The genome sequence of the plant pathogen Xylella fastidiosa

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Sat Jul 15 19:08:51 EST 2000


13 July 2000 
Nature 406, 151 - 157 (2000) © Macmillan Publishers Ltd. 
The genome sequence of the plant pathogen Xylella fastidiosa
A. J. G. SIMPSON, F.C. REINACH, P. ARRUDA, F. A. ABREU, M. ACENCIO,
R. ALVARENGA, L. M. C. ALVES, J. E. ARAYA, G. S. BAIA, C. S. BAPTISTA,
M. H. BARROS, E. D. BONACCORSI, S. BORDIN, J. M. BOVÉ, M. R. S. BRIONES,
M. R. P. BUENO, A. A. CAMARGO, L. E. A. CAMARGO, D. M. CARRARO, H. CARRER,
N. B. COLAUTO, C. COLOMBO, F. F. COSTA, M. C. R. COSTA, C. M. COSTA-NETO,
L. L. COUTINHO, M. CRISTOFANI, E. DIAS-NETO, C. DOCENA, H. EL-DORRY,
A. P. FACINCANI, A. J. S. FERREIRA, V. C. A. FERREIRA, J. A. FERRO,
J. S. FRAGA, S. C. FRANÇA, M. C. FRANCO, M. FROHME, L. R. FURLAN, M. GARNIER,
G. H. GOLDMAN, M. H. S. GOLDMAN, S. L. GOMES, A. GRUBER, P. L. HO,
J. D. HOHEISEL, M. L. JUNQUEIRA, E. L. KEMPER, J.P. KITAJIMA, J. E. KRIEGER,
E. E. KURAMAE, F. LAIGRET, M. R. LAMBAIS, L. C. C. LEITE, E. G. M. LEMOS,
M. V. F. LEMOS, S. A. LOPES, C. R. LOPES, J. A. MACHADO†, M. A. MACHADO,
A. M. B. N. MADEIRA, H. M. F. MADEIRA†, C. L. MARINO, M. V. MARQUES,
E. A. L. MARTINS, E. M. F. MARTINS, A. Y. MATSUKUMA, C. F. M. MENCK,
E. C. MIRACCA, C. Y. MIYAKI, C. B. MONTEIRO-VITORELLO, D. H. MOON, M. A. NAGAI,
A. L. T. O. NASCIMENTO, L. E. S. NETTO, A. NHANI, F. G. NOBREGA†, L. R. NUNES,
M. A. OLIVEIRA, M. C. DE OLIVEIRA, R. C. DE OLIVEIRA, D. A. PALMIERI, A. PARIS,
B. R. PEIXOTO, G. A. G. PEREIRA, H. A. PEREIRA, J. B. PESQUERO, R. B. QUAGGIO,
P. G. ROBERTO, V. RODRIGUES, A. J. DE M. ROSA, V. E. DE ROSA, R. G. DE SÁ,
R. V. SANTELLI, H. E. SAWASAKI, A. C. R. DA SILVA, A. M. DA SILVA,
F. R. DA SILVA, W. A. SILVA, J. F. DA SILVEIRA, M. L. Z. SILVESTRI,
W. J. SIQUEIRA, A. A. DE SOUZA, A. P. DE SOUZA, M. F. TERENZI, D. TRUFFI,
S. M. TSAI, M. H. TSUHAKO, H. VALLADA, M. A. VAN SLUYS, S. VERJOVSKI-ALMEIDA,
A. L. VETTORE, M. A. ZAGO, M. ZATZ, J. MEIDANIS & J. C. SETUBAL 
Instituto Ludwig de Pesquisa sobre o Câncer, Rua Prof. Antonio Prudente, 109 –
4o andar, 01509-010, São Paulo - SP, Brazil;
Departamento de Bioquímica, Instituto de Química, Universidade de São Paulo,
Av. Prof. Lineu Prestes, 748 , 05508-900, São Paulo - SP, Brazil ;
Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética, Universidade Estadual de
Campinas, Caixa Postal 6010, 13083-970 , Campinas – SP, Brazil;
Laboratório de Biologia Molecular, Departamento de Patologia, Faculdade de
Medicina Veterinária e Zootecnia, Universidade de São Paulo, Av. Prof. Dr.
Orlando Marques de Paiva, 87, 05508-000, São Paulo – SP, Brazil;
Disciplina de Oncologia, Departamento de Radiologia, Faculdade de Medicina,
Universidade de São Paulo, Av. Dr. Arnaldo, 455, 01296-903, São Paulo – SP,
Brazil;
Departamento de Tecnologia, Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias de
Jaboticabal, Universidade Estadual Paulista, Via de Acesso Prof. Paulo D.
Castellane s/n, Km 5 , 14884-900, Jaboticabal – SP, Brazil;
Departamento de Microbiologia, Imunologia e Parasitologia, Escola Paulista de
Medicina, Universidade Federal de São Paulo, Rua Botucatu, 862, 04023-062, São
Paulo – SP, Brazil;
Departamento de Microbiologia, Instituto de Ciências Biomédicas, Universidade
de São Paulo, Av. Prof. Lineu Prestes, 1374, 05508-900, São Paulo – SP, Brazil;
Hemocentro, Faculdade de Ciências Médicas, Universidade Estadual de Campinas,
13083-97, Campinas – SP, Brazil;
Institut National de la Recherche Agronomique et Université Victor Ségalen
Bordeaux 2, 71 Avenue Edouard Bourleaux, Laboratoire de Biologie Cellulaire et
Moléculaire, 33883 Vilenave d'Ornon Cedex, France;
Departamento de Biologia, Instituto de Biociências, Universidade de São Paulo,
Rua do Matão, 277, 05508-900, São Paulo – SP, Brazil; 
Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Universidade de São Paulo, Av.
Pádua Dias, 11, 13418-900, Piracicaba – SP, Brazil;
Departamento de Genética, Instituto de Biociências, Universidade Estadual
Paulista, Distrito de Rubião Junior, 18618-000, Botucatu – SP, Brazil;
Centro de Genética, Biologia Molecular e Fitoquímica, Instituto Agronômico de
Campinas, Av. Barão de Itapura, 1481, Caixa Postal 28, 13001-970, Campinas –
SP, Brazil;
Departamento de Clínica Médica, Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto,
Universidade de São Paulo, Av. Bandeirantes, 3900, 14049-900, Ribeirão Preto –
SP, Brazil;
Departamento de Biofísica, Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de
São Paulo, Rua Botucatu, 862, 04023-062, São Paulo – SP, Brazil;
Centro de Citricultura Sylvio Moreira, Instituto Agronômico de Campinas, Caixa
Postal 04, 13490-970, Cordeirópolis – SP, Brazil;
Laboratório de Bioquímica Fitopatológica e Laboratório de Imunologia, Instituto
Biológico, Av. Cons. Rodrigues Alves, 1252, 04014-002, São Paulo – SP, Brazil;
Departamento de Biotecnologia de Plantas Medicinais, Universidade de Ribeirão
Preto, Av. Costábile Romano, 2201, 14096-380, Ribeirão Preto – SP, Brazil;
Centro de Energia Nuclear na Agricultura, Universidade de São Paulo, Av.
Centenário, 303, Caixa Postal 96, 13400-970, Piracicaba – SP, Brazil;
Funktionelle Genomanalyse, Deutsches Krebsforschungszentrum, Im Neuenheimer
Feld 506, D-69120, Heidelberg, Germany;
Departamento de Melhoramento e Nutrição Animal, Faculdade de Medicina
Veterinária e Zootecnia, Universidade Estadual Paulista, Fazenda Lageado, Caixa
Postal 560, 18600-000 , Botucatu - SP, Brazil;
Departamento de Ciências Farmacêuticas , Faculdade de Ciências Farmacêuticas de
Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Av. do Café s/n, 14040-903, Ribeirão
Preto – SP, Brazil ;
Departamento de Biologia, Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão
Preto, Universidade de São Paulo, Av. Bandeirantes, 3900, 14040-901, Ribeirão
Preto – SP, Brazil;
Centro de Biotecnologia, Instituto Butantan, Av. Vital Brasil, 1500, 05503-900,
São Paulo – SP, Brazil;
Laboratório de Genética e Cardiologia Molecular/LIM 13, Instituto do Coração
(InCor), Faculdade de Medicina, Universidade de São Paulo, Av. Dr. Enéas de
Carvalho Aguiar, 44, 05403-000, São Paulo – SP, Brazil;
Instituto de Computação, Universidade Estadual de Campinas, Caixa Postal 6176,
13083-970, Campinas – SP, Brazil;
Departamento de Produção Vegetal, Faculdade de Ciências Agronômicas,
Universidade Estadual Paulista, Fazenda Lageado, Caixa Postal 237, 18603-970,
Botucatu – SP, Brazil;
Departamento de Biologia Aplicada à Agropecuária, Faculdade de Ciências
Agrárias e Veterinárias de Jaboticabal, Universidade Estadual Paulista, Via de
Acesso Prof. Paulo Donato Castellane, 14884-900, Jaboticabal – SP, Brazil;
Hospital do Câncer – A.C. Camargo, R. Antonio Prudente, 211, 01509-010, São
Paulo – SP, Brazil;
Núcleo Integrado de Biotecnologia, Universidade de Mogi das Cruzes, Av. Dr.
Cândido Xavier de Almeida Souza, 200, 08780-911, Mogi das Cruzes – SP , Brazil;
Departamento de Genética e Evolução, Instituto de Biologia, Universidade
Estadual de Campinas, Caixa Postal 6010 , 13083-970, Campinas– SP, Brazil; 
Departamento de Botânica, Instituto de Biociências, Universidade de São Paulo,
Rua do Matão, 277, 05508-900, São Paulo - SP, Brazil;
Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia, Faculdade de
Medicina de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Av. Bandeirantes, 3900,
14049-900, Ribeirão Preto – SP, Brazil;
Departamento de Psiquiatria, Instituto de Psiquiatria, Faculdade de Medicina,
Universidade de São Paulo, Rua Dr. Ovídeo Pires de Campos s/n, Sala 4051 (3o.
andar), 05403-010 , São Paulo – SP, Brazil.
† Present addresses: Novartis Seeds LTDA, Av. Prof. Vicente Rao, 90, 04706-900,
São Paulo – SP, Brazil (J. A. Machado); Centro de Ciências Agrárias e
Ambientais, Pontifícia Universidade Católica do Paraná, BR-376, Km 14, Caixa
Postal 129, 83010-500, São José dos Pinhais – PR, Brazil (H. M. F. Madeira);
Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento, Universidade do Vale do Paraíba, Av.
Shishimi Hifumi, 2911, 12244-000, São José dos Campos – SP, Brazil (F. G.
Nobrega).

Correspondence and requests for materials should be addressed to J.C.S.
(e-mail: setubal at ic.unicamp.br). The sequence has been deposited in GenBank
with accession numbers AE003849 (chromosome), AE003850 (pXF1.3) and AE003851
(pXF51).

Xylella fastidiosa is a fastidious, xylem-limited bacterium that causes a range
of economically important plant diseases. Here we report the complete genome
sequence of X. fastidiosa clone 9a5c, which causes citrus variegated
chlorosis—a serious disease of orange trees. The genome comprises a 52.7%
GC-rich 2,679,305-base-pair (bp) circular chromosome and two plasmids of
51,158 bp and 1,285 bp. We can assign putative functions to 47% of the 2,904
predicted coding regions. Efficient metabolic functions are predicted, with
sugars as the principal energy and carbon source, supporting existence in the
nutrient-poor xylem sap. The mechanisms associated with pathogenicity and
virulence involve toxins, antibiotics and ion sequestration systems, as well as
bacterium–bacterium and bacterium–host interactions mediated by a range of
proteins. Orthologues of some of these proteins have only been identified in
animal and human pathogens; their presence in X. fastidiosa  indicates that the
molecular basis for bacterial pathogenicity is both conserved and independent
of host. At least 83 genes are bacteriophage-derived and include
virulence-associated genes from other bacteria, providing direct evidence of
phage-mediated horizontal gene transfer.






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