Xanthomonas là một nhóm vi khuẩn gây bệnh cho cây trồng và là mối đe dọa lớn đối với sản xuất nông nghiệp toàn cầu. Theo nghiên cứu mới, có ít nhất 27 loài Xanthomonas liên quan đến thực vật có khả năng lây nhiễm cho hơn 400 loài thực vật. Những vi khuẩn này có phạm vi vật chủ và mô cụ thể cho các loại cây khác nhau, cũng như các chiến lược xâm chiếm khác nhau, đặc biệt là về khả năng thích nghi và khả năng lây nhiễm, khiến chúng khó bị tiêu diệt trong cộng đồng nông nghiệp.
Xanthomonas spp. hoạt động như một mầm bệnh thực vật, ảnh hưởng đến nhiều loại cây trồng từ rau đến ngũ cốc, gây thiệt hại nghiêm trọng về kinh tế.
Việc phân loại chi Xanthomonas đã trải qua nhiều nghiên cứu và điều chỉnh. Lần đầu tiên nó được mô tả là Bacterium vesicatorium vào năm 1921 và sau đó được phân loại lại thành Xanthomonas campestris. Thông qua các phương pháp nghiên cứu như lai DNA-DNA, các nhà khoa học có thể hiểu rõ hơn về hệ thống phân loại của nó.
Vi khuẩn Xanthomonas có hình que thẳng, rộng khoảng 0,4 đến 1,0 micron và dài khoảng 1,2 đến 3,0 micron. Vi khuẩn xuất hiện dưới dạng khuẩn lạc màu vàng, dính trên môi trường nuôi cấy và sắc tố màu vàng của chúng xuất phát từ một hợp chất gọi là xanthomonadin. Những vi khuẩn này có khả năng thích nghi cao với phạm vi nhiệt độ và có thể tồn tại trong môi trường từ 4 đến 37°C, với nhiệt độ thích hợp nhất để phát triển là 25 đến 30°C.
Xanthomonas có thể hình thành màng sinh học, đây không chỉ là chiến lược sinh tồn của chúng trong môi trường bất lợi mà còn khiến chúng chống lại hệ thống miễn dịch của thực vật, khiến chúng trở thành mối đe dọa tuyệt đối trong sản xuất nông nghiệp.
Các loài Xanthomonas là nguyên nhân gây ra nhiều loại bệnh cho cây trồng, đặc biệt là ở cây lúa và cây có múi. Lấy Xanthomonas citri subsp. citri làm ví dụ, bệnh cháy sém cây cam quýt mà nó gây ra có tác động sâu sắc đến nền kinh tế. Tại các vùng sản xuất lúa, bệnh bạc lá lúa do Xanthomonas oryzae pv.
Chìa khóa để chống lại Xanthomonas là ngăn chặn sự xâm nhập của vi khuẩn, đặc biệt là trong hạt, cỏ dại và tàn dư thực vật bị nhiễm bệnh. Các phương pháp kiểm soát hiệu quả bao gồm sử dụng các giống kháng bệnh và kiểm soát bằng hóa chất. Theo USDA, phun phòng ngừa bằng các sản phẩm có chứa đồng và một số loại kháng sinh có thể làm giảm sự phát triển của vi khuẩn.
Sử dụng biện pháp phòng trừ sinh học và sử dụng vi sinh vật có hiệu quả để cạnh tranh không gian sống với Xanthomonas là giải pháp khả thi lâu dài.
Ngoài vai trò là mầm bệnh, loài Xanthomonas còn sản sinh ra chất polysaccharide xanthan gum ăn được, được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm, sản phẩm dầu mỏ và mỹ phẩm. Đáng chú ý, chất này đóng vai trò quan trọng trong chu trình gây bệnh của Xanthomonas, giúp chúng hình thành màng sinh học để chống chịu các áp lực môi trường bên ngoài.
Nhìn vào số liệu trên, không khó nhận thấy Xanthomonas không chỉ là mầm bệnh đơn giản mà là nhân tố phức tạp liên quan đến toàn bộ hệ sinh thái nông nghiệp. Với những thách thức về biến đổi khí hậu toàn cầu và tính bền vững của nông nghiệp, làm thế nào nông dân có thể đối phó hiệu quả hơn với mối đe dọa do vi khuẩn này gây ra?