Sevi D. fangzhongdai se med seboj razlikujejo tudi v presnovnih značilnostih. Glede na sposobnosti asimilacije različnih virov ogljika lahko seve D. fangzhongdai razdelimo v tri ločene skupine: (i) sev MK7 in NCPPB; (ii) sev B16 in S1 in (iii) sev JS5T. Sevi D. fangzhongdai B16, S1 in JS5T so odporni proti linkomicinu in litijevem kloridu ter so metabolično aktivni ob prisotnosti α-D-laktoze in inozitola. Vsi sevi pa so odporni proti troleandomicinu, rifamicinu SV, Niaproofu 4, vankomicinu, tetrazolij vijoličnem in tetrazolij modrem. Podobnost profila asimilacije različnih virov ogljika med različnimi sevi D. fangzhongdai znaša 90 %. Sevi izvirajo iz različnih okolij, ki imajo specifične
T
značilnosti, gostiteljske pritiske in okoljske omejitve. Fenotipska raznolikost je zato verjetno posledica ekoloških razlik v okoljih, kjer so bili najdeni posamezni sevi D.
fangzhongdai. (Alič in sod., 2018). Opažene fenotipske raznolikosti pa ne moremo razložiti z rezultati študije primerjalne genomike; ta ni pokazala povezave med genomom in fenotipskimi značilnosti ali okoljem, kjer so bili posamezni sevi najdeni (Alič in sod., 2019).
2.1.3.1 Geografska in gostiteljska razširjenost vrste D. fangzhongdai ter opisi bolezenskih znakov, ki jih povzroča
Bakterije vrste D. fangzhongdai povzročajo bolezni povezane z razgradnjo rastlinskega tkiva, ki prizadenejo poleg številnih gospodarsko pomembnih poljščin in dreves tudi okrasne rastline.
O vrsti so prvič poročali leta 2016 na Kitajskem in jo opisali kot povzročitelja razjed z izcedkom na azijskih hruškah (Tian in sod., 2016). Kasneje so o teh bakterijah poročali kot povzročiteljih mehke gnilobe na orhidejah – sprva v Sloveniji (Alič in sod., 2017a), dve leti kasneje pa na Kitajskem (Shen in sod., 2019). Bolezen mehkih gnilob se na listih orhidej najprej kaže kot mokre lise, ki se v ugodnih razmerah (visoka vlažnost in blage temperature) hitro povečujejo in razširijo po celem listu. V nekaj dneh se razgradi celotna notranjost lista. Vrsta D. fangzhongdai je kot eden od povzročiteljev mehkih gnilob orhidej odgovorna za veliko ekonomsko škodo v tržnih obratih vzgoje orhidej (Alič in sod., 2017a; Shen in sod., 2019).
V Maleziji veliko gospodarsko škodo povzroča bolezen sadne gnilobe, ki prizadene sadeže kruhovca (Artocarpus heterophyllus). Iz rastlin z bolezenskimi znaki sadne gnilobe so izolirali bakterijski sev in ga identificirali kot D. fangzhongdai. Gre za prvi opis bolezni sadne gnilobe, ki jo povzročajo bakterije iz rodu Dickeya v Maleziji (Jaffar in sod., 2019).
V začetku julija 2014 je v okrožju Orange v New Yorku prišlo do hudega izbruha bolezni mehke gnilobe na čebuli (Allium cepa). Po vročem in vlažnem vremenu so se pojavili bolezenski znaki, ki so vključevali klorozo, razgradnjo listov, rjavenje in propad rastlin v nekaj dneh. Čebulice obolelih rastlin so bile navzven videti normalno, notranja tkiva pa so bila močno razgrajena. V Združenih državah Amerike so že leta 1986 poročali o izbruhu bolezni mehke gnilobe na čebuli, vendar so šele pred nedavnim identificirali D. fangzhongdai kot njenega povzročitelja (Ma in sod., 2019).
Na Tajvanu so vrsto D. fangzhongdai identificirali kot povzročitelja mehke gnilobe na mladi čebuli (Allium fistulosum). Bolezenski znaki so se skladali s tistimi, ki so jih pri navadni čebuli opisali Ma in sod.. Tsai in sod. so poleg tega poročali, da so se bolezenski
znaki okuženih mladih čebul v laboratoriju razlikovali od tistih, ki so jih opazili pri naravni okužbi na terenu (Tsai in sod., 2019).
Vrsto D. fangzhongdai so odkrili tudi na Aglaonemi sp. v Sveti Luciji in jo našli v vzorcih vode s Škotske in Malezije (Alič in sod., 2018; Pritchard in sod., 2013). Na osnovi podobnosti v zaporedju dnaX nekateri avtorji domnevajo, da številni sevi nekdanje Erwinia chrysanthemi, o katerih so poročali z Japonske, prav tako taksonomsko spadajo v vrsto D. fangzhongdai. To nakazuje na široko geografsko in gostiteljsko območje D. fanzhongdai (Alič in sod., 2018; Suharjo in sod., 2014).
Alič in sod. so iz čistilne naprave uspešno izolirali bakteriofage iz različnih družin, ki so bili aktivni proti D. fangzhongdai. Zato domnevajo, da so bakterije D. fangzhongdai v naravi veliko bolj razširjene, kot lahko trenutno sklepamo na podlagi poročanj o bolezenskih znakih rastlin (Alič in sod., 2017b).
2.1.3.2 Genomska karakterizacija vrste D. fangzhongdai
Vrsta D. fangzhongdai vključuje seve, ki so bili izolirani iz različnih rastlin in vodnih virov (preglednica 2).
Preglednica 2: Izvor in genomske značilnosti različnih sevov vrste D. fangzhongdai. Velikost genoma je prikazana v baznih parih, razmerje baznih parov G:C pa v odstotkih (povzeto po Alič in sod., 2019).
Alič in sod. so primerjali genome zgoraj omenjenih sevov D. fangzhongdai z genomi 31 sevov, ki pripadajo drugim predstavnikom Dickeya spp. Osrednji genom (ang. core genome) je definiran kot skupek genov, ki so prisotni pri vseh sevih ene vrste. Pri vrsti D. fangzhongdai je v osrednjem genomu zapisanih 3520 genov, ki predstavljajo približno tri četrtine genoma posameznega seva. Osrednji genom je relativno dobro ohranjen, saj ima 89 % genov najmanj 95 % identičnost na nukleotidnem zaporedju. Velikost osrednjega genoma D. fangzhongdai je podobna velikosti filogenetsko sorodnima vrstama D. dianthicola (3386 genov) in D. dadantii (3711 genov). Osrednji genom sorodne D. solani pa je nekoliko večji, saj ima zapis za 4009 genov. Omenjeni osrednji
genomi so veliko večji od osrednjega genoma drugih vrst Enterobacterales. To nakazuje na visoko genetsko ohranjenost med vrstami rodu Dickeya. Razlog za to je verjetno v tem, da je večina dejavnikov virulence in njihovih regulatorjev pri Dickeya spp. zapisanih prav v osrednjem genomskem zaporedju (Alič in sod., 2019).
Genomska analiza je pokazala, da imajo bakterije D. fangzhongdai širok nabor genov za encime, ki razgrajujejo celično steno, enako kot modelni sev D. dadantii 3937. Poleg tega so z genomsko analizo pokazali, da imajo z modelnim sevom sorodne gene za sistem izločanja (T2SS) »Stt«, ki ni razširjen med ostalimi vrstami Dickeya (Alič in sod., 2019).
V genomu D. fangzhongdai so našli le 38 genov, ki pri drugih vrstah Dickeya niso prisotni. Večino genov, ki so specifični le za vrsto D. fangzhongdai in imajo predvideno funkcijo, je vključenih v uravnavanje prepisa genov ali metabolizem. Eden od vrstnospecifičnih genov kodira pektinazo iz družine PL10 polisaharidnih liaz. Ta gen se bistveno razlikuje od pektinaz, ki jih najdemo pri drugih Dickeya spp. ali drugih bakterijskih povzročiteljev bolezni rastlin (Alič in sod., 2019).
Primerjalna analiza genomov je na podlagi genomske podobnosti razkrila dodatno združevanje sevov D. fangzhongdai. Seve lahko razdelimo na tri skupine: sevi podobni JS5T, sevi podobni ND14b in sev NCPPB 3274, ki se uvršča ločeno od ostalih, saj je genetsko najbolj oddaljen od ostalih sevov D. fangzhongdai (slika 4). Ohranjenost genoma je znotraj članov iste skupine izredno visoka. Vsaka izmed skupin ima nabor 90−160 genov, ki so značilni le za člane te skupine in so odsotni pri drugih sevih D. fangzhongdai. Zanimivo je, da večina teh genov ni prisotna v genomih drugih bakterij iz rodu Dickeya. Vsi sevi v skupini sevov podobnih ND14b so izolirani iz istega okolja (vode) v isti državi. Skupina sevov podobnih JS5T pa združuje seve, izolirane iz zelo različnih okolji (voda, eno- in dvokaličnice) iz različnih geografskih območji. Rezultati Alič in sod. zato nakazujejo, da pri bakterijah D. fangzhongdai genomska sorodnost ni povezana z njihovim življenjskim prostorom (Alič in sod., 2019).
Slika 4: Filogenetsko drevo sevov D. fangzhongdai in reprezentativnih sevov drugih vrst rodu Dicekya