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Darrasse A, Carrère S, Barbe V, Boureau T, Arrieta-Ortiz ML, Bonneau S, Briand M, Brin C, Cociancich S, Durand K, Fouteau S, Gagnevin L, Guérin F, Guy E, Indiana A, Koebnik R, Lauber E, Munoz A, Noël LD, Pieretti I, Poussier S, Pruvost O, Robène-Soustrade I, Rott P, Royer M, Serres-Giardi L, Szurek B, van Sluys MA, Verdier V, Vernière C, Arlat M, Manceau C, Jacques MA. Genome sequence of Xanthomonas fuscans subsp. fuscans strain 4834-R reveals that flagellar motility is not a general feature of xanthomonads. BMC Genomics 2013; 14:761. [PMID: 24195767 PMCID: PMC3826837 DOI: 10.1186/1471-2164-14-761] [Citation(s) in RCA: 48] [Impact Index Per Article: 4.4] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 07/18/2013] [Accepted: 10/26/2013] [Indexed: 11/10/2022] Open
Abstract
BACKGROUND Xanthomonads are plant-associated bacteria responsible for diseases on economically important crops. Xanthomonas fuscans subsp. fuscans (Xff) is one of the causal agents of common bacterial blight of bean. In this study, the complete genome sequence of strain Xff 4834-R was determined and compared to other Xanthomonas genome sequences. RESULTS Comparative genomics analyses revealed core characteristics shared between Xff 4834-R and other xanthomonads including chemotaxis elements, two-component systems, TonB-dependent transporters, secretion systems (from T1SS to T6SS) and multiple effectors. For instance a repertoire of 29 Type 3 Effectors (T3Es) with two Transcription Activator-Like Effectors was predicted. Mobile elements were associated with major modifications in the genome structure and gene content in comparison to other Xanthomonas genomes. Notably, a deletion of 33 kbp affects flagellum biosynthesis in Xff 4834-R. The presence of a complete flagellar cluster was assessed in a collection of more than 300 strains representing different species and pathovars of Xanthomonas. Five percent of the tested strains presented a deletion in the flagellar cluster and were non-motile. Moreover, half of the Xff strains isolated from the same epidemic than 4834-R was non-motile and this ratio was conserved in the strains colonizing the next bean seed generations. CONCLUSIONS This work describes the first genome of a Xanthomonas strain pathogenic on bean and reports the existence of non-motile xanthomonads belonging to different species and pathovars. Isolation of such Xff variants from a natural epidemic may suggest that flagellar motility is not a key function for in planta fitness.
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Affiliation(s)
- Armelle Darrasse
- INRA, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, F-49071, Beaucouzé, France
- AGROCAMPUS OUEST, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, F-49045, Angers, France
- Université d’Angers, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, SFR 4207 QUASAV, PRES L’UNAM, F-49045, Angers, France
| | - Sébastien Carrère
- INRA, LIPM UMR 441, F-31326, Castanet-Tolosan, France
- CNRS, LIPM UMR 2594, F-31326, Castanet-Tolosan, France
| | - Valérie Barbe
- CEA, Genoscope, Centre National de Séquençage, F-91057, Evry Cedex, France
| | - Tristan Boureau
- INRA, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, F-49071, Beaucouzé, France
- AGROCAMPUS OUEST, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, F-49045, Angers, France
- Université d’Angers, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, SFR 4207 QUASAV, PRES L’UNAM, F-49045, Angers, France
| | - Mario L Arrieta-Ortiz
- Universidad de Los Andes, Laboratorio de Micología y Fitopatología Uniandes, Bogotá, Colombia
- current address: Department of Biology, Center for Genomics and Systems Biology, New York University, 10003, New York, NY, USA
| | - Sophie Bonneau
- INRA, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, F-49071, Beaucouzé, France
- AGROCAMPUS OUEST, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, F-49045, Angers, France
- Université d’Angers, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, SFR 4207 QUASAV, PRES L’UNAM, F-49045, Angers, France
| | - Martial Briand
- INRA, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, F-49071, Beaucouzé, France
- AGROCAMPUS OUEST, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, F-49045, Angers, France
- Université d’Angers, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, SFR 4207 QUASAV, PRES L’UNAM, F-49045, Angers, France
| | - Chrystelle Brin
- INRA, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, F-49071, Beaucouzé, France
- AGROCAMPUS OUEST, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, F-49045, Angers, France
- Université d’Angers, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, SFR 4207 QUASAV, PRES L’UNAM, F-49045, Angers, France
| | | | - Karine Durand
- INRA, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, F-49071, Beaucouzé, France
- AGROCAMPUS OUEST, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, F-49045, Angers, France
- Université d’Angers, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, SFR 4207 QUASAV, PRES L’UNAM, F-49045, Angers, France
| | - Stéphanie Fouteau
- CEA, Genoscope, Centre National de Séquençage, F-91057, Evry Cedex, France
| | - Lionel Gagnevin
- CIRAD, UMR PVBMT, F-97410, Saint-Pierre, La Réunion, France
- Université de la Réunion, UMR PVBMT, F-97715, Saint-Denis, La Réunion, France
| | - Fabien Guérin
- CIRAD, UMR PVBMT, F-97410, Saint-Pierre, La Réunion, France
- Université de la Réunion, UMR PVBMT, F-97715, Saint-Denis, La Réunion, France
| | - Endrick Guy
- INRA, LIPM UMR 441, F-31326, Castanet-Tolosan, France
- CNRS, LIPM UMR 2594, F-31326, Castanet-Tolosan, France
| | - Arnaud Indiana
- INRA, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, F-49071, Beaucouzé, France
- AGROCAMPUS OUEST, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, F-49045, Angers, France
- Université d’Angers, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, SFR 4207 QUASAV, PRES L’UNAM, F-49045, Angers, France
| | - Ralf Koebnik
- IRD, UMR RPB, F-34394, Montpellier Cedex 5, France
| | - Emmanuelle Lauber
- INRA, LIPM UMR 441, F-31326, Castanet-Tolosan, France
- CNRS, LIPM UMR 2594, F-31326, Castanet-Tolosan, France
| | - Alejandra Munoz
- Universidad de Los Andes, Laboratorio de Micología y Fitopatología Uniandes, Bogotá, Colombia
| | - Laurent D Noël
- INRA, LIPM UMR 441, F-31326, Castanet-Tolosan, France
- CNRS, LIPM UMR 2594, F-31326, Castanet-Tolosan, France
| | | | - Stéphane Poussier
- INRA, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, F-49071, Beaucouzé, France
- AGROCAMPUS OUEST, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, F-49045, Angers, France
- Université d’Angers, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, SFR 4207 QUASAV, PRES L’UNAM, F-49045, Angers, France
- Université de la Réunion, UMR PVBMT, F-97715, Saint-Denis, La Réunion, France
| | - Olivier Pruvost
- CIRAD, UMR PVBMT, F-97410, Saint-Pierre, La Réunion, France
- Université de la Réunion, UMR PVBMT, F-97715, Saint-Denis, La Réunion, France
| | - Isabelle Robène-Soustrade
- CIRAD, UMR PVBMT, F-97410, Saint-Pierre, La Réunion, France
- Université de la Réunion, UMR PVBMT, F-97715, Saint-Denis, La Réunion, France
| | - Philippe Rott
- CIRAD, UMR BGPI, F-34398, Montpellier Cedex 5, France
| | - Monique Royer
- CIRAD, UMR BGPI, F-34398, Montpellier Cedex 5, France
| | - Laurana Serres-Giardi
- INRA, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, F-49071, Beaucouzé, France
- AGROCAMPUS OUEST, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, F-49045, Angers, France
- Université d’Angers, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, SFR 4207 QUASAV, PRES L’UNAM, F-49045, Angers, France
| | - Boris Szurek
- IRD, UMR RPB, F-34394, Montpellier Cedex 5, France
| | | | | | - Christian Vernière
- CIRAD, UMR PVBMT, F-97410, Saint-Pierre, La Réunion, France
- Université de la Réunion, UMR PVBMT, F-97715, Saint-Denis, La Réunion, France
| | - Matthieu Arlat
- INRA, LIPM UMR 441, F-31326, Castanet-Tolosan, France
- CNRS, LIPM UMR 2594, F-31326, Castanet-Tolosan, France
- Université de Toulouse, Université Paul Sabatier, UMR LIPM, F-31326, Castanet-Tolosan Cedex, France
| | - Charles Manceau
- INRA, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, F-49071, Beaucouzé, France
- AGROCAMPUS OUEST, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, F-49045, Angers, France
- Université d’Angers, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, SFR 4207 QUASAV, PRES L’UNAM, F-49045, Angers, France
- current address: ANSES, Laboratoire de Santé des végétaux, F-49044, Angers, France
| | - Marie-Agnès Jacques
- INRA, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, F-49071, Beaucouzé, France
- AGROCAMPUS OUEST, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, F-49045, Angers, France
- Université d’Angers, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, SFR 4207 QUASAV, PRES L’UNAM, F-49045, Angers, France
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