khóa để kiểm soát những căn bệnh này là hạn chế sự xâm nhập của các tác nhân gây bệnh. Nhiều loài thực vật đã phát triển khả năng kháng bệnh, đây có thể là biện pháp kiểm soát kinh tế nhất.
Cơ chế bệnh lý và chiến lược phòng ngừa và điều trị
Xanthomonas bám vào thông qua polysaccharides bề mặt, protein bám và roi loại IV, và có thể hình thành màng sinh học để chống lại căng thẳng môi trường. Xanthomonadins do những vi khuẩn này sản xuất có hiệu quả chống lại tia UV. Tính gây bệnh thường liên quan đến hệ thống tiết loại III (T3SS), hệ thống này tiêm tới 30 protein tác động vào hệ thống miễn dịch của cây. Để phòng ngừa nhiễm trùng, ngoài việc lai tạo giống kháng bệnh, cần lựa chọn các biện pháp phòng trừ hóa học thích hợp.
Ứng dụng công nghiệp
Loài Xanthomonas cũng sản xuất ra một loại polysaccharide ăn được gọi là kẹo cao su xanthan, được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm và các lĩnh vực công nghiệp khác. Sản phẩm này cũng đóng vai trò quan trọng trong ma trận màng sinh học trong chu kỳ bệnh của vi khuẩn Xanthomonas.
Khám phá nguồn tài nguyên Xanthomonas
Các mẫu phân lập của hầu hết các loài Xanthomonas đều có sẵn tại Bộ sưu tập vi khuẩn gây bệnh thực vật quốc gia ở Vương quốc Anh, và cũng có nhiều bộ sưu tập nuôi cấy trên thế giới, chẳng hạn như ICMP ở New Zealand và CFBP ở Pháp. Bộ gen của một số Xanthomonas đã được giải trình tự và dữ liệu hỗ trợ có sẵn trong nhiều tập dữ liệu khác nhau.Khi nghiên cứu về loài Xanthomonas ngày càng sâu hơn, chúng ta sẽ hiểu rõ hơn về nhóm tác nhân gây bệnh thực vật này. Khi xem xét quá trình tiến hóa của tác nhân gây bệnh này, chúng ta không khỏi tự hỏi liệu các chiến lược bảo vệ thực vật trong tương lai có hiệu quả hơn trong việc chống lại các tác nhân gây bệnh đe dọa sự phát triển của thực vật hay không?
