Chemical composition and biological activities of essential oil from flowers of Psidium guajava (Myrtaceae) / Composição química e atividades biológicas do óleo essencial das flores de Psidium guajava (Myrtaceae)

Abstract Xylella fastidiosa is a plant-pathogenic bacterium that lives inside host xylem vessels, where it forms biofilm which is believed to be responsible for disrupting the passage of water and nutrients. Pectobacterium carotovorum is a Gram-negative plant-specific bacterium that causes not only soft rot in various plant hosts, but also blackleg in potato by plant cell wall degradation. Chagas disease, which is caused by Trypanosoma cruzi, has been commonly treated with nifurtimox and benzonidazole, two drugs that cause several side effects. As a result, the use of natural products for treating bacterial and neglected diseases has increased in recent years and plants have become a promising alternative to developing new medicines. Therefore, this study aimed to determine, for the first time, the chemical composition of essential oil from Psidium guajava flowers (PG-EO) and to evaluate its in vitro anti-Xylella fastidiosa, anti-Pectobacterium carotovorum, anti-Trypanosoma cruzi and cytotoxic activities. PG-EO was obtained by hydrodistillation in a Clevenger apparatus while its chemical composition was determined by gas chromatography-flame ionization detection (GC-FID) and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Major compounds identified in PG-EO were α-cadinol (37.8%), β-caryophyllene (12.2%), nerolidol (9.1%), α-selinene (8.8%), β-selinene (7.4%) and caryophyllene oxide (7.2%). Results showed that the PG-EO had strong trypanocidal activity against the trypomastigote forms of Trypanosoma cruzi (IC50 = 14.6 μg/mL), promising antibacterial activity against X. fastidiosa (MIC = 12.5 μg/mL) and P. carotovorum (MIC = 62.5 μg/mL), and moderate cytotoxicity against LLCMK2 adherent epithelial cells in the concentration range (CC50 = 250.5 μg/mL). In short, the PG-EO can be considered a new source of bioactive compounds for the development of pesticides and trypanocide drugs.

Resumo Xylella fastidiosa é uma bactéria patogênica que vive dentro dos vasos do xilema hospedeiro, onde forma um biofilme responsável por interromper a passagem de água e nutrientes. Pectobacterium carotovorum é uma bactéria Gram-negativa que causa não só podridão macia em várias plantas hospedeiras, mas também canela-preta na batata por degradação da parede celular da planta. A doença de Chagas, causada pelo Trypanosoma cruzi, é comumente tratada com nifurtimox e benzonidazol, duas drogas que causam vários efeitos colaterais. Como resultado, o uso de produtos naturais para o tratamento de doenças bacterianas e negligenciadas aumentou nos últimos anos e as plantas continuam sendo uma alternativa promissora para o desenvolvimento de novos medicamentos. Portanto, este estudo teve como objetivo determinar, pela primeira vez, a composição química do óleo essencial de flores de Psidium guajava (PG-EO) e avaliar suas propriedades anti-Xylella fastidiosa, anti-Pectobacterium carotovorum, anti-Trypanosoma cruzi e citotóxica in vitro. PG-EO foi obtido por hidrodestilação em um aparelho Clevenger, enquanto sua composição química foi determinada por cromatografia em fase gasosa com detecção por ionização por chama (CG-DIC) e por cromatografia em fase gasosa acoplada à espectrometria de massa (CG-EM). Os principais compostos identificados no PG-EO foram α-cadinol (37,8%), β-cariofileno (12,2%), nerolidol (9,1%), α-selineno (8,8%), β-selineno (7,4%) e óxido de cariofileno (7,2%). Os resultados mostraram que o PG-EO apresentou forte atividade tripanocida contra as formas tripomastigotas de T. cruzi (CI50 = 14,6 μg/mL), promissora atividade antibacteriana contra X. fastidiosa (MIC = 12,5 μg/mL) e P. carotovorum (MIC = 62,5 μg/mL) e citotoxicidade moderada contra células epiteliais aderentes (LLCMK2) na faixa de concentração (CC50 = 250,5 μg/mL). Em suma, o PG-EO pode ser considerado uma nova fonte de compostos bioativos para o desenvolvimento de pesticidas e drogas tripanocidas.

Comparison of protocols for the extraction of genomic DNA from Sharpshooters (Hemiptera: Cicadellidae) for the detection of Xylella fastidiosa / Comparação de protocolos para a extração de DNA genômico de cigarrinhas (Hemiptera: Cicadellidae) para a detecção de Xylella fastidiosa

The bacterium Xylella fastidiosa, the causal agent of citrus variegated chlorosis (CVC), is dependent on vector insects for its spread and infection of citrus hosts. The insects, leafhoppers (Hemiptera: Cicadellidae) transmit the bacteria to healthy plants after feeding on infected plants. The objective of this study was to develop and compare methods for extracting genomic DNA from sharpshooters to detect X. fastidiosa. The DNA extraction from insects was performed according to a phenol-chloroform based DNA extraction in conjunction with two commercial kits, Dneasy® Plant Mini Kit and blood & tissue Dneasy® Handbook (Qiagen Inc., Valencia, CA, USA). The heads of the following species of sharpshooter were used: Dilobopterus costalimai, Acrogonia citrina, Oncometopia facialis, Bucephalogonia xanthophis, Macugonalia leucomelas and Homalodisca ignorata. Based on the numeric differences between independent samples, the results showed the use of the phenol:chloroform extraction method (36/50 positives) and the DNeasy® Plant Mini Kit (33/50) resulting in the most detections of X. fastidiosa from leafhopper samples. As these two methods detected Xylella in the greatest number of infected samples, they may be more efficient to use for detection purposes in leafhoppers.(AU)

A bactéria Xylella fastidiosa, agente causal da clorose variegada dos citros, é dependente da ação de insetos vetores para sua disseminação e infecção em plantas cítricas hospedeiras. Os insetos cigarrinhas (Hemiptera: Cicadellidae) transmitem a bactéria para plantas sadias depois de se alimentarem das plantas contaminadas. O objetivo deste trabalho foi desenvolver e comparar métodos de extração de DNA genômico de cigarrinhas a fim de detectar a bactéria X. fastidiosa. A extração de DNA foi realizada de acordo com protocolo à base de fenol-clorofórmio em conjunto com dois kits comerciais: Dneasy® Plant Mini Kit and Blood & Tissue Dneasy® Handbook (Qiagen Inc., Valencia, CA, USA). Utilizou-se a cabeça das seguintes espécies de cigarrinhas: D. costalimai, A. citrina, O. facialis, B. xanthophis, M. leucomelas e H. ignorata. Com base nas diferenças numéricas entre as amostras independentes, os resultados mostraram o uso do método de extração fenol-clorofórmio (36/50 positivos) e o kit comercial DNeasy® Plant Mini Kit (33/50) resultando nas maiores detecções de X. fastidiosa nas amostras de cigarrinhas. Como esses dois métodos detectaram a presença de X. fastidiosa no maior número de amostras infectadas, eles podem ser mais eficientes para o uso na detecção em cigarrinhas.(AU)

Caracterização bioquímica e funcional da proteína XadA3 de Xylella fastidiosa / Biochemistry and functional characterization of Xylella fastidiosa XadA3 adhesin

Gram-negativas e é utilizado por diversos patógenos para colonizar seus hospedeiros, sendo o primeiro passo do processo de desenvolvimento do biolfilme. Uma variedade de apêndices celulares e proteínas está envolvida na adesão bacteriana, tais como pili, fimbrias, adesinas fimbriais e afimbriais. O fitopatógeno Xylella fastidiosa, agente causal de importantes doenças como a doença de Pierce de videiras, a clorose variegada dos citros e a síndrome do rápido declínio de oliveiras, possui em sua superfície várias dessas estruturas que são potencialmente responsáveis pela colonização eficiente de insetos-vetores e plantas hospedeiras. Entre as adesinas afimbriais codificadas no genoma dessa bactéria, três XadA (XadA1, Hsf/XadA2 e XadA3) são classificadas como autotransportadores triméricos. Dados da literatura sugerem que XadA1 e XadA2 são importantes para a formação do biofilme, porém a função de XadA3 ainda não havia sido investigada. Nesse trabalho, tivemos como objetivo caracterizar bioquímica e funcionalmente a proteína XadA3 e obter informações adicionais sobre o papel desempenhado por XadA1 e XadA2 na adesão e virulência de X. fastidiosa. Utilizando imunodetecção com um anticorpo policlonal anti-XadA3 por nós obtido, demonstramos que essa proteína localiza-se na superfície bacteriana e medeia a adesão intercelular. A caracterização dos fenótipos de mutantes de deleção de cada um dos genes das adesinas XadA revelou que o mutante ΔxadA3 tem reduzida capacidade de agregação celular e formação de biofilme quando comparado tanto aos mutantes ΔxadA1 e ΔxadA2 como à cepa selvagem Temecula. A deleção dos genes xadA afeta marginalmente o perfil de expressão gênica global avaliado através de RNAseq das cepas mutantes comparativamente à cepa selvagem, porém destaca-se, nas cepas mutantes, o aumento nos níveis dos transcritos de lipases/esterases. Já foi descrito que essas enzimas parecem atuar na degradação do tecido vegetal associada aos sintomas da doença de Pierce de videiras. A deleção de xadA3 resulta em um fenótipo de hipervirulência em videiras, mas também de deficiência de transmissão pelo inseto-vetor. O conjunto dos resultados obtidos nesse trabalho evidenciam o importante papel desempenhado pelas adesinas XadAs, particularmente XadA3, na adesão intercelular, no desenvolvimento do biofilme e na virulência de X. fastidiosa

Adhesion is a widely conserved mechanism of virulence among Gram-negative bacteria that is used by several pathogens to colonize their hosts, being the first step in biolfilm development. A variety of appendages and proteins are involved in bacterial adhesion, such as pili, fimbriae, fimbrial and afimbrials adhesins. The phytopathogen Xylella fastidiosa, causal agent of important diseases such as Pierce's disease of grapevines, citrus variegated chlorosis and olive quick decline syndrome, harbours on its surface several of these structures that are potentially responsible for efficient colonization of insect vectors and plant hosts. Among the afimbrial adhesins encoded in the genome of this bacterium, three XadAs (XadA1, Hsf/XadA2 and XadA3) are classified as trimeric autotransporters. Data from the literature suggest that XadA1 and XadA2 are important for biofilm formation, but XadA3 function has not been yet investigated. In this work, we aimed to biochemically and functionally characterize the XadA3 protein and gather additional information about the role played by XadA1 and XadA2 in X. fastidiosa adhesion and virulence. Using immunodetection with a polyclonal anti-XadA3 antibody, we have demonstrated that this protein localizes to the bacterial surface and mediates intercellular adhesion. Phenotypic characterization of the deletion mutants of XadA adhesins encoded genes revealed that the ΔxadA3 mutant has reduced cell aggregation capacity and biofilm formation when compared to both ΔxadA1 and ΔxadA2 mutants as well as to Temecula wild type strain. Deletion of the xadA genes marginally affects the global gene expression profile assessed by RNA-seq of the mutant strains compared to the wild-type strain, eventhough an increase in lipase/esterase transcripts levels was observed in the mutant strains. It has been reported that these enzymes appear to participate in the degradation of plant tissue that is associated with symptoms of Pierce's disease of grapevines. The deletion of xadA3 results in a phenotype of hypervirulence in grapevines but also of deficiency in insect-vector transmission. The results obtained in this work evidenced the important role played by XadAs adhesins, particularly XadA3, in X. fastidiosa intercellular adhesion, biofilm development and virulence

Caracterização do secretoma de cepas de Xylella fastidiosa / Characterization of the secretome Xylella fastidiosa strains

As doenças causadas pelo fitopatógeno Xylella fastidiosa, uma bactéria Gram-negativa, devem-se aos seus múltiplos fatores de virulência, tais como formação de biofilme, secreção de enzimas de degradação da parede celular do xilema (CWDE), expressão de proteínas de adesão e produção de vesículas de membrana externa (OMVs). Esses fatores de virulência são controlados por uma via de sinalização mediada por DSF (fatores de sinalização difusíveis de natureza lipídica) e relacionada com percepção de quórum. Nesse trabalho, tivemos como objetivo ampliar a caracterização do secretoma de cepas selvagens e mutantes de X. fastidiosa para evidenciar proteínas e metabólitos potencialmente associados à adaptação ao hospedeiro, virulência e patogenicidade. Desenvolvemos, paralelamente, três estudos empregando como abordagens metodológicas a proteômica, a metabolômica e a transcritômica. No primeiro estudo, comparamos o secretoma (exoproteoma) da cepa Temecula1 selvagem (WT) e do mutante no gene da sintase de DSF (ΔrpfF), o qual exibe fenótipo de hipervirulência em videiras. A este estudo associamos a comparação dos transcritomas dessas cepas. Os resultados mostraram que, mesmo no cultivo in vitro, X. fastidiosa expressa e secreta fatores de virulência previamente conhecidos (lipases-esterases e proteases), além de toxinas (microcinas) que, supostamente, teriam papel de controlar bactérias competidoras pelo mesmo nicho. No segundo estudo caracterizamos a composição de OMVs secretadas no cultivo in vitro por X. fastidiosa Fb7 e 9a5c (cepas isoladas de laranjeiras) e Temecula1 (cepa isolada de videira). Demonstramos que Fb7 produz até 57% mais OMVs que 9a5c e Temecula1 e identificamos um total de 202 proteínas distintas nas OMVs produzidas pelas 3 cepas, ampliando consideravelmente o número de proteínas secretadas por meio de OMVs descrito, até então, para X. fastidiosa. Entre as proteínas enriquecidas, citamos adesinas afimbriais, porinas, lipoproteínas, hidrolases (lipases/esterases, proteases e peptidases) e uma pectina-liase putativa. Destacamos a detecção da enzima L-ascorbato oxidase nas OMVs e sugerimos que esta enzima poderia atuar na depleção do ascorbato produzido pelo hospedeiro vegetal. Além disso, demonstramos, pela primeira vez, que OMVs de X. fastidiosa transportam ácidos graxos da família DSF, sugerindo um papel adicional para OMVs nesse fitopatógeno. Finalmente, no terceiro estudo verificamos alterações relevantes no perfil de metabólitos secretados por X. fastidiosa em resposta a sua interação com metabólitos secretados por Burkholderia phytofirmans, proposta como uma cepa para o biocontrole da doença de Pierce de videiras. Confirmamos que o sobrenadante de B. phytofirmans possui um composto de natureza apolar que induz a formação de biofilme em X. fastidiosa, contudo ainda não foi possível decifrar a natureza química deste composto

The diseases caused by the phytopathogen Xylella fastidiosa, a Gram-negative bacterium, are due to multiple virulence factors, such as biofilm formation, secretion of xylem cell wall degradation enzymes (CWDE), expression of adhesion proteins and production of outer membrane vesicles (OMVs). These virulence factors are controlled by a DSF (diffusible signaling factors of a lipidic nature) mediating signaling pathway and related to quorum sensing perception. In this work, we aimed to extend the characterization of the secretoma of wild type and mutants strains of X. fastidiosa to uncover proteins and metabolites potentially associated to host adaptation, virulence and pathogenicity. We developed three studies in parallel using proteomics, metabolomics and transcriptomics as methodological approaches. In the first study, we compared the secretome (exoproteome) of the wild type strain Temecula1 (WT) and of DSF synthase mutant (ΔrpfF) which exhibits hypervirulence phenotype in grapevines. We also compared the transcriptomes of these strains. Our results showed that, even in in vitro culture, X. fastidiosa expresses and secretes previously known virulence factors (lipasesesterases and proteases), as well as toxins (microcins) that might play a role in controlling competing bacteria in the same niche. In the second study, we characterized the composition of OMVs secreted by in vitro cultures of X. fastidiosa Fb7 and 9a5c (strains isolated from orange trees) and Temecula1 (strain isolated from grapevine). We have shown that Fb7 produces up to 57% more OMVs than the 9a5c and Temecula1. Moreover we identified a total of 202 distinct proteins in the OMVs produced by these three strains, increasing considerably the number of OMVs secreted proteins so far described for X. fastidiosa. Among the proteins enriched in OMVs, we point out afimbrial adhesins, porins, lipoproteins, hydrolases (lipases/esterases, proteases and peptidases) and a putative pectin-lyase. We highlight the detection of the enzyme L-ascorbate oxidase in the OMVs and we suggest that this enzyme could act in the depletion of ascorbate produced by the plant host. In addition, we have demonstrated, for the first time, that X. fastidiosa OMVs transport fatty acids from the DSF family, suggesting an additional role for OMVs in this phytopathogen. Finally, in the third study we verified relevant changes in the profile of metabolites secreted by X. fastidiosa in response to the interaction with metabolites secreted by Burkholderia phytofirmans that has been sugested as a biocontrol strain for Pierce's disease in grapevines. We confirm that the B. phytofirmans supernatant has a non-polar compound that induces biofilm formation in X. fastidiosa, but it has not yet been possible to elucidate the chemical nature of this compound

Xylella fastidiosa: an in vivo system to study possible survival strategies within citrus xylem vessels based on global gene expression analysis

Xylella fastidiosa inhabits the plant xylem, a nutrient-poor environment, so that mechanisms to sense and respond to adverse environmental conditions are extremely important for bacterial survival in the plant host. Although the complete genome sequences of different Xylella strains have been determined, little is known about stress responses and gene regulation in these organisms. In this work, a DNA microarray was constructed containing 2,600 ORFs identified in the genome sequencing project of Xylella fastidiosa 9a5c strain, and used to check global gene expression differences in the bacteria when it is infecting a symptomatic and a tolerant citrus tree. Different patterns of expression were found in each variety, suggesting that bacteria are responding differentially according to each plant xylem environment. The global gene expression profile was determined and several genes related to bacterial survival in stressed conditions were found to be differentially expressed between varieties, suggesting the involvement of different strategies for adaptation to the environment. The expression pattern of some genes related to the heat shock response, toxin and detoxification processes, adaptation to atypical conditions, repair systems as well as some regulatory genes are discussed in this paper. DNA microarray proved to be a powerful technique for global transcriptome analyses. This is one of the first studies of Xylella fastidiosa gene expression in vivo which helped to increase insight into stress responses and possible bacterial survival mechanisms in the nutrient-poor environment of xylem vessels.

Xylella fastidiosa comparative genomic database is an information resource to explore the annotation, genomic features, and biology of different strains

The Xylella fastidiosa comparative genomic database is a scientific resource with the aim to provide a user-friendly interface for accessing high-quality manually curated genomic annotation and comparative sequence analysis, as well as for identifying and mapping prophage-like elements, a marked feature of Xylella genomes. Here we describe a database and tools for exploring the biology of this important plant pathogen. The hallmarks of this database are the high quality genomic annotation, the functional and comparative genomic analysis and the identification and mapping of prophage-like elements. It is available from web site http://www.xylella.lncc.br.

Identificação de genes com expressão modulada por estreptomicina e de genes associados à virulência e patogenicidade em Xylella fastidiosa / Identification of genes modulated by streptomycin and of genes related to virulence and pathogenicity in Xylella fastidiosa

Em concentrações subletais, agentes antimicrobianos modulam a expressão gênica bacteriana, sendo que o conjunto de genes que é modulado depende tanto da cepa bacteriana, como da natureza do agente antimicrobiano. Neste trabalho, avaliamos o perfil de expressão gênica de Xylella fastidiosa cepa 9a5c em resposta ao tratamento por até 60 minutos com dose subletal do antibiótico estreptomicina. Esta é uma cepa virulenta, originalmente isolada de laranjeiras com sintomas de clorose variegada dos citros. A hibridização de microarranjos de DNA representando 2608 das 2848 sequências codificadoras (CDS) previamente anotadas no genoma desta cepa, revelou que 136 CDS apresentaram expressão gênica diferencial em resposta à exposição à estreptomicina, sendo que destas 109 foram negativamente moduladas e 27 positivamente moduladas. Realizamos, também, ensaios de PCR quantitativo precedido de transcrição reversa (RTqPCR) de 21 CDS para confirmar a modulação observada na análise global da expressão gênica. O perfil de expressão gênica de X. fastidiosa em resposta à estreptomicina foi analisado de forma integrada com outros perfis de expressão gênica desta bactéria. Entre as CDS positivamente moduladas, destacamos aquelas codificadoras das chaperoninas GroEL e GroES, que estão associadas a resposta de choque térmico, e CDS associadas à tradução, tais como proteínas ribossomais e fatores de tradução. Interessantemente, a exposição à estreptomicina induz a expressão da CDS que codifica poligalacturonase, que é um fator de virulência em algumas cepas de X. fastidiosa. Por outro lado, o tratamento com estreptomicina promoveu a modulação negativa de CDS relacionadas à formação e manutenção de biofilme ao contrário do observado quando estas bactérias foram submetidas ao tratamento com gomesina, um peptídeo antimicrobiano. O conjunto destas observações sugere que a exposição à dose subletal de estreptomicina possa promover um fenótipo de maior virulência, contrariamente ao efeito...

At sublethal concentrations, antimicrobials compounds modulate bacterial gene expression and the gene set that is modulated depends not only on the bacterial strain but also on the nature of antimicrobial agent. In this study, we evaluated changes in gene expression profile of Xylella fastidiosa strain 9a5c exposed up to 60 min to sublethal concentration of streptomycin. This a virulent strain originally isolated from orange trees with symptoms of citrus variegated chlorosis. Hybridization of DNA microarrays representing 2,608 out of 2848 coding sequences (CDS) previously annotated in strain 9a5c genome revealed 136 CDS differentially expressed upon streptomycin treatment. Of which 109 were down-regulated and 27 up-regulated. Differential expression for a subset of 21 CDS was further evaluated by reverse transcriptionquantitative PCR (RT-qPCR). In addition, we performed an integrated analysis of the gene expression profile of X. fastidiosa in response to streptomycin along with other gene expression profiles available for this bacterium. Among the up-regulated CDS, we highlight those encoding chaperonins GroEL and GroES, which are associated with heat shock response, and those CDS related to translation, such as ribosomal proteins and translation factors. Interestingly, exposure to streptomycin induces the expression of a CDS encoding polygalacturonase, which is a virulence factor for some X. fastidiosa strains. Furthermore, treatment with streptomycin down-regulates some CDS related to biofilm formation oppositely to treatment with gomesin, an antimicrobial peptide. Together, these observations suggest that exposure to sublethal dose of streptomycin might promote a higher virulent phenotype, in contrast to the effect previously observed with gomesin. In the present work, we also describe the pyrosequencing of J1a12 genome, a X. fastidiosa strain that exhibits a less virulent phenotype in citrus and tobacco if compared to strain 9a5c. A comparison of genome...

Levantamento populacional de cigarrinhas (Hemiptera: Cicadellidae) associadas à transmissão de Xylella fastidiosa em pomares cítricos do Litoral Norte da Bahia / Survey of sharpshooters (Hemiptera: Cicadellidae) associated with Xylella fastidiosa transmission in citrus groves of the North Coast of Bahia State

The causal agent of citrus variegated clorosis, Xylella fastidiosa, is transmitted by leafhoppers of the subfamily Cicadellinae, whose species vary regionally. The goal of this study was to identify potential vectors of this pathogen in citrus groves of Bahia North Coast, Brazil. The survey was done from March/2002 to February/2003 in three seven- to nine-year-old sweet orange (Citrus sinensis, Pêra variety) groves located in Rio Real, BA. Fifteen yellow sticky cards (8.5x11.5 cm) were installed 40 m apart in each grove, hanged at 1.5 m high on the upper north side of citrus canopies, and replaced fortnightly. A sweep net was periodically used to sample leafhoppers on herbaceous weeds inside the groves, by selecting five points at random and performing 30 sweeps in each point. A total of 1,360 specimens of 49 Auchenorrhyncha species were collected in this study, mostly in the family Cicadellidae (90.2 percent). The subfamily Cicadellinae, which includes the sharpshooter vectors of X. fastidiosa, showed the largest number of species (14) and specimens (84.8 percent). Acrogonia flagellata Young, A. citrina Marucci & Cavichioli, Homalodisca spottii Takiya, Cavichioli & McKamey and an unidentified Cicadellini (species 1) were the dominant species trapped on citrus canopies, while Hortensia similis (Walker) and Erythrogonia dubia (Medler) were dominant in the weedy vegetation. Among the Cicadellinae species already known as vectors of X. fastidiosa in citrus, only A. citrina, Bucephalogonia xanthophis (Berg) e Ferrariana trivittata (Signoret) were found. The two latter species were accidentally trapped by sweep net in the weedy vegetation.

O agente causal da clorose variegada dos citros, Xylella fastidiosa, é transmitido por cigarrinhas da subfamília Cicadellinae, cujas espécies variam regionalmente. O objetivo deste trabalho foi identificar potenciais vetores do patógeno em pomares cítricos do Litoral Norte da Bahia. Os levantamentos foram conduzidos de mar/2002 a fev/2003, em três propriedades no município de Rio Real, em pomares de laranjeira doce (Citrus sinensis) variedade Pêra, com sete a nove anos. Em cada pomar, 15 cartões adesivos amarelos foram dispostos a 40 m entre si, instalados a 1,5 m de altura em ramos da face norte, na periferia da copa, sendo substituídos quinzenalmente. Também foram realizadas amostragens com rede de varredura na vegetação rasteira dos pomares, em cinco pontos escolhidos aleatoriamente, efetuando-se 30 redadas por ponto. No total, foram coletados 1360 espécimes pertencentes a 49 espécies de Auchenorrhyncha, a maioria da família Cicadellidae (90,2 por cento). A subfamília Cicadellinae, que inclui os vetores de X. fastidiosa, apresentou maior número de espécies (14) e de indivíduos coletados (84,8 por cento). Entre as espécies de Cicadellinae, Acrogonia flagellata Young, A citrina Marucci & Cavichioli, Homalodisca spottii Takiya, Cavichioli & McKamey e uma espécie não-identificada de Cicadellini (espécie 1) foram dominantes na copa das plantas cítricas, enquanto que Hortensia similis (Walker) e Erythrogonia dubia (Medler) foram dominantes na vegetação rasteira. Entre os cicadelíneos já conhecidos como vetores de X. fastidiosa em citros, apenas A. citrina, Bucephalogonia xanthophis (Berg) e Ferrariana trivittata (Signoret) foram observados, sendo que as duas últimas espécies tiveram ocorrência acidental na vegetação rasteira.

Nutritional deficiency in citrus with symptoms of citrus variegated chlorosis disease / Deficiência nutricional em citros com sintomas da doença da clorose variegada dos citros

It is well known that citrus plants that have been infected by Xylella fastidiosa display nutritional deficiencies, probably caused by production of extracellular polymers by the bacteria that block normal nutrient flow through the xylem. The aim of this work was to study the mineral composition of specific foliar areas in different stages of infection in citrus. Thus, the concentrations of macro and micronutrients in leaves of citrus infected by X. fastidiosa were measured. Samples from four infected citrus orchards in the State of São Paulo, Brazil, were respectively collected from Santa Rita do Passa Quatro, Neves Paulista, Gavião Peixoto and Paraíso counties. The presence of X. fastidiosa in leaves was confirmed by polymerase chain reaction (PCR) using specific PCR primers. To understand the variation in leaf-nutrient content in citrus plants, we used foliar nutrient values from control (non-symptomatic) plants as a reference. Chemometric analysis showed that the deficiency of P and K in symptomatic trees for all orchards and high concentrations of Fe, Mn and Zn were observed in chlorotic areas, although other studies revealed deficiency of zinc in leaves. This is the first report showing that a correlation between chlorotic citrus leaf and higher concentrations of Fe, Mn and Zn are observed when infected and healthy plants were compared.

Já é bem conhecido que cultivares cítricas que foram infectadas pela bactéria Xylella fastidiosa apresentam deficiências nutricionais devido à produção de polímero extracelular por esta bactéria, o qual bloqueia o fluxo normal de nutriente pelo xilema. O objetivo deste trabalho foi o de estudar a composição mineral em áreas foliares específicas em diferentes fases de infecção na planta. Assim, as concentrações de macro e micronutrientes em folhas de citros infectados por X. fastidiosa foram quantificadas. Foram coletadas amostras de quatro pomares cítricos infectados localizados em: Santa Rita do Passa Quatro, Neves Paulista, Gavião Peixoto e Paraíso, no Estado de São Paulo. A presença de X. fastidiosa em folhas foi confirmada através de reação da polimerase em cadeia (PCR) usando iniciadores específicos. Para entender a variação no conteúdo de nutriente foliar em plantas cítricas, utilizou-se de valores de nutrientes foliares de plantas não sintomáticas (controle) como referência. A análise quimiométrica mostrou que a deficiência de P e K em plantas sintomáticas e concentrações altas de Fe, Mn e Zn foram presentes em áreas foliares cloróticas, embora outros estudos mostrem a deficiência de zinco em folhas. Este é o primeiro relato indicando que uma correlação entre folhas cítricas cloróticas e elevadas concentrações de Fe, Mn e Zn foi observada quando plantas infectadas e saudáveis foram comparadas.

Diversidad de cicadélidos y clastoptéridos (Hemiptera) en tres zonas productoras de café afectadas por Xylella fastidiosa Wells et al. en Costa Rica / Hemipteran diversity (Cicadellidae and Clastopteridae) in three coffee production zones affected by Xylella fastidiosa (Wells et al.) in Costa Rica

Se realizó un estudio durante los años 2002, 2003 y 2004, con el fin de determinar la composición, la abundancia, riqueza, diversidad, equidad, ocurrencia y fluctuación temporal de las especies de saltahojas en tres zonas productoras de café de Costa Rica. Se utilizaron trampas amarillas pegajosas para clasificar y cuantificar el número de saltahojas adultos durante el período de muestreo. Se encontró un total de 82.500 individuos, pertenecientes a 139 especies ubicadas dentro de nueve subfamilias. San Isidro de León Cortés presentó la mayor diversidad entre los sitios estudiados. Veinticinco especies se encontraron frecuentemente en al menos uno de los sitios muestreados, y solamente Coelidiana sp.1, Osbornellus sp.1, Scaphytopius sp.1 y Empoasca sp. se capturaron a lo largo de todo el período de estudio. La fluctuación temporal de los taxa que comprenden los principales vectores de X. fastidiosa Wells et al. mostró diferencias entre las zonas estudiadas.

A survey was conducted during 2002, 2003 and 2004 to determine the leafhopper species composition, abundance, richness, diversity, evenness, occurrence and flight activity among three coffee production zones of Costa Rica. Yellow sticky traps were used to qualify and quantify the number of aerial leafhoppers during the sampling period. A total of 82,500 individuals, belonging to 139 species within nine leafhopper subfamilies, were trapped. San Isidro de León Cortés site presented the highest diversity from the three surveyed sites. Twenty five species were frequently trapped at least in one of the studied zones, and only Coelidiana sp.1, Osbornellus sp.1, Scaphytopius sp.1 and Empoasca sp. were trapped throughout the sampling period. The flight activity of the taxa that contain the main vectors of Xylella fastidiosa Wells et al. showed differences among the sampling zones.

Intrinsic bent DNA sites in the chromosomal replication origin of Xylella fastidiosa 9a5c

The features of the nucleotide sequences in both replication and promoter regions have been investigated in many organisms. Intrinsically bent DNA sites associated with transcription have been described in several prokaryotic organisms. The aim of the present study was to investigate intrinsic bent DNA sites in the segment that holds the chromosomal replication origin, oriC, of Xylella fastidiosa 9a5c. Electrophoretic behavior analyses, as well as in silico analyses of both the 2-D projection and helical parameters, were performed. The chromosomal segment analyzed contains the initial sequence of the rpmH gene, an intergenic region, the dnaA gene, the oriC sequence, and the 5' partial sequence of the dnaN gene. The analysis revealed fragments with reduced electrophoretic mobility, which indicates the presence of curved DNA segments. The analysis of the helical parameter ENDS ratio revealed three bent DNA sites (b1, b2, and b3) located in the rpmH-dnaA intergenic region, the dnaA gene, and the oriC 5' end, respectively. The chromosomal segment of X. fastidiosa analyzed here is rich in phased AT tracts and in CAnT motifs. The 2-D projection indicated a segment whose structure was determined by the cumulative effect of all bent DNA sites. Further, the in silico analysis of the three different bacterial oriC sequences indicated similar negative roll and twist >34.00° values. The DnaA box sequences, and other motifs in them, may be associated with the intrinsic DNA curvature.

Infectividade natural por Xylella fastidiosa Wells et al. de cicadelíneos (Hemiptera: Cicadellidae) de lavouras cafeeiras do Paraná / Natural infectivity of Xylella fastidiosa Wells et al. in sharpshooters (Hemiptera: Cicadellidae) from coffee plantations of Parana, Brazil

Xylella fastidiosa Wells et al. é uma bactéria gram-negativa, limitada ao xilema de plantas e responsável por doenças de importância econômica em diversas culturas, como a requeima-da-folha ou atrofia-dos-ramos em cafeeiro. É transmitida por insetos sugadores de xilema e quatro espécies de cigarrinhas já foram descritas como transmissoras do patógeno para cafeeiro. O objetivo deste trabalho foi determinar o grau de infectividade natural por X. fastidiosa em cinco espécies de cigarrinhas Cicadellidae potencialmente transmissoras da bactéria para cafeeiro: Acrogonia citrina Marucci & Cavichioli, Bucephalogonia xanthophis (Berg), Dilobopterus costalimai Young, Oncometopia facialis (Signoret) e Sonesimia grossa (Signoret). As coletas foram realizadas em lavouras cafeeiras de cinco municípios das regiões Norte e Noroeste do Paraná, de outubro de 1998 a novembro de 2001. O total de 806 amostras contendo de três a cinco insetos foi examinado para presença de X. fastidiosa utilizando os testes de PCR e nested PCR. Os resultados obtidos revelaram a presença de X. fastidiosa em amostras de todas as cinco espécies de cigarrinhas nas duas regiões cafeeiras. O potencial infectivo natural das amostras foi de 30,4 por cento e variou de 2,2 por cento para O. facialis a 68,8 por cento para A. citrina. As cigarrinhas coletadas na primavera apresentaram tendência para menor infectividade natural de X. fastidiosa quando comparadas com as amostras coletadas nas outras três estações do ano. Os resultados obtidos revelaram o grande potencial de disseminação de X. fastidiosa por insetos vetores em cafeeiros no Paraná.

Xylella fastidiosa Wells et al., a gram-negative and xylem limited bacterium, causes significative economic on several crops, such as the leaf scorch in coffee. It is transmitted by xylem feeding insects and four sharpshooters species have been reported as vectors of X. fastidiosa in coffee. The objective of this study was to determine the natural infectivity of X. fastidiosa in five species of sharpshooters from coffee trees: Acrogonia citrina Marucci & Cavichioli, Bucephalogonia xanthophis (Berg), Dilobopterus costalimai Young, Oncometopia facialis (Signoret) and Sonesimia grossa (Signoret). Samples were collected from coffee plantations in five counties of the North and Northwest regions of the State of Parana, Brazil, from October 1998 through November 2001. A total of 806 samples containing three to five insects were examined for the presence of X. fastidiosa by using PCR and nested PCR tests. X. fastidiosa was present in samples of all five species of sharpshooters collected in the two coffee regions. The average level of natural infectivity potential was 30.4 percent. However, this natural infectivity ranged from 2.2 percent for O. facialis to 68.8 percent for A. citrina. Sharpshooters collected in the spring tended to have lower natural infectivity of X. fastidiosa as compared to those collected in other seasons. The results obtained showed the high potential of dissemination of X. fastidiosa by different insect vectors in coffee trees in Parana.

Flutuação populacional de cigarrinhas vetoras de Xylella fastidiosa Wells et al. em pomares comerciais de citros no noroeste do Paraná / Population fluctuation of sharpshooters vectors of Xylella fastidiosa Wells et al. in commercial citrus groves in northwestern Paraná State

A Clorose Variegada dos Citros (CVC) é uma importante doença causada pela bactéria Xylella fastidiosa Wells et al., que é transmitida por insetos sugadores do xilema como vetores, denominados cigarrinhas (Hemiptera: Cicadellidae). No presente estudo, avaliou-se a flutuação populacional de espécies de cigarrinhas pertencentes às tribos Cicadellini e Proconiini, da subfamília Cicadelinae, em um pomar comercial de laranja-doce [Citrus sinensis (L.) Osb.], contendo as variedades Valência, Natal, Pêra e Folha Murcha, localizados no Noroeste do Paraná. Amostragens quinzenais foram realizadas com o uso de armadilhas adesivas amarelas, no total de 24 armadilhas em cada avaliação, de novembro de 1999 a março de 2004. As espécies mais representativas foram Dilobopterus costalimai Young, da tribo Cicadellini e Acrogonia citrina Marucci & Cavichioli, da tribo Proconiini. Ambas foram constantes durante o período do levantamento, fato importante por estas espécies possuírem maior potencial para transmissão e apresentarem hábitos alimentares na planta de citros. Deste modo, como foi registrada a presença de diversas espécies vetoras de CVC na região, recomenda-se o monitoramento da ocorrência das cigarrinhas e maior controle das mesmas, visando reduzir a disseminação da doença na área.

The citrus variegated chlorosis (CVC), an important disease of citrus in Brazil, is caused by the bacterium Xylella fastidiosa Wells et al. and transmitted by xylem-feeding sharpshooters (Hemiptera: Cicadellidae). This study evaluated the fluctuation of populations of species of sharpshooters belonging to the tribes Cicadellini and Proconiini, from subfamily Cicadelinae, in a commercial sweet orange [Citrus sinensis (L.) Osb.] grove, located in the Northwest Region of Paraná State, Brazil, in four varieties: Valência, Natal, Pêra, and Folha Murcha. Sharpshooters population was monitored using yellow stick traps sampled at 15 day-intervals, in 24 traps, from November of 1999 to March of 2004. The most abundant species were Dilobopterus costalimai Young (tribe Cicadellini) and Acrogonia citrina Marucci & Cavichioli (tribe Proconiini). Both species were detected during the complete period studied, which is important because they have great potential for transmitting CVC. Thus, since more than a sharpshooter species were detected, more efforts are recommended to monitor and control these insects in citrus groves, aiming to reduce the dissemination of CVC.

SpotWhatR: a user-friendly microarray data analysis system

SpotWhatR is a user-friendly microarray data analysis tool that runs under a widely and freely available R statistical language (http://www.r-project.org) for Windows and Linux operational systems. The aim of SpotWhatR is to help the researcher to analyze microarray data by providing basic tools for data visualization, normalization, determination of differentially expressed genes, summarization by Gene Ontology terms, and clustering analysis. SpotWhatR allows researchers who are not familiar with computational programming to choose the most suitable analysis for their microarray dataset. Along with well-known procedures used in microarray data analysis, we have introduced a stand-alone implementation of the HTself method, especially designed to find differentially expressed genes in low-replication contexts. This approach is more compatible with our local reality than the usual statistical methods. We provide several examples derived from the Blastocladiella emersonii and Xylella fastidiosa Microarray Projects. SpotWhatR is freely available at http://blasto.iq.usp.br/~tkoide/SpotWhatR, in English and Portuguese versions. In addition, the user can choose between [quot ]single experiment[quot ] and [quot ]batch processing[quot ] versions.

Specific amplification of iron receptor genes in Xylella fastidiosa strains from different hosts

Bacterial production of siderophores may involve specific genes related to nonribosomal peptide and polyketide biosynthesis, which have not been fully identified in the genome of Xylella fastidiosa strain 9a5c. However, a search for siderophore-related genes in strain 9a5c indicated five membrane receptors, including siderophore, ferrichrome-iron and hemin receptors. All these biomolecules are thought to be associated with iron transport and utilization. Eighty isolates obtained from citrus orchards containing trees that developed citrus variegated chlorosis (CVC) were screened for siderophore production. The results demonstrated that only 10 of the isolates did not produce siderophores. Additional strains obtained from coffee, almond, mulberry, elm, ragweed, periwinkle and grape also infected by X. fastidiosa were also shown by the chromeazurol bioassay to produce siderophores. In order to correlate siderophore production with the presence of siderophore-related genes, a polymerase chain reaction (PCR) was developed using specific primers for the catechol-type ferric enterobactin receptor (pfeA) and the hydroxamate-type ferrisiderophore receptor (fiuA) genes of strain 9a5c. The PCR results confirmed our hypothesis by demonstrating that amplification products were detected in all strains except for those isolates that did not produce siderophores.