Repeated gain and loss of a single gene modulates the evolution of vascular plant pathogen lifestyles
Gluck-Thaler, Emile
(1, 2)
,
A. Cerruti
(3)
,
Alvaro L. Pérez-Quintero
(4)
,
Roman-Reyna, Veronica
(1)
,
Madhavan, Vishnu
(5)
,
Shantharaj, Deepak
(6)
,
Merfa, Marcus,
(6)
,
Vancheva, Taca
(7)
,
Gregg T Beckham
(8)
,
Leonardo de La Fuente
(6)
,
Patel, Hitendra
(5)
,
Ramesh V. Sonti
(5)
,
Jan E. J. E. Leach
(4)
,
Laurent D. Noël
(3)
,
Jason C. Slot
(1)
,
Jonathan M. Jacobs
(1)
,
Emile Gluck-Thaler
,
Aude Cerutti
(3)
,
Alvaro L Perez-Quintero
(9)
,
Jules Butchacas
(1)
,
Verónica Roman-Reyna
,
Vishnu Narayanan Madhavan
,
Deepak Shantharaj
,
Marcus V Merfa
,
Céline Pesce
(7, 10)
,
Alain A. Jauneau
(11)
,
Taca Vancheva
,
Jillian M Lang
(12)
,
Caitilyn Allen
(13)
,
Valerie Verdier
,
Lionel Gagnevin
(14, 15)
,
Boris Szurek
,
Gregg T Beckham
,
Leonardo De
,
La Fuente
,
Hitendra Kumar Patel
,
Ramesh V Sonti
,
Claude Bragard
(7)
,
Jan E Leach
,
Laurent Noël
,
Jason C Slot
,
Ralf Koebnik
,
Jonathan M Jacobs
1
OSU -
Ohio State University [Columbus]
2 University of Pennsylvania
3 LIPME - Laboratoire des Interactions Plantes Microbes Environnement
4 CSU - Colorado State University [Fort Collins]
5 CSIR - Council of Scientific and Industrial Research [India]
6 AU - Auburn University
7 UCL - Université Catholique de Louvain = Catholic University of Louvain
8 NREL - National Renewable Energy Laboratory
9 IBENS - Institut de biologie de l'ENS Paris
10 HM CLAUSE [USA Canada]
11 IFR 3450 - Pôle de Biotechnologie Végétale - Plateforme Imagerie [Castanet-Tolosan]
12 CSUPueblo - Colorado State University [Pueblo]
13 University of Wisconsin-Madison
14 UMR IPME - UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement
15 Cirad-BIOS - Département Systèmes Biologiques
2 University of Pennsylvania
3 LIPME - Laboratoire des Interactions Plantes Microbes Environnement
4 CSU - Colorado State University [Fort Collins]
5 CSIR - Council of Scientific and Industrial Research [India]
6 AU - Auburn University
7 UCL - Université Catholique de Louvain = Catholic University of Louvain
8 NREL - National Renewable Energy Laboratory
9 IBENS - Institut de biologie de l'ENS Paris
10 HM CLAUSE [USA Canada]
11 IFR 3450 - Pôle de Biotechnologie Végétale - Plateforme Imagerie [Castanet-Tolosan]
12 CSUPueblo - Colorado State University [Pueblo]
13 University of Wisconsin-Madison
14 UMR IPME - UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement
15 Cirad-BIOS - Département Systèmes Biologiques
Laurent D. Noël
- Fonction : Auteur
- PersonId : 738400
- IdHAL : laurent-noel
- ORCID : 0000-0002-0110-1423
Emile Gluck-Thaler
- Fonction : Auteur
Aude Cerutti
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1079665
Alvaro L Perez-Quintero
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1150611
- IdHAL : alvaro-luis-perez-quintero
- ORCID : 0000-0003-3530-8251
Verónica Roman-Reyna
- Fonction : Auteur
- PersonId : 806395
- ORCID : 0000-0003-0072-8096
Vishnu Narayanan Madhavan
- Fonction : Auteur
Deepak Shantharaj
- Fonction : Auteur
Marcus V Merfa
- Fonction : Auteur
Taca Vancheva
- Fonction : Auteur
Valerie Verdier
- Fonction : Auteur
Boris Szurek
- Fonction : Auteur
- PersonId : 758529
- ORCID : 0000-0002-1808-7082
- IdRef : 175775605
Gregg T Beckham
- Fonction : Auteur
Leonardo De
- Fonction : Auteur
La Fuente
- Fonction : Auteur
Hitendra Kumar Patel
- Fonction : Auteur
Ramesh V Sonti
- Fonction : Auteur
Jan E Leach
- Fonction : Auteur
Jason C Slot
- Fonction : Auteur
Ralf Koebnik
- Fonction : Auteur
- PersonId : 753637
- IdHAL : ralf-koebnik
- ORCID : 0000-0002-4419-0542
- IdRef : 150035969
Jonathan M Jacobs
- Fonction : Auteur
- PersonId : 763701
- ORCID : 0000-0002-1553-2013
Résumé
Vascular plant pathogens travel long distances through host veins, leading to life-threatening, systemic infections. In contrast, nonvascular pathogens remain restricted to infection sites, triggering localized symptom development. The contrasting features of vascular and nonvascular diseases suggest distinct etiologies, but the basis for each remains unclear. Here, we show that the hydrolase CbsA acts as a phenotypic switch between vascular and nonvascular plant pathogenesis. cbsA was enriched in genomes of vascular phytopathogenic bacteria in the family Xanthomonadaceae and absent in most nonvascular species. CbsA expression allowed nonvascular Xanthomonas to cause vascular blight, while cbsA mutagenesis resulted in reduction of vascular or enhanced nonvascular symptom development. Phylogenetic hypothesis testing further revealed that cbsA was lost in multiple nonvascular lineages and more recently gained by some vascular subgroups, suggesting that vascular pathogenesis is ancestral. Our results overall demonstrate how the gain and loss of single loci can facilitate the evolution of complex ecological traits.
Origine : Fichiers éditeurs autorisés sur une archive ouverte
