Boris Szurek, Marie-Agnès Jacques, Monique Royer, Mathieu Arlat, Philippe Rott, Isabelle Pieretti, Stéphane Cociancich, Armelle Darrasse, Béatrice Segurens, Sébastien Carrère, Véronique Verdier, Stéphane Poussier, Jérôme Gouzy, Ralf Koebnik, Charles Manceau, Arnaud Couloux, Valérie Barbe, Sophie Mangenot, Emmanuelle Lauber, Biologie et Génétique des Interactions Plante-Parasite (UMR BGPI), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro), Genoscope - Centre national de séquençage [Evry] (GENOSCOPE), Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Laboratoire des interactions plantes micro-organismes (LIPM), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Génome et développement des plantes (LGDP), Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Pathologie Végétale (PaVé), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AGROCAMPUS OUEST, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Biologie et Génétique des Interactions Plantes-Agents Pathogènes, Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Ecole Nationale Supérieure Agronomique de Montpellier (ENSA M)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Bayer Cropscience, Unité mixte de recherche interactions plantes-microorganismes, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Unité de recherche Pathologie végétale et phytobactériologie, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), and Université de Toulouse (UT)
Background The Xanthomonadaceae family contains two xylem-limited plant pathogenic bacterial species, Xanthomonas albilineans and Xylella fastidiosa. X. fastidiosa was the first completely sequenced plant pathogen. It is insect-vectored, has a reduced genome and does not possess hrp genes which encode a Type III secretion system found in most plant pathogenic bacteria. X. fastidiosa was excluded from the Xanthomonas group based on phylogenetic analyses with rRNA sequences. Results The complete genome of X. albilineans was sequenced and annotated. X. albilineans, which is not known to be insect-vectored, also has a reduced genome and does not possess hrp genes. Phylogenetic analysis using X. albilineans genomic sequences showed that X. fastidiosa belongs to the Xanthomonas group. Order of divergence of the Xanthomonadaceae revealed that X. albilineans and X. fastidiosa experienced a convergent reductive genome evolution during their descent from the progenitor of the Xanthomonas genus. Reductive genome evolutions of the two xylem-limited Xanthomonadaceae were compared in light of their genome characteristics and those of obligate animal symbionts and pathogens. Conclusion The two xylem-limited Xanthomonadaceae, during their descent from a common ancestral parent, experienced a convergent reductive genome evolution. Adaptation to the nutrient-poor xylem elements and to the cloistered environmental niche of xylem vessels probably favoured this convergent evolution. However, genome characteristics of X. albilineans differ from those of X. fastidiosa and obligate animal symbionts and pathogens, indicating that a distinctive process was responsible for the reductive genome evolution in this pathogen. The possible role in genome reduction of the unique toxin albicidin, produced by X. albilineans, is discussed.