Estudio poblacional y genómico del patógeno vegetal Xylella Fastidiosa

Resumen

El fitopatógeno Xylella fastidiosa posee una gran capacidad de infectar, causando enfermedades en un amplio rango de huéspedes. Es capaz de multiplicarse en el interior de los haces xilemáticos y producir su obstrucción, ocasionando la muerte de la planta huésped en el peor de los casos. En los últimos años se ha detectado en la Unión Europea (Italia, Alicante o las Islas Baleares, entre otras), siendo considerado un fitopatógeno de cuarentena, con importantes repercusiones medioambientales, agrícolas y paisajísticas. En nuestras islas desgraciadamente se dan unas condiciones climáticas idóneas para la expansión y el desarrollo de esta bacteria afectando a los principales cultivos como son los almendros, los olivos o las viñas. Este patógeno descrito en 1987, está dividido en seis subespecies y 90 secuetipos (fastidiosa, 'morus', multiplex, 'sandyi', pauca y 'tashke'), aunque solamente las subespecies fastidiosa, multiplex y pauca se propusieron correctamente. Debido al gran desconocimiento existente del patógeno en nuestra comunidad, desde el primer momento que se detectó en octubre de 2016, se planteó un estudio para conseguir los siguientes objetivos: (1) desarrollar herramientas para realizar un diagnóstico certero del patógeno, (2) indagar en las variables que pueden afectar a X. fastidiosa (diferentes plantas huésped, vectores, condiciones climáticas…), (3) aclarar la afiliación taxonómica del género Xylella y la especie X. fastidiosa, y por último, (4) profundizar en la caracterización de los genomas, con la finalidad de obtener variables genéticas que permitan una aproximación teórica por futuros estudios fenotípicos. Por todo ello, además de optimizar toda una serie de métodos de diagnóstico, se analizaron muestras vegetales de los cultivos principales de las Islas Baleares como son el almendro, los olivos o la viña; se llevó a cabo un estudio bimensual en diferentes zonas bioclimáticas, y finalmente se realizó un análisis filogenómico de 177 genomas del género Xylella, conjuntamente con una caracterización genómica. Se ha determinado y confirmado la presencia de tres subespecies y sus secuetipos en las Islas Baleares. En Mallorca se ha detectado la presencia de las subespecies multiplex (ST81) y fastidiosa (ST1). En Menorca la subespecie multiplex (ST81), y en la isla de Ibiza la subespecie pauca (ST80). En almendro se han detectado las subespecies fastidiosa y multiplex. En viña la subsp. fastidiosa, y en el olivo se ha detectado la subsp. multiplex ampliamente distribuida por toda la isla de Mallorca. En Ibiza se ha detectado la subsp. pauca. Cabe destacar, que los ST80 y ST81 se describieron por primera vez en las Islas Baleares. En el análisis de zonas bioclimáticas, no se observa un incremento significativo de la afectación de estas fincas, aunque destaca una mayor incidencia en el sur de Mallorca. Las diferentes aproximaciones filogenómicas nos permiten diferenciar claramente las subespecies ampliamente extendidas en las Islas Baleares, fastidiosa, multiplex y pauca. Las subespecies 'morus' y 'sandyi', estarían incluidas dentro de la subespecie fastidiosa. En la subespecie pauca se pueden distinguir dos grupos, pauca1 y pauca2. El análisis genómico muestra pocos genes exclusivos de cada subespecie, la mayoría relacionados con proteínas hipotéticas. Destaca el grupo pauca2, con un clúster único formado por 53 proteínas exclusivas. En la caracterización de los genes de formación del pili tipo IV no se observan diferencias claras entre las subespecies, a excepción de pequeñas divergencias en la secuencia nucleotídica. Los genes de la maquinaria del pili tipo IV son los más conservados, mientras que los genes pilA1, pilA2, pilY1 que formarían el pili en sí, muestran diferencias. Los genes del sistema de secreción, síntesis de polisacáridos y genes del sistema de regulación son los más conservados, mientras que los genes relacionados con adhesinas, enzimas hidrolíticas o los sistemas TA muestran una mayor variabilidad.