Development and application of genomic tools for studying xylella fastidiosa populations in Spain and their interaction with host plants
- Autores: María del Pilar Velasco Amo
- Directores de la Tesis: Blanca Beatriz Landa del Castillo (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Córdoba (ESP) ( España ) en 2025
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Juan Imperial Ródenas (presid.), Inmaculada Garrido Jurado (secret.), Joana Cardoso da Costa (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingeniería Agraria, Alimentaria, Forestal y del Desarrollo Rural Sostenible por la Universidad de Córdoba y la Universidad de Sevilla
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: Helvia
- Resumen
Xylella fastidiosa (Xf) es una bacteria fitopatógena de gran importancia socioeconómica y ambiental, responsable de enfermedades en cultivos de interés agrícola, como olivos, almendros y cítricos, así como en especies ornamentales y plantas del entorno natural. Transmitida por insectos vectores, coloniza el xilema, bloqueando el flujo de agua y nutrientes, provocando su marchitez y, en casos severos, la muerte. Debido a su propagación e impacto devastador, Xf está clasificada como Plaga Prioritaria en la Unión Europea, lo que ha impulsado investigaciones sobre estrategias de vigilancia, contención y erradicación para mitigar su impacto.
Esta Tesis Doctoral tiene como objetivo principal el evaluar, desarrollar y optimizar técnicas avanzadas para la caracterización genómica, la tipificación plasmídica y el diagnóstico molecular de X. fastidiosa (Xf). A través del uso de diversos métodos de amplificación de ADN y secuenciación del genoma de Xf, esta Tesis ha contribuido a mejorar la vigilancia epidemiológica y la detección específica de la bacteria en diferentes plantas huésped y sus insectos vectores.
El Capítulo I presenta una revisión bibliográfica sobre estrategias de detección temprana de Xf en la cuenca mediterránea, incluyendo mapas de idoneidad del patógeno para identificar áreas de alto riesgo, modelos epidemiológicos para la gestión de brotes y el uso de imágenes hiperespectrales y térmicas aéreas para identificar infecciones de Xf, y métodos moleculares para la detección y caracterización genética de cepas.
En el Capítulo II se ha ampliado el número de genomas de alta calidad disponibles de Xf, proporcionando 23 genomas completos de distintas subespecies. Mediante secuenciación híbrida con el uso de plataformas de lectura corta como Illumina y larga como Oxford Nanopore, se han superado las limitaciones de ensamblado, revelando nuevos elementos genéticos, como plásmidos y fagos, que han facilitado la caracterización de cepas asociadas a brotes en España y otras regiones.
En el Capítulo III, se desarrolló un método de tipificación molecular basado en PCR, dirigido al gen traC presente en el plásmido de 38 kb, pXFAS5235 de cepas de Xf subsp. fastidiosa ST1. La evaluación de 65 cepas de Xf y 226 muestras de plantas infectadas en brotes de España permitió determinar la presencia del gen traC exclusivamente en muestras de Mallorca y en cepas españolas del ST1. El análisis filogenético vinculó las cepas españolas de Xf con las californianas, respaldando una única introducción de Xf ST1 en las Islas Baleares.
Los métodos diagnósticos fiables y específicos son fundamentales para garantizar la producción vegetal e implementar medidas de control efectivas. El Capítulo IV evaluó la precisión y rendimiento de seis ensayos moleculares de diagnóstico utilizando muestras de peciolos de hoja y virutas de madera de almendros del Área Demarcada de Alicante, España. Los ensayos Harper-qPCR y Li-qPCR mostraron la mayor sensibilidad, detectando 2,8-3 fg de ADN de Xf. La PCR digital en gota (ddPCR) demostró excelente sensibilidad para muestras de madera, mientras que Li-qPCR mostró mayor especificidad en ambos tipos de tejido, mientras que la amplificación por polimerasa recombinasa (RPA) presentó límites de detección más bajos y menor reproducibilidad. Los modelos bayesianos de clase latente indicaron que la combinación de Harper-qPCR y Li-qPCR para peciolos, o Harper-qPCR y ddPCR para madera, optimiza la fiabilidad diagnóstica, reduciendo falsos negativos, crucial para las estrategias de erradicación sin comprometer la especificidad. Estos resultados resaltan la importancia de adaptar los protocolos de diagnóstico al contexto epidemiológico, equilibrando sensibilidad y especificidad para una vigilancia y gestión fitosanitaria efectiva de Xf.
En conclusión, esta Tesis Doctoral ha contribuido significativamente al avance en la caracterización genómica, la epidemiología molecular y las metodologías de diagnóstico de Xf, proporcionando herramientas para mejorar la vigilancia, detección y control de esta bacteria.
