Genetic and phenotypic characterization of Xanthomonas species pathogenic of wheat in Uruguay.

Bacterial diseases affecting wheat production worldwide have been an issue of growing concern in the last decade. Nevertheless, the main bacterial diseases of wheat in Uruguay remain largely uninvestigated. To identify bacterial pathogens associated with diseased wheat fields, 61 fields were surveyed from 2017 to 2019 in western Uruguay, yielding a collection of strains identified as Xanthomonas spp. by 16S rDNA sequencing. These strains were further characterized via multilocus sequence analysis (MLSA) and typing (MLST), as well as in planta pathogenicity assays. MLSA grouped 44 strains with reference strains for Xanthomonas translucens pv. undulosa, the pathovar predominantly associated with bacterial leaf streak of wheat (BLS). To evaluate the genetic diversity among strains, MLST was applied, revealing a low diversity among Uruguayan strains identified as X. translucens pv. undulosa. In addition, 17 strains in the collection were assigned to a separate clade distant from the X. translucens species, grouping together with previously unreported Xanthomonas strains isolated from wheat in Minnesota, USA. In planta pathogenicity assays were performed on BLS susceptible wheat seedlings. The 44 X. translucens pv. undulosa strains caused greasy, dark brown necrosis symptoms typical of BLS, while the 17 non-translucens Xanthomonas sp. strains caused distinctly different dry tan necrosis symptoms. These results reveal that the main bacterial pathogen affecting wheat crops in Uruguay is X. translucens pv. undulosa, the causal agent of BLS; and that other pathogenic Xanthomonas species are associated with wheat crops in South and North America.Agencia Nacional de Iinvestigación e InnovaciónComisión Sectorial de Investigación Científic

Caracterización de especies del género Xanthomonas patógenas de trigo en Uruguay

Las bacteriosis en cultivos de trigo constituyen una problemática que ha incrementado significativamente su relevancia en la última década, y sobre la cual existen escasos antecedentes de investigación a nivel nacional. La estría bacteriana es la enfermedad que genera mayores pérdidas a nivel global y es causada por cepas de Xanthomonas translucens. El objetivo de este trabajo es generar conocimiento sobre esta problemática en Uruguay. Para ello, se realizó un relevamiento de chacras en el período 2017-2019 y se obtuvo una colección de 61 aislados de Xanthomonas spp. Mediante Multilocus Sequence Análisis (MLSA), 44 de estos aislados fueron identificados como X. translucens pv. undulosa (Xtu), el patovar predominantemente asociado a estría bacteriana en trigo. Además, 17 aislados fueron asignados a un clado distante a Xtu, agrupándose junto a cepas aisladas de trigo en Minnesota no caracterizadas previamente. El análisis genómico de seis de estos aislados permitió identificarlas como Xanthomonas prunicola, especie para la cual sólo se han reportado cepas patógenas de durazno pelón (Prunus persica var. nectarina) en España. Se verificó la patogenicidad en trigo de ambas especies, aunque con sintomatologías diferentes: los aislados de Xtu generaron síntomas de necrosis marrón característicos de estría bacteriana, mientras que los aislados de X. prunicola produjeron síntomas de necrosis seca. También se realizaron ensayos de patogenicidad en diversas gramíneas incluyendo trigo, cebada, avena, Bromus, raigrás, festuca y Dactylis. Se encontraron diferencias en el rango de hospederos y en los síntomas generados por las cepas de X. prunicola aisladas de trigo respecto a la cepa de referencia de X. prunicola aislada de durazno pelón en España. Estos resultados revelan que las principales bacteriosis que afectan los cultivos de trigo en Uruguay son la estría bacteriana asociada a Xtu y una nueva patología de trigo causada por X. prunicola, no reportada previamente.Agencia Nacional de Iinvestigación e InnovaciónComisión Sectorial de Investigación Científic

Informe final del proyecto: Herramientas para el diagnóstico, estudio y manejo de la estría bacteriana de trigo causada por Xanthomonas translucens

Las bacteriosis en cultivos de trigo constituyen una problemática que ha incrementado significativamente su relevancia en la última década y sobre la cual existen escasos antecedentes de investigación a nivel nacional. El objetivo de este proyecto fue generar conocimiento sobre esta problemática en Uruguay. Para ello, se realizó un relevamiento de chacras (2017-2019) y se obtuvo una colección de cepas de Xanthomonas spp., que fueron caracterizadas y asignadas a dos especies diferentes: i) X. translucens pv. undulosa (Xtu), patovar asociado a estría bacteriana de trigo, y ii) Xanthomonas prunicola (Xp), especie que sólo se ha reportado como patógena de durazno pelón en España. Se verificó la patogenicidad en trigo de ambas especies, aunque con sintomatologías diferentes: Xtu generó síntomas de necrosis marrón característicos de estría bacteriana, mientras que Xp produjo síntomas de necrosis seca, que también fueron observados con frecuencia en chacras de producción. También se desarrollaron métodos moleculares de detección por PCR cuantitativa (qPCR). Estos métodos serán utilizados para cuantificar a ambos patógenos en plantas y lotes de semilla y profundizar en futuros estudios epidemiológicos. Por último, se optimizaron e implementaron metodologías de screening de resistencia a ambas especies bajo condiciones controladas y a campo, generando información sobre la resistencia disponible en cultivares y líneas del programa de mejoramiento. En suma, los resultados obtenidos revelan que las principales bacteriosis que afectan los cultivos de trigo en Uruguay son la estría bacteriana asociada a Xtu y una nueva patología de trigo causada por Xp no reportada previamente y sobre la cuál es necesario seguir profundizando. La ejecución de este proyecto permitió generar conocimiento original sobre un tema relevante para el sector productivo nacional. Se consolidó una nueva línea de investigación interdisciplinaria e interinstitucional, generando capacidades que contribuirán a la implementación de estrategias eficientes de manejo de estas enfermedades.Agencia Nacional de Investigación e Innovació

Informe final del proyecto: Búsqueda de actividades de interés agrícola a partir de cepas de Streptomyces spp. aisladas en Uruguay.

El presente proyecto permitió la caracterización de una colección de cepas de Streptomyces aisladas en Uruguay en cuanto a su potencial de producción de metabolitos bioactivos. El género Streptomyces viene siendo estudiado desde hace ya varias décadas debido a su reconocida versatilidad metabólica y capacidad de producción de enzimas y metabolitos con diversas actividades de interés. En este proyecto, se optimizaron nuevas metodologías de screening de activades como lo son la actividad nematicida y de promoción de crecimiento vegetal. Se identificaron 17 cepas uruguayas locales con actividad nematicida y se profundizó en la identificación de los metabolitos responsables en algunas de estas cepas abordando los enfoques genómico y metabolómico. Los estudios metabolómicos implicaron el uso de bases de datos que permitieron identificar compuestos ya reportados. Los resultados obtenidos permitieron contar con listas de compuestos conocidos relacionados con los producidos por nuestras cepas y además revelaron una alta proporción de estructuras químicas desconocidas. En cuanto a los estudios de minería genómica, se encontraron varios BGCs de diversos tipos entre las cepas analizadas, donde la mayoría presentan nula o muy baja similitud con otros BGCs reportados, evidenciando la existencia BGCs desconocidos. Por su parte, también se identificaron varias cepas con propiedades de actividad promotora de crecimiento vegetal, como lo son la producción de compuestos que solubilizan el fósforo, la producción de sideróforos y la producción de hormonas vegetales. La ejecución de este proyecto fue clave para la optimización de nuevos métodos de screening de actividad realizados, los cuales serán de gran utilidad para futuros proyectos. Además, se cuenta con un repertorio de cepas con actividad, y se plantea la hipótesis de la existencia de nuevos metabolitos producidos por cepas locales. Como perspectiva, se plantea trabajar en la búsqueda de nuevos metabolitos microbianos implicados en las actividades encontradas.Agencia Nacional de Investigación e Innovació

Informe final del proyecto: Herramientas para el diagnóstico, estudio y manejo de la estría bacteriana de trigo causada por Xanthomonas translucens

Las bacteriosis en cultivos de trigo constituyen una problemática que ha incrementado significativamente su relevancia en la última década y sobre la cual existen escasos antecedentes de investigación a nivel nacional. El objetivo de este proyecto fue generar conocimiento sobre esta problemática en Uruguay. Para ello, se realizó un relevamiento de chacras (2017-2019) y se obtuvo una colección de cepas de Xanthomonas spp., que fueron caracterizadas y asignadas a dos especies diferentes: i) X. translucens pv. undulosa (Xtu), patovar asociado a estría bacteriana de trigo, y ii) Xanthomonas prunicola (Xp), especie que sólo se ha reportado como patógena de durazno pelón en España. Se verificó la patogenicidad en trigo de ambas especies, aunque con sintomatologías diferentes: Xtu generó síntomas de necrosis marrón característicos de estría bacteriana, mientras que Xp produjo síntomas de necrosis seca, que también fueron observados con frecuencia en chacras de producción. También se desarrollaron métodos moleculares de detección por PCR cuantitativa (qPCR). Estos métodos serán utilizados para cuantificar a ambos patógenos en plantas y lotes de semilla y profundizar en futuros estudios epidemiológicos. Por último, se optimizaron e implementaron metodologías de screening de resistencia a ambas especies bajo condiciones controladas y a campo, generando información sobre la resistencia disponible en cultivares y líneas del programa de mejoramiento. En suma, los resultados obtenidos revelan que las principales bacteriosis que afectan los cultivos de trigo en Uruguay son la estría bacteriana asociada a Xtu y una nueva patología de trigo causada por Xp no reportada previamente y sobre la cuál es necesario seguir profundizando. La ejecución de este proyecto permitió generar conocimiento original sobre un tema relevante para el sector productivo nacional. Se consolidó una nueva línea de investigación interdisciplinaria e interinstitucional, generando capacidades que contribuirán a la implementación de estrategias eficientes de manejo de estas enfermedades.Agencia Nacional de Investigación e Innovació

Informe final del proyecto: Búsqueda de actividades de interés agrícola a partir de cepas de Streptomyces spp. aisladas en Uruguay.

El presente proyecto permitió la caracterización de una colección de cepas de Streptomyces aisladas en Uruguay en cuanto a su potencial de producción de metabolitos bioactivos. El género Streptomyces viene siendo estudiado desde hace ya varias décadas debido a su reconocida versatilidad metabólica y capacidad de producción de enzimas y metabolitos con diversas actividades de interés. En este proyecto, se optimizaron nuevas metodologías de screening de activades como lo son la actividad nematicida y de promoción de crecimiento vegetal. Se identificaron 17 cepas uruguayas locales con actividad nematicida y se profundizó en la identificación de los metabolitos responsables en algunas de estas cepas abordando los enfoques genómico y metabolómico. Los estudios metabolómicos implicaron el uso de bases de datos que permitieron identificar compuestos ya reportados. Los resultados obtenidos permitieron contar con listas de compuestos conocidos relacionados con los producidos por nuestras cepas y además revelaron una alta proporción de estructuras químicas desconocidas. En cuanto a los estudios de minería genómica, se encontraron varios BGCs de diversos tipos entre las cepas analizadas, donde la mayoría presentan nula o muy baja similitud con otros BGCs reportados, evidenciando la existencia BGCs desconocidos. Por su parte, también se identificaron varias cepas con propiedades de actividad promotora de crecimiento vegetal, como lo son la producción de compuestos que solubilizan el fósforo, la producción de sideróforos y la producción de hormonas vegetales. La ejecución de este proyecto fue clave para la optimización de nuevos métodos de screening de actividad realizados, los cuales serán de gran utilidad para futuros proyectos. Además, se cuenta con un repertorio de cepas con actividad, y se plantea la hipótesis de la existencia de nuevos metabolitos producidos por cepas locales. Como perspectiva, se plantea trabajar en la búsqueda de nuevos metabolitos microbianos implicados en las actividades encontradas.Agencia Nacional de Investigación e Innovació