Mendelova univerzita v Brně
Zahradnická fakulta
Mendeleum – ústav genetiky
Charakteristika a detekce bakterií Xanthomonas campestris a jejich využití v potravinářství
Bakalářská práce
Vedoucí práce: Vypracovala:
Ing. Aleš Eichmeier, Ph.D. Karolína Olahová
Lednice 2016
Čestné prohlášení
Prohlašuji, že jsem práci „Charakteristika a detekce bakterií Xanthomonas campestris a
jejich využití v potravinářství“ vypracovala samostatně a veškeré použité prameny a
informace uvádím v seznamu použité literatury. Souhlasím, aby moje práce byla
zveřejněna v souladu s § 47b zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách ve znění
pozdějších předpisů a v souladu s platnou Směrnicí o zveřejňování vysokoškolských
závěrečných prací.
Jsem si vědoma, že se na moji práci vztahuje zákon č. 121/2000 Sb., autorský zákon, a
že Mendelova univerzita v Brně má právo na uzavření licenční smlouvy a užití této
práce jako školního díla podle § 60 odst. 1 autorského zákona.
Dále se zavazuji, že před sepsáním licenční smlouvy o využití díla jinou osobou
(subjektem) si vyžádám písemné stanovisko univerzity, že předmětná licenční smlouva
není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity, a zavazuji se uhradit případný
příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla, a to až do jejich skutečné výše.
V Lednici dne
………………………………………………
Karolína Olahová
Poděkování
Mé velké poděkování patří vedoucímu práce Ing. Alešovi Eichmeierovi, Ph.D. za
odborné vedení, konzultace, cenné připomínky a shovívavost při vypracování
bakalářské práce.
Dále děkuji svému příteli za odbornou pomoc, trpělivost a psychickou podporu při
studiu a při vypracování bakalářské práce.
OBSAH
OBSAH ........................................................................................................................................... 4
1 ÚVOD .......................................................................................................................................... 7
2 CÍl práce ...................................................................................................................................... 9
3 Literární přehled ....................................................................................................................... 10
3.1 Bakterie Xanthomonas campestris ................................................................................... 10
3.1.1 Obecná charakteristika a morfologie ......................................................................... 10
3.1.2 Taxonomie .................................................................................................................. 11
3.2 Patovary Xanthomonas campestris................................................................................... 12
3.2.1 Xanthomonas campestris pv. aberrans ...................................................................... 12
3.2.2 Xanthomonas campestris pv. amoraciae ................................................................... 12
3.2.3 Xanthomonas campestris pv. aracearum................................................................... 12
3.2.4 Xanthomonas campestris pv. armoraciae .................................................................. 13
3.2.5 Xanthomonas campestris pv. begoniae ..................................................................... 13
3.2.6 Xanthomonas campestris pv. campestris .................................................................. 13
3.2.7 Xanthomonas campestris pv. cannabis ...................................................................... 13
3.2.8 Xanthomonas campestris pv. carissae ....................................................................... 14
3.2.9 Xanthomonas campestris pv. carotae ........................................................................ 14
3.2.10 Xanthomonas campestris pv. centellae ................................................................... 14
3.2.11 Xanthomonas campestris pv. coriandri ................................................................... 14
3.2.12 Xanthomonas campestris pv. esculenti ................................................................... 14
3.2.13 Xanthomonas campestrsi pv. eucalypti ................................................................... 15
3.2.14 Xanthomonas campestris pv. fici ............................................................................. 15
3.2.15 Xanthomonas campestris pv. guizotiae ................................................................... 15
3.2.16 Xanthomonas campestris pv. gummisudans ........................................................... 15
3.2.17 Xanthomonas campestris pv. incanae ..................................................................... 15
3.2.18 Xanthomonas campestris pv. lantanae .................................................................... 16
3.2.19 Xanthomonas campestris pv. leersiae ..................................................................... 16
3.2.20 Xanthomonas campestris pv. malloti ....................................................................... 16
3.2.21 Xanthomonas campestris pv. mangiferaeindicae .................................................... 16
3.2.22 Xanthomonas campestris pv. musacearum ............................................................. 17
3.2.23 Xanthomonas campestris pv. olitorii ....................................................................... 17
3.2.24 Xanthomonas campestris pv. papavericola ............................................................. 17
3.2.25 Xanthomonas campestris pv. passiflorae ................................................................ 17
3.2.26 Xanthomonas campestris pv. pennamericanum ..................................................... 18
3.2.27 Xanthomonas campestris pv. phormiicola ............................................................... 18
3.2.28 Xanthomonas campestris pv. raphani...................................................................... 18
3.2.29 Xanthomonas campestris pv. sesami ....................................................................... 18
3.2.30 Xanthomonas campestris pv. syngonii ..................................................................... 18
3.2.31 Xanthomonas campestris pv. viticola ...................................................................... 19
3.2.32 Xanthomonas campestris pv. zantedeschiae ........................................................... 19
3.2.33 Xanthomonas campestris pv. zinniae ...................................................................... 19
3.2.34 Další známé patovary ............................................................................................... 19
3.3 Genom ............................................................................................................................... 20
3.3.1 Obecná charakteristika bakteriálního genomu .......................................................... 20
3.3.2 Genom bakterie Xanthomonas campestris .......................................................... 21
3.4 Patogenita patovarů Xanthomonas campestris .......................................................... 22
3.4.1 Bakteriální pruhovitost listů ....................................................................................... 22
3.4.2 Bakteriální skvrnitost listů .......................................................................................... 23
3.4.3 Černá žilkovitost ......................................................................................................... 24
3.4.4 Bakteriální spála ......................................................................................................... 26
3.4.5 Bakteriální nádorovitost ............................................................................................. 26
3.4.6 Bakteriální xanthomonádové vadnutí ........................................................................ 27
3.4.7 Bakteriální korová nekróza......................................................................................... 27
3.5 Způsoby molekulární detekce ........................................................................................... 27
3.5.1 Izolace DNA ................................................................................................................ 27
3.5.2 Sekvenace DNA .......................................................................................................... 28
3.5.3 Hybridizace DNA ......................................................................................................... 28
3.5.4 Metody založené na PCR ............................................................................................ 29
3.5.5 DNA microarray .......................................................................................................... 30
3.6 Ekonomické aspekty spojené s druhem Xanthomonas campestris .................................. 30
3.6.1 Ekonomické ztráty ...................................................................................................... 30
3.6.2 Ekonomické přínosy ................................................................................................... 30
3.7 Xanthomonas campestris a její využití v potravinářství .................................................... 31
3.7.1 Obecná charakteristika .............................................................................................. 31
3.7.2 Legislativa ................................................................................................................... 31
3.7.3 Historie ....................................................................................................................... 32
3.7.4 Struktura .................................................................................................................... 32
3.7.5. Fyziologická funkce ................................................................................................... 34
3.7.6 Produkce .................................................................................................................... 35
3.7.7 Technologie výroby .................................................................................................... 35
3.7.8 Vliv na lidský organismus ........................................................................................... 37
3.7.9 Vlastnosti a stabilita ................................................................................................... 38
3.7.10 Použití ....................................................................................................................... 38
4 Vlastní komentář k řešené problematice ................................................................................. 40
5 Závěr ......................................................................................................................................... 42
6 Souhrn ...................................................................................................................................... 43
7 Resume ..................................................................................................................................... 44
8 Seznam použitých zkratek ........................................................................................................ 45
9 Seznam obrázků ....................................................................................................................... 46
10 Seznam použité literatury ...................................................................................................... 47
11 Přílohy .................................................................................................................................... 57
7
1 ÚVOD
Mikroorganismy jsou všudypřítomné a vždy ovlivňovaly naše okolí. Až na 3,5
miliardy let se odhaduje stáří těch nejstarších známých mikroorganismů. Jejich vliv na
člověka může být přímý či nepřímý, pozitivní i negativní. Mikrobiologie se dnes
nejčastěji dělí na virologii, bakteriologii, mykologii a parazitologii. Bakteriologie začala
vznikat v 19. století na poznatcích Louise Pasteura.
První pozorování bakterií provedl roku 1676 Antoni van Leeuwenhoek. Od té doby
začaly být bakterie zkoumány. Van Leewenhoek prováděl pozorování vlastnoručně
vyrobeným mikroskopem. Metody detekce bakterií se však zdokonalily. Dnes můžeme
jednotlivé metody dělit podle principu, na kterém jsou založeny. Tudíž jsou využívány
fyzikální, chemické či molekulární metody. Asi nejrozšířenější detekcí bakterií je
kultivace. Kultivace se často provádí zároveň s citlivosti organismů na jednotlivá
antibiotika, a to především v medicíně. Stále více se, hlavně v některých oborech,
používají metody molekulární detekce, které jsou sice dražší, ale několikanásobně
rychlejší.
Poznatky o nevědomém využívání mikroorganismů, především v potravinářství,
nacházíme již ve starověku. S postupem poznání, vědy a techniky se začaly tyto
organismy cíleně využívat. Dnes se bakterie uplatňují v mnoha oborech jako například v
potravinářství, odpadovém hospodářství či výzkumu. Dále se také využívají jednotlivé
metabolity produkované bakteriemi bez nutnosti existence bakterií v konečném
produktu. Výzkum a detekce bakterií stále pokračuje, díky novým technologiím, které
umožnují podrobnější zkoumání a přesnější výsledky. S tím se také rozšiřují pokusy o
syntetickou výrobu některých průmyslově využitelných látek. Od syntetické výroby se
očekává snížení ekonomických nákladů na výrobu.
Bakterie mají na člověka a jeho okolí i negativní dopad. Přímý dopad na člověka se
projevuje jako bakteriální infekce, která musí být často léčena antibiotiky. Některé
bakteriální druhy označujeme za fytopatogeny. Ne všechny fytopatogenní bakterie
mohou mít fatální dopad na úrodu hospodářsky významných plodin. Avšak při
propuknutí epidemického období může dojít k výrazným ekonomickým ztrátám, což
může znamenat v některých oblastech světa velký problém.
8
Rod Xanthomonas je velice zajímavým, kosmopolitně rozšířeným rodem, který
je příkladem pozitivního i negativního působení na člověka. Do tohoto rodu patří
významné fytopatogenní bakterie, ale zároveň i producenti technologicky a ekonomicky
zajímavé látky, která se nazývá xanthanová guma.
9
2 CÍL PRÁCE
Cílem této bakalářské práce bylo prostudování literatury vztahující se
k bakteriálnímu druhu Xanthomonas campestris. Dále vytvořit charakteristiku druhu a
přehled jednotlivých patovarů tohoto druhu. Cílem bylo také zdůraznit pozitivní a
negativní dopady těchto bakterií na zemědělství a průmysl, se zaměřením na
potravinářství. Součástí práce je také přehled možností detekce tohoto organismu.
10
3 LITERÁRNÍ P ŘEHLED
3.1 Bakterie Xanthomonas campestris
3.1.1 Obecná charakteristika a morfologie
Stejně jako všechny bakterie rodu Xanthomonas se řadí i Xanthomonas campestris
Pammel, 1895 mezi gram-negativní, striktně aerobní bakterie tyčinkovitého tvaru.
Rozměry tyčinek bývají zpravidla 0,4 – 0,6 x 1,0 – 1,8 µm. Tento druh nevytváří spory
a je pohyblivý. Pohybovat se může pomocí jednoho polárního bičíku. Jednotlivé
patovary jsou většinou fytopatogenní a mohou být epifytní. Xanthomonádové mukózní
kolonie jsou při kultivaci na živném médium rozpoznatelné díky typickému žlutému
zbarvení. To je vytvořeno pigmentem xanthomonadinem. Díky žlutě zbarveným
koloniím vzniklo i jméno celého rodu, slovo xanthos je řeckého původu a znamená
žlutý (KLABAN, 2011).
Obr. 1 – Kolonie Xanthomonas campestris na živném médiu
(http://www.cebitec.uni-bielefeld.de)
Xanthomonadin je zařazený mezi karotenoidy. Jedná se o jeden z charakteristických
znaků rodu Xanthomonas. Lze ho také použít jako jeden ze znaků k dalšímu
taxonomickému rozdělení rodu. Jednotlivé druhy rodu se liší úrovní bromace
xanthomonadinu. Existují však i bakterie, které nepatří mezi xanthomonády a přesto
produkují tento žlutý pigment, jako například Xylophilus ampelinus (Penagopoulos,
1969) Willems et al., 1987 (CHUN, 2002).
11
Životaschopnost a následná fytopatogenita druhu je podmíněna mimo jiné
prostředím, ve kterém se bakteriální kolonie nacházejí. Druh Xanthomonas campestris
je schopen se vyvíjet ve vysokých teplotách až 39°C, ale i v chladírenských teplotách do
1°C. Optimální teplota pro rozvoj tohoto mezofilního druhu se pohybuje mezi 25 a
30°C. Tyto bakterie preferují zásaditější prostředí, optimální pH je mezi 6 a 8, avšak
jsou schopné přežívat v pH od 5,2 do 10,5. Další důležitou vlastností prostředí je
vlhkost (GÖRNER, VALÍK, 2004). Déšť a zavlažování napomáhá rozšiřování infekce
z nakaženého porostu. Do rostliny pronikají bakterie pomocí průduchů, hydatod,
poranění na povrchu rostliny nebo při infekci semen vaskulárním systémem. Nejčastěji
kolonie bakterií osidlují xylém rostliny. Častým důsledkem infekce je nenávratné
poškození rostliny či její úhyn, častokrát u hospodářsky významných rostlin.
(FARGIER, 2007).
Velkým problémem v ochraně proti tomuto patogenu je odolnost druhu vůči většině
nejpoužívanějších antibiotik či u některých patovarů začala rychle vznikat rezistence na
použitá antibiotika. Dříve se jako hlavní ochranný prostředek, mimo postřiky porostu,
používalo moření semen horkou vodou o teplotě 50°C. Dnes se výzkumy snaží nalézt
možnosti biologické ochrany či vyšlechtit odolné rostlinné druhy (KŮDELA et al.,
2002).
U patovaru X. campestris pv. campestris byla objevena možnost biologické ochrany.
Ta spočívá v použití bakteriofágů, kteří jsou schopni transdukce v bakteriální buňce.
Tím narušuje činnost bakterie a ta se stává nepatogenní. Ošetření fágy se provádí
postřiky, ty by měly být prováděny za suchého počasí, protože déšť snižuje účinnost
postřiků (WEISS et al., 1994).
3.1.2 Taxonomie
S vývojem metod pozorování a výzkumu se měnily názvy i taxonomické zařazení
druhu Xanthomonas campestris. Úplně první název pro tento druh byl Bacillus
campestris a stanovil ho roku 1895 americký mikrobiolog Louis H. Pammel. Pammel
byl velice významnou postavou v oboru zemědělské mikrobiologie. Dva roky poté se
název druhu změnil dvakrát, nejdřív na Pseudomonas campestris (Pammel, 1895)
Smith, 1897 a následně na Bacterium campestris (Pammel, 1895) Chester, 1897. Před
konečným označením Xanthomonas campestris (Pammel, 1895) Dowson, 1939 se ještě
12
objevil jeden, a to Phytomonas campestris (Pammel, 1895) Bergey, 1923 (ALVAREZ,
2000).
Xanthomonas campestris patří mezi prokaryotické organismy, konkrétně do nadříše
Bacteria. Dále tuto bakterii zařazujeme do oddělení Gracilicutes. Bakterie v tomto
oddělení se vyznačují především tenčí peptidoglykanovou buněčnou stěnou a zároveň
tenčí lipoproteinovou membránou. Třída zařazení se nazývá Proteobacteria a podtřídou
je gama-podtřída. Bakterii zařazujeme do čeledi Xanthomonadaceae a rodu
Xanthomonas (KŮDELA et al., 2002).
Druh Xanthomonas campestris se dále rozděluje na jednotlivé patovary. Název je
většinou tvořen třemi názvy, přičemž vlastní označení daného patovaru bývá často
odvozeno od názvu hlavního hostitele daného patogenu (KŮDELA et al., 2002).
3.2 Patovary Xanthomonas campestris
3.2.1 Xanthomonas campestris pv. aberrans
Xanthomonas campestris pv. aberrans (Knösel, 1961) Dye, 1978 se řadí mezi pět
patogenních patovarů brukvovitých rostlin. Jeho patogenita je srovnatelná s patogenitou
X. campestris pv. campestris a raphani (VICENTE et al., 2001).
3.2.2 Xanthomonas campestris pv. amoraciae
Tento patovar je považován za typický patogen křenu, ale pro ostatní brukvovité
rostliny není tolik významný (KOIKE et al., 2007). Při použití některých detekčních
metod může díky přítomnosti tohoto patovaru dojít ke snížení přesnosti detekce
(NARAYANASAMY, 2006).
3.2.3 Xanthomonas campestris pv. aracearum
Podle výzkumů prováděných především v Jižní Americe se X. campestris pv.
aracearum (Berniac, 1974) Dye, 1978 považuje za významný patogen ohrožující
plodinu malanga, která je v těchto oblastech hojně využívaná. Dále se předpokládá, že
tento patogen napadá i áronovité rostliny (POHRONEZNY et al., 1986).
13
3.2.4 Xanthomonas campestris pv. armoraciae
U patovaru X. campestris pv. armoraciae (McCulloch, 1929) Dye, 1978 jsou
pozorovány velké rozdíly v patogenitě u jednotlivých kmenů. Několik kmenů může být
označeno i jako nepatogenní. Obecně je však považována především za hlavní patogen
ředkví a ředkviček (FARGIER, MANCEAU, 2007).
3.2.5 Xanthomonas campestris pv. begoniae
Velkou podobnost má X. campestris pv. begoniae (Takimoto, 1934) Dye, 1978 s X.
campestris pv. pelargonii. Tyto dva patovary si jsou podobné nejen geneticky, ale také
projevy onemocnění, které způsobují převážně u okrasných rostlin (BENEDICT et al.,
1990).
3.2.6 Xanthomonas campestris pv. campestris
Asi nejvýznamnějším a kosmopolitním patovarem je X. campestris pv. campestris
(Pammel, 1895) Dowson, 1939. Pod tento patovar je zařazeno několik více či méně
prozkoumaných kmenů. Důležitý je především z ekonomického hlediska, a to
v pozitivním i negativním smyslu. Jedná se o nejvíce využívaný patovar pro výrobu
xanthanu. Zároveň jde o velice závažný patogen, který napadá především odrůdy řadící
se pod druh Brassica oleracae. Napadá však i další rostliny patřící do čeledi
Brassicaceae. Do této čeledi patří velice důležité a zemědělsky využívané plodiny. Mezi
další ohrožené plodiny patří i olejniny (VICENTE et al., 2001).
V případě výskytu černé žilkovitosti, kterou způsobuje, často dochází ke značným
ekonomickým ztrátám (VICENTE et al., 2001). Dále je označován za původce okluze
cév u košťálovin, ta se vyskytuje především v oblastech, kde je teplo a vysoká vzdušná
vlhkost (KŮDELA et al., 2002).
3.2.7 Xanthomonas campestris pv. cannabis
V posledních letech stoupá množství vypěstovaného konopí. To se využívá v mnoha
odvětvích průmyslu, tudíž jde o velice ekonomicky výhodnou plodinu, která je
pěstována světovými velmocemi jako například USA či Japonsko. Ekonomické aspekty
velmi ovlivňuje X. campestris pv. cannabis Severin, 1978, která způsobuje skvrnitost
listů a tím značně ovlivňuje výkupní ceny konopí. Na rozdíl od některých dalších
14
patovarů je tento schopen napadat taxonomicky odlišné druhy rostlin. To je způsobeno
přítomností HRP regulátorů (JACOBS et al., 2015).
3.2.8 Xanthomonas campestris pv. carissae
Karanda nejvíce roste ve východních oblastech Asie a některých dalších asijských
zemích. Právě tuto rostlinu velmi ohrožuje patovar X. campestris pv. carissae (Monitz
et al., 1964) Dye, 1978, který způsobuje bakteriální nádorovitost. Z tohoto stromu se
využívají především plody a některé části rostliny se používají v léčitelství na různá
onemocnění (SRIVASTAVA, MEHRA, 2004).
3.2.9 Xanthomonas campestris pv. carotae
Jediným prokázaným hostitelem X. campestris pv. carotae (Kendrick, 1934) Dye,
1978 je mrkev obecná. Předpokládá se však, že stejné onemocnění způsobuje i u
ostatních rostlin z čeledi miříkovitých. První zmínky o onemocnění způsobeném touto
bakterií pochází ze začátku 30. let 20. století. Nejčastěji jsou nákazy prokázány v USA,
Rusku nebo Austrálii (SHERF, MACNAB, 1986).
3.2.10 Xanthomonas campestris pv. centellae
Původce skvrnitosti pupečníku asijského je X. campestris pv. centellae Basnyar,
Kulkarni, 1979. Tato rostlina se hojně využívá v Indii a dalších asijských zemích
k léčebným účelům a napadení znehodnocuje vegetativní drogu této rostliny, což je
nežádoucí (DE BRITO et al., 2011).
3.2.11 Xanthomonas campestris pv. coriandri
Spálu koriandru způsobuje X. campestris pv. coriandri (Srinivasan et al., 1961) Dye,
1978. Průběh napadení touto bakterií je podobný jako spálové onemocnění u ostatních
rostlin. Prvotním projevem bývají žluté skvrny na listech, které postupně hnědnou a
slévají se. Rostlina se pak nedá dále využívat (LEE et al., 2004).
3.2.12 Xanthomonas campestris pv. esculenti
Patovar X. campestris pv. esculenti (Rangaswami, Easwaran, 1962) Dye, 1978 se
velice často vyskytuje s bakterií Pseudomonas syringae van Hall, 1902. Společně pak
způsobují spálu rajčete jedlého. Toto onemocnění se projevuje kromě listů i na
15
semenech rajčat. Semena pak bývají menší, nepravidelná a hnědě zbarvená (SINGH,
AGRAWAL, 2001).
3.2.13 Xanthomonas campestrsi pv. eucalypti
Bakteriální spála a odumírání způsobené patovarem X. campestris pv. eucalypti
(Truman, 1964) Dye, 1978 byly prokázány u blahovičníku citroníkového a dalších
druhů rodu Corymbia. Naopak semena mnoha druhů rodu Eucalyptus nevykazují
známky infekce tímto patogenem (WARDLAW et al., 2000).
3.2.14 Xanthomonas campestris pv. fici
Poprvé byla X. campestris pv. fici (Cavara, 1905) Dye, 1978 pozorována v Austrálii.
Tento patovar způsobuje skvrnitost nejpěstovanějších druhů okrasných fikusů, ta se
projevuje postupných černáním listů (DUFF, 1991). Dále je původcem korkové nekrózy
fíkovníků, kterou můžeme pozorovat především v Kalifornii (OGAWA, ENGLISH,
1991).
3.2.15 Xanthomonas campestris pv. guizotiae
Produkci oleje z mastňáku habešského ovlivňuje bakteriální skvrnitost listů, kterou
způsobuje X. campestris pv. guizotiae (Yirgou, 1964) Dye, 1978. Onemocnění začíná
hnědými skvrnami, které se mohou spojovat. Nakonec může dojít k odumření listů
(SAHARAN et al., 2005).
3.2.16 Xanthomonas campestris pv. gummisudans
Bakteriální skvrnitost a nekrózu listů gladiolů způsobuje X. campestris pv.
gummisudans (Mc Culloch, 1924) Dye, 1978. Patovar byl objeven v USA, kde mu však
není přičítán větší význam, víc ovlivňuje pěstební plochy v Nizozemí a dalších zemích.
Chemické ošetření není pro ošetřování těchto rostlin povoleno. Nejdůležitější ochranou
je udržování suchých listů (JANSE, 2005).
3.2.17 Xanthomonas campestris pv. incanae
X. campestris pv. incanae (Kendrick, Baker, 1942) Dye, 1978 je patogenem
převážně pro rod Matthiola. U tohoto rodu způsobuje spálu a hnilobu. Spála se
16
projevuje především na listech, zatímco hniloba často zasahuje i stonek rostliny
(ALFORD, 2000).
3.2.18 Xanthomonas campestris pv. lantanae
V Indii byla identifikována X. campestris pv. lantanae (Srinivasan, Patel, 1957)
Dye, 1978. Hostitelem je libora měňavá, která se v některých zemích používá jako
léčivá rostlina (DAUGHTREY, 1995).
3.2.19 Xanthomonas campestris pv. leersiae
Patovar X. campestris pv. leersiae (ex Fang et al., 1957) Young, 1991 označujeme
jako patogen traviny Leersia hexandra Swarzt, 1788. Velice často byl přiřazován
k bakterii X. oryzae pv. oryzae (Ishiyama, 1922) Swings et al., 1990 či X. oryzae pv.
oryzicola (Fang et al., 1956) Swings et al., 1990, a to díky stejnému hostiteli (TRIPLET
et al., 2011).
3.2.20 Xanthomonas campestris pv. malloti
Z rostliny Mallotus japonicus Müller Argoviensis, 1865 bylo získáno několik kmenů
X. campestris pv. malloti Goto, 1993. Všechny kmeny se na rostlině projevují podobně
a způsobují bakteriální skvrnitost. Ta se projevuje hojně se vyskytujícími hnědými
skvrnami na listech, což velmi ovlivňuje jejich využití v japonském potravinářství
(GOTO, 1993).
3.2.21 Xanthomonas campestris pv. mangiferaeindicae
Bakteriální černá skvrnitost nebo také nekróza jsou označení pro onemocnění manga
způsobené patovarem X. campestrsi pv. mangiferaeindicae (Patel et al., 1948) Robbs et
al., 1974. Projevy nákazy lze pozorovat na listech, pupenech i plodech. Výskyt je hlášen
od všech velkých světových pěstitelů manga (PLOETZ, FREEMAN, 2009). Hostiteli
mohou být i další rostliny z čeledi Anacardiaceae. Jednotlivé kmeny tohoto patovaru
jsou rozděleny do tří skupin, dle hlavních projevů onemocnění, které způsobují (AH –
YOU et al., 2007).
17
3.2.22 Xanthomonas campestris pv. musacearum
Od roku 2001 se setkáváme, především ve státech střední a východní Afriky, se
závažnou chorobou banánovníků, která může mít fatální následky především pro malé i
středně velké pěstitele. Touto nemocí je bakteriální xanthomonádové vadnutí a
způsobuje ji X. campestris pv. musacearum (Padhya, Patel, 1963) Dye 1978. Občas
může být toto vadnutí zaměněno za onemocnění Moko, které je však způsobeno bakterii
Ralstonia solanacearum (Smith, 1896) Yabuuchi et al., 1996. Rozlišování těchto
bakterií se provádí pomocí PCR (SWENNEN et al., 2013).
3.2.23 Xanthomonas campestris pv. olitorii
Kromě X. campestris pv. capsularii je patogenem juty i X. campestris pv. olitorii
(Sabet 1957) Dye 1978. Tento patovar může zasáhnout až 90% rostlin v postižené
lokalitě a způsobuje několikanásobně vyšší škody. Infekci lze pozorovat již na
semenech juty. U vzrostlých rostlin je průběh onemocnění podobný jako u ostatních
xanthomonádových skvrnitostí. Nejčastěji se tento patovar vyskytuje v Indii a Súdánu
(BISWAS et al., 2013).
3.2.24 Xanthomonas campestris pv. papavericola
U čeledi Papaveraceae se často vyskytuje bakteriální listová skvrnitost, která značně
snižuje výnos ze zemědělsky využívaných druhů. Tu způsobuje X. campestris pv.
papavericola (Bryan, McWhorter, 1930) Dye 1978. Avšak v mnoha případech dochází
k záměně tohoto onemocnění s nákazou houbou Helminthosporium papaveris Sawada,
1917 nebo s nekrózami, které způsobuje Pseudomonas cichorii (Swingle, 1925) Stapp,
1928 (KŮDELA et al., 2002).
3.2.25 Xanthomonas campestris pv. passiflorae
Velká omezení při rozšiřování pěstebních ploch maracuji přináší bakterie X.
campestris pv. passiflorae (Pereira, 1969) Dye 1978. Způsobená skvrnitost je
problematické onemocnění, proti kterému neexistuje účinná chemická ochrana. Nejvíce
případů tohoto onemocnění hlásí Brazílie (VIEIRA, CARNEIRO, 2005). Tento patogen
se často vyskytuje společně s bakterií Pseudomonas syringae pv. passiflorae (Reid,
1938) Young et al., 1978 (GONCALVES, ROSATO, 2000).
18
3.2.26 Xanthomonas campestris pv. pennamericanum
V roce 1984 probíhal výzkum bakteriálních onemocnění prosa a čiroku v Nigérii.
Tyto plodiny jsou v některých afrických státech nezbytné pro výživu obyvatelstva. Při
tomto zkoumání byl objeven nový patovar X. campestris pv. pennamericanum Qhobela,
Claflin, 1988, který způsobuje listovou skvrnitost. Jeho hlavním hostitelem je
Pennisetum americanum Linnaeus 1753, po němž je pojmenován (QHOBELA,
CLAFLIN, 1988).
3.2.27 Xanthomonas campestris pv. phormiicola
Vodnaté léze na rostlině lnu bývají projevem bakteriální pruhovitosti, kterou
způsobuje X. campestris pv. phormiicola (Takimoto, 1933) Dye, 1978. Dále tento
patovar napadá brambory, u nichž způsobuje hypertrofický růst hlíz. Jako jediný z rodu
Xanthomonas produkuje fytotoxin koronatin, díky němuž je toto onemocnění
způsobeno. Typickým producentem tohoto fytotoxinu jsou patovary druhu
Pseudomonas syringae (KATSUNORI et al., 1992).
3.2.28 Xanthomonas campestris pv. raphani
Bakteriální skvrnitost několika čeledí rostlin způsobuje X. campestris pv. raphani
(White, 1930) Dye, 1978. Hlavními hostiteli jsou ředkvičky, tuřín a rostliny z čeledi
Brassicaceae. Dále se předpokládá, že může napadat rajčata, papriky, tabák a další
rostliny. Často dochází k záměně s X. campestris pv. campestris a pv. armoraciae,
protože se vyskytují na obdobných rostlinách (VICENTE et al., 2006).
3.2.29 Xanthomonas campestris pv. sesami
Patovar X. campestris pv. sesami (Sebet, Dowson, 1960) Dye, 1978 významně
ovlivňuje produkci sezamu. U dospělých rostlin způsobuje spálu, která se projevuje
převážně nekrózami na listech rostliny. Pokud je infikováno semeno či mladá rostlina,
dochází ke zpomalení klíčení, nedostatečnému vývoji kořenového systému, a tím i celé
rostliny (REHMAN et al., 2013).
3.2.30 Xanthomonas campestris pv. syngonii
Patogenem rostliny Syngonium podophyllum Schott, 1851 je X. campestris pv.
syngonii Dickey, Zumoff 1987. Tato rostlina je hojně využívána jako pokojová rostlina,
19
tudíž jsou projevy listové spály, kterou tento patovar způsobuje, nežádoucí. Na
genetické informaci lze pozorovat příbuznost s druhem X. axonopodis pv.
dieffenbachiae (McCulloch, Pirone, 1939) Vauterin et al., 1995 (LEE, LIU, 2011).
3.2.31 Xanthomonas campestris pv. viticola
Bakteriální korová nekróza je velice závažné onemocnění révy vinné, které
způsobuje X. campestris pv. viticola (Nayudu, 1972) Dye 1978. Tato nekróza postihuje
například vinice v Brazílii. Zde také probíhá mnoho výzkumů spojených s desinfekcí
nástrojů a vody používaných ve vinohradech, aby došlo k zabránění šíření onemocnění
(MARQUES et al., 2007).
3.2.32 Xanthomonas campestris pv. zantedeschiae
Jednou z nemocí postihujících kornoutici africkou může být spála způsobená
bakterií X. campestris pv. zantedeschiae (Joubert, Truter, 1972) Dye 1978. Tento
patogen nepatří mezi hojně rozšířené, byl zaznamenán v jižní Africe a na Taiwanu.
Onemocnění má stejné projevy a průběh jako spála způsobená xanthomonádami u
ostatních rostlin (LEE et al., 2005).
3.2.33 Xanthomonas campestris pv. zinniae
Ekonomické i estetické škody způsobuje bakteriální skvrnitost při napadení X.
campestris pv. zinniae (Hopkins, Dowson, 1949) Dye, 1978 na pěstebních plochách
ostálky sličné. Tento patovar lze rozdělit na více než 22 kmenů. Kromě rostlin rodu
Zinnia mohou být napadeny i rajčata. Další zeleninové druhy jsou odolné proti napadení
tímto patogenem (SAHIN et al., 2003).
3.2.34 Další známé patovary
Pojmenováno je také mnoho dalších patovarů, které zatím nejsou podrobně
popsány, často jsou známy pouze jejich hostitelé. Mezi ně patří bakterie X. campestris
pv. alangii (Padhya, Patel, 1962) Dye, 1978, u níž jsou prokázány možné fytopatogenní
účinky, ale konkrétní hostitel není znám (www.ncppb.fera.defra.gov.uk). K izolaci genu
kódujícího DNA methyltransférazu byla použita X. camepstris pv. amaranthicola (Patel
et al., 1952) Dye, 1978 (GÓMEZ et al., 1997). Patogen X. campestris pv. arecae (Rao,
Mohan, 1970) Dye, 1978 se vyskytuje jako patogen palmy areka obecná (KURIAN,
20
PETER, 2007). Podobně jako X. campestris pv. azadirachtae (Desai et al., 1966) Dye,
1978, který je patogenem palmy zaderach indický, ten je známější pod názvem neem a
je hojně využívaná v ájurvédě (RANDAWA, PARMAR, 1996). Patovar X. campestris
pv. badrii (Patel et al., 1950) Dye, 1978 byl izolován v Indii z kosmopolitně rozšířeného
plevele řepeň durkoman (DOUGLAS BOYETTE, HOAGLAND, 2013). Černou
hnilobu barborky obecné způsobuje X. campestris pv. barbareae (Burkholder, 1941)
Dye, 1978 (KENNETH HORST, 2001). X. campestris pv. cannae Easwaramurthy et al.,
1984 napadá převážně dosnu indickou, podle některých studií mezi její hostitele patří i
banánovník (STUDHOLME et al., 2011). Nedávné studie prokázaly, že X. campestris
pv. capsularii patří mezi několik patogenů ohrožujících jutu indickou (BISWAS et al.,
2013). Spálu na rostlině zvané guar způsobuje X. campestri pv. cyamopsidis (Patel et
al., 1953) Dye, 1978 (KENNETH HORST, 2001). Díky skvrnitosti, kterou způsobuje X.
campestris pv. daturae (Jain et al., 1975) Bradbury, 1986, dochází k poškození durmanu
metelového (PARKINSON et al., 2009). Patogen X. campestris pv. lawsoniae (Patel et
al., 1951) Dye, 1978 způsobuje skvrnitost listů henny bílé, což značně ovlivňuje
ekonomickou výnosnost plodiny (MUTHAIYAN, 2009). Zežloutnutí a následné
odumírání listů rostlin rodu Iris způsobuje napadení patovarem X. campestris pv.
tardicrescens (McCulloch, 1937) Dye, 1978 (DREISTADT, 2001). Nejméně
prozkoumané druhy jsou shrnuty v přiložené tabulce.
3.3 Genom
3.3.1 Obecná charakteristika bakteriálního genomu
KOČÁREK (2004) popisuje ve své publikaci genom jako soubor všech genů daného
organismu. Za základní jednotku bakteriálního genomu je považován bakteriální
chromozom. Ten je tvořen jednou molekulou dvoušroubovice DNA, která je
uspořádána do kruhu. Obvyklá velikost se pohybuje okolo 4 – 5 Mb. Kromě základních
genů mohou bakterie nést i další DNA, která není nezbytně nutná pro růst a reprodukci.
Tato DNA tvoří organelu zvanou plazmid a bývá zodpovědná za některé další
schopnosti bakterií např. schopnost konjugace či přenos genů další buňce (HARTWELL
et al., 2015). Podle mezinárodní úmluvy bylo dohodnuto, že bakterie mající 70% a větší
shodu DNA, náleží do stejného druhu (KŮDELA et al., 2002).
21
3.3.2 Genom bakterie Xanthomonas campestris
Genetika bakterií rodu Xanthomonas campestris i jejich biochemické pochody zatím
nejsou zcela prozkoumané, čemuž pravděpodobně napomáhá i značná genetická
diverzita tohoto rodu. Poměrně rozmanitý genom tohoto bakteriálního rodu může být
zodpovědný za velkou specificitu hostitelů jednotlivých patovarů Xanthomonas
campestris (TSENG, 1999).
Genom tohoto bakteriálního druhu lze nalézt jako jeden kruhový chromozom.
Velikost chromozomu je nepatrně odlišná pro jednotlivé patovary, obecně se pohybuje
okolo 5 080 000 bp. Dalšími charakteristickými znaky zastoupení proteinů okolo 4 100,
rRNA 6, tRNA 53 a ostatních RNA 2. Celkové množství genů se pohybuje okolo 4 200
a procentuální zastoupení G+C bývá 65% (WEI, 2005). Přítomnost plazmidu byla
prokázána pouze u některých patovarů druhu Xanthomonas campestris, přičemž tyto
plazmidy mají u různých patovarů různou velikost. Dle výzkumů lze tvrdit, že
přítomnost plazmidu u patovaru X. campestris pv. campestris prokázána nebyla
(TSENG, 1999).
Studie identifikovala na choromozomu celkem 23 lokusů. Některé z nich jsou
zodpovědné za syntézu xanthanu a xanthomonadinu, který způsobuje žlutou pigmentaci
bakteriálních kolonií. Byl objeven fragment o velikosti 18,6 kb, který se skládá ze
sedmi transkripčních jednotek. V tomto fragmentu se nacházejí geny, které zapříčiňují
syntézu xanthomonadinu. Xanthomonadin je druhově specifický právě pro rod
Xanthomonas, a proto se jeho přítomnost využívá v chemotaxonomii. (TSENG, 1999).
Další zkoumání ukázalo, že existuje celkem 12 genů, jejichž produkty se účastní
syntézy xanthanu. Tyto geny jsou přednostně členěny jako promotor operonu prvního z
genů (gumB). Přestože byly velmi dobře popsány možnosti regulace syntézy xanthanu
in vitro, regulace syntézy přímo v rostlině zatím není známa (VOJNOV, 2001).
Nejnovější studie prováděná v Indii rozdělila patovar X. campestris pv. campestris na
základě rozdílů v nukleotidové sekvenci 16S rRNA do 6 genetických izolátů, přičemž
některé z těchto izolátů mezi sebou vykazovaly více než 99% shodu. Poměrně vysoká
shoda, až 85%, byla prokázána i s bakteriemi z jiných rodů jako je Pseudomonas nebo
Xylella. Tyto izoláty vyskytující se v Indii byly velmi blízké dříve popsaným izolátům z
22
Itálie a Číny. Spekuluje se tedy o možnosti dřívější migrace bakterií z těchto zemí na
infikovaných semenech (SINGH, 2016).
Jak nejnovější studie popisují, je možné geneticky rozdělit patovar Xanthomonas
campestris pv. campestris do dalších podskupin, které nazýváme rasy. Tyto podskupiny
jsou rozlišeny na základě rozdílných reakcí při napadání různých hostitelů. Celosvětově
bylo na základě sledování virulentních a avirulentních genů identifikováno celkem 9
ras, přičemž rasy 1 a 4 jsou celosvětově rozšířené. Studie prováděná v různých
agroklimatických podmínkách v Indii také potvrdila, že rasy 1 a 4 nejsou klimaticky
specifické (SINGH, 2016).
Mnohé výsledky výzkumů jsou důkazem toho, že je nukleotidová sekvence 16S rRNA
velice důležitá. Je velkým přínosem při charakterizaci bakterií a při hledání rozdílů v
jednotlivých izolátech. Nevýhodou zůstává fakt, že nemůže být využívána k rozlišování
jednotlivých ras (SINGH, 2016).
Další zajímavostí genomu je přítomnost HRP genů. Pokud jsou HRP geny v DNA
objeveny můžeme organismus označit za patogenní. Tyto geny jsou typické pro rod
Xanthomonas a jsou využívány k bližšímu taxonomickému rozlišování bakterií. HRP
geny kódují část sekrečního systému, která je podle výzkumů zodpovědná za patogenitu
daného organismu (VICENTE, HOLUB, 2013; MARQUES et al., 2007).
3.4 Patogenita patovarů Xanthomonas campestris
3.4.1 Bakteriální pruhovitost listů
Toto bakteriální onemocnění, způsobené X. capestris pv. arecae, postihuje palmu
areku obecnou. U dospělých rostlin se napadení projevuje lézemi rovnoběžnými
s žilnatinou listu. Častěji jsou napadány rostliny staré 3-5 let. Pokud se tyto
parenchymatózní projevy objeví u rostoucích pupenů, může dojít k odumření celé
rostliny. Zvýšený výskyt tohoto onemocnění je především v období monzunových
dešťů. Jako léčebné prostředky se používají postřiky antibiotiky o koncentraci 500 ppm
ze skupiny tetracyklinů (KURIAN, PETER, 2007).
23
3.4.2 Bakteriální skvrnitost listů
Jedním z patovarů způsobujících nejčastější xanthomonádové onemocnění,
bakteriální skvrnitost, je X. campestris pv. armoraciae. Symptomy se projevují jako
četné černé kruhové skvrny většinou na spodní straně listů. Tyto skvrny mohou být
vodnaté se žlutým kruhovým okrajem. Celkově pak listy působí nažloutle a roztrhaně.
Nejvíce se toto onemocnění objevuje u ředkví, ředkviček, křenu a kapusty (SAHIN,
MILLER, 1997).
Obr. 2 – Skvrnitost na zelném listu způsobená X. campestris pv. armoraciae
(www.mtvernon.wsu.edu)
Podobně se tato bakterióza projevuje u palmy zaderach indický, u které ji způsobuje
X. campestris pv. azadirachtae. Hlavními projevy jsou vodou nasáklé průsvitné skvrny
na listech. Tyto skvrny bývají zpočátku malé, později se však zvětšují a mohou splynout
ve velké (RANDAWA, PARMAR, 1996).
Patovar způsobující skvrnitost vláknitých i hlíznatých begónií je X. campestris pv.
begoniae. Mezi projevy tohoto onemocnění patří puchýře a hnědé skvrny se žlutými
okraji. Další fází je napadení stonku, které se projevuje opadáváním či ohýbáním a
24
následnou smrtí rostliny. Bakterie přežívají ve slizu na listech po dobu několika měsíců.
Infikace probíhá nejčastěji při zálivce, nejdůležitější proto je udržovat listy suché
(KENNETH HORST, 2001).
Bakteriální skvrnitost postihuje i mák setý, u nějž postihuje všechny části rostliny a
způsobuje ji X. campestris pv. papavericola. Při infekci porostu dochází degradaci listů,
a tím i k poškození makovic a semen v nich. Sklizeň je tudíž malá a nekvalitní. Hlavním
projevem jsou skvrny především na ploše listů. Ty bývají vodnaté, později žloutnou a
zasychají (KŮDELA et al., 2002).
Skvrnitost způsobená patovarem X. campestris pv. zinniae se projevuje především
lézemi, které jsou pro toto onemocnění typické. Lze je barevně odlišit od ostatních.
Léze způsobené tímto patovarem jsou spíše žluté s červenými nebo hnědočervenými
středy. Přenos bakterie probíhá především semeny, proto se jako ochrana používají
baktericidní přípravky k ošetření semen (SAHIN et al., 2003).
3.4.3 Černá žilkovitost
Toto onemocnění typické pro brukvovité rostliny způsobuje na hospodářských
plodinách především X. campestris pv. campestris. Podobné projevy má i napadení X.
campestris pv. aberrans a další čtyři patovary, ty se však jako původci onemocnění
vyskytují méně často (VICENTE et al., 2001). Jedná se asi o nejvýznamnější
onemocnění brukvovitých, které se vyskytuje po celém světě. Menší ztráty jsou
zaznamenávány v chladnějších oblastech a u porostů, které nejsou zavlažovány
postřikem. V teplých a vlhkých podmínkách je úmrtnost rostlin násobně vyšší
(KŮDELA et al., 2002).
25
Obr. 3 – Cyklus černé žilkovitosti (www.wikipedia.org)
Projevy tohoto onemocnění můžeme rozdělit na fázi skvrnitosti a fázi
tracheobakteriózy. Skvrnitost může občas ustupovat či vizuálně napodobovat jiná
onemocnění, bakterie se v tomto období dále rozmnožuje a vyvíjí. Typickým znakem
jsou hnědé léze ve tvaru písmena „V“ na listech či černání žilnatiny. Předchozí projevy
mohou být nenápadné ve formě vodnatých lézí na spodní straně listů. Druhou fázi
onemocnění doprovází hnědnutí, případně až černání cévního systému rostliny. Rostliny
mohou být dlouhou dobu bez příznaků onemocnění. Při napadení semenáčků může dojít
k jejich odumření či zakrnění (KŮDELA et al., 2002).
Ochrana se týká především semen. Ta by měla pocházet z ověřených semenářských
firem. Dříve se převážně přistupovalo k různým metodám moření, které často negativně
ovlivňovaly klíčivost. Dnes se spíše pracuje na vyšlechtění odolných druhů, i když
moření u některých firem stále přetrvává (KŮDELA et al., 2002).
26
Obr. 4 – Projevy černé žilkovitosti na listu brokolice (www. ag.umass.edu)
3.4.4 Bakteriální spála
Původcem tohoto onemocnění je X. campestris pv. capsularii. Hostitel bakterie,
kterým je juta, byl poprvé potvrzen v Indii. Nákaza se na začátku nejčastěji projevuje
hnědými skvrnami na ploše listu, které jsou většinou hranaté. V dalších fázích dochází
k hnědnutí a vadnutí okrajů listů (BISWAS et al., 2013).
Spála se také vyskytuje u mrkve, a způsobuje ji X. campestris pv. carotae. Projevy
onemocnění se objevují na všech částech rostliny. Na kořenech se může nákaza
projevovat spíše jako strupovitost (KŮDELA et al., 2002). Největším problémem však
je postižení květů, při němž mohou být květy zasaženy nakolik, že se již dál nevyvinou
nebo dojde k přenosu bakterií na semena (KENNETH HORST, 2001). Vizuální
projevy, kterými jsou hnědé skvrny, se vyskytují zejména na listech. Hlavním zdrojem
nákazy jsou semena. Jako hlavní ochranný prostředek se používá desinfekce, dále se
doporučuje dodržovat osevní postupy a nepěstovat mrkev na stejném pozemku alespoň
3 roky po sobě. Nejvyšší výskyt zaznamenáváme při teplém a vlhkém počasí (SHERF,
MACNAB, 1986).
3.4.5 Bakteriální nádorovitost
Prvními symptomy tohoto onemocnění, které způsobuje X. campestris pv. carissea,
jsou malé kulaté skvrny především na listech. Tyto skvrny bývají vodnaté a s postupem
onemocnění se rozšiřují a mění svou barvu ze žlutohnědé na tmavě hnědou se
27
žlutozelenými okraji. Může dojít ke spojení skvrn a vypoulení vrchní vrstvy listu nad
skvrnami. Výjimečně se podobné projevy mohou objevit na stoncích či řapících, na
květech a plodech se nevyskytují. Léčebné postřiky se provádějí látkou phytomycin o
koncentraci 200 µg.l-1 (SRIVASTAVA, MEHRA, 2003).
3.4.6 Bakteriální xanthomonádové vadnutí
Toto onemocnění banánovníků považujeme za velice destruktivní a je způsobeno
patovarem X. campestris pv. musacearum. Vadnutí postupně postihuje většinu afrických
pěstitelů banánů, a to i díky rychlému šíření. Tomu napomáhají ptáci, hmyz nebo
netopýři i sami pěstitelé, kteří rozšiřují bakterie z napadených rostlin na ty vitální bez
infekce (SWENNEN et al., 2013). Zatím nejsou k dispozici rezistentní odrůdy, díky
moderním technologiím se však provádějí úspěšné laboratorní testy resistentních odrůd
(GEDIL et al., 2014).
Hlavní příznaky můžeme spatřit po celé rostlině. Mezi ně patří vadnutí a žloutnutí
listů. Později jsou napadeny i květy a plody, dochází k jejich zabarvení, vysychání.
Nakonec následuje úhyn rostliny, ten je častější u mladých rostlin (SWENNEN et al.,
2013).
3.4.7 Bakteriální korová nekróza
Bakteriální korová nekróza je onemocnění, které postihuje vinnou révu a způsobuje
ji X. campestris pv. viticola. Kromě révy lze toto onemocnění pozorovat i u zaderachu
indického nebo manga. Bakterie je schopná růst v teplotách od 5°C do 35°C, ideální
teplota pro rychlé rozmnožování bakterií je okolo 30°C (NARAYANASAMY, 2006).
Hlavními projevy jsou rozsáhlé hnědé až černé léze, které se postupně mohou spojovat.
Projevy lze pozorovat na listech, stoncích i plodech. Začínají se objevovat odrůdy révy,
které jsou odolné vůči tomuto onemocnění. Velkým přínosem v ochraně proti nekróze
byl objev bakteriofága, který je schopen bakterii usmrtit (VERMA, SHARMA, 1999).
3.5 Způsoby molekulární detekce
3.5.1 Izolace DNA
Izolace bakterií by se měla řídit několika pravidly, aby se docílilo ideálních
výsledků. Mezi tato pravidla patří především správná technika izolace a správný vzorek,
dále je výsledek ovlivněn také výběrem živného média. Při výběru vzorku se
28
zaměřujeme na rozmezí nekrotického a živého pletiva, kde je úspěšnost izolace největší.
Při izolacích z brukvovitých rostlin se doporučuje naříznutí hlízy či stoku a vymačkání
slizu na povrch řezu. Z tohoto slizu je možné získat čisté kultury (KŮDELA et al.,
2002).
3.5.2 Sekvenace DNA
Sekvenace je metoda používající se nejen u DNA, ale i u RNA. Tato metoda
stanovuje pořadí nukleotidů dané nukleové kyselině. Do dnešní doby byly vyvinuty dvě
generace metod sekvenování, ale v dnešní době už probíhá vývoj třetí generace.
Nejčastější jsou metody první generace, mezi které patří Sangerova metoda a metoda
Maxam – Gilbert (ZVÁROVÁ et al., 2012).
3.5.3 Hybridizace DNA
Hybridizaci lze označit jako opak denaturace. Je založena na spojování
jednořetězcových úseků DNA, které jsou komplementární. Celý proces je totožný pro
DNA i RNA. Hybridizace se provádí za pomoci sond, která je tvořená známou sekvencí
nukleové kyseliny. Sody můžeme rozdělit do dvou skupin, a to na sondy radioaktivně
značené a neradioaktivně značené. Dnes se častěji používají například sondy značené
biotinem, které jsou neradioaktivní. Detekce probíhá podle systému značení
autoradiografickými, kolorimetrickými a dalšími metodami (KŮDELA et al., 2002;
ZVÁROVÁ et al., 2012).
Při hybridizaci je nejdůležitější správný výběr sondy, abychom dosáhli
požadovaného a relevantního závěru. Jedná se o metodu s širokým uplatněním a
možnostmi. Hybridizaci je možné použít na DNA i RNA. Dnes se tato metoda často
kombinuje s dalšími molekulárními metodami, jako je například PCR. (KRSEK, 2014).
29
Obr. 5 – Princip hybridizace (MELTER, MALMGREN, 2014)
3.5.4 Metody založené na PCR
PCR a metody na ní založené jsou dnes nedílnou součástí molekulární detekce. Tyto
metody se využívají v mnohých výzkumných činnostech, v medicíně, archeologii a
zemědělství. V zemědělství se využívají při stanovování patogenů, při výzkumu
genetických chorob, při prokazování rodičovství a při dalších činnostech. Největší
výhodou těchto metod je rychlost a přesnost zisku informací, což je velice důležité
především v medicíně. Nevýhodou u PCR a podobných metod je možnost falešných
pozitivních případně negativních výsledků. Výsledky mohou být snadno ovlivněny
přítomností jiné DNA či RNA. Ke kontaminaci většinou dochází při přípravě
požadovaného vzorku (GÁLOVÁ et al., 2012; KŮDELA et al., 2002).
3.5.4.1 PCR
Nespornou výhodou PCR je možnost uplatnění v mnoha oborech, mezi které
například patří medicína, zemědělství nebo archeologie. Tato metoda se zakládá na
amplifikaci specifických úseků dvouřetězcové DNA. Specifické úseky jsou typické pro
hledaný organismus. Amplifikace probíhá v cyklech, kterých je zpravidla 25 až 35. Tyto
cykly se skládají z několika fází – teplotní denaturace, připojení primerů (hybridizace),
polymerace za přítomnosti DNA-polymerázy a dalších látek. Vše probíhá
v termocykléru, který umožňuje přizpůsobovat teplotu jednotlivým fázím. Při každém
cyklu by mělo dojít ke zdvojnásobení molekul (GÁLOVÁ et al., 2012; KŮDELA et al.,
2002).
Tato metoda se při detekci druhu Xanthomonas campestris využívá nejvíce. Dnes se
PCR vylepšuje a vznikají nové PCR metody, které mohou být přesnější či rychlejší. Při
30
detekci bakterií Xanthomonas campestris z brukvovitých rostlin se často používá
multiplex real-time PCR. Další metoda detekce, která je na tomto patovaru zkoušena, je
BIO-PCR. Tato varianta detekce je však náročnější na provedení (BERG et al., 2005).
3.5.5 DNA microarray
DNA microarray nebo také DNA chip je novou kombinovanou metodou PCR a
hybridizace. Tato metoda se zakládá na velkém množství DNA sond, kterých může být i
250 000. Sondy musí být součástí pevného nosiče, na kterém tato metoda probíhá.
Velkou nevýhodou této detekce je cena, především cena čipu a dalšího technického
vybavení. Jedná se o metodu s velkým potenciálem, jejíž největší výhodou je možnost
širokého využití. Například v oblasti bakteriologie je těžké rozpoznávat některé geny, a
právě zde má microarray uplatnění (KRSEK, 2014; ZHOU et al., 2011).
3.6 Ekonomické aspekty spojené s druhem Xanthomonas campestris
3.6.1 Ekonomické ztráty
Onemocnění, která způsobují patovary druhu Xanthomonas campestris na
hospodářsky významných plodinách, negativně ovlivňují výnosy z pěstebních ploch.
V některých méně obydlených částech světa napadají plodiny, jejichž pěstování je
klíčové pro výživu místního obyvatelstva. U malých a středních zemědělců může dojít
v průběhu epidemického období až ke krachu. Ze statistik ekonomických ztrát
způsobených bakteriálními onemocněními je složité přesně vyčíslit škody způsobené
právě druhem Xanthomonas capestris. Avšak ze studií prováděných v Severní Karolíně
v USA víme, že v průběhu epidemického období mezi lety 2001 – 2008 byly škody na
úrodě, postižené skvrnitostí patovaru X. campestris pv. campestris, vyčísleny na
1 700 000 $. Dále víme, že xanthomonádová onemocnění mohou postihnout v období
epidemie okolo 30% sadu. V tomto případě jsou ztráty z hektaru vyčísleny na 11 200 €.
Tato onemocnění ročně přinášejí ztrátu 30% z celkového výnosu rajčat a paprik v EU
(STEFANI, 2010; WACHTER et al., 2008).
3.6.2 Ekonomické přínosy
Přínosy v oblasti ekonomiky jsou spojovány s produkcí xanthanu. Z ekonomického
hlediska je výhodnější získání nižší koncentrace produktu 25 – 30 g.l-1. Získání vyšší
koncentrace produktu je sice možné, ale vhledem k nutnosti dodání většího množství
energie pro průběh reakce také dražší. Vstupní suroviny překvapivě nehrají větší roli ve
31
výrobních nákladech a činí jen zhruba 5 – 10%. Výslednou cenu samozřejmě určuje i
jeho využití. Zatímco xanthan produkovaný pro nepotravinářské účely je relativně
levný, xanthan vyráběný pro potravinářství musí být dále upravován, např. zbavení
isopropanolu, kovových iontů a dalších kontaminantů, což zvyšuje jeho cenu. Největší
podíl z výrobních nákladů připadá na samotnou výrobní režii (technologie, energie,
náklady na kultivaci, sušení, atd.) (HACKING, 1986).
Vzhledem k rostoucí poptávce po xanthanu probíhají snahy o snížení ekonomických
nákladů na jeho výrobu a tím i o snížení jeho prodejní ceny. Tyto pokusy jsou však
značně limitovány. Mezi hlavní metodu snižování nákladů patří oddělení kultivační fáze
od fáze biosyntézy xanthanu. Tato metoda však prodlužuje čas kultivace, čímž roste
riziko kontaminace kultury, proto je vhodné zvolit rozumný kompromis (HACKING,
1986).
3.7 Xanthomonas campestris a její využití v potravinářství
3.7.1 Obecná charakteristika
Xanthan je látka, která se na etiketách potravinářských výrobků často vyskytuje pod
názvem xanthanová guma. Zařazujeme ho mezi mikrobiální exopolysacharidy, které
získáváme pomocí fermentace. Za jejího hlavního producenta jsou považovány právě
bakterie Xanthomonas campestris, tvoří ho však i další bakterie, které patří do rodu
Xanthomonas (OWUSU – APENTEN, 2005).
Jedná se o přírodní látku s charakteristickými fyzikálními vlastnostmi, která má
široké průmyslové uplatnění. Mezi její nejdůležitější vlastnosti patří viskozita, díky níž
se používá například ve stavebnictví nebo kosmetickém průmyslu, ale nejčastější
využití nachází v potravinářství. Xanthan je prvním zahušťovadlem mikrobiálního
původu. Pro potravinářské účely má xanthanová guma své E-označení E415. Molární
hmotnost xanthanu bývá 2*106 g.mol-1, ale může být i vyšší (GOLBERG, WILLIAMS,
1991).
3.7.2 Legislativa
Z legislativního hlediska řadíme xanthan mezi přídatné látky, konkrétně mezi
zahušťovadla a stabilizátory. Z důvodů bezpečnosti používání je přesně definován v
32
legislativě Evropské Unie, která je platná pro všechny členské země, tedy i pro Českou
Republiku.
Při použití v potravinářství se řídíme nařízením Evropského parlamentu a Rady (ES)
č. 1333/2008 o potravinářských přídatných látkách v plném znění, především jeho
přílohami II. a III.
Toto nařízení potvrzuje přidělené E-označení. Zakazuje použití xanthanu v želé
cukrovinkách, které jsou ve formě minipohárků a v denaturovaných výrobcích, které se
musí před spotřebou rehydratovat. U mnoha výrobků není stanoveno maximální možné
použitelné množství. Může být použit i jako nosič. Množství 10 000 mg.kg-1 je
maximální možná dávka použitá při přípravě džemů, marmelád, rosolů, ovocných a
zeleninových pomazánek, stolních sladidel, obilných příkrmů a ostatních příkrmů a
ostatních dětských výživ. Maximální dávka 20 000 mg.kg-1 může být použita při
přípravě bezlepkových obilných příkrmů. Množství maximálně 1 200 mg.kg-1 může být
použito při výrobě speciální a dietní výživy pro kojence a batolata na bázi aminokyselin
nebo peptidů.
3.7.3 Historie
V polovině 50. let 20. století se mnoho organizací snažilo najít biopolymery s
průmyslově využitelnými vlastnostmi. Díky velkým sbírkám mikrobiálních kultur
nalezla Northern Utilization Research and Development Division of the United States
Department of Agriculture látku s velkým potenciálem využití v průmyslu. Tomuto
polysacharidu byl nejdříve přiřazen název B-1459, a následně i generický název
xanthanová guma. (HARDING et al., 1995)
Při testovacích výrobách xanthanové gumy, které byly poprvé spuštěny v roce 1963,
se potvrdily průmyslově využitelné vlastnosti a zároveň se prokázala ekonomická
výhodnost výroby. V roce 1969 povolila organizace Food and Drug Administration
v USA její využívání v potravinářství. Evropskou unií pak byla pro potravinářské účely
povolena v roce 1974 (OWUSU – APENTEN, 2005)
3.7.4 Struktura
3.7.4.1 Chemická struktura
33
Z chemického hlediska je tento exopolysacharid složen ze tří základních látek – D-
glukózy, D-manózy a kyseliny D-glukuronové. Spojením glukóz se vytvoří β-1,4-D-
glukan celulózová páteř, v postranních řetězcích se většinou objevuje kyselina D-
glukuronová mezi dvěma jednotkami D-manózy. Zpravidla polovina terminálních D-
manóz nese pyruvát. Obsah se společně s dalšími látkami mění a zároveň se jím
společně s polohou vyjadřují nepravidelnosti struktury (GOLDBERG, WILLIAMS,
1991)
Obr. 6 – Struktura xanthanu (CARGILL, 2016)
3.7.4.2 Sekundární struktura
Sekundární struktura xanthanu není stále zcela prozkoumána. Vyskytuje se ve dvou
formách - nativní a renaturované, a dvou konformacích - uspořádané a neuspořádané.
Prozatím je nejvíce podporován názor o modelu pravotočivé dvoušroubovice, který byl
potvrzen několika studiemi a zároveň je i podporován daty získanými pomocí X-Ray.
Někteří vědci však stále pracují i s variantami jednošroubovice či mnohošroubovice. Do
stabilizace šroubovice se zapojují vodíkové můstky, elektrostatické interakce a další
nekovalentní vazby. (BORN et al., 2005).
34
Obr. 7 – Molekulární konformace xanthanu (GOLBERG, WILLIAMS, 1991)
3.7.5. Fyziologická funkce
Xanthan je produkován jako sekundární metabolit. Jeho fyziologická funkce byla
odvozena od funkcí jiných polysacharidů v bakteriích. Analogie byla použita z důvodu
nedostatečného prozkoumání funkce xanthanu, jelikož se jeho výzkum vždy zabýval
spíše jeho vlastnostmi a využitelností (OWUSU – APENTEN, 2005).
Exopolysacharidy se vyskytují v bakteriálním obalu a tím přispívají k vyšším
odolnostem bakterií vůči vnějším vlivům, jako je teplota nebo UV záření. Dále je
možné, že xanthan napomáhá fytopatogenitě bakterií Xanthomonas campestris. Jeho
přítomnost způsobuje vysychání napadených rostlin a zároveň podporuje rozšiřování
bakteriálních kolonií (BORN et al., 2005).
Dle výzkumů působení polysacharidů se předpokládá, že je součástí slizu, kterému
způsobuje gelovitost. Tento sliz pak zabraňuje spuštění obranných mechanizmů
35
v rostlině, ucpává cévní část vodivých pletiv, a tím dochází k poškození rostlin. Zároveň
ochraňuje bakteriální kolonii před vysycháním (BORN et al., 2005).
3.7.6 Produkce
Komerční výrobou xanthanové gumy se zabývají pouze velké světové firmy
působící v zemědělství a potravinářství. Mezi tyto výrobce patří například americké
firmy Monsanto či Kelco, která vyrábí od roku 1985 xanthan nejvyšší čistoty pro
potravinářské účely, nizozemská firma SKW Biosystems či rakouská firma
Jungbunzlauer (GOLBERG, WILLIAMS, 1991).
Zemí, která se v posledních letech dostává do popředí, je Čína. Čínská produkce
xanthanu se v současnosti odhaduje na zhruba 200 000 tun ročně, což je asi dvakrát více
než před 5 – 10 lety. Díky této masivní výrobě dochází také k razantnímu snížení ceny,
která je pro evropské podniky nedosažitelná. Cena čínského xanthanu se pohybuje
okolo 3 € za kilogram (SEARBY, 2014).
3.7.7 Technologie výroby
3.7.7.1 Biosyntéza
Podrobné pochopení syntézy xanthanové gumy je nezbytné k docílení kvalitní
výroby. Tento proces začali vědci zkoumat v 80. letech 20. století, kdy se zaměřili na
genetické principy, biochemické procesy a regulaci syntézy (HARDING et al., 1995).
Syntéza xanthanu probíhá standardní cestou syntézy bakteriálních
heteropolysacharidů v několika krocích v různých částech bakteriální buňky. Jeho
molekula se skládá z cukernatých nukleotidů, acetyl-CoA, fosfoenolpyruvátu a
polyisoprenolfosfátu. Glukózo-6-fosfát, který je prekurzorem cukernatých nukleotidů,
pochází z vnějšího prostředí. Zatímco syntéza prekurzorů probíhá v cytoplazmě,
spojování opakujících se jednotek ve výsledný polymer probíhá na vnitřní straně
cytoplazmatické membrány (BORN et al., 2005).
Bylo zjištěno, že existuje 12 genů regulujících syntézu opakujících se jednotek a
terminálních částí xanthanu. Tyto geny jsou umístěny v jednom lokusu. Ačkoli známe
jednotlivé fáze syntézy, stále se však nepodařilo zcela objasnit mechanismy regulace
(BORN et al., 2005).
36
3.7.7.2 Fermentace a konečná úprava
V minulosti byly definovány ideální podmínky pro růst bakterií Xanthomonas
campestris. Ukázalo se, že je pro ně dostačující poměrně jednoduché médium
obsahující chlorid amonný, fosforečnan sodný, síran hořečnatý, soli stopových prvků a
glukózu. Množství glukózy je velice důležité pro optimální výtěžnost reakce. Studie
ukázaly, že při teplotě 28°C je ideální koncentrace glukózy v médiu 50 g.l-1. Důležitým
faktorem průběhu fermentace je i pH 6,2 – 7,6, které umožní kompletní utilizaci
substrátu (HARDING et al., 1995).
Pro vyšší ekonomickou výnosnost průmyslové výroby xanthanu, byly zkoumány
fyzikální, biologické i chemické faktory ovlivňující průběh fermentace. Například bylo
zjištěno, že optimální teplota pro růst bakterií je nižší než pro samotnou fázi syntézy.
Rovněž byly testovány možné alternativy chemických látek v kultivačním médiu.
Glukózu lze nahradit sukralózou nebo hydrolyzovaným škrobem bez snížení výtěžnosti
reakce (HARDING et al., 1995).
Po provedení fermentací dochází k odstranění bakterií pomocí pasterace a vysrážení
xanthanu za pomocí alkoholu. Alkohol je poté odstraněn a výsledný produkt prochází
konečnými úpravami, jako je sušení, mletí, testování nezávadnosti a balení pro konečné
skladování (GOLBERG, WILLIAMS, 1991).
Důležitým aspektem, který je při výrobě dobré sledovat, je především obsah glukózy
v médiu. Ta slouží jako hlavní zdroj uhlíku při tvorbě xanthanu. Při snížení obsahu
dochází k výraznému zpomalení produkce. Dalším cukrem, který má na výrobu vliv, je
xylóza. Ta zapříčiňuje zvýšení molární hmotnosti konečného produktu. Dále může
ovlivnit výslednou kvalitu vyrobené gumy (ZHANG, CHEN, 2010).
37
Obr. 8 – Schéma komerční výroby xanthanu (GOLBERG, WILLIAMS, 1991)
3.7.8 Vliv na lidský organismus
Vzhledem k tomu, že se xanthan značně využívá v potravinářství, mnoho vědců
začal zajímat jeho vliv na lidské zdraví a případná možnost využití v medicíně. Díky
tomu probíhaly převážně v 80. a 90. letech 20. století studie, při nichž byl xanthan
podáván lidem, kteří trpěli zácpami a diabetem. Při užívání 15 g denně byly u lidí
trpících zácpou prokázány silné projímavé účinky. Diabetikům bylo podáváno sladké
pečivo s 12 g xanthanu po dobu několika týdnů. U takto nemocných lidí docházelo ke
snížení hladiny cukru v krvi a navíc i ke snížení cholesterolu v krvi (KIEFER, 2015).
Podle zatím provedených studií nebyly prokázány účinky xanthanu, které by jakkoli
ohrožovaly lidské zdraví. A to i při podávání enormně velkých dávek každý den po
dobu několika týdnů (KIEFER, 2015).
V průběhu 70. let byly prováděny dlouhodobé studie na zvířatech, konkrétně na
několika generacích krys a na psech a to po dobu dvou let. Při těchto studiích byla
prokázána toxicita xanthanu pro dané živočichy. Úroveň toxicity vědci stanovili na více
než 45 g.kg-1 u krys a na 20 g.kg-1 u psů (BLANSHARD, MITCHELL, 1979).
Nutriční hodnoty xanthanu jsou z výživového hlediska zanedbatelné. Teoretická
výživová hodnota se pohybuje okolo 3,78 kcal.g-1, pokud je tato hodnota upravena o
faktor stravitelnosti pohybuje se okolo 0,5 kcal.g-1 (BLANSHARD, MITCHELL,
1979).
38
3.7.9 Vlastnosti a stabilita
Vlastnosti a velká stabilita xanthanu z něj tvoří všestranně využitelnou látku.
Stabilita a kompatibilita xanthanu je velice oceňovanou vlastností, ta je dána především
chemickou strukturou. Postranní řetězce D-manózy fungují jako ochrana hlavní páteře
molekuly. Díky tomu je xanthan na rozdíl od ostatních polysacharidů extrémně stabilní.
Rozpouští se ve většině organických kyselin, u anorganických kyselin rozpustnost
závisí na koncentraci kyselin a stejné je to pro kyseliny i s kompatibilitou. Enzymy,
většina solí, alkoholy či konzervanty nemají na xanthan větší vliv. Velice stabilní je také
vůči vlivům teploty a změnám pH (GOLBERG, WILLIAMS, 1991).
Mezi nejvýznamnější vlastnosti xanthanu patří viskozita a pseudoplasticita.
Sekundární struktura ve formě helixu zabraňuje ovlivňování viskozity změnami pH. Při
nízkých koncentracích mohou být pozorovány změny, avšak všeobecně platí, že vysoké
viskozity je docíleno při hodnotách pH v rozmezí 2 – 12 (GOLBERG, WILLIAMS,
1991). Údržnost viskozity při změnách teploty je také nadprůměrná oproti ostatním
látkám podobného charakteru. Ztráta viskozity se pohybuje okolo 10% při sterilaci
potravin na 120°C po dobu 30 minut (NUSSINOVITCH, 1997)
3.7.10 Použití
3.7.10.1 Potravinářský průmysl
V potravinářství se xanthan používá v mnoha odvětvích především jako emulgátor a
stabilizátor. Významné uplatnění nachází v pekařství při výrobě bezlepkových výrobků,
ve kterých nahrazuje funkci lepku a tím usnadňuje výrobu těchto produktů (KIEFER,
2015). Dále pomáhá kontrolovat krystalizaci při výrobě čokoládového a ovocného
pečiva. Ze stejného důvodu se přidává do zmrzlin a dalších mražených výrobků, kde
zajišťuje stále stejnou strukturu bez tvorby krystalů. Také se používá při výrobě omáček
a dresinků, kterým dodává charakteristickou viskozitu, podobně jako u různých
mléčných výrobků, speciálních výživových doplňků, sirupů, polev a mnoho dalších
(IMESON, SWORN 2010).
Jako náhradu xanthanu v potravinářství můžeme označit několik příbuzných látek,
jako jsou karagenan, guma guar, arabská guma nebo galaktomanany. Tyto látky se
používají ve stejných typech potravin jako xanthan (GOLBERG, WILLIAMS, 1991).
39
3.7.10.2 Medicína a farmacie
Xanthan je velmi využívanou látkou při výrobě tablet ve farmaceutickém průmyslu.
Převážně se přidává do tablet, které se mají postupně uvolňovat. Dále se využívá jako
pojivo jednotlivých ingrediencí. Dodává typickou texturu a vlastnosti preparátům, čehož
se využívá především při přípravě očních kapek. Xanthan je obsažen také ve speciálních
prostředcích podporujících snadnost polykání u pacientů po ozařování, při potížích se
slinnými žlázami a dalších problémech. Tyto přípravky se přidávají do nápojů a
k potravinám a nemocným usnadňují přijímání potravy (KIEFER, 2015).
3.7.10.3 Ostatní využití
Xanthan je nedílnou součástí kosmetických výrobků a přípravků denní potřeby,
mezi které patří zubní pasty, tělová mléka, šampony, barvy na vlasy nebo dekorativní
kosmetika a mnoho dalších. Podobně jako u potravinářských výrobků se využívá jeho
schopnosti emulgace a stabilizace (GOLBERG, WILLIAMS, 1991).
Další uplatnění nachází při výrobě abraziv a adheziv, výbušnin, tapet, pigmentů,
chemikálií pro zemědělství (pesticidy, hnojiva apod.), čisticích prostředků nebo glazur
na keramiku. Používá se také při barvení a potisku látek a koberců, pomáhá udržovat
ostré barvy a vzory. Pro zvýšení účinnosti se často používá v kombinaci s gumou guar.
Přidává se i do tekutých krmiv pro zvířata, v nichž zabraňuje separaci jednotlivých
minerálních látek a vitamínů (WHISTLER, BEMILLER, 1993).
Je součástí mnoha procesů při těžbě ropy, kde se stává součástí tekutin pro generální
opravy těžebních strojů, umožňuje vyšší rychlost čerpání. Uplatňuje při sekundárních či
terciálních procesech těžby, při výplaších, zvyšuje hydraulické výkony atd.
(DONALDSON et al., 1989).
40
4 VLASTNÍ KOMENTÁ Ř K ŘEŠENÉ PROBLEMATICE
Bakteriální druh Xanthomonas campestris je zařazován především mezi negativně
působící bakterie. Negativní dopady jsou způsobeny fytopatogenitou této bakterie.
Xanthomonádové bakteriózy mohou závažně poškodit infikované plodiny. Některé
agresivní patovary však mohou způsobit i odumření celé rostliny, což značně ovlivňuje
ekonomické výnosy z pěstebních ploch. Nejčastějšími hostiteli jsou hospodářsky i
ekonomicky významné rostliny z čeledi brukvovitých, listová zelenina, rajčata, hena či
okrasné rostliny.
Ochrana proti těmto významným patogenům by měla být důležitým oborem
zkoumání. Každoročně způsobují xanthomonádové bakteriózy velké ekonomické
škody. Velkým přínosem v ochraně by bylo rozšíření možností biologické ochrany.
Dnes dochází k testování bakteriofágů, kteří jsou zatím z hlediska použitelnosti
nedostateční. Z chemických prostředků se nejvíce využívají postřiky antibiotiky a
moření semen. U moření může docházet ke snížení klíčivosti, což je značně nevýhodné.
Antibiotické postřiky nejsou u mnoha rostlin povoleny, navíc hrozí možnost vzniku
rezistence na dané antibiotikum. To by značně ovlivnilo postup ochrany při další infekci
porostu.
Xanthanová guma se v průběhu posledních desetiletí stala nedílnou součástí
několika průmyslových odvětví. Tato látka vykazuje velkou stabilitu a viskozitu, a díky
tomu se používá v potravinářství, stavebnictví či farmacii. Velký potenciál xanthan
nachází v medicíně, kde může pomáhat pacientům s vážnými onemocněními či
pacientům v rekonvalescenci. V potravinářství se používá do desítek výrobků, ve
kterých má funkci stabilizátoru a emulgátoru a nahrazuje synteticky vyrobené látky.
Xanthan se prodává i v malém množství pro použití v domácnosti.
Výzkum zdravotní nezávadnosti xanthanu prozatím neprokázal jakýkoli negativní
vliv na lidské zdraví. Negativní dopad však může mít při vyšších dávkách na zvířata,
což vnáší pochybnosti o jeho zdravotní nezávadnosti. Důležité je provádění dalších
testů, které se zabývají vlivem xanthanu na lidské zdraví, například co se týče možností
alergické reakce či sensitivity na xanthan. Tyto testy by zvýšily důvěru v použití
xanthanu v produktech, které jsou lidmi užívány vnější i vnitřní formou.
41
Dnes se na trhu svádí cenové války, které se nevyhnuly ani xanthanové gumě.
Největší problémy nastaly od vstupu Číny na mezinárodní trh s xanthanem. Čínské
společnosti výrazně snížily ceny xanthanu. Tyto ceny se staly pro evropské firmy
nereálné, tudíž nejsou schopné konkurence. Otázkou zůstává, zda výroba za nižší ceny
neovlivňuje kvalitu xanthanové gumy.
42
5 ZÁVĚR
V této práci byla provedena základní charakteristika bakteriálního druhu
Xanthomonas campestris, včetně typické morfologie pro tento druh. Taxonomie druhu
se v průběhu let měnila dle nově objevených informací. V posledních 20 letech několik
autorů provedlo reklasifikaci podle aktuálních poznatků. Během posledních úprav
taxonomie byly vytvořeny nové druhy rodu Xanthomonas z několika patovarů druhu
Xanthomonas campestris.
Dle dostupné literatury byla provedena rozsáhlá rešerše patovarů. Většina patovarů
patří mezi kosmopolitně rozšířené fytopatogeny, které způsobují především bakteriální
skvrnitosti. Onemocnění způsobená tímto bakteriálním druhem postihují významné i
méně hospodářsky významné rostliny. Nejvýznamnějšími onemocněními jsou
bakteriální skvrnitost a černá žilkovitost. Skvrnitost se převážně projevuje na listech,
skvrny se však mohou objevit i na květech či plodech. Černá žilkovitost je jedním
z nejčastějších onemocnění brukvovitých rostlin. Infekce pěstebních ploch bakteriemi
Xanthomonas campestris znamená velké ekonomické ztráty na úrodě.
Tato bakterie přináší i velký užitek, díky produkci xanthanové gumy. Tento
sekundární produkt metabolismu napomáhá bakterii při infekci rostlin. Zároveň je to
látka s jedinečnými fyzikálními vlastnostmi, která nachází mnohá uplatnění. Díky velké
stabilitě je využívána v medicíně nebo potravinářství. Zároveň své uplatnění nachází ve
stavebnictví či při těžbě ropy.
Vzhledem ke svému pozitivnímu i negativnímu působení je velice důležité dále
zkoumat tuto bakterii. K tomu dnes slouží především molekulární metody detekce, které
se stále zdokonalují. Za nejvíce využívanou lze označit metodu PCR, která je schopná
patogen detekovat mnohem rychleji než kultivace. PCR je dnes zdokonalována a
kombinována s dalšími metodami, aby bylo dosaženo ještě přesnějších výsledků.
43
6 SOUHRN
Název: Charakteristika a detekce bakterií Xanthomonas campestris a jejich využití
v potravinářství
Souhrn: Tato bakalářská práce se zabývá charakteristikou fytopatogenního
bakteriálního druhu Xanthomonas campestris a jeho využitím. Tento druh lze rozdělit
na velké množství patovarů, které způsobují vážná bakteriální onemocnění.
Nejčastějším onemocněním je bakteriální listová skvrnitost. Zemědělskou produkci
více ovlivňuje černá žilkovitost brukvovitých rostlin. Kvůli těmto onemocněním je
důležité zabývat se detekcí a ochranou plodin vůči těmto patogenům. Vysoká úroveň
molekulární detekce umožňuje rychlé a přesné určení nejen bakteriálního druhu, ale i
jeho patovarů. Nejčastěji používanou metodou je PCR či metody založené na PCR.
Bakterie Xanthomonas campestris má i pozitivní dopady, a to díky produkci
exopolysacharidu xanthanu. Tato látka je díky svým vlastnostem hojně využívána
v mnoha průmyslových odvětvích.
Klíčová slova: Xanthomonas campestris, xanthan, molekulární detekce, patovary
44
7 RESUME
The title: Characterization and detection of bacteria Xanthomonas campestris and its
usage in food industry
Abstract: This bachelor thesis is concerned with characteristic of fytopathogenic
bacterial species Xanthomonas campestris and its usage. This species can be divided
into many pathovars that causes serious bacterial diseases. The most common disease is
bacterial leaf spot. Agricultural production is more influenced by black rot of
cruciferous plants. Due to this diseases, it is important to deal with detection and plant
protection against these pathogenes. Sophisticated methodes of molecular detection
allows fast and precise determination not only of bacterial species, but also its
pathovars. The most frequent method is PCR or methods that are based on PCR.
Bacteria Xanthomonas campestris has also a positive impact because of the production
of exopolysacharide xanthan. This substance is offten used in many industry sectors due
to its characteristics.
Key words: Xanthomonas campestris, xanthan, molecular detection, pathovars
45
8 SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK
C – cytosin
DNA – deoxyribonukleová kyselina
G – guanin
PCR – polymerázová řetězová reakce (Polymerase Chain Reaction)
pv. - patovar
RNA – ribonukleová kyselina
X. – Xanthomonas
46
9 SEZNAM OBRÁZK Ů
Obrázek 1 – Kolonie Xanthomonas campestris na živném médiu
Obrázek 2 – Skvrnitost na zelném listu způsobená X. campestris pv. armoraciae
Obrázek 3 – Cyklus černé žilkovitosti
Obrázek 4 – Projevy černé žilkovitosti na listu brokolice
Obrázek 5 – Princip hybridizace
Obrázek 6 – Struktura xanthanu
Obrázek 7 – Molekulární konformace xanthanu
Obrázek 8 – Schéma komerční výroby xanthanu
47
10 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY
AH – YOU, GAGNEVIN, L., CHIROLEU, F., JOUEN, E., NETO, J. R. a PRUVOST,
O. Pathological variationd within Xanthomonas campestris pv. mangiferaeindicae
support its separation into three distinct pathovars that can be distinguished by
amplofied fragment length polymorphism. Phytopathology. 2007, č. 97/12, s. 1568-
1577. ISSN 0031-949X.
ALFORD, D. V. Pest and Disease Management Handbook. Cornwall: Wiley, 2000.
ISBN 0-632-05503-0.
ALVAREZ, A. M., SLUSARENKO, A. J., FRASER, R. S. S. a VAN LOON, L. C.
Mechanism of Resistance to Plant Diseases: Black Rot of Crucifers. Berlín: Springer-
Science Busines Media, B.V., 2000. ISBN 978-1-4020-0399-8.
BENEDICT, A. A., ALVAREZ, A. M. a POLLARD, L. W. Pathovar-Specific Antigens
of Xanthomonas campestris pv. begoniae and X. campestris pv. pelargonii Detected
with Monoclonal Anthibodies. Applied and Environmental Microbiology. 1990, č. 56/2,
s. 572-574.
BERG, T., TESORIERO, L. a HAILSTONES, D. L. PCR-based detection of
Xanthomonas campestris pathovars in Brassica seed. Plant Pathology. 2005, č. 54, s.
416-427. DOI: 10.1111/j.0032-0862.2005.01186.x.
BISWAS, Ch., DEY, P., BERA, A., SATPATHY, S. a MAHAPATRA, B. S. First
report of bacterial leaf spot caused by Xanthomonas campestris pv. olitorii on jute
grown for seed in India. Plant disease. 2013, č. 97/8, s. 1109.
BISWAS, Ch., DEY, P. a SATPATHY, S. First report of bacterial leaf blight of jute
(Corchorus capsularis L.) caused by Xanthomonas campestris pv. capsularii in India.
Archives of Phytopathology and Plant Protection. 2014, č. 47/13, s. 1600-1602.
BLANSHARD, J. M. V., MITCHELL, J. R. Polysaccharides in Food. Londýn:
Butterworths, 1979. ISBN 0-408-10618-2.
48
BORN, K., LANGENDORFF, V. a BOULENGUER, P. Xanthan. Biopolymers. 2005,
č. 5.
Citace. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. Xanthomona campestris pv.
campestris, last modified on 22. 10. 2015. Dostupné z:
https://en.wikipedia.org/wiki/Xanthomonas_campestris_pv._campestris.
DAUGHTREY, M., WICK, R. L. a PETERSON, J. L. Compendium of Flowering
Potted Plant Diseases. Medison: APS Press, 1995. ISBN 978-0-89054-202-6.
DE BRITO, A. J., GRACELIN, D. H. S. a KUMAR, P. B. J. R. Detection and
identification of Xanthomonas campestris pv. centellae on leaves of Centella asiatica
collected in Tamilnadu. Asian Journal of Pharmaceutical and Clinical Research. 2012,
č. 5/1, s. 111-113. ISSN 0974-2441.
DONALDSON, E. C., CHILINGARIAN, G. V. a YEN, T. F. Enhanced Oil Recovery,
II: Processes and Operations. Amsterdam: Elsevier science publishers B.V., 1989.
ISBN 0-444-41625-0.
DOUGLAS BOYETTE, C., HOAGLAND, R. E. Influence of epidemiological factors
on the bioherbicidal efficacy of a Xanthomonas campestris isolate on common
cocklebur (Xanthium strumarium). Jourmal of Experimental Biology and Agricultural
Sciences. 2013, č. 1(4), s. 209-216. ISSN 2320-8694.
DREISTADT, S. H. Integrated Pest Management for Floriculture and Nurseries.
Oakland: University of California, 2001. ISBN 1-879906-46-5.
EU. Nařízení Evropského parlamentu a Rady (ES) č. 1333/2008 o potravinářských
přídatných látkách v plném znění.
FARGIER, E. Ĺétude de la pathologie de Xanthomonas campestris et de la structure
génétique de ses pathovars a permis ľamélioration de la détection du pathogéne dans
les semences de Brassicacées. Angers, 2007. Disertační práce. Université d´Angers,
Molekulární biologie.
49
FARGIER, E., MANCEAU, C. Patogenicity assays restrict the species Xanthomonas
campestris into three pathovars and reveal nine races within X. campestris pv.
campestris. Plant Pathology. 2007, č. 56/5, s. 805-818. DOI: 10.1111/j.1365-
3059.2007.01648.x.
GÁLOVÁ, Z., SALAJ, J. a MATUŠÍKOVÁ, I. Molekulárna biológia. Nitra: SPU
v Nitre, 2012. ISBN 978-80-552-0913-5.
GEDIL, M., TRIPATHI, L., GHISLAIN, M., FERGUSON, M., NDJIONDJOP, M. -
N., KUMAR, L., RAATZ, B., LOPEZ – LAVALLE, L. A. B., BHATTACHARJEE, R.,
SEMAGN, K., RIBAUT, J. – M. a SERAGELDIN, I. Biotechnology in Africa:
Emergence, Initiatives and Future. New York: Springer, 2014. ISBN 978-3-319-04000-
4.
GOLDBERG, I., WILLIAMS, R. Biotechnology and Food Ingredients. New York: Van
Nostrand Reinhold, 1991. ISBN 0-442-00272-6.
GÓMEZ, P., RIBAS – APARICIO, R. M., PELAEZ, A. I., GÓMEZ, A. a RODICIO,
M. R. Isolation and nucleotide sequence of the gene encoding the Xaml DNA
methyltransferase of Xanthomonas campestris pv. amaranthicola. Biochemica et
Biophysica Acta – Gene Structure and Expression. 1997, č. 1351(3), s. 261-266. DOI:
10.1016/S0167-4781(97)00030-4.
GONCALVES, E. R., ROSATO, Y. B. Genotypic characterization of xanthomonas
strains isolated from passion fruit plants (Passiflora ssp.) and their relatedness to
different Xanthomonas species. International Journal of Systematic and Evolutionary
Microbiology. 2000, č. 50, s. 811-821.
GÖRNER, F., VALÍK, Ĺ., Aplikovaná mikrobiológia požívatín. Bratislava: Malé
centrum, 2004. ISBN 80-967064-9-7.
GOTO, M. Bacterial brown spot of Mallotus japonicus Muell. Arg. Caused by
Xanthomonas campestris pv. malloti pv. nov. Annals of Phytophatological Society of
Japan. 1993, č. 59(6), s. 678-680. ISSN 0031-9473
50
HACKING, A. J. Economic Aspects of Biotechnology. Cambridge: Cambridge
University Press, 1986. ISBN 0-521-34681-9.
HARDING, N. E., CLEARY, J. M., IELPI, L., HUI, Y. H. a KHACHATOURIANS, G.
G. Food Biotechnology: Microorganisms. Danvers: Wiley, 1995. ISBN 0-471-18570-1.
HARTWELL, L., GOLDBERG, M., FISCHER, J., HOOD, L. a AQUADRO, Ch.
Genetics from genes to genomes. New York: McGraw - Hill Education, 2015. ISBN
978-0073-22738-2.
CHUN, W. W. C. Xanthomonadins, Unique Yellow Pigments of the Genus
Xanthomonas. 2002 [online]. Dostupné z:
http://www.apsnet.org/edcenter/advanced/topics/Pages/Xanthomonadins.aspx.
JACOBS, J. M., PESCE, C., LEFEUVRE, P. a KOEBNIK, R. Comparative genomics
of a cannabis pathogen reveals insight into the evolution of pathogenicity in
Xanthomonas. 2015 [online]. [cit. 2015-06-16]. Dostupné z:
http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fpls.2015.00431/full.
JANSE, J. D. Phytobacteriology: Principles and Practice. Oxfordshire: CABI
Publishing, 2005. ISBN 978-1-84593-025-7.
KENNETH HORST, R. Westcott’s Plant Disease Handbook. New York: Springer,
2001. ISBN 978-1-4757-3378-5.
KIEFER, D. Xanthan gum uses and risks 2015 [online]. [cit. 2015-01-30]. Dostupné z:
http://www.webmd.com/vitamins-and-supplements/xanthan-gum-uses-and-risks.
KLABAN, V. Ekologie mikroorganismů. Praha: Galén, 2011. ISBN 978-80-7262-770-
7.
KOČÁREK, E. Genetika. Praha: Scientia, 2004. ISBN 80-7183-326-6
KOIKE, S. T., GLADDERS, P. a PAULUS, A. O. Vegetable Diseases: A Color
Handbook. Londýn: Manson Publishing Ltd, 2007. ISBN 978-0-12-373675-8.
51
KRSEK, M. Metody studia diverzity půdních mikrobiálních společenstev.
Přírodovědecká fakulta Masarykovy university. [online], 2014. Dostupné z:
https://is.muni.cz/do/rect/el/estud/prif/ps2014/mikrob_spol/web/pages/03-extrakce-
kyselin.html.
KŮDELA, V., NOVACKY, A. a FUCIKOVSKY, L. Rostlinolékařská bakteriologie.
Praha: Academia, 2002. ISBN 80-200-0899-3.
LEE, Y. A., LIU, Y. H. a LIU, H. L. First Report of Bacterial Leaf Blight of Coriander
Caused by Xanthomonas campestris pv. coriandri in Taiwan. Plant disease. 2004, č.
88/8, s. 910.
LEE, Y. A., CHEN, K. P. a CHANG, Y. C. First report od bacterial leaf blight of white-
flowered calla lily caused by Xanthomonas campestris pv. zantedeschiae in Taiwan.
Plant Pathology. 2005, č. 54/2, s. 239.
LEE, Y. A., LIU, Y. H. First report of bacterial leaf blight of syngonium caused by
Xanthomonas campestris pv. syngonii in Taiwan. Plant Pathology Bulletin. 2011, č. 20,
s. 65-67.
MALTER, O., MALMGREN, A. Principy a praktika lékařské mikrobiologie. Praha:
Karolinum, 2014. ISBN 978-8-246-2545-4.
MARQUES, E., DA TRINDADE, L. C., LOPES, D. B. a FERREIRA M. A. da S. V.
Development of a molecular method for detection and identification of Xanthomonas
campestris pv. viticola. Summa Phytopathologica. 2007, č. 33/1. ISSN 0100-5405.
MUTHAIYAN, M. C. Principles and Practices of Plant Quarantine. Nové Dillí: Allied
Publishers, 2009. ISBN 978-81-8424-407-6.
NARAYANASAMY, P. Postharvest Pathogens and Disease Management. Hoboken:
John Wiley & Sons, Inc., 2006. ISBN 978-0-471-74303-3.
NUSSINOVITCH, A. Hydrocolloid Applications: Gum technology in the food and
other industries. Tullamore: Springer, 1997. ISBN 978-1-4613-7933-1.
52
OGAWA, J. M., ENGLISH, H. Diseases of Temperate Zone Tree Fruit and Nut Crops.
Oakland: University of California, 1991. ISBN 0-931876-97-4.
OWUSU – APENTEN, R. K. Introduction to Food Chemistry. Boca Raton: CRC Press,
2005. ISBN 0-8493-1724-X.
PARKINSON, N., COWIE, C., HEENEY J. a STEAD, D. Phylogenetic structure of
Xanthomonas determined by comparison of gyrB sequences. International Journal od
Systematic and Evolutionary Microbiology. 2009, č. 59, s. 264-274.
PETER, K. V., KURIAN, A. Commercial Crops Technology: Horticulture Science
Series: 09. Nové Dillí: New Indus Publishing Company, 2007. ISBN 81-89422-52-9.
PLOETZ, R. C., FREEMAN, S. a LITZ R. E. The Mango:vBotany, Production and
Uses. Cambridge: CABI Publishing, 2009. ISBN 978-1-84593-489-7.
POHRONEZNY, K., DANKERS, W., LAMBERTS, M. a VOLIN, R. B. Bacterial leaf
spot of malanga (Xanthosoma caracu): A bacterial disease of potential importance to
the tropical foliage industry. Proceedings of the Florida State Horticultural Society.
1986, č. 99, s. 325-328.
QHOBELA, M., CLAFLIN, L.E. Charakterization of Xanthomonas campestris pv.
pennamericanum new pathovar, causal agent of bacterial leaf streak of pearl millet.
International Journal of Systematical Bacteriology. 1988, č. 38, s. 362-366.
RANDHAWA, N. S., PARMAR, B. S. Neem. Oakland: Masalai Press, 1996. ISBN
812242046X.
RATHAUR, P. S, SINGH, D. a VICENTE, J. G. Characterization, genetic diversity and
distribution of Xanthomonas campestris pv. campestris races causing black rot disease
in cruciferous crops og India. Plant Pathology – British Society for Plant Pathology.
2016. DOI: 10.1111/ppa.12508.
REHMAN, I., DEEBA, F., UL HAQUE, M. I. a NAQVI, S. M. S. Inhibition of sesame
seedling growth by Xanthomonas campestris pv. sesami culture secretions. The Journal
of Animal & Plant Sciences. 2013, č. 23(4), s. 1207-1210. ISSN 1018-7081.
53
SAHARAN, G. S., MEHTA N. a SANGWAN M. S. Diseases of Oilseed Crops. Nové
Dillí: Indus Publishing Company, 2005. ISBN 81-7387-176-0.
SAHIN, F., MILLER, S. A. A new pathotype of Xanthomonas campestris pv.
armoraciae that causes bacterial leaf spot of radish. Plant disease. 1997, č. 81/11, s.
1334.
SAHIN, F., KOTAN, R., ABBASI, P. A. a MILLER, S. A. Phenotypic and genotypic
characterization of Xanthomonas campestris pv. zinniae strains. European Journal of
Plant Pathology. 2003, č. 106, s. 165-172.
SEARBY, L. Chinese xanthan gum prices hit all time low. 2014 [online]. [cit. 2014-06-
20]. Dostupné z: http://www.foodnavigator.com/Business/Chinese-xanthan-gum-prices-
hit-all-time-low.
SHERF, A. F., MACNAB, A. A. Vegetable Diseases and Their Control. Hoboken: John
Wiley & Sons, Inc., 1986. ISBN 0-471-05860-2.
SINGH, T., AGRAWAL, K. Seed Technology and Seed Pathology. Jaipur: Pointer,
2001. ISBN 978-8-17132-284-8.
SRIVASTAVA, M. P., MEHRA, R. a NAQVI, S. A. M. H. Diseases or Fruits and
Vegetables: Volume II: Diagnosis and Management. Norwell: Kluwer Academic
Publishers, 2004. ISBN 1-4020-1823-1.
STEFANI, J. Economic signifikance and control of bacterial spot/cancer of stone fruits
caused by Xanthomonas arboricola pv. pruni. Journal of Plant Pathology. 2010, č.
92/1, s. 99-103.
STUDHOLME, D. J., WASUKIRA, A., PASZKIEWICZ, K., ARITUA, V.,
THWAITES, R., SMITH, J. a GRANT, M. Draft Genome Sequences of Xanthomonas
sacchari and Two Banana-Associated Xanthomonads Reveal Insights into the
Xanthomonas Group 1 Clade. Genes. 2011, č. 2, s. 1050-1065, ISSN 2073-4425.
SWENNEN, R., BLOMME, G., VAN ASTEN, P., LEPOINT, P., KARAMURA, E.,
NJUKWE, E., TINZAARA, W., KARANGWA, P., COYNE, D., LORENZEN, J. a
54
VANLAUWE, B. Agro-Ecological Intensification of Agricultural Systems in the
African Highlands. Abingdon: Routledge, 2013. ISBN 978-0-415-53273-0.
SWORN, G., IMERSON, A. Food Stabilisers, Thickeners and Gelling Agents.
Chichester: Blackwell Publishing Ltd, 2010. ISBN 978-1-4051-3267-1.
TAMURA, K., TAKIKAWA, Y., TSUYUMU, S., GOTO, M. a WATANABE, M.
Coronatine Production by Xanthomonas campestris pv. phormiicola. Ann. Phytopath.
Soc. Japan. 1992, č. 58, s. 276-281.
THE CENTER FOR AGRICULTURE, FOOD AND THE ENVIRONMENT. Plant
diagnostics laboratory [online]. ©2016. Dostupné z: http://ag.umass.edu/diagnostics.
TRIPLETT, L. R., HAMILTON, J. P., BUELL, C. R. TISSERAT, N. A., VERDIER,
V., ZINK, F. a LEACH, J. E. Genomic Analysis of Xanthomonas oryzae Isolates from
Rise Grown in the United States Reveals Substantial Divergence from Known X. oryzae
Pathovars. Applied and Environmental Microbiology. 2011, č. 77/12, s. 3930-3937.
ISSN 0099-2240.
TSENG, Y. H., CHOUY, K. T., HUNG, Ch. H., LIN, N. T., LIU, J. Y., LOU, Ch. H.,
YANG, B. Y., WEN, F. S., WENG, S. F. a WU, J. R. Chromosome map of
Xanthomonas campestris pv. campestris 17 with locations of genes involved in xanthan
gum synthesis and yellow pigmentation. Journal of Bacteriology. 1999, č. 181/1, s. 117-
125.
UNIVERSITÄT BIELEFELD. The CLIB Graduate Cluster in Bielefeld. [online].
©2016. Dostupné z: http://www.cebitec.uni-bielefeld.de/clib-gc/.
VERMA L. R., SHARMA R. C. Diseases of Horticultural Crops: Fruits. Nové Dillí:
Indus Publishing Company, 1999. ISBN 81-7387-095-0.
VICENTE, J. G., CONWAY, J., ROBERTS, S. J. a TAYLOR, J. D. Identification and
Origin of Xanthomonas campestris pv. campestris Races and Related Pathovars.
Phytopathology. 2001 č. 91/5, s. 492-499.
55
VICENTE, J. G., EVERETT, B. a ROBERTS, S. J. Identification of Isolates that Cause
a Leaf Spot Disease of Brassicas as Xanthomonas campestris pv. raphani and
Pathogenic and Genetic Comparison with Related Pathovars. Bacteriology. 2006, č.
96/7, s. 735-745. DOI: 10.1094/PHYTO-96-0735.
VICENTE, J. G., HOLUB E. B. Xanthomonas campestris pv. campestris (caused of
black rot of crucifers) in the genomic era is still a worldwide threat to brassica crops.
Molecular Plant Pathology. 2013, č. 14/1, s. 2-18. ISSN 1464-6722.
VIEIRA, M. L. C., CARNEIRO M S. a LITZ R. E. Biotechnology of Fruit and Nut.
Cambridge: CABI Publishing, 2005. ISBN 0-85199-662-0.
VOJNOV, A. A., SLATER, H., DANIELS, M. J. a DOW, J. M. Expression of the gum
operon directing xanthan biosynthesis in Xanthomonas campestris and its regulation in
planta. Molecular Plant-Microbe Interactions. 2001, č. 14/6, s. 768-774.
WARDLAW, T. J., KILE, G. A., DIANESE, J. C., KEANE, P. J., PODGER, F. D. a
BROWN, B. N. Diseases and Pathogens of Eucalypts. Collingwood: Csiro Publishing,
2000. ISBN 0-643-06523-7.
WASHINGTON STATE UNIVERSITY. WSU Vegetable Pathology Team Newsletter. [online]. ©2016. Dostupné z: http://mtvernon.wsu.edu/path_team/newsaug03.htm.
WECHTER, W. P., KEINATH, A. P., SMITH, J. P. a FARNHAM, M. W. First report
of severe outbreaks of leafy brassica greens caused by Xanthomonas campestris pv.
campestris in South Carolina. Plant disease. 2008, č. 92/7, s. 1134.
WEISS, B. D., CAPAGE, M. A., KESSEL, M. a BENSON, S. A. Isolation and
characterization of a generalized transducing phage for Xanthomonas campestris pv.
campestris. Journal of Bacteriology. 1994, č. 176(11), s. 3354-3359.
WHISTLER, R. L., BEMILLER, J. N. Industrial Gums: Polysaccharides and Their
Derivatives. San Diego: Academic Press, Inc., 1993. ISBN 0-12-746253-8.
56
ZHANG, Z., CHEN, H. Fermentation performance and structure characteristics of
xanthan produced by Xanthomonas campestris with a glucose/xylose mixture.
Application Biochemical Biotechnology. 2010, č. 160(6), s. 1653-1663.
ZHOU, L., VORHÖLTER, F. J., HE, Y. Q., JIANG, B. L., TANG, J. L., XU, T.,
PÜHLER, A. a HE, Y. W. Gene discovery by genome-wide CDS re-predication and
microarray-based transcriptional analysis in phytopathogen Xanthomonas campestris.
2011 [online]. [cit. 2011-07-12]. Dostupné z:
http://bmcgenomics.biomedcentral.com/articles/10.1186/1471-2164-12-359.
ZVÁROVÁ, J., MAZURA, I., BENDLOVÁ, B., KALINA, J., KOLÁŘ, M., KRYLOV,
V., LUKESZOVÁ, L., MÁCHA, J., RÍDL, J., SCHNEIDER, B., STRNAD, H.,
ULBRICH, P., VAJDOVÁ, E., VALENTA, Z. a VČELÁK, J. Biomedicínská
informatika V. Metody molekulární biologie a bioinformatiky. Praha: Karolinum, 2012.
ISBN 978-80-246-2150-0.
57
11 PŘÍLOHY
Tabulka č. 1: Přehled méně častých patovarů druhu Xanthomonas campestris a jejich
hlavních hostitelů (MUTHAIYAN, 2009)
Patovar druhu Xanthomonas campestris
Hlavní hostitel/é Onemocnění
pv. amorphophalii (Jindal et al., 1972) Dye 1978
Amorphophallus campanulatus
listová skvrnitost
pv. argemones (Patel et al., 1961), Dye 1978
Aromoracia rusticana, rod Iberis
listová skvrnitost
pv. arracaciae (Pereira et al., 1971), Dye 1978)
Arracacia xanthorrhiza listová skvrnitost
pv. betae Robbs et al., 1981 Beta vulgaris listová skvrnitost
pv. bilvae Sarma et al., 1984 Aegle marmelos, Citrus aurantifolia
listová skvrnitost/perforace listů
pv. blepharidis (Srinivasan, Patel, 1956) Dye 1978
Blepharis molluginifolia listová skvrnitost
pv. boerhaaviae (Mathur et al., 1964) Bradbury, 1986
Boerhaavia repens listová skvrnitost
pv. clerodendrii (Patel et al., 1952) Dye, 1978
rod Clerodendron listová skvrnitost
pv. convolvuli (Banerjee et al., 1973) Dye, 1978
Convolvulus arvensis listová skvrnitost
pv. durantae (Srinivasan, Patel, 1957) Dye, 1978
Duranta repens listová skvrnitost
pv. euphorbiae (Sabet et al., 1969) Dye, 1978
Euphorbia acalyphoides odumírání rostlin
pv. helioptrii (Sabet at al., 1969) Dye, 1978
rod Helioptrium listová skvrnitost
58
pv. ionidii (Padhya, Patel, 1963) Dye, 1978
rod Ionidium listová skvrnitost
pv. laureliae (Dye, 1963) Dye, 1978
rod Laurelia listová skvrnitost
pv. lawsoniae (Patel et al., 1951) Dye, 1978
rod Lawsonia, Ammania multiflora
listová skvrnitost
pv. leeana (Kotasthane, Patel, 1969) Dye, 1978
Leea edgewoethii spála
pv. merremiae (Kulkarni, Pant, 1976) Dye et al., 1980
Merremia gantetica listová skvrnitost
pv. mirabilis (Durgapal, Trivedi, 1976) Young et al., 1991
Mirabilis jalapa listová skvrnitost
pv. nigromaculans (Takimoto, 1927) Dye, 1978
Arctium lappa listová skvrnitost
pv. parthenii Chand et al., 1995
Parthenium hysterophorus listová skvrnitost
pv. paulliniae Robbs et al., 1982
Paullinia cupana listová skvrnitost
pv. physalidis (Patel et al., 1962) Dye, 1978
Physalis minima listová skvrnitost/nekrózy okrajů listů
pv. spermacoces (Srinivasan, Patel, 1956) Dye, 1978
Spermacoce hispida listová skvrnitost
pv. thespesiae Kulkarni, Patil, 1981
Thespesia populnea listová skvrnitost
pv. thirumacharii (Padhya, Patel, 1964) Dye, 1978
Triumfetta pilosa listová skvrnitost
pv. tribuli (Srinivasan, Patel, 1956) Dye, 1978
Tribulus terrestris listová skvrnitost
59
pv. trichodesmae (Patel et al., 1952) Dye, 1978
Trichodesma zeylanicum listová skvrnitost
pv. uppalii (Patel, 1948) Dye, 1978
rod Ipomoea listová skvrnitost
pv. viegasii Robbs et al., 1989
Pachystachys lutea listová skvrnitost/spála
pv. vitiscarnosae (Moniz, Patel, 1958) Dye, 1978
Vitis carnosa listová skvrnitost
pv. vitistrifoliae (Patel et al., 1965) Dye, 1978
Vitis trifolia listová skvrnitost
pv. vitiswoodrowii (Kulkarni, Patel, 1951) Dye, 1978
Vitis woodrowii listová skvrnitost
pv. zingibericola (Ren, Fang, 1981) Bradbury, 1986
Zingiber mioga spála
