Une espèce bactérienne étroitement liée à la maladie mortelle du verdissement des agrumes évolue rapidement dans sa capacité à infecter les insectes hôtes, et peut-être aussi les plantes.
L’espèce nouvellement identifiée appartient à Liberibacter, une famille de bactéries connue pour infecter plusieurs cultures économiquement importantes. Il existe neuf espèces connues de Liberibacter, dont une qui infecte les pommes de terre et trois qui sont associées au verdissement des agrumes.
Le verdissement des agrumes, également connu sous le nom de Huanglongbing, est le tueur numéro un des agrumes dans le monde. Bien que beaucoup travaillent sur des solutions, il n’existe actuellement aucune option de prévention ou de traitement efficace sur le marché.
Compte tenu des qualités destructrices de ses parents, les scientifiques de l’UC Riverside ont entrepris de comprendre comment la nouvelle espèce, L. capsica, ressemble génétiquement à d’autres types de Liberibacter.
« Comme pour les nouvelles souches de COVID-19, les bactéries deviennent des variantes préoccupantes si leurs mutations peuvent avoir un impact sur les propriétés pathogènes ou transmissibles », a déclaré Allison Hansen, entomologiste UCR et responsable de l’étude.
De nombreux Liberibacters partagent des gènes qui leur permettent de vivre à l’intérieur d’un hôte.
« Ces bactéries acquièrent l’ADN de leurs hôtes, donc sans hôte, elles sont parties, elles mourront », a déclaré Hansen.
Pour cette étude, l’équipe de recherche a identifié 21 gènes dans L. capsica qui évoluent rapidement en mutations d’acides aminés associées à des qualités infectieuses. Cette évolution est documentée dans un nouveau Spectre microbiologique papier journal.
Un sous-ensemble de mutations que l’équipe a trouvées à plusieurs reprises concerne des gènes affectant les pilus, de minuscules « poils » bactériens qui permettent aux bactéries de se déplacer dans les insectes hôtes et d’absorber l’ADN. Les insectes transmettent ensuite la bactérie aux plantes.
L. capsica a été trouvé par hasard dans un couple d’insectes volants sur un poivrier au Brésil. Ces insectes, les psylles, sont des ravageurs connus du poivre. Cependant, on ne sait pas encore si L. capsica infecte les poivrons ou d’autres cultures.
Il peut s’avérer difficile de recueillir des preuves directes pour savoir si la bactérie infecte les tissus du poivron, car l’équipe de Hansen ne disposait que d’un seul échantillon et L. capsica ne peut pas être cultivée en laboratoire.
Les psylles ont été collectés au Brésil par Diana Percy, entomologiste à l’Université de la Colombie-Britannique et collaboratrice fréquente de Hansen. Percy parcourt le monde à la recherche de psylles mais ne savait pas qu’ils abriteraient de nouvelles bactéries. Cette découverte a été plus tard fabriqué dans le laboratoire de Hansen après que Percy ait partagé les psylles qu’elle a obtenus à l’étranger.
« Nous informons les scientifiques du Brésil et d’autres endroits pour qu’ils sélectionnent les plantes », a déclaré Hansen. « Cela devrait être sur le radar de tout le monde pour le potentiel d’épidémie étant donné la propension de Liberibacter à être de graves agents pathogènes des plantes sur les cultures domestiquées. »
Le travail d’Ariana Sanchez, une étudiante en microbiologie de premier cycle à l’UCR, s’intéressait aux pathogènes bactériens transmis par les insectes, faisait partie intégrante de cette étude. Sanchez est le premier chercheur en inclusion du département d’entomologie.
Le département a créé la bourse Advancing Inclusivity in Entomology en réponse au mouvement Black Lives Matter et à la mort de George Floyd en 2020. La faculté a reconnu la nécessité de soutenir les étudiants de groupes marginalisés qui ont une passion pour l’étude des insectes mais qui font face à des barrières systémiques les excluant de la recherche. Opportunités.
En aidant à identifier les voies d’évolution de L. capsica, Sanchez a apporté une contribution importante à la connaissance de Liberibacter.
« Être capable de comprendre des agents pathogènes comme ceux-ci et comment ils interagissent avec les insectes qui les transportent est si essentiel pour la sécurité de notre approvisionnement alimentaire », a déclaré Hansen.
Allison K. Hansen et al, Interaction hôte-microbe divergente et protéines de pathogenèse détectées dans des espèces de Liberibacter récemment identifiées, Spectre microbiologique (2022). DOI : 10.1128/spectre.02091-22