Repeated gain and loss of a single gene modulates the evolution of vascular plant pathogen lifestyles - INRAE - Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement
Article Dans Une Revue Science Advances Année : 2020

Repeated gain and loss of a single gene modulates the evolution of vascular plant pathogen lifestyles

Merfa, Marcus,
  • Fonction : Auteur
Emile Gluck-Thaler
  • Fonction : Auteur
Verónica Roman-Reyna
Vishnu Narayanan Madhavan
  • Fonction : Auteur
Deepak Shantharaj
  • Fonction : Auteur
Marcus V Merfa
  • Fonction : Auteur
Taca Vancheva
  • Fonction : Auteur
Valerie Verdier
  • Fonction : Auteur
Boris Szurek
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
Laurent Noël
Jason C Slot
  • Fonction : Auteur
Ralf Koebnik
Jonathan M Jacobs

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.
Fichier principal
Vignette du fichier
Gluck-SA-2020.pdf (561.78 Ko) Télécharger le fichier
Origine Fichiers éditeurs autorisés sur une archive ouverte

Dates et versions

hal-03177564 , version 1 (23-03-2021)

Licence

Identifiants

Citer

Gluck-Thaler, Emile, A. Cerruti, Alvaro L. Pérez-Quintero, Roman-Reyna, Veronica, Madhavan, Vishnu, et al.. Repeated gain and loss of a single gene modulates the evolution of vascular plant pathogen lifestyles. Science Advances , 2020, 6 (46), ⟨10.1126/sciadv.abc4516⟩. ⟨hal-03177564⟩
77 Consultations
60 Téléchargements

Altmetric

Partager

More