hlyD 및 tuf 유전자의 자발적인 돌연변이로 인해 Dickeya solani IPO 2222가 파지 фD5에 저항하게 되지만 planta에서는 박테리아 적합성과 병독성이 감소합니다.

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 7534(2023) 이 기사 인용

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Dickeya 종을 감염시키고 죽일 수 있는 용해성 박테리오파지. 사실상 모든 Dickeya spp.에서 쉽게 분리될 수 있습니다. 이러한 바이러스가 숙주에 미치는 선택압력에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 두 개의 자발적인 D. solani IPO 2222 돌연변이(모든 획득된 돌연변이의 0.8%), DsR34 및 DsR207은 용해성 파지 vB_Dsol_D5(ΦD5)에 의한 감염에 저항성이 있는 것으로 확인되었으며, 이는 감자 덩이줄기 조직을 분쇄하는 능력이 감소된 것으로 나타났습니다. 야생형, 파지 감수성 D. solani IPO 2222 균주. 게놈 시퀀싱을 통해 분비 단백질 HlyD(돌연변이 DsR34) 및 신장 인자 Tu(EF-Tu)(돌연변이 DsR207)를 암호화하는 유전자가 이러한 균주에서 변경된 것으로 나타났습니다. 이러한 돌연변이는 DsR34 및 DsR207 프로테옴에 영향을 미쳤습니다. 다양한 탄소 및 질소 공급원을 사용하는 능력, 식물 세포벽 분해 효소 생산, 생물막 형성 능력, 사이드로포어 생산, 수영 및 군집 운동성 및 식물 독성을 포함하여 식물 환경에서 이러한 돌연변이의 생태학적 성공에 필수적인 특징은 다음과 같습니다. 평가되었습니다. 야생형 균주인 D. solani IPO 2222와 비교하여 돌연변이 DsR34 및 DsR207은 치커리 잎을 침지하고 감자 식물에 군집을 형성하여 증상을 유발하는 능력이 감소했습니다.

용해성 박테리오파지는 생물권에서 가장 풍부한 개체입니다1. 이는 박테리아가 서식하는 거의 모든 환경에서 보고되었으며, 매일 숙주 세포의 20~40%를 죽이는 원인이 됩니다2,3. 높은 살상 잠재력으로 인해 용해성 바이러스는 숙주에 강한 선택 압력을 가하는 것으로 나타났습니다4. 결과적으로, 그들은 박테리아 적응과 진화의 주요 원동력 중 하나로 잘 알려져 있습니다. 박테리아는 세대당 한 번의 세포 분열로 제한되는 반면, 단일 용해성 비리온에 감염된 단일 박테리아 세포는 평균 100개 이상의 자손(딸) 바이러스를 생산할 수 있습니다6. 자손 바이러스는 근처에 있는 다른 박테리아 세포를 쉽게 감염시켜 감염을 가속화할 수 있습니다7. 결과적으로, 용해성 박테리오파지는 박테리아 숙주를 빠르게 따라잡을 수 있으며, 이로 인해 민감한 세포가 급속히 감소하고 제거됩니다8. 용해성 파지가 풍부한 환경에서 박테리아의 장기간 생존 가능성은 숙주가 여러 돌연변이를 축적하는 능력에 달려 있습니다9.

박테리아는 흡착, DNA 진입, 복제, 전사 및 번역, 캡시드 조립, 자손(딸) 파지 방출을 포함하여 파지-숙주 상호작용의 모든 단계에서 바이러스 감염을 방해할 수 있습니다10. 파지 저항성 돌연변이는 종종 숙주 표면에 대한 바이러스 흡착을 억제하는 메커니즘을 통해 바이러스 감염을 피합니다. 세포 표면 상태와 관련된 유전자의 자발적인 돌연변이를 통한 이러한 흡착 억제는 Escherichia coli 및 해당 파지 T412의 모델 파지-숙주 시스템의 게놈 수준에서 가장 잘 특성화되었습니다. 여러 다른 연구에서는 그람 음성 박테리아 및 관련 바이러스에서 이 과정을 다루었습니다14,15. 그럼에도 불구하고, 불리한 조건에서의 생존과 같은 파지 저항성을 달성하기 위해 숙주 게놈에 무작위 돌연변이를 축적하는 생태학적 비용 및/또는 독성을 유지하는 능력 사이의 관계에 대한 지식은 제한적입니다. 저항성 세포의 다른 표현형에 대한 파지 저항성 돌연변이의 효과는 잘 설명되지 않았습니다. 마지막으로, 여러 파지-박테리아 시스템에서 자발적인 파지 저항성의 발생이 조사되었지만 자연 및 농업 환경에 서식하는 식물 병원성 박테리아에서 일어나는 이러한 과정에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 박테리아가 일생 동안 직면하는 환경적 상황의 다양성을 고려하면 이 주제는 특히 흥미롭습니다. 실제로, Pectobacterium spp.에 속하는 중요한 식물 병원체에서 자발적인 파지 저항성과 그 생태학적 결과를 다루는 연구들이 있습니다. 일반적으로 Soft Rot Pectobacteriaceae(SRP)라고 불리는 Dickeya spp.는 제한적입니다16,17,18,19.

99%), we identified two mutants, DsR34 and DsR207, that exhibited a significant reduction in their ability to macerate potato tuber tissues. It was perhaps not a surprise that most phage-resistant D. solani mutants retained virulence. It is of utmost importance for a pathogen to remain virulent36,37, as losing the ability to infect the host heavily impacts its ability to generate large population sizes thus its survival and ecological success38. On the other hand, in complex environments such as the surface and interior of plants, the evolution of resistance to phage infections is likely to be very costly. Phage selective pressure is expected to be a strong driver of spontaneous mutations39. In contrast, a direct link between spontaneous resistance to viral infections and reduced virulence has already been shown for members of several bacterial species40, including plant pathogenic bacteria, but to our knowledge, not for D. solani. For example, spontaneous resistance to bacteriophage X2 by the in-plant pathogen Xanthomonas oryzae pv. oryzae resulted in reduced virulence41. Reduced virulence was also observed in the case of spontaneous resistance of Pseudomonas syringae pv. porri to phages KIL3b and KIL542. It suggests a direct tradeoff cost for phage-resistant mutants in a plant environment. Likewise, recent studies on human pathogens Staphylococcus aureus43 and Serratia marcescens44 suggested that selective pressure conferred by the presence of lytic bacteriophages results in the appearance of spontaneous phage-resistant mutants having a lower virulence. Such observations highlight the global link between viral resistance and the ability to cause infections by bacterial pathogens45./p>

10%, with an automatic false discovery rate (FDR) analysis. Spectral library was created in PeakView 2.2 software (AB SCIEX) using set parameters: a maximum of 6 peptides per protein and 6 transitions per peptide; peptides with the confidence of at least 95% and an extraction window width of 15 min and 75 ppm XIC width. All results were exported to MarkerView software (AB SCIEX) and normalized using the total area sums (TAS) approach. Statistical analysis of the outcome was performed in Perseus 2.0.7.0 software95, where second normalization (log(2x)) was carried out. A two-sample t-test was performed to obtain q-values for each listed protein (adjusted p-value; q-value < 0.05). In addition, fold-change (FC) values were calculated to collect information about the up- and down-regulation of each protein. Outcome visualization was generated with the InteractiVenn tool (http://www.interactivenn.net/). The mass spectrometry proteomics data have been deposited to the ProteomeXchange Consortium (http://proteomecentral.proteomexchange.org) via the PRIDE partner repository96,97with the dataset identifier PXD038825./p>