Identification of Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis by the polymerase chain reaction [PCR]

• Autorzy: Cajza M , Rezler A. , Pospieszny H.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The PCR offers the possibility of specific and very sensitive detection and/or identification of Cl. m. subsp. michiganensis in seeds. The described PCR method for identification of this pathogen is very fast (one day) and economical, because of the very small volume (10 μI) of the PCR reaction mixture. The method based on amplification of the bacterial plasmid DNA fragment may be very useful in routine identification of Cl. m. subsp. michiganensis from all other bacteria isolated from tomato seeds and may be an alternative tool in diagnostics, especially for the quarantine services.

PL

Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis jest bardzo groźnym patogenem kwarantannowym pomidora, wywołującym chorobę zwaną bakteryjnym rakiem pomidora. Bakteria ta łatwo przenosi się z zakażonymi nasionami i sadzonkami. Pomimo opracowania różnych technik diagnostycznych do jej wykrywania, nadal stanowi duży problem w diagnozowaniu chorób pomidora. Powszechnie stosowane w Polsce wykrywanie tej bakterii, bazujące na testach enzymoimmunologicznych (ELISA), immunofluorescencyjnych, hodowli na pożywkach półselektywnych i testach biologicznych, jest często zawodne ze względu na duże serologiczne zróżnicowanie poszczególnych szczepów tej bakterii, obecność wielu bakterii saprofitycznych, tworzących kolonie nie różniące się morfologicznie od kolonii właściwych dla Cl. m. subsp. michiganensis, czy też mało przydatne ze względu na długi czas trwania testu i obecność infekcji latentnych. Jedną z nowoczesnych metod wykrywania i identyfikacji bakterii jest amplifikacja fragmentów DNA charakterystycznych dla jej genomu przy pomocy reakcji PCR. Metoda ta dopiero zaczyna być powszechnie stosowana w diagnostyce bakterii (nieliczne doniesienia, w większości z ostatnich trzech lat). Opracowana metoda identyfikacji Cl. m. subsp. michiganensis spośród różnych bakterii saprofitycznych obecnych na nasionach pomidora, charakteryzuje się bardzo dużą czułością (do wykrycia Cl. m. subsp. michiganensis wystarczy 200-300 bakterii / 1 ml), specyficznością (produkty amplifikacji DNA bakteryjnego o oczekiwanej długości 614 bp, uzyskiwano tylko w próbkach, w których znajdował się DNA z Cl. m. subsp. michiganensis) oraz szybkością (jeden dzień, wraz z izolacją DNA bakteryjnego). Ponadto opracowana metoda charakteryzuje się bardzo niskimi kosztami, gdyż cala reakcja amplifikacji DNA zachodzi w objętości 10 μI (4 μI zawiesiny DNA i 6 μI mieszaniny reakcyjnej), co sprawia, że stosowanie tej metody w powszechnej diagnostyce chorób bakteryjnych będzie coraz częstsze i będzie ona coraz bardziej konkurencyjna w stosunku do innych, obecnie stosowanych.

Słowa kluczowe

EN

tomato seed; pathogen; Clavibacter michiganensis; plant protection; bacteria; polymerase chain reaction; detection; DNA amplification; seed; identification

• Wydawca: -
• Czasopismo: Journal of Plant Protection Research
• Rocznik: 1997
• Tom: 37
• Numer: 1-2
• Opis fizyczny: p.45-51,fig.

Twórcy

autor

Cajza M

• Institute of Plant Protection, Miczurina 20, 60-318 Poznan, Poland

autor

Rezler A.

autor

Pospieszny H.

Bibliografia

• 1. Bereswill A., Pahl A., BeIIemann F., Berger F., ZeIIer W., Geider K. 1992. Efficient detection of Erwinia amylovora by PCR-analysis. Plant Pathogenic Bacteria, Versailles, France, 9-12 June: 215-220.
• 2. BIakemore E. J. A., Reeves J. C., BaII S. F. L. 1992. Polymerase chain reaction used in the development of a DNA probe to identify Erwinia stewartii a bacterial pathogen of maize. Plant Pathogenic Bacteria, Versailles, France, 9-12 June: 361-363.
• 3. Bryan M. K. 1930. Studies on bacterial canker of tomato. Journal of Agricultural Research, 41: 825-851.
• 4. Chang R. J., Ries S. M., Pataky J. K. 1989. Epidemiology and spread of Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis on tomato. Phytopathology, 79: 1168-1169.
• 5. Chang R. J., Ries S. M., Pataky J. K. 1991. Dissemination of Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis by practices used to produce tomato transplants. Phytopathology, 81: 1276-1281.
• 6. Dong L. C., Sun C. W., Thies K. L., Luthe D. S., Gravez C. H. 1992. Use of polymerase chain reaction to detect pathogenic strains of Agrobacterium. Phytopathology, 82: 434-439.
• 7. Dreier J., BermpohI A., EichenIaub R. 1995. Southern hybridization and PCR for specific detection of phytopathogenic Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis. Phytopathology, 85: 462-468.
• 8. E U. 1992. Directive 92/103/EEC of 1 December 1992 amending Annexes I, II, III and IV to Directive 77 /93/EEC on protective measures against the introduction into the Community of organisms harmful to plants or plant products and against their spread within the Community. Official Journal of the European Communities L 363: 1-65 .
• 9. Fatmi M., Schaad N. W. 1988. Semiselective agar medium for isolation of Clavibacter michiganense subsp. michiganense from tomato seed. Phytopathology, 78: 121-126.
• 10. Firrao G., Locci R. 1994. ldentification of Clavibacler michiganensis subsp. sepedonicus using polymerase chain reaction. Canadian Journal of Microbiology, 40: 148-151.
• 11. Franken A. A. J. M., Kamminga G. C., Snijders W., van der Zouwen P. S., Birnbaum Y. E. 1993. Detection of Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis in tomato seeds by immunofluorescence microscopy and dilution plating. Netherland Journal of Plant Pathology, 99: 125-137.
• 12. Ghedini R., Fiore N. 1995. The use of polymerase chain reaction to detect latent infection of Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis in tomato seedlings. Bulletin OEPP/EPPO Bulletin, 25: 449-454.
• 13. GiII S., Mercier J. P., Lemieux C., Gagne S., Brown G. L., Dion P. 1992. Oligonucleotide probes to detect bacteria introduced into the environment. Phytopathology, 82: 1179.
• 14. Gitaitis R. D. 1990. lnduction of a hypersensitivelike reaction in four-o’clock by Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis. Plant Disease. 74: 58-60.
• 15. Gitaitis R. D., Beaver R. W., Voloudakis A. E. 1991. Detection of Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis in symptomless tomato transplants. Plant Disease, 75: 834-838.
• 16. Hadidi A., Levy L., PodIeckis E. V. 1995. Polymerase chain reaction technology in plant pathology. In Molecular Methods in Plant Pathology, Ed. by R. P. Singh and U. S. Singh., Lewis Pub., 13: 167-187.
• 17. Hartung J. S., DanieI J. F., Pruvost O. P. 1992. Application of the polymerase chain reaction (PCR) for enhanced detection of Xanthomonas campestris pv. citri. Plant Pathogenic Bacteria, Versailles, France, 9-12 June: 209-214.
• 18. Leite R. P., Stall R. E., Bonas U. 1992. ldentification of plant pathogenic Xanthomonas species pathovars based on amplified DNA fragments related to HRP genes of Xanthomonas campestris pv. vesicatoria. Phytopathology, 82: 1100-1101.
• 19. RiIey I. T. 1987. Serological relationships between strains of coryneform bacteria responsible for annual ryegrass toxicity and other plant pathogenic corynebacteria. Int. .Journal of System. Bacteriology, 37: 153-159.
• 20. RychIik W., Rhoads R. E. 1989. A computer program for choosing optimal oligonucleotides for filter hybridization, sequencing and for in vitro amplification of DNA. Nucleic Acids Research. 17, 8543pp.
• 21. RychIik W., Spencer W. J., Rhoads R. E. 1990. Optimization of the annealing temperature for DNA amplification in vitro. Nucleic Acids Research. 18: 6409-6412.
• 22. Shirakawa T., Sasaki T. 1988. A selective medium for isolation of Corynebacterium michiganense, the pathogen of tomato bacterial canker disease. Annals of the Phytopathological Society of Japan, 54: 540-543.
• 23 . Schneider B. J., Zhao J., Orser C. S. 1993. Detection of Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus by DNA amplification. FEMS Microbiological Letters, 109: 207-212.
• 24. Smid E. J., Jansen A. H. J., Gorris L. G. 1995. Detection of Erwinia carotovora subsp. atroseptica and Erwinia chrysanthemi in potato tubers using polymerase chain reaction. Plant Pathology, 44: 1058-1069.
• 25. StoIp H., Starr M. P. 1964. Bacteriophage reactions and speciation of phytopathogenic Xanthomonas. Phytopathologische Zeitschrift, 51: 442-478.
• 26. Thompson E., Leary J. V., Chun W. W. C. 1989. Specific detection of Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis by a homologous DNA probe. Phytopathology, 79: 311-314.
• 27. Tsiantos J. 1987. Transmission of bacterium Corynebacterium michiganense pv. michiganense by seeds. Journal of Phytopathology, 119: 142-146.