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Detection and sequence analysis of an altered pectate lyase gene in Pseudomonas syringae pv. glycinea and related bacteria

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Abstract:

Pectate lyase (PL) is a potent cell wall-degrading enzyme known to play a role in the microbial infection of plants. We re-examined the pectolytic property of seven representative pathovars of Pseudomonas syringae. None of the 10 P. syringae pv. glycinea strains examined exhibited pectolytic activity. However, the PL gene (pel) was detected by Southern hybridization in four out of four P. syringae pv. glycinea strains examined. A P. syringae pv. glycinea pel gene was cloned, sequenced, and predicted to encode a protein sharing 70%–90% identity in amino acid sequence with PLs produced by pectolytic pseudomonads and xanthomonads. A series of amino acid and nucleotide sequence analyses reveal that (i) the predicted P. syringae pv. glycinea PL contains two regions in the amino acid sequence that may affect the formation of a -helix structure important for the enzyme activity, and (ii) the P. syringae pv. glycinea pel gene contains a single-base insertion, a double-base insertion, and an 18-bp deletion, which can lead to the synthesis of an inactive PL protein. The function of P. syringae pv. glycinea PL could be restored by removing the unwanted base insertions and by filling in the 18-bp deletions by site-directed mutagenesis. The altered pel sequence was also detected by polymerase chain reaction and nucleotide sequencing in the genomes of other pathovars of P. syringae, including phaseolicola and tagetis.Key words: pectate lyase, pel gene, Pseudomonas syringae, detection, analysis.

La pectate lyase (PL) est une enzyme efficace dégradant la paroi cellulaire dont le rôle dans l'infection microbienne des plantes est reconnu. Nous avons réexaminé les propriétés pectolytiques de sept pathovars représentatifs de Pseudomonas syringae. Aucune des 10 souches de P. syringae pv. glycinea analysées n'a démontré d'activité pectolytique. Toutefois, le gène PL (pel) fut détecté par hybridation de type Southern dans quatre souches de P. syringae pv. glycinea sur quatre analysées. Un gène pel de P. syringae pv. glycinea fut cloné, séquencée et sa protéine déduite partageait 70 % – 90 % d'identité en acides aminés avec les PL produites par des pseudomonades pectolytiques et des xanthomonades. Une série d'analyse de séquences d'acides aminés et de nucléotides ont révélé que: (i) la PL de P. syringae pv. glycinea prédite contient deux régions dans la séquence en acides aminés qui pourraient affecter la formation d'une structure en hélice  importante pour l'activité enzymatique et (ii) le gène pel de P. syringae pv. glycinea contient une insertion de base simple et double et une délétion de 18 pb qui pourraient mener à la synthèse d'une protéine PL inactive. La fonction de la PL de P. syringae pv. glycinea pourrait être rétablie en enlevant les insertions de base indésirables et en remplissant la délétion de 18 pb par mutagénèse dirigée. La séquence modifiée de pel fut également détectée par PCR et séquençage de nucléotides dans le génome d'autres pathovars de P. syringae incluant phaseolicola et tagetis.Mots clés : pectate lyase, gène pel, Pseudomonas syringae, détection, analyse.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2006-11-01

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  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
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