Characterization of Pseduomonas syringae pv. Actinidiae in Portugal.

Abstract

A bactéria gram negativa Pseudomonas syringae pv. actinidiae (Psa) é a agente causal do cancro bacteriano da actinídea. Considerada uma doença de quarentena na maioria dos países, desde o surto inicial ocorrido no Japão na década de 1980 com efeitos económicos devastadores nas fileiras do kiwi, que a doença tem vindo a crescer e atualmente é considerada uma pandemia, ameaçando a sustentabilidade da indústria de kiwi nos principais países produtores, incluindo Portugal (EPPO, 2011/054).A indústria do kiwi tem apoiado o desenvolvimento de novas estratégias de controlo da doença com o objetivo de conter a pandemia e minimizar as perdas económicas. Contudo, a aplicação de medidas de controlo rigorosas não conseguiu evitar a disseminação do patógeno. Atualmente, Portugal é o 10º produtor mundial de kiwi, com o registo de um valor de produção de 21 mil toneladas em 2016. Cinco pomares distintos, afetados por Psa e com condições abióticas distintas (Norte e Centro de Portugal), foram amostrados na primavera e no outono seguinte. Em cada pomar foram selecionadas 3 plantas e de cada uma recolhidas 4 folhas, em cada estação analisada. As populações epífitas e endófitas de Psa foram caraterizadas independentemente. No total foram isoladas 1673 estirpes putativas para Psa, e posteriormente identificadas de acordo com Gallelli et al. (2011). A tipagem dos isolados de Psa foi realizada pela metodologia de BOX-PCR.Os nossos resultados evidenciaram que as populações de Psa presentes nos pomares portugueses são heterogéneas. Esta heterogeneidade foi encontrada em cada um dos pomares e entre os pomares. Além do mais, a estrutura das populações de Psa variou ao longo do tempo na mesma planta. Foi ainda detetada uma maior diversidade entre as populações de Psa isoladas na primavera do que entre os isolados no outono. Para além disso, fatores como a localização na folha e a localização geográfica do pomar influenciaram a diversidade encontrada nas populações de Psa. Foram identificadas estirpes de Psa isoladas de amostras de solo e água, o que sugere que estes ambientes propiciam as condições necessárias à persistência da bactéria, pelo que devem ser considerados como prováveis reservatórios de Psa. Em suma, este estudo permitiu evidenciar a coexistência de múltiplas populações de Psa presentes nos pomares portugueses. Algumas destas populações variam com o tempo, enquanto que outras são comumente isoladas. Este é o primeiro estudo a reportar a coexistência de populações distintas de Psa3 numa mesma planta.

Pseudomonas syringae pv. actinidiae (Psa) is a gram-negative bacterium that causes the bacterial canker of both Actinidia deliciosa and A. chinensis. Psa is a quarantine disease in most countries and since the emergence of an economically devastating outbreak in Japan in the 1980s, it has grown to an international pandemic that is now threatening the sustainability of the kiwi industry in all major kiwi-producing countries, including Portugal (EPPO, 2011/054). Kiwifruit industries worldwide are engaged in coordinated disease control strategies to contain the pandemic and minimize economic loss to growers. Nevertheless, rigorous cultural control measures have not been able to prevent the rapid spread of the pathogen. Portugal is the 10th worldwide Kiwi fruit producer. Five distinct orchards, known to be colonized with Psa, and representing distinct abiotic conditions (North and Central Portugal) were sampled in consecutive spring and autumn. Leaves were collected from the same four kiwi plants in each orchard and the endophytic and epiphytic Psa diversity was assessed independently. Psa strains were also isolated from natural environments namely from soil and water samples. A total of 1673 putative Psa strains were recovered and confirmed by Gallelli et al. (2011). The fingerprinting analysis inferred from the BOX-PCR methodology of Psa isolates recovered from each studied orchard, demonstrated that the Psa populations present in Portuguese orchards were heterogeneous. This heterogeneity was found within orchards and between orchards. Additionally, the structure of Psa populations varied over time in the same plant. Higher Psa population’s diversity was found among spring Psa populations when compared to those determined in autumn. Furthermore, Psa population diversity was also affected by the location in leaf’s and by the geographical location of orchard. Psa strains were identified in both soil and water samples, suggesting that these environments provide conditions for Psa persistence and must be considered a probable reservoir for Psa. In sum, this study evidences the co-existence of several Psa populations in the studied Portuguese orchards. Some of these Psa populations varied with time while other were persistently recovered. This was the first report of a heterogeneous Psa 3 population coexisting in the same plant, at the same time.