Comparative Genomics Underlines Multiple Roles of Profftella, an Obligate Symbiont of Psyllids: Providing Toxins, Vitamins, and Carotenoids.
Comparative Genomics Underlines Multiple Roles of Profftella, an Obligate Symbiont of Psyllids: Providing Toxins, Vitamins, and Carotenoids.
复制标题
DOI：
10.1093/gbe/evaa175
复制
发表时间：
2020-11-03
影响因子：
3.3
通讯作者：
Hirose Y
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Nakabachi A;Piel J;Malenovský I;Hirose Y
亚洲柑橘木虱 Diaphorina citri（昆虫纲：半翅目：Psylloidea）是世界范围内柑橘属物种的严重害虫，拥有垂直传播的细胞内互利共生体 Candidatus Profftella armatura（Profftella_DC，Gammaproteobacteria：Burkholderiales）和 Candidatus Carsonella ruddii（Carsonella_DC，Gammaproteobacteria：海洋螺菌目）。 Carsonella_DC 是一种典型的营养共生体，而 Profftella_DC 是一种独特的防御性共生体，具有类似细胞器的特征，包括宿主内的细胞内定位、宿主群体的完美感染、进化过程中的垂直传播以及基因组急剧减少至远小于 1MB。 Profftella_DC 460 kb 基因组的大部分专门用于合成聚酮毒素的基因；迪亚佛林。为了更好地了解这种不寻常的共生体的进化，本研究使用 Diaphorina cf. 分析了 Profftella_Dco（Proftella_DC 的姐妹谱系）的基因组。 Continua，一种与柑橘木虱同属的宿主木虱。还分析了核心卡森氏菌（Carsonella_Dco）的基因组。分析显示，这些基因组与柑橘果蝇的对应基因组具有近乎完美的同线性保守性。替代率分析进一步证明了 Profftella 的基因组稳定性与 Carsonella 相当。 Profftella_Dco 和 Profftella_DC 共享硫黄素、溶血素、核黄素、生物素和类胡萝卜素生物合成的所有基因，强调了 Profftella 的多重作用，这可能有助于稳定与宿主的共生关系。然而，酰基载体蛋白在聚酮合酶 DipP 和 DipT 中被广泛扩增，用于 Profftella_Dco 中的肌黄素合成。这种酰基载体蛋白增强水平在任何已知生物体的模块化聚酮化合物合酶中都是前所未有的，不认为会影响聚酮化合物结构，但可能会提高合成效率。
The Asian citrus psyllid Diaphorina citri (Insecta: Hemiptera: Psylloidea), a serious pest of citrus species worldwide, harbors vertically transmitted intracellular mutualists, Candidatus Profftella armatura (Profftella_DC, Gammaproteobacteria: Burkholderiales) and Candidatus Carsonella ruddii (Carsonella_DC, Gammaproteobacteria: Oceanospirillales). Whereas Carsonella_DC is a typical nutritional symbiont, Profftella_DC is a unique defensive symbiont with organelle-like features, including intracellular localization within the host, perfect infection in host populations, vertical transmission over evolutionary time, and drastic genome reduction down to much less than 1 Mb. Large parts of the 460-kb genome of Profftella_DC are devoted to genes for synthesizing a polyketide toxin; diaphorin. To better understand the evolution of this unusual symbiont, the present study analyzed the genome of Profftella_Dco, a sister lineage to Profftella_DC, using Diaphorina cf. continua, a host psyllid congeneric with D. citri. The genome of coresiding Carsonella (Carsonella_Dco) was also analyzed. The analysis revealed nearly perfect synteny conservation in these genomes with their counterparts from D. citri. The substitution rate analysis further demonstrated genomic stability of Profftella which is comparable to that of Carsonella. Profftella_Dco and Profftella_DC shared all genes for the biosynthesis of diaphorin, hemolysin, riboflavin, biotin, and carotenoids, underlining multiple roles of Profftella, which may contribute to stabilizing symbiotic relationships with the host. However, acyl carrier proteins were extensively amplified in polyketide synthases DipP and DipT for diaphorin synthesis in Profftella_Dco. This level of acyl carrier protein augmentation, unprecedented in modular polyketide synthases of any known organism, is not thought to influence the polyketide structure but may improve the synthesis efficiency.
登录
查看更多内容
DOI：
10.1002/anie.201005280
发表时间：
2011-03-14
期刊：
Angewandte Chemie (International ed. in English)
影响因子：
--
作者：
Gu L;Eisman EB;Dutta S;Franzmann TM;Walter S;Gerwick WH;Skiniotis G;Sherman DH
通讯作者：
Sherman DH
影响因子：
10.7
作者：
Huerta-Cepas J;Forslund K;Coelho LP;Szklarczyk D;Jensen LJ;von Mering C;Bork P
通讯作者：
Bork P
DOI：
10.1073/pnas.1421386112
发表时间：
2015-08-18
影响因子：
11.1
作者：
Campbell, Matthew A.;Van Leuven, James T.;McCutcheon, John P.
通讯作者：
McCutcheon, John P.
影响因子：
3.3
作者：
Bennett GM;Moran NA
通讯作者：
Moran NA
影响因子：
3.7
作者：
Dan H;Ikeda N;Fujikami M;Nakabachi A
通讯作者：
Nakabachi A