Det är "det konstiga fallet med Dr. Jekyll och Mr. Hyde" i en dagismiljö.

Det finns mestadels godartade arter i de jordburna, växtassocierat släkte av bakterier som kallas Rhodococcus , men några få arter kan vara patogena. Ett team av forskare vid Oregon State University använde genomsekvensering för att identifiera arter av Rhodococcus den övergången mellan välgörande och patogen - stimulerande tillväxt i vissa växter i det förra fallet medan deformerar vävnader i det senare.

Resultaten publicerades idag i tidskriften eLife .

Nyckeln till Rhodococcus övergången mellan att vara en "bra" och "dålig" bakterie möjliggörs av DNA-molekyler som kallas plasmider, sa Jeff Chang, en mikrobiell genomiker vid OSU:s College of Agricultural Sciences och ledare för studien. En plasmid är en DNA-molekyl som hålls separat från bakteriers kromosom.

"Lättheten till vilken övergången sker är ganska ovanlig, och det innebär en svår utmaning för plantskolor, " sade han. "Välgörande påfrestningar av Rhodococcus orsaka tillväxt av växten som kan misstolkas som sjukdomssymptom. Vi spårade hur de fördelaktiga och patogena medlemmarna av Rhodococcus flyttar från planta till planta och plantskola till plantskola. Nu kan vi informera plantskolorna om att implementera praxis för att begränsa spridningen."

Rhodococcus infekterar främst örtartade perenner, inklusive Shasta daisy, speedwell och krysantemum. Det finns färre vedartade värdar som vanligtvis är infekterade, men de inkluderar fjärilsbuske och falska spirea.

Den evolutionära övergången genom förflyttning av plasmider har potential att göra nya linjer av patogena Rhodococcus i plantskolor och andra miljöer, sa Chang.

Studieresultaten kan ha en inverkan på Oregons växthus- och plantskoleindustri på 900 miljoner dollar. De deformerade växterna är inte estetiskt tilltalande och sjuka växter kan inte skickas ut ur staten, så det enda alternativet är att förstöra de infekterade plantorna.

För att hjälpa plantskolor, OSU utvecklade molekylära verktyg för att arbeta med kommersiellt tillgängliga kit som gör att användaren snabbt och effektivt kan skilja mellan de fördelaktiga och patogena stammarna av Rhodococcus . OSU har ansökt om patent för molekylära verktyg, utvecklad av Skylar Fuller, som tog en magisterexamen i molekylär och cellulär biologi vid OSU i våras.

Observationen att plasmider rör sig mellan stammar av Rhodococcus gjordes av Alexandra Weisberg, en postdoktor i Changs labb. Weisberg använde genomiska verktyg för att studera plasmidmönster.

"Dessa plasmider kan överföras från en bakterie till en annan, vilket gör det svårt att spåra sjukdomen, Weisberg sa. "Att spåra plasmiderna separat från kromosomen var nyckeln till att förstå hur dessa övergångar relaterar till varandra."

I mer än ett decennium har Melodie Putnam, chefsdiagnotiker vid OSU:s växtklinik, har arbetat med Oregon plantskolor för att korrekt identifiera bakterier som orsakar ovanliga tillväxtdefekter hos infekterade växter.

"Symtomen på Rhodococcus är ofta inte lätta att känna igen, " sade Putnam. "Tills denna studie, vi visste inte hur Rhodococcus betett sig på dagis. Vi visste inte om det fanns en invånare som bara fortsatte att smitta igen eller om plantskolorna fick det från andra plantskolor. Nu har vi en tydligare bild av olika scenarier."

Under 2014, Putnam kontaktades av en forskare vid ett annat universitet som hittade udda symptom i pistageträd. De var korta och buskiga, hade knotiga stjälkar och kunde inte ympa ordentligt. Forskaren antog patogen Rhodococcus var boven, men Putnam hittade bara de icke-patogena bakteriestammarna i de 100 eller fler symtomatiska växtprover som lämnats in till Plant Clinic.

Putnam och hennes forskargrupp arbetade tillsammans med Chang och hans grupp ledd av Elizabeth Savory, sedan en postdoktor i Changs labb, och Fuller. De två grupperna studerade några av de pistageassocierade bakterierna och testade dem på flera växtarter. Studierna ledde till liknande slutsatser:stammarna odlade från pistage verkade vara icke-patogena.

"Det var vår första indikation på att dessa stammar som de odlade från pistagenötter var vad vi hittar på växter i allmänhet som har en gynnsam effekt, sa Savory, nu växtskyddschef för Oregon Department of Agriculture. "Det är möjligt att fördelaktiga stammar av Rhodococcus orsaka tillväxtförändringar i växten som felaktigt kan tolkas som sjukdomssymtom."