A genomic and transcriptomic approach to characterize a novel biocontrol bacterium Lysobacter Capsici AZ78

Il processo di registrazione di nuovi principi attivi a base microbiologica è strettamente normato da Regolamenti dall’Unione Europea. Per ottenere l’autorizzazione all’uso come prodotto fitosanitario, nel dossier di registrazione è necessario fornire numerose informazioni relative al microrganismo: a) caratterizzazione filogenetica; b) caratteri di patogenicità; c) efficacia; d) meccanismo d’azione; e) produzione di metaboliti secondari; f) effetti tossici sull’ambiente e sugli organismi viventi. Negli ultimi anni c’è un crescente interesse nei confronti di prodotti fitosanitari di natura microbiologica, tra cui il genere batterico Lysobacter per le sue peculiari caratteristiche di biocontrollo. Lysobacter capsici AZ78 può controllare efficacemente importanti oomiceti fitopatogeni, come Plasmopara viticola e Phytophthora infestans. Sebbene siano disponibili informazioni generali sull’attività di biocontrollo del genere Lysobacter, poche sono le informazioni specifiche che possono essere utilizzate per la stesura del dossier di registrazione di L. capsici AZ78. Lo scopo di questo lavoro è quindi quello di ottenere una profonda caratterizzazione di L. capsici AZ78. Il genoma di L. capsici AZ78 è stato quindi sequenziato e successivamente analizzato comparandolo con i genomi di due specie patogene al fine di verificare l’assenza di fattori di virulenza verso l’uomo e le piante. Il genoma di L. capsici AZ78 include diversi geni specifici codificanti enzimi litici, la cui azione è stata evidenziata mediante prove in vitro su diversi substrati. Inoltre, l’annotazione di geni codificanti antibiotici è stata successivamente confermata mediante prove di antagonismo in vitro verso batteri, funghi e oomiceti. L’analisi del genoma ha consentito l’identificazione di geni coinvolti nella biogenesi di Pili di Tipo 4, un interessante meccanismo di motilità, utile per l’eventuale colonizzazione del ospite, come il micelio fungino. L’identificazione di un composto che influenza positivamente la produzione di pili e allo stesso tempo aumenta l’efficacia del batterio nel controllo di P. viticola è un dato da considerare per la futura formulazione del batterio. Il genoma è inoltre munito di geni relativi alla resistenza agli stress ambientali che possono influire sulla fitness del batterio in campo. Infine, l’analisi del trascrittoma di L. capsici AZ78 ha consentito l’identificazione di tutti i meccanismi d’azione messi in atto dal batterio nei confronti di P. infestans, fornendo un quadro chiaro dell’attività di biocontrollo di L. capsici AZ78. I risultati ottenuti durante questo lavoro di tesi contengono informazioni utili da inserire nel dossier per la registrazione di L. capsici AZ78, e velocizzarne il processo di registrazione.