Abstract The bacterial genus Xylella contains plant pathogens that are major threats to agriculture in America and Europe. Although extensive research was conducted to characterize different subspecies of Xylella fastidiosa ( Xf ), comparative analysis at above-species levels were lacking due to the unavailability of appropriate data sets. Recently, a bacterium that causes pear leaf scorch (PLS) in Taiwan was described as the second Xylella species (i.e., Xylella taiwanensis ; Xt ). In this work, we report the complete genome sequence of Xt type strain PLS229 T . The genome-scale phylogeny provided strong support that Xf subspecies pauca ( Xfp ) is the basal lineage of this species and Xylella was derived from the paraphyletic genus Xanthomonas . Quantification of genomic divergence indicated that different Xf subspecies share ∼87-95% of their chromosomal segments, while the two Xylella species share only ∼66-70%. Analysis of overall gene content suggested that Xt is most similar to Xf subspecies sandyi ( Xfs ). Based on the existing knowledge of Xf virulence genes, the homolog distribution among 28 Xylella representatives was examined. Among the 11 functional categories, those involved in secretion and metabolism are the most conserved ones with no copy number variation. In contrast, several genes related to adhesins, hydrolytic enzymes, and toxin-antitoxin systems are highly variable in their copy numbers. Those virulence genes with high levels of conservation or variation may be promising candidates for future studies. In summary, the new genome sequence and analysis reported in this work contributed to the study of several important pathogens in the family Xanthomonadaceae. Contribution to the Field Xylella fastidiosa is a plant-pathogenic bacterium with multiple subspecies that are major threats to agriculture in America and Europe. Although extensive research has been conducted, comparative analysis of this species with other bacteria is lacking due to the unavailability of known close relatives. In this work, we report the complete genome sequence of Xylella taiwanensis , a newly described species within the same genus. This new data set and our focused analysis helped to better understand the evolutionary relationships among different Xylella lineages and their genomic diversity. Moreover, detailed examination of their virulence genes identified those that are either highly conserved or variable, providing promising candidates for future studies to further investigate the molecular mechanisms of Xylella virulence.

Abstract Phytoplasmas are insect-transmitted plant pathogens that cause substantial losses in agriculture. In addition to economic impact, phytoplasmas induce distinct disease symptoms in infected plants, thus attracting attention for research on molecular plant-microbe interactions and plant developmental processes. Due to the difficulty of establishing an axenic culture of these bacteria, culture-independent genome characterization is a crucial tool for phytoplasma research. However, phytoplasma genomes have strong nucleotide composition biases and are repetitive, which make it challenging to produce complete assemblies. In this study, we utilized Illumina and Oxford Nanopore sequencing technologies to obtain the complete genome sequence of ‘ Candidatus Phytoplasma luffae’ strain NCHU2019 that is associated with witches’ broom disease of loofah ( Luffa aegyptiaca ) in Taiwan. The fully assembled circular chromosome is 769 kb in size and is the first representative genome sequence of group 16SrVIII phytoplasmas. Comparative analysis with other phytoplasmas revealed that NCHU2019 has an exceptionally repetitive genome, possessing a pair of 75 kb repeats and at least 13 potential mobile units (PMUs) that account for ~25% of its chromosome. This level of genome repetitiveness is exceptional for bacteria, particularly among obligate pathogens with reduced genomes. Our genus-level analysis of PMUs demonstrated that these phytoplasma-specific mobile genetic elements can be classified into three major types that differ in gene organization and phylogenetic distribution. Notably, PMU abundance explains nearly 80% of the variance in phytoplasma genome sizes, a finding that provides a quantitative estimate for the importance of PMUs in phytoplasma genome variability. Finally, our investigation found that in addition to horizontal gene transfer, PMUs also contribute to intra-genomic duplications of effector genes, which may provide redundancy for neofunctionalization or subfunctionalization. Taken together, this work improves the taxon sampling for phytoplasma genome research and provides novel information regarding the roles of mobile genetic elements in phytoplasma evolution.