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Letters to Nature

Nature 417, 459-463 (23 May 2002) | doi:10.1038/417459a; Received 11 December 2001; Accepted 26 March 2002

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Comparison of the genomes of two Xanthomonas pathogens with differing host specificities

A. C. R. da Silva1, J. A. Ferro2, F. C. Reinach1,20, C. S. Farah1, L. R. Furlan3, R. B. Quaggio1, C. B. Monteiro-Vitorello4, M. A. Van Sluys5, N. F. Almeida6, L. M. C. Alves2, A. M. do Amaral7, M. C. Bertolini8, L. E. A. Camargo4, G. Camarotte4, F. Cannavan9, J. Cardozo10, F. Chambergo1, L. P. Ciapina2, R. M. B. Cicarelli10, L. L. Coutinho4, J. R. Cursino-Santos11, H. El-Dorry1, J. B. Faria12, A. J. S. Ferreira1, R. C. C. Ferreira12, M. I. T. Ferro2, E. F. Formighieri9, M. C. Franco9, C. C. Greggio2, A. Gruber13, A. M. Katsuyama13, L. T. Kishi2, R. P. Leite14, E. G. M. Lemos2, M. V. F. Lemos15, E. C. Locali7, M. A. Machado7, A. M. B. N. Madeira13, N. M. Martinez-Rossi11, E. C. Martins10, J. Meidanis16, C. F. M. Menck12, C. Y. Miyaki17, D. H. Moon9, L. M. Moreira1, M. T. M. Novo8, V. K. Okura16, M. C. Oliveira5, V. R. Oliveira12, H. A. Pereira2, A. Rossi18, J. A. D. Sena15, C. Silva13, R. F. de Souza1, L. A. F. Spinola13, M. A. Takita7, R. E. Tamura13, E. C. Teixeira8, R. I. D. Tezza2, M. Trindade dos Santos1, D. Truffi4, S. M. Tsai9, F. F. White2,20, J. C. Setubal16 & J. P. Kitajima19,20

  1. Departamento de Bioquímica, Instituto de Química, Av. Prof. Lineu Prestes 748, Universidade de São Paulo, 05508-900, São Paulo, SP, Brazil
  2. Departamento de Botânica, Instituto de Biociências, Rua do Matão 277; Universidade de São Paulo, 05508-900, São Paulo, SP, Brazil
  3. Departamento Microbiologia, Instituto de Ciências Av. Prof. Lineu Prestes 1374, Universidade de São Paulo, 05508-900, São Paulo, SP, Brazil
  4. Departamento de Patologia, Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Av. Prof. Dr. Orlando Marques de Paiva 87, Universidade de São Paulo, 05508-900, São Paulo, SP, Brazil
  5. Departamento de Biologica, Instituto de Biociências, Rua do Matão 277; Universidade de São Paulo, 05508-900, São Paulo, SP, Brazil
  6. Departamento de Tecnologia, Universidade Estadual Paulista, Via de Acesso Prof. Paulo Donato Castellane s/n, 14884-900, Jaboticabal, SP, Brazil
  7. Departamento de Biologia Aplicada à Agropecuária, Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, Universidade Estadual Paulista, Via de Acesso Prof. Paulo Donato Castellane s/n, 14884-900, Jaboticabal, SP, Brazil
  8. Departamento de Melhoramento e Nutrição Animal, Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Universidade Estadual Paulista, Fazenda Lageado, Caixa Postal 560, 18600-000, Botucatu, SP, Brazil
  9. Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Universidade de São Paulo, Av. Pádua Dias 11, 13418-900, Piracicaba, SP, Brazil
  10. Departamento de Computação e Estatística, Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Cx Postal 549, 79070-900, Campo Grande, MS, Brazil
  11. Centro de Citricultura Sylvio Moreira—IAC, Rod. Anhanguera, km 158, Cx. Postal 04, 13.490-970, Cordeirópolis, SP, Brazil
  12. Departamento de Bioquímica e Tecnologia Química, Instituto de Química, Universidade Estadual Paulista, Cx. Postal 355, 14801-970, Araraquara, SP, Brazil
  13. Centro de Energia Nuclear na Agricultura, Av. Centenário 303, 13400-970, Piracicaba, SP, Brazil
  14. Departamento de Ciências Biológicas, Faculdade Ciências Farmacêuticas, Universidade Estadual Paulista, Rod. Araraquara-Jaú km 01, 14.801-902, Araraquara, SP, Brazil
  15. Departamento de Genética, Universidade de São Paulo, Av. Bandeirantes 3900, 14049-900, Ribeirão Preto, SP, Brazil
  16. Departamento de Bioquímica e Imunologia, Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Av. Bandeirantes 3900, 14049-900, Ribeirão Preto, SP, Brazil
  17. Instituto de Tecnologia do Paraná, IAPAR, Cx. Postal 481, 86001-970, Londrina, PR, Brazil
  18. Instituto de Computação, Universidade Estadual de Campinas, Cx Postal 6176, 13084-971, Campinas, SP, Brazil
  19. Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética/Instituto de Computação, Universidade Estadual de Campinas, Cx Postal 6176, 13084-971, Campinas, SP, Brazil
  20. Present addresses: Alellyx Applied Genomics, Rua James Clark Maxwell 320, Techno Park, 13067-850, Campinas, SP, Brazil (F.C.R. and J.P.K.); Department of Plant Pathology, Kansas State University, 4024 Throckmorton Hall, Manhattan, Kansas 66506, USA (F.F.W.)

Correspondence to: A. C. R. da Silva1 Correspondence and requests for materials should be addressed to A.C.R.d.S. (e-mail: Email: acrasera@iq.usp.br). The sequences have been deposited in GenBank under accession numbers AE008922 (Xcc chromosome), AE008923 (Xac chromosome), AE008924 (pXAC33) and AE008925 (pXAC64).

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The genus Xanthomonas is a diverse and economically important group of bacterial phytopathogens, belonging to the gamma-subdivision of the Proteobacteria. Xanthomonas axonopodis pv. citri (Xac) causes citrus canker, which affects most commercial citrus cultivars, resulting in significant losses worldwide. Symptoms include canker lesions, leading to abscission of fruit and leaves and general tree decline1. Xanthomonas campestris pv. campestris (Xcc) causes black rot, which affects crucifers such as Brassica and Arabidopsis. Symptoms include marginal leaf chlorosis and darkening of vascular tissue, accompanied by extensive wilting and necrosis2. Xanthomonas campestris pv. campestris is grown commercially to produce the exopolysaccharide xanthan gum, which is used as a viscosifying and stabilizing agent in many industries3. Here we report and compare the complete genome sequences of Xac and Xcc. Their distinct disease phenotypes and host ranges belie a high degree of similarity at the genomic level. More than 80% of genes are shared, and gene order is conserved along most of their respective chromosomes. We identified several groups of strain-specific genes, and on the basis of these groups we propose mechanisms that may explain the differing host specificities and pathogenic processes.