Arthrobacter sp. yra dirvoje paplitusios bakterijos, kurios gali prisitaikyti prie nepalankių aplinkos sąlygų, tokių kaip osmosinis šokas ar maisto medžiagų trūkumas. Osmoreguliacijoje daugelis organizmų naudoja glicino betainą. Yra žinoma, kad Arthrobacter globiformis bakterijos gali panaudoti glicino betainą kaip anglies ir azoto šaltinį, tačiau nebuvo aišku, ar Arthrobacter globiformis gali šią medžiagą naudoti kaip osmoprotektorių. Iš Arthrobacter globiformis buvo klonuotas DNR fragmentas, kuriame buvo identifikuoti genai, kurie tiesiogiai ir netiesiogiai dalyvauja glicino betaino katabolizme. Struktūrinė genų organizacija leidžia manyti, kad šios bakterijos gali panaudoti glicino betainą kaip osmoprotektorių, Taip pat buvo įdomu patikrinti, ar tokią funkciją glicino betainas gali vykdyti ir kitose A. globiformis giminingose bakterijose. Tyrimui buvo pasirinkti tipiniai Arthrobacter genties bakterijų kamienai (A. atrocyaneus, A. citreus, A. crystalopoietes, A. globiformis, A. ramosus, A. sulfureus bei Arthrobacter spp. (KA3, P3, KA2V2, PY22, KA2, GAZ21, P2G, KA4, KA2V3, GAZ3, PRH1, PY21, VM22, VP23, RD1, VM22, VP22, VP3, VPW7, VPS4, 96, 94, 85, 68M, 83 68B, BL-3 ir 1-IN). Darbo metu paaiškėjo, kad šį junginį apsaugai nuo osmosinio streso naudoja tik dalis Arthrobacter genties bakterijų. Glicino betainas artrobakterėse dažniau naudojamas kaip anglies šaltinis. / Arthrobacter spp. are wide-spread soil bacteria, which are adapted to grow under osmotic stress and shortage in available carbon (energy) sources. Many organisms utilise glycine betaine as an osmoprotectant. It is known, that Arthrobacter globiformis can use glycine betaine as a sole carbon and nitrogen source, however, it is unclear whether this bacterium use this substrate as osmoprotectant. A DNA fragment harbouring genes, which directly and indirectly are involved in glycine betaine degradation, was cloned from A. globiformis. The structural organization of these genes suggested, that this bacterium could use glycine betaine as an osmoprotectant. So, it was tested if other Arthrobacter spp. strains use glycine betaine to protect from osmotic stress. Typical Arthrobacter sp. strains (A. atrocyaneus, A. citreus, A. crystalopoietes, A. globiformis, A. ramosus, A. sulfureus and Arthrobacter spp. (KA3, P3, KA2V2, PY22, KA2, GAZ21, P2G, KA4, KA2V3, GAZ3, PRH1, PY21, VM22, VP23, RD1, VM22, VP22, VP3, VPW7, VPS4, 96, 94, 85, 68M, 83 68B, BL-3 and 1-IN) were chosen in this study. It turned out, that less than a half of studied strains use glycine betaine as osmoprotectant. The arthrobacters used glycine betaine more as a sole carbon source than as an osmoprotectant.

O cancro cítrico é uma doença que afeta diversas espécies de Citrus, cujo agente causal é Xanthomonas axonopodis pv citri (XAC). O genoma desta fitobactéria consiste de um cromossomo de ~5 Mpb e dois plasmídeos, que juntos codificam 4313 CDS (seqüências codificadoras), das quais 2710 apresentam similaridade com proteínas conhecidas. Neste trabalho realizamos uma análise comparativa detalhada do genoma de XAC com genomas de três fitopatógenos, Xanthomonas campestris campestris, Xylella fastidiosa 9a5c e Xylella fastidiosa temecula. Com esta análise identificamos genes espécie e gênero-específicos, potencialmente relevantes para adaptação aos seus respectivos nichos ou hospedeiros, além de ilhas de inserção e deleção genômica putativas. Também identificamos vias metabólicas relacionadas com osmoproteção/osmorregulação e com degradação de compostos aromáticos em XAC, que possivelmente são determinantes na eficácia de sua interação com o hospedeiro. Analisamos o nível de expressão de 9 CDS após crescimento de XAC em diferentes concentrações de glicose e verificamos que este açúcar modula positivamente a expressão de CDS relacionadas à síntese de goma e ao sistema de osmoproteção. Além disso, descrevemos a construção de microarranjos de DNA representando 2760 CDS de XAC, constituindo-se uma nova ferramenta para estudos de genômica comparativa e expressão gênica deste fitopatógeno. / Xanthomonas axonopodis pv citri (XAC) is the bacterial pathogen that causes citrus canker disease in several species of Citrus plants. XAC genome consists of a main cromosome of ~5 Mpb and two plasmids that together encode 4313 CDS (coding sequences). Approximately 63% of the CDS have assigned biological functions. In this work, we present a detailed genomic comparison between the genomes of XAC and of three other phytopathogens, X. campestris campestris, Xylella fastidiosa 9a5c and X. fastidiosa Temecula. Based on this analysis, we identified species and genus-specific genes that might be relevant for adaptation to their niches and hosts. We mapped putative insertion/deletion regions in the XAC genome possibly related to gene gains and losses during the divergence of the four bacterial lineages. We have identified the metabolic pathways related to osmoprotection/osmoregulation and aromatic compound degradation important for XAC efficient host colonization and interaction. Expression levels of 9 CDS were analyzed after XAC growth under different glucose concentrations revealing that this sugar upregulates the expression of CDS related to gum synthesis and to osmoregulation. In addition, we describe here the construction of a DNA microarray representing 2760 CDS of XAC as a new tool for comparative genomic and gene expression studies in this phytopathogen.

O cancro cítrico é uma doença que afeta diversas espécies de Citrus, cujo agente causal é Xanthomonas axonopodis pv citri (XAC). O genoma desta fitobactéria consiste de um cromossomo de ~5 Mpb e dois plasmídeos, que juntos codificam 4313 CDS (seqüências codificadoras), das quais 2710 apresentam similaridade com proteínas conhecidas. Neste trabalho realizamos uma análise comparativa detalhada do genoma de XAC com genomas de três fitopatógenos, Xanthomonas campestris campestris, Xylella fastidiosa 9a5c e Xylella fastidiosa temecula. Com esta análise identificamos genes espécie e gênero-específicos, potencialmente relevantes para adaptação aos seus respectivos nichos ou hospedeiros, além de ilhas de inserção e deleção genômica putativas. Também identificamos vias metabólicas relacionadas com osmoproteção/osmorregulação e com degradação de compostos aromáticos em XAC, que possivelmente são determinantes na eficácia de sua interação com o hospedeiro. Analisamos o nível de expressão de 9 CDS após crescimento de XAC em diferentes concentrações de glicose e verificamos que este açúcar modula positivamente a expressão de CDS relacionadas à síntese de goma e ao sistema de osmoproteção. Além disso, descrevemos a construção de microarranjos de DNA representando 2760 CDS de XAC, constituindo-se uma nova ferramenta para estudos de genômica comparativa e expressão gênica deste fitopatógeno. / Xanthomonas axonopodis pv citri (XAC) is the bacterial pathogen that causes citrus canker disease in several species of Citrus plants. XAC genome consists of a main cromosome of ~5 Mpb and two plasmids that together encode 4313 CDS (coding sequences). Approximately 63% of the CDS have assigned biological functions. In this work, we present a detailed genomic comparison between the genomes of XAC and of three other phytopathogens, X. campestris campestris, Xylella fastidiosa 9a5c and X. fastidiosa Temecula. Based on this analysis, we identified species and genus-specific genes that might be relevant for adaptation to their niches and hosts. We mapped putative insertion/deletion regions in the XAC genome possibly related to gene gains and losses during the divergence of the four bacterial lineages. We have identified the metabolic pathways related to osmoprotection/osmoregulation and aromatic compound degradation important for XAC efficient host colonization and interaction. Expression levels of 9 CDS were analyzed after XAC growth under different glucose concentrations revealing that this sugar upregulates the expression of CDS related to gum synthesis and to osmoregulation. In addition, we describe here the construction of a DNA microarray representing 2760 CDS of XAC as a new tool for comparative genomic and gene expression studies in this phytopathogen.