Endophytic yeast from sugarcane exhibit quorum quenching activity

Quorum sensing (QS) are signaling mechanisms that govern morphological and physiological responses to changes in cell density. QS enables microorganisms to communicate via secreted signaling molecules called autoinducers. Many of these autoninducers bellong to a N-acyl homoserine lactones`s (AHLs) family. AHLs are synthesized by Gram negative bacterias and their structure consist of a carbon N-acyl side chain linked to a lactone ring. These molecules are pH-dependent so the lactone ring will be reversibly hydrolyzed. On the other hand, Quorum quenching (QQ) is a process which disrupts the QS by different ways such as enzymatic lysis of the signal molecules. QQ allows to control many physiological mechanisms from pathogen gram negative bacteria. In view of this, the aim of the present work was to isolate yeasts with QQ properties from Saccharum officinarum, a species of sugar cane. Samples from roots, stems and leaves were plated onto YM agar. Incubation was carried out at 30ºC. Colonies with different morphotypes were selected and plated. Pure colony was obtained by repeated streaking on YM agar. The genomic DNA of the yeast isolates were extracted to identify them. They were used as template for PCR. The 26S rDNA gene was PCR-amplified using the following primers namely NL1 and NL4. Nucleotide sequences were compared with GenBank databases using the BLASTN program followed by sequence alignment Yeasts were incubated onto YM supplemented with HSLs comercial standards (C6-HSL, 3-oxo-C6-HSL, C10-HSL, 3-oxo-C10-HSL, C12-HSL, 3-oxo-C12-HSL, C8-HSL and 3-oxo-C8-HSL) to demostrate the presence of QQ mechanisms. After 2 days incubation supernadants of cultures were taken and the detection of HSLs degradation was carry out using two biosensor strains, Chromobacterium violaceum CV026 and Chromobacterium violaceum Vir07. If necessary acidification for re-lactonisation using HCl was performed. 19 yeast strains were finally isolated. Sequencing of 26S rDNA indicated that 19 strains bellonged to three different genus (Pichia, Rhodotorula and Sporisorium). In the QQ assay, all yeasts tested were able to degradate at least one of the proven HSLs comercial standards. The isolates presented a marked tendecy to hidrolyse long-acyl-chain compounds. However, two Rhodotorula strains exhibited the most outstanding behavior, by degradating the 8 different QS molecules assayed. In order to demostrate lactonase activity, supernadants of cultures were adicionated with HCl. The following bioassays revealed that at low pH levels the lactone rings were closed again suggesting the presence of lactonase enzymes in Rhodotorula yeasts.Fil: Bertini, Elisa Violeta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Leguina, Ana Carolina del Valle. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Nieto Peñalver, Carlos Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaX Congreso Argentino de Microbiología GeneralMar del PlataArgentinaSociedad Argentina de Microbiología Genera

Proteomic and physiological characterization of copper effect on quorum sensing regulation in Pseudomonas capeferrum

Copper has largely been used for the control of phytopathogen fungi in agriculture, even though to its non-degradability, it tends to accumulate in soils reaching prejudicial levels for soil microorganisms, including rhizomicroorganisms. The rhizosphere is characterized by intense and complex interactions that take place in it. Many of these intra- and interspecies interactions occur through quorum sensing (QS) systems. QS is a cell-to-cell signaling mechanism that control the microbial physiology in a population density manner. Several soil bacteria use QS circuits to regulate important phenotypes. In this work we studied the influence of copper on QS regulation in the plant growth-promoting rhizobacterium (PGPR) Pseudomonas capeferrum WCS358. Firstly, the QS system of the bacterium was inactivated using a quorum quenching strategy. Secondly, intracellular proteins of Ps. capeferrum WCS358 QS+ and QS-, cultured in the presence or absence of copper, were analyzed using liquid chromatography coupled to mass spectrometry. Furthermore, the effects of copper and QS on other activities such us motility, biofilm production and oxidative stress response were also evaluated in Ps. capeferrum WCS358. The QS activity and the presence of metal modified the relative abundance of proteins involved in amino acid and carbohydrate metabolism, oxidative stress defense and nutrient absorption. Besides, results indicated that QS system is implicated in the regulation of motility, biofilm production and oxidative stress response in Ps. capeferrum WCS358 and that copper had a negative effect on these activities. The results presented in this work indicate that QS regulates important traits in Ps. capeferrum WCS358 and that contamination with copper could be detrimental for the QS-dependent phenotypes in this rhizobacterium. Since the modifications observed are related to activities that are significant for the survival and fitness of bacteria, they suggest that QS may confer a competitive advantage to Ps. capeferrum WCS358 and that copper could alter the competence of this PGPR in its natural niche.Fil: Leguina, Ana Carolina del Valle. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Lacosegliaz, Mariano José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Fernández, Pablo Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Castellanos, Lucia Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Nieto Peñalver, Carlos Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaLVI Annual Meeting Argentine Society for Biochemistry and Molecular Biology and XV Annual Meeting Argentinean Society for General MicrobiologyCiudad Autónoma de Buenos AiresArgentinaSociedad Argentina de Investigación Bioquímica y BiologíaSociedad Argentina de Microbiología Genera

Emergence of colistin resistance in Klebsiella pneumoniae ST15 disseminating blaKPC-2 in a novel genetic platform

Objectives: Isolation of colistin- and carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae (CCR-Kp) is increasing in hospital settings worldwide, which is related to increased morbidity, mortality and healthcare costs. The aim of this work was to perform whole-genome sequencing (WGS), genomic and phylogenetic analysis, and conjugation assays of an extensively drug-resistant (XDR) CCR-Kp isolate from Argentina. Methods: WGS of strain KpS26 isolated from a bloodstream infection was performed using Illumina MiSeq-I, and de novo assembly was achieved using SPAdes v.3.11. A maximum likelihood tree was created using MEGA7 based on core genome single nucleotide polymorphisms from whole-genome alignment of K. pneumoniae isolates identified in silico as sequence type 15 (ST15). The resistome, plasmids and integrons were analysed using ResFinder, AMRFinderPlus, ISfinder, plasmidSPAdes, PlasmidFinder and IntegronFinder. Standard conjugation was performed. Results: KpS26 belonged to ST15, which is less common than ST258, ST25 and ST11 that are globally reported as responsible for CCR-Kp outbreaks. Fourteen transferable antimicrobial resistance genes (ARGs), including blaKPC-2 in a novel genetic platform transferable by conjugation, were detected contributing to the XDR phenotype. The amino acid substitution T157P in the protein encoded by the pmrB gene of KpS26, previously reported as being responsible for resistance to colistin in K. pneumoniae lineages globally disseminated, was also identified in this strain. Conclusion: The XDR CCR-Kp isolate analysed here shows that ST15 is also disseminating blaKPC-2 in Argentina alongside other ARGs, evidencing that KPC epidemiology continues to be shaped by intricate and assorted ways of lateral gene transfer.Fil: Alvarez, Verónica Elizabeth. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Masso, Mariana Guillermina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: D'amico González, Gabriela Elena Noemí. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Gambino, Anahí Samanta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Knecht, Camila Ayelén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Prack Mc Cormick, Bárbara Patricia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina. Universidad Nacional de Lomas de Zamora; ArgentinaFil: Leguina, Ana Carolina del Valle. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Piekar, María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Poklepovich, Tomás. Dirección Nacional de Instituto de Investigación.Administración Nacional de Laboratorios e Institutos de Salud "Dr. Carlos G. Malbrán"; ArgentinaFil: Campos, Josefina. Dirección Nacional de Instituto de Investigación.Administración Nacional de Laboratorios e Institutos de Salud "Dr. Carlos G. Malbrán"; ArgentinaFil: Arduino, Sonia Marina. No especifíca;Fil: Centron, Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Quiroga, María Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentin

Efecto de la contaminación del suelo sobre sistemas de Quorum Sensing de microorganismos rizosfericos

Los microbiota rizosférica influencia el estado de la planta y la calidad del suelo. Muchas PGPR (plant growth promoting rhizobacteria) poseen un sistema regulatorio de Quorum Sensing (QS). Los sistemas de QS permiten a los microorganismos comunicarse entre ellos y coordinar su fisiología mediante la síntesis, liberación y captación de moléculas señal. En este trabajo se estudió la influencia del Cu(II), en la interacción mediada por sistemas de QS entre bacterias y levaduras rizosféricas de la planta de tomate, cultivo de interés agronómico. Se empleó Pseudomonas capeferrum WCS358 como modelo de PGPR y Papilotrema laurentii YL2 como modelo de levadura rizosférica. Se evaluó la influencia del sistema de QS y del Cu(II) en el crecimiento de YL2. Se observó que el Cu(II) afecta negativamente a la levadura cuando esta crece junto a la bacteria, pero no cuando esta crece sola. A su vez, se observó que en determinadas condiciones la levadura puede crecer más cuando WCS358 tiene su sistema de QS silenciado [WCS358 (pME6863)] que cuando está activo [WCS358 (pME6000)]. Se evaluó la capacidad de YL2 de degradar moléculas señal de QS bacteriano. Los resultados mostraron que YL2 tiene la capacidad de degradar moléculas señal y que el Cu(II) no tiene un efecto apreciable sobre esta actividad. Se determinó el efecto del Cu(II) y de YL2 en la expresión de ppui, ppoR y rsaL, involucrados en el sistema de QS de WCS358. En cultivo puro, se observó que, en medio de cultivo líquido el Cu(II) tuvo un efecto negativo en la transcripción de los 3 genes; en medio de cultivo sólido suplementado con Cu(II) no se observaron diferencias en los niveles transcripcionales de rsaL. La presencia de YL2 tuvo un efecto variable en los genes estudiados. Se realizó un análisis proteómico del efecto del Cu(II) en el sistema de QS de WCS358. Se observó que el Cu(II) tuvo efectos diferentes entre WCS358 (pME6000) y WCS358 (pME6863). Proteínas relacionadas al procesamiento de la información del ambiente, al metabolismo de aminoácidos, la movilidad, la producción de biofilm y la resistencia al estrés oxidativo presentaron mayor abundancia en WCS358 (pME6000) que en WCS358 (pME6863). Se evaluó el rol del sistema de QS y la influencia de YL2 en la resistencia al Cu(II). Se observó que, tanto en cultivo puro como en cocultivo con YL2, WCS358 (pME6863) fue más sensible al metal que WCS358 (pME6000). En ausencia de Cu(II) y de YL2, WCS358 (pME6863) no sólo presentó menos movilidad que WCS358 (pME6000), sino que también presentó patrones de movilidad distintos. En presencia de YL2 se observó un cambio en el perfil de movilidad de WCS358 (pME6000), volviéndose similar al de WCS358 (pME6863). El Cu(II) inhibió la movilidad de la bacteria en todas las condiciones. Los resultados muestran que la contaminación con Cu(II) tiene una influencia en la actividad QS de WCS358 y en la manera en que esta interacciona con otros microorganismos como las levaduras, lo que no sólo podría afectar la calidad del suelo sino también la fisiología de la planta hospedera.Fil: Leguina, Ana Carolina del Valle. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Nieto Peñalver, Carlos Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Fernandez, Pablo Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; Argentin

Quorum Quenching in copper-tolerant Papiliotrema laurentii strains

In the rhizosphere, the role of yeasts in microbial interactions and signaling is an open question. To study the influence of fungicides on yeast inactivation of N-acyl homoserine lactone quorum sensing signals, we evaluated the resistance of Papiliotrema laurentii strains from tomato rhizosphere to CuSO4 and Cu2(OH)3Cl fungicides, and the copper effect on yeast quorum quenching. Copper resistance profiles and colony morphologies allowed the distinction of two groups of P. laurentii strains: mucoid, green and resistant, and brown-orange and more sensitive. Most of the strains inactivated C6-HSL and C10-HSL QS signals. Inactivation and copper divided the strains in three with weak activity independently of the metal, and 11 with activities affected by copper. The lack of alkalinization allows the hypothesis of an enzymatic inactivation of the signals. These results suggest that yeasts contribute to communications in the rhizosphere, and that copper fungicides can modify their interactions with other rhizosphere microorganisms.Fil: Leguina, Ana Carolina del Valle. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Fernández, Pablo Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Castellanos, Lucia Ines. Universidad Nacional de Tucumán; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Nieto Peñalver, Carlos Gabriel. Universidad Nacional de Tucumán; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; Argentin

Endophytic microorganisms Agrobacterium tumefaciens 6N2 and Meyerozyma guilliermondii 6N serve as models for the study of microbial interactions in colony biofilms

We analyzed the morphology of colonies of endophytic bacteria and yeasts by fluorescence. Agrobacterium tumefaciens 6N2 (formerly 197MX) is a non-pathogenic isolate from sugarcane with features of relevance for microbial interactions. Meyerozyma guilliermondii 6N was obtained from the same host. A. tumefaciens 6N2 was tagged with gfp.AAV-a, allowing the detection of cells actively expressing the fluorescence2. GFP-tagged 6N2 and M. guilliermondii 6N were cultured at 30 °C in nutrient broth until late exponential phase1. Cell densities were adjusted to ∼0.1 OD600nm, and spot inoculated on nutrient agar (NA) and YPD agar plates5, as pure or mixed cultures (proportion 1:1). Plates were incubated at 30 °C for 72 h; colonies were imbibed with 10 μl of 25 μM Calcofluor White M2R (CW) that binds chitin and cellulose, and observed with a 4× objective lens under a Zeiss SteREO Lumar.V12 Stereomicroscope with GFP and DAPI filters. While 6N2 colonies exhibited a wrinkled surface on YPD agar (Fig. 1A and C), they were smooth and convex on NA (Fig. 2A and C). Under interaction conditions 6N2 showed singular patterns: 6N2 was located at the edges and the center on YPD agar (Fig. 1D), and was evenly distributed on NA (Fig. 2D). In both media 6N seemed to be located on top of the bacterial growth (Fig. 1B and B). 6N development was granular with lobate borders on YPD agar (Fig. 1B and F), and was smooth and dotted on NA (Fig. 2B and F). Noteworthy, 6N2 was not stained with CW (Fig. 1E and E). Beyond the effect of the interactions on the host plant, the images show the potential of the strains and the techniques for the study of interactions in a colony biofilm, even if the true location of each strain requires other techniques (e.g., confocal microscopy).Fil: Bertini, Elisa Violeta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Leguina, Ana Carolina del Valle. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Castellanos, Lucia Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Nieto Peñalver, Carlos Gabriel. Universidad Nacional de Tucumán; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; Argentin

Characterization of endophytic bacteria from sugarcane producing N‐acyl homoserine lactones

Por su implicancia en la fabricación de azúcar, bioetanol y papel, la caña de azúcar es un cultivo de importancia económica para nuestro país. Los tejidos internos de la planta se encuentran colonizados por una gran diversidad de microorganismos endofíticos. En este trabajo se caracterizó la microbiota endofítica cultivable y productora de moléculas de quorum sensing de la familia de las N‐acil homoserina lactonas (AHLs) obtenida de plantas de caña de azúcar. Sobre un total de 206 aislamientos analizados, se detectaron siete productores de AHLs, los cuales fueron identificados por secuenciación del gen 16S ADNr como pertenecientes a los géneros Agrobacterium, Burkholderia, Erwinia y Pantoea. Bioensayos con cepas biosensoras permiten suponer que estos aislamientos producen más de una molécula de señalización. La caracterización de estos aislamientos mostró que, de manera variable, producen sideróforos, poliaminas y amonio, expresan actividad catalasa, fitasa y endoglucanasa. Solo uno mostró actividad proteasa y solubilizó sales insolubles de fosfato. Por otro lado, bajo las condiciones empleadas ninguno produjo HCN ni mostró actividad quitinasa. Las propiedades evaluadas en los aislamientos obtenidos sugieren que los mismos pueden ser empleados para caracterizar las interacciones mediadas por quorum sensing entre microorganismos endofíticos y las interacciones entre estos con la planta hospedera de caña de azúcar.For its implication in the production of sugar, bioethanol and paper, sugarcane is a crop of economical relevance for our country. Internal tissues of this plant are colonized by high diversity of endophytic microorganisms. In this work, the culturable endophytic microbiota producing N-acyl homoserine lactone (AHL) family quorum sensing molecules was characterized. From a total of 206 isolates, 7 were detected as AHL producers, which were identified through 16S rDNA sequencing as belonging to the genera Agrobacterium, Burkholderia, Erwinia and Pantoea. Bioassays with biosensor strains suggest that these isolates produce more than one signaling molecule. The characterization of the isolates showed the variable production of siderophores, polyamines and ammonium, and catalase phytase and endoglucanase activities. Only one isolate presented protease activity and could solubilize phosphate salts. On the other side, under the assayed conditions none of them produced HCN nor chitinase activity. The evaluated properties suggest that these isolates could be utilized in the characterization of the quorum sensing‐mediated interactions among endophytic micro organisms and with host sugarcane plant.Fil: Bertini, Elisa Violeta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Leguina, Ana Carolina del Valle. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Castellanos, Lucia Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Nieto Peñalver, Carlos Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; Argentin

Impacto de la actividad quorum sensing, el cobre y la levadura Papiliotrema Laurentii sobre el metabolismo de Pseudomonas Capeferrum

Las rizobacterias, microorganismos que colonizan las raíces de las plantas, generalmente otorgan beneficios para el crecimiento vegetal, por lo que se denominan PGPR (Plant growth-promoting rhizobateria). Estas bacterias pueden comunicarse entre ellas, y así coordinar aspectos fisiológicos de la comunidad mediante sistemas de quorum sensing (QS). A la vez, factores bióticos como la presencia de otros microorganismos, o abióticos como los metales, pueden modificar la regulación por QS y la fisiología bacteriana. Como factor biótico, es relativamente poco conocido el efecto de las levaduras. El cobre, en tanto factor abiótico, también tiene la potencialidad de alterar la regulación y la fisiología bacteriana. El objetivo de este trabajo fue caracterizar el efecto del cobre, la levadura Papiliotema (Pa.) laurentii YL2 y la actividad QS en el metabolismo de Pseudomonas capeferrum WCS358, una PGPR modelo en el estudio de las interacciones planta-microorganismo. La actividad QS en WCS358 se atenuó mediante el vector pME6863, empleándose el vector pME6000 como control. Luego de cultivarse en medio de cultivo King B, los microorganismos se resuspendieron por 18 h en buffer fosfato de sodio. Luego se llevó a cabo la caracterización del metabolismo microbiano, empleando microplacas EcoPlates (BIOLOG). En estas, 31 fuentes de carbono diferentes pueden ser estudiadas en simultáneo. A partir de los resultados obtenidos, según el comportamiento metabólico de los microorganismos, los sustratos fueron agrupados en 3 grupos. En sustratos como putrescina y éster piruvato de metilo se pudo ver que el Cu(II) inhibió el metabolismo. Mientras que la presencia de Pa. laurentii y la actividad del sistema QS en estos sustratos provocaron una mayor actividad metabólica. Por el contrario, cuando la fuente de carbono fue D-xilosa, el cultivo mixto de la levadura y la bacteria con el sistema QS inactivado obtuvo valores superiores a los obtenidos por la combinación con el sistema activo. En el caso del aminoácido L-treonina, en co-cultivo la bacteria con el sistema de QS activo mostró mayor crecimiento que con el sistema inactivado. Sin embargo, en presencia del metal ambos co-cultivos mostraron valores similares. Un caso particular es la L-asparagina, ya que este sustrato fue metabolizado por todas las combinaciones probadas, por lo tanto, no pertenece a ninguno de los 3 grupos anteriormente mencionados. Por otro lado, en este sustrato la bacteria con el sistema de QS inactivado en presencia del metal y en cultivo mixto más el metal creció aproximadamente el doble que la bacteria el con sistema activo en iguales condiciones. Los resultados obtenidos sugieren que el cobre, la presencia de la levadura Pa. laurentii YL2 y la actividad QS de WCS358 podrían modificar la utilización de sustratos en el nicho natural de la bacteria. Esto podría tener implicancias en las interacciones que la bacteria lleva a cabo con otros microorganismos y con la planta hospedera.Fil: Lacosegliaz, Mariano José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Leguina, Ana Carolina del Valle. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Castellanos, Lucia Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Fernandez, Pablo Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Nieto Peñalver, Carlos Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaIII Jornadas de microbiología sobre temáticas específicas del NOASan Miguel de TucumánArgentinaAsociación Argentina de Microbiologí

Gluconacetobacter diazotrophicus PAL5 possesses an active quorum sensing regulatory system

The endophytic bacterium Gluconacetobacter diazotrophicus colonizes a broad range of host plants. Its plant growth-promoting capability is related to the capacity to perform biological nitrogen fixation, the biosynthesis of siderophores, antimicrobial substances and the solubilization of mineral nutrients. Colonization of and survival in these endophytic niche requires a complex regulatory network. Among these, quorum sensing systems (QS) are signaling mechanisms involved in the control of several genes related to microbial interactions, host colonization and stress survival. G. diazotrophicus PAL5 possesses a QS composed of a luxR and a luxI homolog, and produces eight molecules from the AHL family as QS signals. In this report data are provided showing that glucose concentration modifies the relative levels of these signal molecules. The activity of G. diazotrophicus PAL5 QS is also altered in presence of other carbon sources and under saline stress conditions. Inactivation of the QS system of G. diazotrophicus PAL5 by means of a quorum quenching strategy allowed the identification of extracellular and intracellular proteins under the control of this regulatory mechanism.Fil: Bertini, Elisa Violeta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos (i); ArgentinaFil: Nieto Peñalver, Carlos Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos (i); Argentina. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia. Instituto de Microbiología; ArgentinaFil: Leguina, Ana Carolina del Valle. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos (i); ArgentinaFil: Irazusta, Verónica Patricia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos (i); ArgentinaFil: Castellanos de Figueroa, Lucia Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos (i); Argentina. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia. Instituto de Microbiología; Argentin

Influencia del sistema de quorum sensing y de la contaminación con cobre en la interaccion de microorganismos rizosféricos

En la rizósfera, los microorganismos del suelo interaccionan de una manera única dando lugar a un microambiente intrínsecamente complejo y dinámico. Muchas PGPR (plant growth promoting rhizobacteria) poseen un sistema de Quorum Sensing (QS) que les permite regular su fisiología mediante la liberación y detección de moléculas señal. Otros habitantes de la rizósfera son las levaduras, las cuales también están en constante interacción con rizobacterias y la planta hospedera. Los contaminantes del suelo pueden afectar la rizósfera. Un contaminante común en los suelos es el Cu(II), ya que es un fungicida ampliamente utilizado en la práctica agrícola. El objetivo del presente trabajo fue estudiar la influencia del sistema de QS y del Cu(II) en la interacción entre bacterias y levaduras rizosféricas. Se inactivó el sistema de QS de la PGPR Ps. capeferrum WCS358 introduciendo en la misma el plásmido pME6863. Como control se utilizó el plásmido pME6000. En presencia y en ausencia del Cu(II), se prepararon cultivos puros de WCS358 (pME6000) o (pME6863) y de la levadura rizosférica Papilotrema laurentii YL2, así como también co-cultivos de estos microorganismos. A las 24 h y 48 h se determinaron las UFC de WCS358 y de YL2 en las diferentes condiciones ensayadas. En estos cultivos puros y mixtos, también se midió la producción de biofilm. Se observó que, tanto en cultivo puro como en co-cultivo con YL2, WCS358 (pME6863) fue más sensible al metal que WCS358 (pME6000). En YL2, se determinó que el Cu(II) afecta negativamente su crecimiento cuando WCS358 está presente, pero no cuando la levadura crece sola. A su vez, se observó que en determinadas condiciones YL2 puede crecer más cuando WCS358 tiene su sistema de QS silenciado que cuando está activo. La producción de biofilm a las 24 h fue superior en WCS358 (pME6863) que en WCS358 (pME6000), pero esta diferencia desaparece a las 48 h, y la presencia del Cu (II) tuvo un efecto negativo en todos los casos. La síntesis de biofilm en YL2 a las 24 h no se vio afectada por la presencia del Cu (II), pero sí a las 48 h. En los co-cultivos, la producción de biofilm se vio afectada negativamente por el Cu (II) a las 24 h, independientemente de si el sistema de QS de WCS358 se encontraba activo o inactivo, pero este efecto no se observó a las 48 h de incubación. El sistema de QS influencia la manera en que interaccionan los microorganismos rizosféricos y contaminantes como el Cu (II) pueden modificar negativamente dichas interacciones, lo que tendría como consecuencia una alteración en la calidad del suelo y en la biodiversidad de la rizósfera.Fil: Leguina, Ana Carolina del Valle. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Lacosegliaz, Mariano José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Torres, Mariela Analía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Castellanos, Lucia Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Fernandez, Pablo Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Nieto Peñalver, Carlos Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaIII Jornadas de microbiología sobre temáticas específicas del NOASan Miguel de TucumánArgentinaAsociación Argentina de Microbiologí