近日，由弗吉尼亞理工大學副教授Boris Vinatzer 和意大利托斯卡納大學的 Giorgio Balestra共同領導的一支國際科研團隊利用最新的DNA排序技術追蹤到了一種致命的病原體可能的源頭,。
自2008年來,，丁香假單胞桿菌獼猴桃致病變種(Psa)就一直在威脅全球的獼猴桃產業(yè)，摧毀著歐洲,、南美洲以及新西蘭的果園,。由丁香假單胞桿菌獼猴桃致病變種(Psa)引起的“獼猴桃潰瘍病”在意大利首次被報道發(fā)現(xiàn)，隨后的四年里,，它已經導致了上千萬美金的經濟損失,。20世紀80年代在中國和日本曾經爆發(fā)過類似的疾病，但是之前沒有人知道它是否是和現(xiàn)在正在其它地區(qū)的獼猴桃世界肆虐的潰瘍病擁有同一種病原體——直到現(xiàn)在,。
Vinatzer和 Giorgio于5月9日出版的期刊《公共科學圖書館—綜合》（PLoS ONE）上發(fā)表了一篇文章,，這是在科學類期刊上第一次出版關于將該細菌可能的來源追溯至中國的科學研究。
Vinatzer是弗吉尼亞理工大學農業(yè)及生命科學院植物病理學,、生理學及雜草科學系的副教授,；Balestra則是意大利托斯卡納大學農業(yè)、林業(yè),、自然和能源系的資深研究員,。
“這就是個偵探推理的工作。”Vinatzer說,，“通過給DNA排序,，我們得以將所有的細菌同中國的一個病株聯(lián)系起來，并確定這一切很可能是從哪里開始的。”
當新西蘭于2010年報道發(fā)現(xiàn)該病菌時,，美國立刻禁止了所有獼猴桃樹料和花粉的進口以保護美國的作物免受感染,。北美洲至今還沒有發(fā)現(xiàn)這一細菌。然而,，如果該疾病會在美國爆發(fā),，Vinatzer的研究將可以通過早期精確的診斷幫助減緩其傳播——甚至根除這一病原體。
Vinatzer和 Balestra是該論文的首席作者,。意大利托斯卡納大學農業(yè),、林業(yè)、自然和能源系（DAFNE）的Angelo Mazzaglia和英國艾克賽特大學的David Studholme為共同第一作者,。加拿大多倫多大學的 David Guttman教授和巴西南里奧格蘭德聯(lián)邦大學的 Nalvo Almeida也為團隊貢獻了他們的專業(yè)知識,。弗吉尼亞理工大學本科生 Tokia Goodman和研究生 Rongman Cai也扮演了重要的角色，他們在Vinatzer的實驗室里參與了實驗和計算機分析工作,。
Vinatzer和他的團隊為來自中國,、意大利及葡萄牙的獼猴桃樹的丁香假單胞桿菌獼猴桃致病變種(Psa)細菌的整個DNA鏈進行了排序。他們還分析了一些來自新西蘭的細菌,，該國的獼猴桃產業(yè)價值近10億美金,。丁香假單胞桿菌獼猴桃致病變種(Psa)會導致一種紅色或白色的細菌黏液從獼猴桃樹的樹干或樹枝上滲出。最壞的情況下,，整棵樹會枯萎并死亡,。
為了尋找這一疾病的根源，研究人員通過比較不同細菌的DNA,，研究了細菌可能從同一個祖先進化而來的方式,。他們發(fā)現(xiàn)，來自中國,、歐洲和新西蘭的細菌幾乎是一樣的；但是DNA上一處小小的不同將新西蘭的疫情同中國的細菌聯(lián)系起來,。 Vinatzer,、 Balestra及他們的同事們認為，最可能的情況是,，該細菌從中國分別進口到了意大利和新西蘭,。
“制止像丁香假單胞桿菌獼猴桃致病變種(Psa)這樣劇烈的細菌進一步擴散的第一步就是了解它們從哪里來、是如何傳播的,。” Balestra說,，“既然我們已經將DNA做了排序并找到了它可能的源頭，我們可以開始尋找方法,，以制止它及類似的細菌在未來制造類似大規(guī)模的破壞,。”
這項研究不僅具有直接且實際的應用性，還可以引導對細菌植物病原體適應于農作物這一課題的新發(fā)現(xiàn)。這是 Vinatzer目前所做研究的一個不可或缺的組成部分,，該研究由美國國家科學基金會資助,； Balestra的小組進行的發(fā)現(xiàn)細菌病原體的研究則得到了意大利農業(yè)和林業(yè)政策部的資助。（生物谷Bioon.com）
doi:10.1371/journal.pone.0036518
PMC:
PMID:
Pseudomonas syringae pv. actinidiae (PSA) Isolates from Recent Bacterial Canker of Kiwifruit Outbreaks Belong to the Same Genetic Lineage
Angelo Mazzaglia1#, David J. Studholme2#, Maria C. Taratufolo1, Rongman Cai3, Nalvo F. Almeida4, Tokia Goodman3, David S. Guttman5, Boris A. Vinatzer3*, Giorgio M. Balestra1*
Intercontinental spread of emerging plant diseases is one of the most serious threats to world agriculture. One emerging disease is bacterial canker of kiwi fruit (Actinidia deliciosa and A. chinensis) caused by Pseudomonas syringae pv. actinidiae (PSA). The disease first occurred in China and Japan in the 1980s and in Korea and Italy in the 1990s. A more severe form of the disease broke out in Italy in 2008 and in additional countries in 2010 and 2011 threatening the viability of the global kiwi fruit industry. To start investigating the source and routes of international transmission of PSA, genomes of strains from China (the country of origin of the genus Actinidia), Japan, Korea, Italy and Portugal have been sequenced. Strains from China, Italy, and Portugal have been found to belong to the same clonal lineage with only 6 single nucleotide polymorphisms (SNPs) in 3,453,192 bp and one genomic island distinguishing the Chinese strains from the European strains. Not more than two SNPs distinguish each of the Italian and Portuguese strains from each other. The Japanese and Korean strains belong to a separate genetic lineage as previously reported. Analysis of additional European isolates and of New Zealand isolates exploiting genome-derived markers showed that these strains belong to the same lineage as the Italian and Chinese strains. Interestingly, the analyzed New Zealand strains are identical to European strains at the tested SNP loci but test positive for the genomic island present in the sequenced Chinese strains and negative for the genomic island present in the European strains. Results are interpreted in regard to the possible direction of movement of the pathogen between countries and suggest a possible Chinese origin of the European and New Zealand outbreaks.
