Untersuchung der Auswirkungen von Insertionsequenzer und Transposons in den Genomen der bedeutendsten phytopathogenen Bakterien

Die genetische Variabilität in Phytopathogenen ist eines der Hauptprobleme, die für eine effektive Bekämpfung von Pflanzenkrankheiten auftreten. Diese Tatsache könnte mit der Präsenz von transponierbaren Elementen (TEs) zusammenhängen, aber wenig ist über ihre Rolle in Wirtsgenomen bekannt. Hier führten wir die umfassendste Analyse von Insertionsequenzen (ISs) und Transposons (Tns) in den Genomen der wichtigsten bakteriellen Pflanzenpathogene durch. Insgesamt wurden 35.692 ISs und 71 Transposons in 270 vollständigen Genomen identifiziert. Der Grad der Pathogen-Wirt-Spezialisierung stellte sich als ein bedeutender Bestimmungsfaktor für die Verteilung der Elemente unter den Spezies heraus. Einige Tns wurden als Träger von Virulenzfaktoren identifiziert, wie z.B. Gene, die Effektorproteine des Typ-III-Sekretionssystems codieren, sowie Resistenzgene für das antimikrobielle Streptomycin. Hinweise auf IS-vermittelte ektope Rekombination wurden in Xanthomonas-Genomen gefunden. Darüber hinaus fanden wir heraus, dass IS-Elemente in der Nähe von Virulenz- und Fitnessgenen eingepflanzt werden, wobei solche ISs Avirulenzgene in den Genomen von X. oryzae stören. Zusätzlich zeigte die Transkriptomanalyse unter verschiedenen Stressbedingungen Unterschiede in der Expression von Genen, die Transposasen in den Spezies Ralstonia solanacearum, X. oryzae und P. syringae codieren. Schließlich untersuchten wir auch die Rolle von Tns in der Regulation über kleine nichtcodierende regulatorische RNAs und fanden heraus, dass diese Elemente Transkriptionsaktivatoren in Pflanzenzellen angreifen könnten. Insgesamt deuten die Ergebnisse darauf hin, dass TEs eine grundlegende Rolle bei der Variabilität und Virulenz in pflanzenpathogenen Bakterien spielen könnten.