Nutrient Dependent Cross-Kingdom Interactions: Fungi and Bacteria From an Oligotrophic Desert Oasis

Microbial interactions play a key role in ecosystem functioning, with nutrient availability as an important determinant. Although phylogenetically distant bacteria and fungi commonly co-occur in nature, information on their cross-kingdom interactions under unstable, extreme environments remains poor. Hence, the aims of this work were to evaluate potential in vitro interactions among fungi and bacteria isolated from a phosphorous oligotrophic aquatic system in the Cuatro Ciénegas Basin, Mexico, and to test the nutrients-based shifts. We assessed growth changes in bacteria (Aeromonas and Vibrio) and fungi (Coprinellus micaceus, Cladosporium sp., and Aspergillus niger) on co-cultures in relation to monocultures under diverse nutrient scenarios on Petri dishes. Interactions were explored using a network analysis, and a metabolome profiling for specific taxa. We identified nutrient-dependent patterns, as beneficial interactions dominated in low-nutrients media and antagonistic interactions dominated in rich media. This suggests that cross-kingdom synergistic interactions might favor microbial colonization and growth under low nutrient conditions, representing an adaptive trait to oligotrophic environments. Moreover, our findings agree with the stress-gradient hypothesis, since microbial interactions shifted from competition to cooperation as environmental stress (expressed as low nutrients) increased. At a functional level consistent differences were detected in the production of secondary metabolites, agreeing with plate bioassays. Our results based on culture experiments, provides evidence to understand the complexity of microbial dynamics and survival in phosphorous-depleted environments

Genome-wide expression analysis of environmental stress in the cyanobacterium Synechocystis PCC 6803

Eneas Aguirre von Wobeser onderzocht functionele aanpassingen in een cyanobacterie, ook wel blauwalg genoemd, met hedendaagse genomische methodes. De cyanobacterie synechocystis was een van de allereerste organismen met een volledig bekende genoomsequentie, en een toegekende functie voor een aanzienlijk deel van de meer dan 3000 open reading-frames. Deze kennis gebruikte Aguirre von Wobeser om een DNA-microarray voor het volledige genoom te ontwerpen. Hiermee is het mogelijk om de transcriptie (‘expressie') van alle genen tegelijk te analyseren. De relatieve expressie van genen is een afspiegeling van de eiwitten die nodig zijn voor evenwichtige fysiologie van een cel. Het onderzoek van Aguirre von Wobeser levert directe informatie over duizenden verschillende eiwitten met een gespecialiseerde functie onder verschillende milieucondities. Wanneer een cel stress ervaart bijvoorbeeld, wanneer er te weinig of te veel van een stof nodig voor groei is, moet een cel de fysiologische mogelijkheden aanpassen aan de sub-optimale omgeving. Aguirre von Wobeser paste deze techniek toe om veranderingen in genexpressie voor aanpassing aan aantal interessante omgevingscondities te bepalen. Daarbij maakte hij gebruik van geavanceerde continu-cultuurtechniek voor het testen van de effecten van de beschikbaarheid van gebonden stikstof of licht op het patroon van genexpressie. De resultaten kunnen interessant zijn voor toekomstige toepassing op kwaliteitsbewaking van bijvoorbeeld zoetwaterplassen