The genome of Phytophthora infestans, the pathogen that triggered the Irish potato famine in the nineteenth century, has been sequenced. It remains a devastating pathogen, with late blight destroying crops worth billions of dollars each year. Blight is difficult to control, in part because it adapts so quickly to genetically resistant potato strains. Comparison with two other Phytophthora genomes shows rapid turnover and extensive expansion of specific families of secreted disease effector proteins, including many genes induced during infection that have activities thought to alter host physiology. These fast evolving effector genes are found in highly dynamic and expanded regions of the genome, a factor that may contribute to its rapid adaptability to host plants. The P. infestans genome is the biggest so far sequenced, at about 240 megabases, with an extremely high repeat content of close to 75%. It is a model organism for the oomycetes, a distinct lineage of fungus-like eukaryotes related to organisms such as brown algae and diatoms. Phytophthora infestans is a fungus-like eukaryote and the most destructive pathogen of potato, with current annual worldwide potato crop losses due to late blight estimated at $6.7 billion. Here, the sequence of the P. infestans genome is reported. Comparison with two other Phytophthora genomes showed rapid turnover and extensive expansion of certain secreted disease effector proteins, probably explaining the rapid adaptability of the pathogen to host plants. Phytophthora infestans is the most destructive pathogen of potato and a model organism for the oomycetes, a distinct lineage of fungus-like eukaryotes that are related to organisms such as brown algae and diatoms. As the agent of the Irish potato famine in the mid-nineteenth century, P. infestans has had a tremendous effect on human history, resulting in famine and population displacement1. To this day, it affects world agriculture by causing the most destructive disease of potato, the fourth largest food crop and a critical alternative to the major cereal crops for feeding the world’s population1. Current annual worldwide potato crop losses due to late blight are conservatively estimated at $6.7 billion2. Management of this devastating pathogen is challenged by its remarkable speed of adaptation to control strategies such as genetically resistant cultivars3,4. Here we report the sequence of the P. infestans genome, which at ∼240 megabases (Mb) is by far the largest and most complex genome sequenced so far in the chromalveolates. Its expansion results from a proliferation of repetitive DNA accounting for ∼74% of the genome. Comparison with two other Phytophthora genomes showed rapid turnover and extensive expansion of specific families of secreted disease effector proteins, including many genes that are induced during infection or are predicted to have activities that alter host physiology. These fast-evolving effector genes are localized to highly dynamic and expanded regions of the P. infestans genome. This probably plays a crucial part in the rapid adaptability of the pathogen to host plants and underpins its evolutionary potential.

InterPro, an integrated documentation resource of protein families, domains and functional sites, was created to integrate the major protein signature databases. Currently, it includes PROSITE, Pfam, PRINTS, ProDom, SMART, TIGRFAMs, PIRSF and SUPERFAMILY. Signatures are manually integrated into InterPro entries that are curated to provide biological and functional information. Annotation is provided in an abstract, Gene Ontology mapping and links to specialized databases. New features of InterPro include extended protein match views, taxonomic range information and protein 3D structure data. One of the new match views is the InterPro Domain Architecture view, which shows the domain composition of protein matches. Two new entry types were introduced to better describe InterPro entries: these are active site and binding site. PIRSF and the structure-based SUPERFAMILY are the latest member databases to join InterPro, and CATH and PANTHER are soon to be integrated. InterPro release 8.0 contains 11 007 entries, representing 2573 domains, 8166 families, 201 repeats, 26 active sites, 21 binding sites and 20 post-translational modification sites. InterPro covers over 78% of all proteins in the Swiss-Prot and TrEMBL components of UniProt. The database is available for text- and sequence-based searches via a webserver ( http://www.ebi.ac.uk/interpro ), and for download by anonymous FTP ( ftp://ftp.ebi.ac.uk/pub/databases/interpro ).

The Oxford Nanopore Technologies (ONT) MinION is a new sequencing technology that potentially offers read lengths of tens of kilobases (kb) limited only by the length of DNA molecules presented to it. The device has a low capital cost, is by far the most portable DNA sequencer available, and can produce data in real-time. It has numerous prospective applications including improving genome sequence assemblies and resolution of repeat-rich regions. Before such a technology is widely adopted, it is important to assess its performance and limitations in respect of throughput and accuracy. In this study we assessed the performance of the MinION by re-sequencing three bacterial genomes, with very different nucleotide compositions ranging from 28.6% to 70.7%; the high G + C strain was underrepresented in the sequencing reads. We estimate the error rate of the MinION (after base calling) to be 38.2%. Mean and median read lengths were 2 kb and 1 kb respectively, while the longest single read was 98 kb. The whole length of a 5 kb rRNA operon was covered by a single read. As the first nanopore-based single molecule sequencer available to researchers, the MinION is an exciting prospect; however, the current error rate limits its ability to compete with existing sequencing technologies, though we do show that MinION sequence reads can enhance contiguity of de novo assembly when used in conjunction with Illumina MiSeq data.

From Blight to Powdery Mildew Pathogenic effects of microbes on plants have widespread consequences. Witness, for example, the cultural upheavals driven by potato blight in the 1800s. A variety of microbial pathogens continue to afflict crop plants today, driving both loss of yield and incurring the increased costs of control mechanisms. Now, four reports analyze microbial genomes in order to understand better how plant pathogens function (see the Perspective by Dodds ). Raffaele et al. (p. 1540 ) describe how the genome of the potato blight pathogen accommodates transfer to different hosts. Spanu et al. (p. 1543 ) analyze what it takes to be an obligate biotroph in barley powdery mildew, and Baxter et al. (p. 1549 ) ask a similar question for a natural pathogen of Arabidopsis . Schirawski et al. (p. 1546 ) compared genomes of maize pathogens to identify virulence determinants. Better knowledge of what in a genome makes a pathogen efficient and deadly is likely to be useful for improving agricultural crop management and breeding.

From Blight to Powdery Mildew Pathogenic effects of microbes on plants have widespread consequences. Witness, for example, the cultural upheavals driven by potato blight in the 1800s. A variety of microbial pathogens continue to afflict crop plants today, driving both loss of yield and incurring the increased costs of control mechanisms. Now, four reports analyze microbial genomes in order to understand better how plant pathogens function (see the Perspective by Dodds ). Raffaele et al. (p. 1540 ) describe how the genome of the potato blight pathogen accommodates transfer to different hosts. Spanu et al. (p. 1543 ) analyze what it takes to be an obligate biotroph in barley powdery mildew, and Baxter et al. (p. 1549 ) ask a similar question for a natural pathogen of Arabidopsis . Schirawski et al. (p. 1546 ) compared genomes of maize pathogens to identify virulence determinants. Better knowledge of what in a genome makes a pathogen efficient and deadly is likely to be useful for improving agricultural crop management and breeding.

Abstract The origins of virulence in amphibian-infecting chytrids Batrachochytrium dendrobatidis ( Bd ) and Batrachochytrium salamandrivorans ( Bsal) are largely unknown. Here, we use deep nanopore sequencing of Bsal and comparative genomics against 21 high-quality genome assemblies that span the fungal Chytridiomycota. Bsal has the most repeat-rich genome, comprising 40.9% repetitive elements, which has expanded to more than 3X the length of its conspecific Bd . M36 metalloprotease virulence factors are highly expanded in Bsal and 53% of the 177 unique genes are flanked by transposable elements, suggesting repeat-driven expansion. The largest M36 sub-family are mostly (84%) flanked upstream by a novel LINE element, a repeat superfamily implicated with gene copy number variations. We find that Bsal has a highly compartmentalized genome architecture, with virulence factors enriched in gene-sparse/repeat-rich compartments, while core conserved genes occur in gene-rich/repeat-poor compartments. This is a hallmark of two-speed genome evolution. Furthermore, genes with signatures of positive selection in Bd are enriched in repeat-rich regions, suggesting they are a cradle for chytrid pathogenicity evolution, and Bd also has a two-speed genome. This is the first evidence of two-speed genomes in any animal pathogen, and sheds new light on the evolution of fungal pathogens of vertebrates driving global declines and extinctions.

Crop production plays a crucial role in ensuring global food security and maintaining economic stability. The presence of bacterial phytopathogens, particularly Xanthomonas species (a key focus of this review), poses significant threats to crops, leading to substantial economic losses. Current control strategies, such as the use of chemicals and antibiotics, face challenges such as environmental impact and the development of antimicrobial resistance. This review discusses the potential of bacteriocins, bacterial-derived proteinaceous antimicrobials and bacteriophages, viruses that target bacteria as sustainable alternatives for effectively managing Xanthomonas diseases. We focus on the diversity of bacteriocins found within xanthomonads by identifying and predicting the structures of candidate bacteriocin genes from publicly available genome sequences using BAGEL4 and AlphaFold. Harnessing the power of bacteriocins and bacteriophages has great potential as an eco-friendly and sustainable approach for precision control of Xanthomonas diseases in agriculture. However, realising the full potential of these natural antimicrobials requires continued research, field trials and collaboration among scientists, regulators and farmers. This collective effort is crucial to establishing these alternatives as promising substitutes for traditional disease management methods.

Abstract Halophytes have evolved several strategies to survive in saline environments; however, additional support from their associated microbiota could help combat adverse conditions. Endophytic communities of halophytes may be different than those in other plants because salinity acts as an environmental filter. At the same time, they may contribute to the host’s adaptation to adverse environmental conditions and can improve host tolerance against various biotic and abiotic stresses, which may be of importance in modern and sustainable agriculture. In this study the culturable endophytic bacteria of three halophytic species Cakile maritima , Matthiola tricuspidata and Crithmum maritimum were isolated and identified. Endophytic bacteria were isolated from roots and leaves of the sampled plants. Significant differences were observed in bacterial species abundance among different plant species and tissue from which the isolates were obtained. In total, 115 strains were identified by analysis of complete 16S rDNA sequences, while the majority of these isolates were derived from the root samples. The strains were evaluated for their ability to: 1) grow in-vitro in high levels of NaCl; 2) inhibit the growth of the economically important plant pathogenic fungus Verticillium dahliae in vitro and in planta , the human pathogenic fungus Aspergillus fumigatus in vitro , as well as, the economically important plant bacterial pathogens Ralstonia solanacearum and Clavibacter michiganensis in vitro ; 3) provide salt tolerance in planta ; 4) provide growth promoting effect in planta . Additionally, the genomes of twelve selected isolates, exhibiting interesting features, were sequenced and analysed. Three novel bacterial species were identified that belong to the genus Pseudomonas (two strains) and Arthrobacter (one strain). The outcome of our study is the proof-of-concept that the crop wild relatives (CWR) halophytic microbiome could potentially serve as a source of beneficial microorganisms that could be used (as unique species or as artificial communities) as Bio-Inoculants, for the enhancement of plant growth and stress tolerance in crops, including the high-salinity stress. This is very important in the era of ecosystem degradation and climate change, where the maximizing microbial functions in agroecosystems could be a prerequisite for the future of global sustainable agriculture. Globally, there is a strong need for the identification and bio-banking of novel beneficial endophytic microbes with as many desirable characters, for the development of a new environmentally friendly global strategy in food production that will be based in the sustainable agriculture with low chemical inputs and a low environmental impact.

Viral outbreaks are a constant threat to aquaculture, limiting production for better global food security. A lack of diagnostic testing and monitoring in resource-limited areas hinders the capacity to respond rapidly to disease outbreaks and to prevent viral pathogens becoming endemic in fisheries productive waters. Recent developments in diagnostic testing for emerging viruses, however, offers a solution for rapid in situ monitoring of viral outbreaks. Genomic epidemiology has furthermore proven highly effective in detecting viral mutations involved in pathogenesis and assisting in resolving chains of transmission. Here, we demonstrate the application of an in-field epidemiological tool kit to track viral outbreaks in aquaculture on farms with reduced access to diagnostic labs, and with non-destructive sampling. Inspired by the "lab in a suitcase" approach used for genomic surveillance of human viral pathogens and wastewater monitoring of COVID19, we evaluated the feasibility of real-time genome sequencing surveillance of the fish pathogen, Infectious spleen and kidney necrosis virus (ISKNV) in Lake Volta. Viral fractions from water samples collected from cages holding Nile tilapia (Oreochromis niloticus) with suspected ongoing ISKNV infections were concentrated and used as a template for whole genome sequencing, using a previously developed tiled PCR method for ISKNV. Mutations in ISKNV in samples collected from the water surrounding the cages matched those collected from infected caged fish, illustrating that water samples can be used for detecting predominant ISKNV variants in an ongoing outbreak. This approach allows for the detection of ISKNV and tracking of the dynamics of variant frequencies, and may thus assist in guiding control measures for the rapid isolation and quarantine of infected farms and facilities.