Ustreznost referenčne knjižnice masnih spektrov naprave Bruker MALDI Biotyper® za identifikacijo najpomembnejših za rastline patogenih bakterij

Description

Abstract (English)

The MALDI Biotyper^® sirius RUO, a bench-top mass spectrometer from Bruker, utilizes laser desorption ionization mass spectrometry coupled with a time-of-flight ion mass analyzer. This instrument identifies bacterial isolates by comparing their mass spectra, obtained post-laser bombardment of treated pure cultures, with reference spectra in its database. The effectiveness of identification is contingent on the diversity of bacteria in the library and the accuracy of the reference spectra. In an initial phase, the National Institute of Biology assessed the comprehensiveness of the MBT Compass Library Revision K (2022) in representing quarantine and significant plant pathogenic bacterial pathogens relevant to Slovenia. Our analysis revealed that the library covers 12 of 14 genera and 15 of 32 species of the plant pathogenic bacteria examined. For species-level identification, the library adequately supports genera such as Curtobacterium, Erwinia, Pantoea, Pseudomonas, Rhodococcus and Xylella. For Clavibacter, Ralstonia and Xanthomonas species-level identification is conditionally feasible, depending on specific species. At the genus level Agrobacterium, Dickeya and Pectobacterium are identifiable with the current library. However, spectra for Liberibacter and Xylophilus are absent, rendering the library unsuitable for their identification. Ongoing experimental validation is assessing the reliability of identifications for selected bacterial species. Concurrently, efforts are being made to augment the library with our own entries. We have already expanded the database to include Pantoea stewartii subsp. indologenes, Ralstonia solanacearum, Ralstonia pseudosolanacearum, and Xylophilus ampelinus. This ongoing work underlines the library's potential and limitations in identifying plant pathogenic bacteria, providing valuable insights for its practical application and enhancement.

Abstract (Slovenian)

Namizni masni spektrometer MALDI Biotyper^® sirius RUO, proizvajalca Bruker, omogoča masno spektrometrijo z ionizacijo z lasersko desorpcijo in masnim analizatorjem na čas preleta ionov. Spektre, ki jih posname po laserskem obstreljevanju ustrezno tretiranih čistih kultur bakterijskih izolatov, primerja z referenčnimi spektri v svoji knjižnici in glede na podobnost identificira bakterijske izolate. Identifikacija je mogoča le za bakterije, ki so v knjižnici zastopane, zanesljivost in taksonomski nivo identifikacije posameznih bakterij pa je odvisen od njihove raznolikosti in kakovosti referenčnih spektrov. V okviru uvedbe metode na Nacionalnem inštitut za biologijo smo v prvem koraku izvedli pregled zastopanosti karantenskih in drugih za Slovenijo pomembnih bakterijskih povzročiteljev bolezni rastlin v referenčni knjižnici našega instrumenta, MBT Compass Library Revision K (2022). Analiza rezultatov je pokazala, da referenčna knjižnica pokriva 12 od 14 preverjanih rodov in 15 od 32 vrst za rastline patogenih bakterij. Knjižnica se je izkazala za ustrezno za identifikacijo do nivoja vrst za organizme rodu Curtobacterium, Erwinia, Pantoea, Pseudomonas, Rhodococcus in Xylella, ter kot pogojno ustrezna za posamezne vrste rodov Clavibacter, Ralstonia in Xanthomonas. Na nivoju rodu lahko z obstoječo knjižnico identificiramo bakterije rodov Agrobacterium, Dickeya in Pectobacterium. Za identifikacijo bakterij rodu Liberibacter in Xylophilus vključena knjižnica ni primerna, saj zanje ne vsebuje spektrov. V teku je eksperimentalno preverjanje zanesljivosti identifikacije za izbrane bakterijske vrste ter dopolnjevanje knjižnice s kreiranjem lastnih knjižničnih vnosov. Tako smo po praktičnem preizkušanju do sedaj obstoječo knjižnico že dopolnili z vnosi za bakterije Pantoea stewarti subsp. indologenes, Ralstonia solanacearum, Ralstonia pseudosolanacearum in Xylophilus ampelinus.