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P. brasiliense è una delle specie più aggressive all'interno del genere Pectobacterium ed è l'agente causale del marciume molle della patata, del marciume nero e del marciumeaereo del fusto. Queste malattie portano a una perdita stimata del 30% di resa nella patata, una coltura classificata come la terza fonte alimentare più importante al mondo e un componente chiave del sistema di produzione agricolacinese 2. Nonostante il suo impatto economico, i meccanismi molecolari che governano la patogenicità di P. brasiliense rimangono insufficientemente compresi, principalmente a causa della mancanza di strumenti di manipolazione genetica efficienti e riproducibili per questa specie 3,4,5.
Gli studi genomici funzionali in molti batteri fitopatogeni si basano su sistemi robusti di scambio allelico e mutagenesi di trasposoni; tuttavia, strumenti genetici comparabili per P. brasiliense rimangono limitati o inefficienti. In particolare, i marcatori efficaci di controselezione compatibili con questa specie sono rari. Sebbene il gene sacB sia ampiamente utilizzato come marcatore di controselezione per la delezione genica in vari batteri, P. brasiliense potrebbe mostrare un'alta tolleranza fino al 50% di saccarosio durante il processodi selezione 5. Questa tolleranza probabilmente riflette una mancanza di sensibilità alle tossine, forse dovuta alla conversione enzimatica dello saccarosio in polimeri zuccheri. Inoltre, concentrazioni elevate di saccarosio possono indurre shock osmoticodeleterio 6. Inoltre, metodi efficienti di mutagenesi su larga scala, come la costruzione di librerie di inserimento del trasposone Tn5, non sono ancora stati ben consolidati per questo organismo.
Per affrontare queste limitazioni tecniche, è stato sviluppato un sistema di controselezione basato sulle tossine e è stato stabilito un robusto flusso di lavoro di screening per la mutagenesi Tn5 per P. brasiliense. Rispetto ai metodi tradizionali a base di saccarosio, questo approccio basato sulle tossine offre vantaggi distinti, tra cui una maggiore stringenza della selezione, una maggiore specificità nell'identificazione degli eventi di doppio crossover e l'eliminazione dello stress osmotico confondente. Sistemi simili basati su tossina e antitossina vmi480 sono stati implementati con successo per superare le barriere di selezione nella specie 7 di Vibrio. La metodologia consolidata è altamente applicabile alla caratterizzazione funzionale ad alto rendimento di geni sconosciuti e fornisce una piattaforma versatile che può essere adattata ad altre Pectobacteriaceae affini con marciume molle.