Fitoplazme ('Candidatus Phytoplasma') su nekultivabilne bakterije bez stanične stjenke izrazito reduciranih genoma koje parazitiraju u floemu biljaka i stanicama kukaca. Gospodarski značajne bolesti žutica vinove loze (grapevine yellows; GY) uzrokuju fitoplazme ribosomskih skupina 16SrV-C i V-D (flavescence dorée; FD) i 16SrXII-A (stolbur; bois noir; BN, ‘Candidatus Phytoplasma solani’). Iako uzrokuju gotovo jednake simptome, ove se fitoplazme razlikuju u epidemiologiji te je njihova precizna identifikacija neophodna. Filogenija fitoplazmi temelji se na polimorfizmu evolucijski očuvane genske regije za 16S rRNA, čestom bakterijskom filogenetskom markeru (Gundersen et al., 1994; IRPCM, 2004). Međutim, molekularne analize genske regije 16S rDNA nisu dovoljne za utvrđivanje varijabilnosti među izolatima fitoplazmi unutar iste skupine, te se uz tu regiju analiziraju i dodatni molekularni fitoplazmatski markeri. Identifikacija i karakterizacija fitoplazmi ima značajnu ulogu u epidemiologiji i monitoringu fitoplazmoza. Preciznija klasifikacija fitoplazmi ribosomskih skupina 16SrXII-A i 16SrV vrlo je važna u određivanju točnog uzroka i porijekla novih pojava ekonomskih važnih fitoplazmoza te predviđanju smjera njihovog širenja. Metoda multigenske analize (multilocus sequence typing; MLST) temelji se na istraživanju varijabilnosti evolucijski različito konzerviranih gena. Pri istraživanju fitoplazmi multigenskom metodom ciljani molekularni markeri su najčešće konstitutivni (housekeeping) geni, ali i varijabilni geni specifični za određenu vrstu kao što su geni koji kodiraju za membranske proteine. MLST predstavlja reproducibilan i mjerljiv sustav prikladan za epidemiološke studije jer za karakterizaciju istraživanih izolata pojedinih patogena koristi nukleotidne sljedove koji su lako usporedivi s nukleotidnim sljedovima drugih izolata. Cilj ovog istraživanja bio je provesti multigensku tipizaciju izolata fitoplazmi ribosomske skupine 16SrXII-A analizom gena tuf, vmp1, secY i stamp te izolata fitoplazmi ribosomske skupine 16SrV analizom gena map, secY, uvrB-degV i vmpA i izoliranih iz zaraženih trsova vinove loze (Vitis vinifera L.), kukaca-vektora i korovnih biljaka s područja Hrvatske te pritom istražiti varijabilnost spomenutih izolata. Premda prethodna istraživanja upućuju na značajnu gensku varijabilnost fitoplazmi unutar skupine 16SrXII-A (Langer i Maixner, 2004; Šeruga Musić et al., 2008; Cimerman et al., 2009; Fialova et al., 2009; Aryan et al., 2014) iznenađujuć je broj genotipova utvrđen analizom izolata fitoplazme BN (stolbur) u Hrvatskoj u okviru ove disertacije. Iako je variabilnost BN fitoplazme već bila predmet ranijih istraživanja (Šeruga Musić et al., 2011), ovako detaljna i opsežna tipizacija izolata fitoplazme BN provedena je po prvi put. Temeljem multigenske analize zabilježeno je 3 tuf, 5 secY, 7 vmp1 te čak 10 stamp filogenetskih skupina. Njihovom kombinacijom u pojedinim izolatima utvrđeno je čak sedamnaest različitih genotipova od čega su tri genotipa bila zastupljena većim brojem uzoraka. Najzastupljeniji genotip bio je S6-ST6-V18-tuf-b (24%), zatim S1-ST9-V4-tuf-b (15%) te S39-S46-V3-tuf-a (12%) koji zajedno obuhvaćaju više od polovice analiziranih izolata. Prisutnost drugih genotipova zabilježena je u znatno manjem broju izolata. Geni vmp1 i stamp ali i gen secY pokazali su se znatno varijabilnijim i informativnijim markerima u odnosu na gen tuf omogućivši preciznije razlučivanje između blisko povezanih izolata fitoplazme BN. Uspoređujući rezultate dobivene analizom pojedinih gena s rezultatima istraživanja drugih zemalja može se utvrditi epidemiološki značaj pojedinih tipova izolata. Tako prisutnost oba tuf tipa, tuf-a i tuf-b ukazuje na uključenost obe korovne biljke Urtica dioica L. i Convolvulus arvensis L. u BN epidemiologiju u Hrvatskoj. Analiza secY gena potvrdila je genotip S6 kao jedan od najučestalijih u Europi (Foissac et al., 2013b). Od dva prevladavajuća vmp1 profila u Hrvatskoj, V4, zabilježen je i kao prevladavajuć u Republici Makedoniji (Kostadinovska et al., 2014) te kao široko rasprostranjen genotip u Euro-Mediteranskom području (Foissac et al., 2013). Također je utvrđena podudarnost u povezanosti V3 i tuf a genotipa (Foissac et al., 2013) kao i u Španjolskoj (Sabaté et al., 2014). Uz to, pronalazak V2-TA profila, prvotno potvrđen u kukcu Reptalus panzeri i vinovoj lozi u Srbiji (Cvrković et al., 2014) a zatim i u Republici Makedoniji (Kostadinovska et al., 2014) sugerira nove mogućnosti rasprostranjenja BN fitoplazme. U pogledu analize gena stamp, izolati BN fitoplazme iz Hrvatske mogu se svrstati u dva od četiri velika genetska klastera – klaster IA u koje se ubrajaju i zemlje zapadne Europe: Španjolska, Italija i Francuska te klaster II u koje se ubraja središnja Europa i Balkan: Njemačka, Bugarska, Mađarska i Republika Makedonija. U sklopu ove disertacije po prvi puta je napravljena detaljna karakterizacija fitoplazme FD utvrđene u uzorcima vinove loze te u vektoru Scaphoideus titanus Ball. Provedene filogenetske analize nukleotidnih sljedova gena map fitoplazme FD pokazale su grupiranje u dvije FD skupine/klastera. Analize nukleotidnih sljedova gena uvrB-degV gena nisu u potpunosti pokazale pokazale podudarnost s rezultatima analize gena map i secY. Posebno interesantnom pokazala se analiza varijabilnog gena vmpA za čije istraživanje su u sklopu ove disertacije dizajnirane nove početnice. Sveukupno su utvrđena 2 map, 4 uvrB-degV i 5 secY genotipa. Filogenetska analiza vmpA gena pokazala je podjelu u 3 klastera demonstrirajući tako značajnu ulogu vmpA gena u istraživanju epidemiologije FD fitoplazme. Budući da se svaki map-FD klaster/skupina razlikuje po geografskoj rasprostranjenosti (map-FD2-Francuska i Italija; map-FD3 Italija, istočno europska regija), prisutnost map-FD2 i map-FD3 klastera u Hrvatskoj lakše je tumačiti u svjetlu podataka obivenih iz susjednih zemalja - Srbije gdje je utvrđen map-FD3 klaster (Kuzmanović et al., 2008) i Slovenije gdje je potvrđena prisutnost oba klastera (Mehle et al., 2011) koji sugeriraju moguće puteve unosa. Nalazi fitoplazme FD i BN, redom u vektorima S. titanus i Hyalesthes obsoletus Signoret. potvrdili su njihovu ulogu u rasprostranjivanju i prenošenju fitoplazmi u Hrvatskoj te dali uvid u kompleksnu ekologiju patosistema fitoplazma – vektor – biljka. U sklopu ove disertacije potvrđeni su prijašnji rezultati (Šeruga et al., 2000; Šeruga Musić et al., 2009) široke rasprostranjenosti fitoplazme BN u Hrvatskoj. Prisutnost fitoplazme FD u vinovoj lozi, prvi put utvrđena 2009. godine (Šeruga Musić et al., 2011) samo na jednoj lokaciji na području središnje Hrvatske, tijekom ovog istraživanja potvrđena je na nekoliko novih lokaliteta geografski udaljenih vinskih regija. U četiri godine istraživanja, uočena je tendencija širenja GY-bolesti a osobito pojavljivanja novih žarišta fitoplazme FD. Na pojedinim lokalitetima utvrđena je prisutnost obje fitoplazme, no pri analizama pojedinih izolata nije utvrđena zaraza iste biljke s oba uzročnika. Rezultati dobiveni u sklopu ove disertacije pružili su dublji uvid u raznolikost i rasprostranjenost, te epidemiološki značaj pojedinih tipova izolata fitoplazmi vinove loze prisutnih na teritoriju Republike Hrvatske. Prikupljeni molekularni podaci omogućili su usporedbu podataka sa studijama drugih zemalja na tom području i ukazali na mogući put unosa patogena u Hrvatsku što je osobito bitno za karantensku fitoplazmu FD. Dokazana je vrijednost multigenske analize kao učinkovite, ponovljive i pouzdane metode u diferencijaciji između srodnih sojeva fitoplazmi.