L'analisi MultiLocus di VNTRs rivela un'inaspettata variabilità intrapatovar della popolazione mondiale di Pseudomonas syringae pv. Actinidiae

Dottorato di ricerca in Protezione delle pianteNowadays, kiwifruit bacterial canker is a worldwide spread disease affecting all the major producer countries; Pseudomonas syringae pv. actinidiae (Psa) is well-known to be its etiological agent: nonetheless so far a definitive cure doesn’t exist. Traditionally Psa has been thought to be made up of 4 populations, according to macroareas of isolation and virulence degrees. Scientific community has come to this classification using several, often laborious and expensive, methodologies such as genome-wide SNPs analysis, whole genome sequencing and MultiLocus Sequence Analysis (MLSA). However the source of the pandemy begun in 2008 has not been yet definitely determined. To understand more in depth population structure, epidemiology and mode of transmission of Psa, a MultiLocus Variable Number Tandem Repeats (VNTR) Analysis (MLVA) was set up and validated on a large collection of Psa strains, as much as possible representative of worldwide population. MLVA scheme has been made up of two different panels, comprising a total of 13 VNTR loci: the “diversity panel”, including 6 loci, has been used to perform the preliminary analysis providing results consistent with previous 4 populations-model; the whole 13 loci panel showed to be very useful to deeply clarify Psa population structure at high resolution level. Two several types of elaboration, MST and UPGMA, were carried out to check the reliability of the established MLVA system, both showing similar and consistent results. The analyzed collection was found to correspond to 11 clonal complexes plus 5 singletons, revealing a genetic variability never imagined before. The most diversified group resulted to be the Chinese one encompassing 6 different clonal complexes, one of these shared with all the strains related to 2008 outbreak, constituting a very homogeneous group: these data strongly suggest that the recent pandemy has been originated from this area. South Korea and Japan populations showed to be a very variegated cluster with at least two different and chronologically separated populations and surprisingly the only Turkish strain included in the study belonged to one of the Korean clonal complexes. Moreover, as proposed by some scientists and as deducted by MLVA, Psa-LV should be reassign to a new pathovar, since it shares with all the other Psa-V a common profile for only 2 on 13 loci.Attualmente, il cancro batterico dell’Actindia è una malattia diffusa a livello mondiale che colpisce tutti i paesi maggiori produttori; è ben noto che Pseudomonas syringae pv. actinidiae (Psa) sia il suo agente eziologico: ciononostante finora non esiste una cura definitiva. Tradizionalmente Psa è stato considerato come formato da 4 popolazioni, a seconda delle macroaree di isolamento e del grado di virulenza. La comunità scientifica è giunta a questa classificazione utilizzando diverse, spesso laboriose e costose, metodologie come l’analisi di SNPs a livello del genoma, il sequenziamento genomico e l’analisi di sequenze multilocus (MLSA). Tuttavia l’origine della pandemia iniziata nel 2008 non è stata ancora inequivocabilmente determinata. Per delucidare più in profondità la struttura di popolazione, l’epidemiologia e la modalità di trasmissione di Psa, un’analisi multilocus di ripetizioni in tandem a numero variabile (MLVA) è stata allestita e validata su una grande collezione di ceppi di Psa, quanto più possibile rappresentativi della popolazione mondiale. Lo schema MLVA è stato composto da due diffrenti pannelli, comprendenti un totale di 13 loci VNTR: il “pannello di diversità”, che include 6 loci, è stato utilizzato per effettuare l’analisi preliminare che ha fornito risultati consistenti con il precedente modello a 4 popolazioni; l’intero pannello da 13 loci ha mostrato di essere molto utile per chiarire profondamente la struttura di popolazione con un alto livello di risoluzione. Due diversi tipi di elaborazione, MST ed UPGMA, sono stati condotti per verificare l’affidabilità del sistema MLVA stabilito, entrambi mostrando risultati simili e consistenti. È stato scoperto che la collezione analizzata corrisponde ad 11 complessi clonali più 5 singoli, rivelando una variabilità genetica mai immaginata prima.. Il gruppo più diversificato è risultato quello Cinese che comprende 6 differenti complessi clonali, tra cui uno di questi condiviso con tutti i ceppi correlati all’epidemia del 2008, che a loro volta costituiscono un gruppo estremamente omogeneo: questi dati suggeriscono fortemente che la recente pandemia si sia originata da tale area. Le popolazioni di Giappone e Sud Corea si sono dimostrate un insieme molto variegato con almeno due popolazioni differenti e separate cronologicamente e sorprendentemente l’unico ceppo Turco inserito nello studio apparteneva ad uno dei complessi clonali Coreani. Inoltre, come proposto da alcuni scienziati e come dedotto dall’MLVA, Psa-LV dovrebbe essere riassegnato ad una nuova patovar, poiché esso condivide con tutti gli altri Psa-V un profilo comune per soltanto 2 loci su 13