Microbial mat ecosystems: Structure types, functional diversity, and biotechnological application

Microbial mats are horizontally stratified microbial communities, exhibiting a structure defined by physiochemical gradients, which models microbial diversity, physiological activities, and their dynamics as a whole system. These ecosystems are commonly associated with aquatic habitats, including hot springs, hypersaline ponds, and intertidal coastal zones and oligotrophic environments, all of them harbour phototrophic mats and other environments such as acidic hot springs or acid mine drainage harbour non-photosynthetic mats. This review analyses the complex structure, diversity, and interactions between the microorganisms that form the framework of different types of microbial mats located around the globe. Furthermore, the many tools that allow studying microbial mats in depth and their potential biotechnological applications are discussed

Efecto de Arthrobacter agilis UMCV2 sobre la germinación y crecimiento de Pinus devoniana Lindley

Soil microorganisms are essential for growth, emergence and development in all plants. In our study we decided to evaluate the effect that A. agilis UMCV2 rhizobacteria had on germination and growth of plants of economic-forest interest as P. devoniana to an age of 65 days. Our results show that the UMCV2 bacteria promoted growth of P. devoniana at this early stage of development, further highlighting that despite the short time of interaction between these two, the bacterium was able to increase the rate of germination, increase the size of shoot and generate a proliferation of lateral roots. The data shows a huge potential for using inoculum both in the greenhouse and in open ground and generate a growth promoting species of interest in both agricultural and forest, thereby reducing production periods depending on the crop.Los microorganismos del suelo son indispensables para el crecimiento, emergencia y desarrollo de prácticamente todas las plantas. En nuestro trabajo decidimos evaluar el efecto que ejerce la rizobacteria A. agilis UMCV2 sobre la germinación y el crecimiento de plantas de interés económico-forestal como P. devoniana hasta una edad de 65 días. Nuestros resultados muestran que la bacteria UMCV2 promovió el crecimiento de P. devoniana en esta primera etapa de desarrollo, resaltando además que a pesar del corto tiempo de interacción entre estos dos, la bacteria fue capaz de incrementar el índice de germinación, aumentar la talla de la parte aérea y de generar una proliferación de raíces laterales. Los datos señalan un enorme potencial para usar inóculos tanto en condiciones de invernadero como en suelo abierto y generar una promoción del crecimiento en especies de interés tanto agrícola como forestal, de esa manera reducir los periodos de producción en función del cultivo

Gestión del conocimiento: perspectiva multidisciplinaria. Volumen 13

El libro “Gestión del Conocimiento. Perspectiva Multidisciplinaria”, Volumen 13 de la Colección Unión Global, es resultado de investigaciones. Los capítulos del libro, son resultados de investigaciones desarrolladas por sus autores. El libro es una publicación internacional, seriada, continua, arbitrada, de acceso abierto a todas las áreas del conocimiento, orientada a contribuir con procesos de gestión del conocimiento científico, tecnológico y humanístico. Con esta colección, se aspira contribuir con el cultivo, la comprensión, la recopilación y la apropiación social del conocimiento en cuanto a patrimonio intangible de la humanidad, con el propósito de hacer aportes con la transformación de las relaciones socioculturales que sustentan la construcción social de los saberes y su reconocimiento como bien público. El libro “Gestión del Conocimiento. Perspectiva Multidisciplinaria”, Volumen 13, de la Colección Unión Global, es resultado de investigaciones. Los capítulos del libro, son resultados de investigaciones desarrolladas por sus autores. El libro cuenta con el apoyo de los grupos de investigación: Universidad Sur del Lago “Jesús María Semprúm” (UNESUR) - Zulia – Venezuela; Universidad Politécnica Territorial de Falcón Alonso Gamero (UPTFAG) - Falcón – Venezuela; Universidad Politécnica Territorial de Mérida Kléber Ramírez (UPTM) - Mérida - Venezuela; Universidad Guanajuato (UG) - Campus Celaya - Salvatierra - Cuerpo Académico de Biodesarrollo y Bioeconomía en las Organizaciones y Políticas Públicas (CABBOPP) - Guanajuato – México; Centro de Altos Estudios de Venezuela (CEALEVE) - Zulia – Venezuela, Centro Integral de Formación Educativa Especializada del Sur (CIFE - SUR) - Zulia – Venezuela; Centro de Investigaciones Internacionales SAS (CEDINTER) - Antioquia – Colombia y diferentes grupos de investigación del ámbito nacional e internacional que hoy se unen para estrechar vínculos investigativos, para que sus aportes científicos formen parte de los libros que se publiquen en formatos digital e impreso

The Bacterial Volatile Organic Compound <i>N,N</i>-Dimethylhexadecylamine Induces Long-Lasting Developmental and Immune Responses throughout the Life Cycle of <i>Arabidopsis thaliana</i>

N,N-dimethylhexadecylamine (DMHDA) is a bacterial volatile organic compound that affects plant growth and morphogenesis and is considered a cross-kingdom signal molecule. Its bioactivity involves crosstalk with the cytokinin and jasmonic acid (JA) pathways to control stem cell niches and induce iron deficiency adaptation and plant defense. In this study, through genetic analysis, we show that the DMHDA-JA-Ethylene (ET) relations determine the magnitude of the defensive response mounted during the infestation of Arabidopsis plants by the pathogenic fungus Botrytis cinerea. The Arabidopsis mutants defective in the JA receptor CORONATINE INSENSITIVE 1 (coi1-1) showed a more severe infestation when compared to wild-type plants (Col-0) that were partially restored by DMHDA supplements. Moreover, the oversensitivity manifested by ETHYLENE INSENSITIVE 2 (ein2) by B. cinerea infestation could not be reverted by the volatile, suggesting a role for this gene in DMHDA reinforcement of immunity. Growth of Col-0 plants was inhibited by DMHDA, but ein2 did not. Noteworthy, Arabidopsis seeds treated with DMHDA produced more vigorous plants throughout their life cycle. These data are supportive of a scenario where plant perception of a bacterial volatile influences the resistance to a fungal phytopathogen while modulating plant growth

Microbial mat ecosystems: Structure types, functional diversity, and biotechnological application

Microbial mats are horizontally stratified microbial communities, exhibiting a structure defined by physiochemical gradients, which models microbial diversity, physiological activities, and their dynamics as a whole system. These ecosystems are commonly associated with aquatic habitats, including hot springs, hypersaline ponds, and intertidal coastal zones and oligotrophic environments, all of them harbour phototrophic mats and other environments such as acidic hot springs or acid mine drainage harbour non-photosynthetic mats. This review analyses the complex structure, diversity, and interactions between the microorganisms that form the framework of different types of microbial mats located around the globe. Furthermore, the many tools that allow studying microbial mats in depth and their potential biotechnological applications are discussed

Perfil fisicoquímico y microbiológico de tres distintos suelos forestales y su efecto en el crecimiento de Pinus Devoniana Lindl.

ABSTRACT: The pines (Pinus spp.) are a group of trees cataloged as the first genus in distribution and species diversity. The high bioclimatic variability of these forests can modulate and differentiate plant development. In forest ecosystems, microbial communities are dependent on substrate and seasonality, they can vary from one point to another. For this reason, in this work, the objective was known the physicochemical and microbiological characteristics of three different forest soils on the growth of Pinus devoniana L. under in vitro conditions. We used seeds and soil from three different pine forests, for germination and development to 45 days of age. The physiological profile of use carbon source in microbial communities’ soil was analyzed by Biolog EcoPlates. The results exposed acidic pH for the three soils studied (5.06 to 5.97 UPH). In addition, phosphorus was found in limited quantities (˂0.5 mg kg-1) in soil from Pátzcuaro and Cherán. However, the physiological profile of soil displayed different in three sites with clear influence in root architecture, concluding that these soil factors modified differentially the root length and weight, but without influencing the aerial part development in P. devoniana L.RESUMEN: Los pinos (Pinus spp.) son un grupo de árboles catalogados como el primer género en distribución y diversidad de especies. La alta variabilidad bioclimática de estos bosques puede modular y diferenciar el desarrollo vegetal. En ecosistemas forestales las comunidades microbianas son dependientes del sustrato y estacionalidad, pueden variar de un punto a otro, aun tratándose de un mismo sitio. Por esta razón, el objetivo del trabajo fue conocer cómo las características fisicoquímicas y microbiológicas de tres distintos suelos forestales afectaron el crecimiento de Pinus devoniana L. bajo condiciones in vitro. Para ello, se utilizaron semillas y suelo de tres diferentes bosques de pino, para su germinación y desarrollo hasta 45 días de edad. El perfil fisiológico de uso de fuente de carbono de las comunidades microbianas del suelo se analizó mediante Biolog EcoPlates. Los resultados mostraron un pH moderadamente ácido para los tres suelos de estudio (5.06 a 5.97 UPH). Además, se registró el fósforo en cantidades limitadas (˂ 0.5 mg kg-1) en suelo de localidades como Pátzcuaro y Cherán. Por otro lado, el perfil fisiológico del suelo mostró ser diferente en los tres sitios con una marcada influencia en la arquitectura radical, concluyendo que dichos factores del suelo modificaron diferencialmente la longitud y peso de la raíz, pero sin influir en el desarrollo de la parte aérea de P. devoniana L

Efecto de Arthrobacter agilis UMCV2 sobre la germinación y crecimiento de Pinus devoniana Lindley

Abstract: Soil microorganisms are essential for growth, emergence and development in all plants. In our study we decided to evaluate the effect that A. agilis UMCV2 rhizobacteria had on germination and growth of plants of economic-forest interest as P. devoniana to an age of 65 days. Our results show that the UMCV2 bacteria promoted growth of P. devoniana at this early stage of development, further highlighting that despite the short time of interaction between these two, the bacterium was able to increase the rate of germination, increase the size of shoot and generate a proliferation of lateral roots. The data shows a huge potential for using inoculum both in the greenhouse and in open ground and generate a growth promoting species of interest in both agricultural and forest, thereby reducing production periods depending on the crop.Resumen: Los microorganismos del suelo son indispensables para el crecimiento, emergencia y desarrollo de prácticamente todas las plantas. En nuestro trabajo decidimos evaluar el efecto que ejerce la rizobacteria A. agilis UMCV2 sobre la germinación y el crecimiento de plantas de interés económico-forestal como P. devoniana hasta una edad de 65 días. Nuestros resultados muestran que la bacteria UMCV2 promovió el crecimiento de P. devoniana en esta primera etapa de desarrollo, resaltando además que a pesar del corto tiempo de interacción entre estos dos, la bacteria fue capaz de incrementar el índice de germinación, aumentar la talla de la parte aérea y de generar una proliferación de raíces laterales. Los datos señalan un enorme potencial para usar inóculos tanto en condiciones de invernadero como en suelo abierto y generar una promoción del crecimiento en especies de interés tanto agrícola como forestal, de esa manera reducir los periodos de producción en función del cultivo

Identificación y análisis de genes ars en cepas de Bacillus hipertolerantes al arsénico, aisladas de pozas termales en Araró, México

In this work we investigated the presence, diversity and phylogenetic relationships of genes that confer resistance to arsenic (As) in 37 strains of the genus Bacillus, isolated from microbial mats in hot springs from Araró, Michoacán, Mexico. Specific oligonucleotides were designed for PCR amplification of the genes arsB (arsenite-specific efflux pump) and arsC (arsenite reductase), ACR3 (arsenite transporter) and aoxB (arsenite oxidase) of the genus Bacillus, detecting only the genes arsB and arsC in 21 out of the 37  analyzed strains (56.7% of the total). The Blastx-type analysis showed a high identity (84-100%) with arsenite efflux pumps (ArsB) and arsenate reductase proteins (ArsC) of various strains of the genera Bacillus, Paenibacillus, Psychrobacter and Planococcus. Such analyzes were confirmed through the construction of phylogenies of the arsB and arsC sequences. The detection of the arsB and arsC genes in Bacillus strains was correlated with As hyperresistance values, which corresponded up to 32 and 128 mM of arsenite (III) and arsenate (V), respectively. Finally, the arsB and arsC genes identified in Bacillus strains could be a mechanism of resistance to As in an extreme aquatic environment, such as in  Araro’s hot springs.En este trabajo investigamos la presencia, diversidad y relaciones filogenéticas de genes asociados a la tolerancia al arsénico (As) en 37 cepas del género Bacillus, aisladas de tapetes microbianos localizados en pozas termales en Araró, Michoacán, México. Se diseñaron oligonucleótidos específicos para la amplificación por PCR de los genes arsB (bomba de expulsión de arsenito) y arsC (arsenato reductasa), ACR3 (transportador de arsenito) y aoxB (arsenito oxidasa) del género Bacillus, detectando únicamente los genes arsB y arsC en 21 de las 37 cepas analizadas (56.7% del total). Los análisis tipo Blastx demuestran una alta identidad (84-100%) con bombas de expulsión de arsenito (ArsB) y proteínas arsenato reductasas (ArsC)  de diversas cepas de los géneros Bacillus, Paenibacillus, Psychrobacter y Planococcus. Dichos análisis se confirmaron a través de la construcción de filogenias de los genes arsB y arsC. La detección de los genes arsB y arsC en cepas de Bacillus se correlacionó con valores de hipertolerancia al As, los cuales correspondieron a 32 y 128 mM de arsenito (III) y arsenato (V), respectivamente. Finalmente, los genes arsB y arsC identificados en cepas de Bacillus podrían ser un mecanismo de resistencia al arsénico en un ambiente acuático extremo, como las pozas termales de Araró