Plant-adapted Escherichia coli show increased lettuce colonizing ability, resistance to oxidative stress and chemotactic response

Background: Escherichia coli is a widespread gut commensal and often a versatile pathogen of public health concern. E. coli are also frequently found in different environments and/or alternative secondary hosts, such as plant tissues. The lifestyle of E. coli in plants is poorly understood and has potential implications for food safety. Methods/Principal Findings: This work shows that a human commensal strain of E. coli K12 readily colonizes lettuce seedlings and produces large microcolony-like cell aggregates in leaves, especially in young leaves, in proximity to the vascular tissue. Our observations strongly suggest that those cell aggregates arise from multiplication of single bacterial cells that reach those spots. We showed that E. coli isolated from colonized leaves progressively colonize lettuce seedlings to higher titers, suggesting a fast adaptation process. E. coli cells isolated from leaves presented a dramatic rise in tolerance to oxidative stress and became more chemotactic responsive towards lettuce leaf extracts. Mutant strains impaired in their chemotactic response were less efficient lettuce colonizers than the chemotactic isogenic strain. However, acclimation to oxidative stress and/or minimal medium alone failed to prime E. coli cells for enhanced lettuce colonization efficiency. Conclusion/Significance: These findings help to understand the physiological adaptation during the alternative lifestyle of E. coli in/on plant tissues.Fil: Dublan, María de Los Ángeles. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones En Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Ortiz Marquez, Juan César Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones En Biodiversidad y Biotecnología; Argentina. Fundación para Investigaciones Biológicas Aplicadas; ArgentinaFil: Lett, Lina Analía Carola. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Curatti, Leonardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones En Biodiversidad y Biotecnología; Argentina. Fundación para Investigaciones Biológicas Aplicadas; Argentin

Laser-induced breakdown spectroscopy applied to cattle compost for phosphorus quantification

Purpose Agronomic and environmental reasons force farmers to know the total P concentration of composted cattle manure. Laser-Induced Breakdown Spectroscopy seems proper to obtain such information. For logistic reasons (carriage, storage, field application, etc.), a dry matter characterization is also needed.Method Thirty samples of feedlot compost at different stages of stability and maturity were studied. Samples were dried at 50°C for dry matter characterization. As a reference method to determine total P concentration, wet digestion and colorimetry were employed. The area of the P I line emission obtained by laser-induced ablation of the samples was measured to estimate the total P concentration. Randomized calibrations through a modified version of the Kennard-Stone algorithm based on the Mahalanobis distance were performed.Results Dry matter varied from 40% to 90%, and no pattern was found related to compost origin, maturity, or stability. The total P concentration of the studied compost ranged from 1800 ppm up to 11200 ppm. Almost 80% of the calibration fittings have an R2 ≥ 0.895. The mean validation error was less than 22% for about 80% of the calibrations, with a mean prediction error bound to 40%. Discarding outliers, the errors were reduced to 19% and 30%, respectively.Conclusion Water content must be considered in addition to other characterizations due to logistic implications. Calibrations with a 30 percent of prediction error were achieved, which seems enough as a first approximation to predict the total P content in compost for utilization in farms to recycle nutrients

Chemotactic response of plant-adapted <i>Escherichia coli</i>.

<p>(A–B) Chemotactic response onto TB medium of (A) non-adapted or (B) plant-adapted bacteria. The bar in (A–B) represents 1 cm. (C–D) Chemotactic response towards (C) lettuce leaf blade or (D) lettuce-leaf main vein extracts. K12LB, non-adapted <i>E. coli</i> strain MG1655; K12, plant-adapted <i>E. coli</i> strain MG1655; RP437, non-adapted <i>E. coli</i> strain RP437 (genomic background of reference for chemotactic analysis); and RP9535, non-adapted <i>E. coli</i> strain RP9535 (Δ<i>cheA1643</i> mutation in a RP437 genomic background). Strains RP437 and RP9535 were used as control of chemotactic and non-chemotactic <i>E. coli</i> K12 bacteria. Results in C–D are statistically different (P≤0.05).</p

Effect of adaptation to lettuce leaves on <i>Escherichia coli</i> K12 tolerance to oxidative stress.

<p>Survival of (A) non-adapted bacteria (cultivated in LB medium) or (B) plant-adapted bacteria (isolated from leaves) after incubation for 0 to 8 h in the presence of (▪) 0; (Δ) 0.5; (□) 2; (◊) 8; or (○) 32 mM H₂O₂. Data represent the mean and SD of 2 independent assays.</p

Representative fluorescence photomicrographs of <i>E. coli</i> K12-colonized lettuce roots.

<p>(A–D) Detail of <i>E. coli</i> localization to zones of lateral root emergence or (E–H) root elongation zone after inoculating seedlings with (A and E) RFP-, (B and F) GFP-, (C and G) non-labeled cells or (D and H) non-inoculated seedlings. Magnifications were at (A–D) 150X or (E–H) 750X. The white bar corresponds to 20 µm (A–D) or 10 µm (E–H).</p

<i>Escherichia coli</i> adaptation to lettuce seedlings.

<p>(A) Data from individual assays of the colonization of lettuce leaves with non-adapted <i>E. coli</i> K12 strain MG1655 cultivated in LB medium (LB) or plant-adapted <i>E. coli</i> strain MG1655 freshly isolated from colonized lettuce leaves (Lett). The bars represent the median value of the data sets. (B) Competitive index (CI) analysis of the adaptation of <i>E. coli</i> K12 to colonize lettuce seedling. R_LB and G_LB are non-adapted (cultivated in LB medium) RFP- or GFP-labeled bacteria, respectively. R_LS and G_LS are RFP- or GFP-labeled, plant-adapted bacteria (isolated from colonized lettuce leaves). R_2LS are RFP-labeled bacteria adapted by two consecutive cycles of colonization of lettuce seedlings (isolated from leaves colonized with R_LS bacteria). Each data point in (A) (16 for non-adapted bacteria and 14 for adapted bacteria) corresponded to independent assays conducted at 4 to 6 different times over the course of two years. In (B) three assays per condition were conducted at two different times. Each assay (data point) consisted of three seedlings that were inoculated with bacteria in the same test tube. Differences were statistically significant (P≤0.05).</p

Effect of disrupting the chemotactic response of <i>Escherichia coli</i> on the bacterial colonization of lettuce seedlings.

<p>(A–B) <i>E. coli</i> colonization of lettuce seedlings (A) roots or (B) leaves after inoculation with non-adapted strains RP437 or PR9535. The bars represent the median value of the datasets.</p

Origin of <i>E. coli</i> cell-aggregates in roots or leaves of colonized lettuce seedlings.

<p>Representative fluorescence photomicrographs of <i>E. coli</i> K12-colonized (A) roots or (B) leaves after the inoculation of seedlings with a 1∶1 mixture of RFP- and GFP-labeled bacteria. Magnifications were at (A) 750X or (B) 150X. White bars correspond to (A) 10 µm or (B) and 20 µm.</p

Bacterial Diversity in Calcium Carbonate Paleo Accretions ( Tosca ) in the Southern Pampas, Argentina

Paleosoil accretions of carbonates in the Tandilia system (Southern Pampas, Argentina) dated to the lower/middle Pleistocene age are locally referred to as tosca. The characterization of this indurated layer of carbonates were analyzed via a biophysicochemical approach, including, physicochemical analysis of soils, mineral x-ray diffraction of the tosca, and microbial diversity of modern soils and tosca layers. The minerals found within tosca were calcite, albite, muscovite, quartz, orthoclase and dolomite in order of most to least abundant. The microbial metataxonomics of tosca was described for the first time. The most abundant microorganisms in tosca were g_Geobacter, g_Pseudonocardia and p_Gemmatimonadetes2 and redundancy analysis of physicochemical parameters and relative microbial abundances revealed positive correlations between Nitrospirae and calcium ions, while mineral and microbial correlations associated Gemmatimonadetes and Firmicutes with calcite and dolomite presence. Magnetospirillum, Geobacter and Bacillus were present in the tosca and the soil above, indicating possible prenucleation sites for calcite and dolomite. Core microorganism abundance was >80% throughout horizons including tosca, hence either microbial entrapment via calcium carbonate precipitation or microbial leaching occurred within this layer.Fil: Pesciaroli, Chiara. Universidad de Granada. Instituto del Agua.; EspañaFil: Purswani, Jessica. Universidad de Granada. Instituto del Agua.; EspañaFil: Mestelan, Silvia. Universidad Nacional del Centro de la Pcia.de Bs.as.. Facultad de Agronomia. Dpto. Cs. Básicas Agronómicas y Biológicas; ArgentinaFil: Lett, Lina. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Portela, Gabriela Rut. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Medici, Sandra Karina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Producción, Sanidad y Ambiente - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Producción, Sanidad y Ambiente; ArgentinaFil: Morillo, Jose Antonio. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; EspañaFil: Pozo, Clementina. Universidad de Granada. Instituto del Agua.; EspañaFil: González López, Jesús. Universidad de Granada. Instituto del Agua.; EspañaFil: Rivadeneyra, María Angustias. Universidad de Granada; Españ

Estudio de concentración de fósforo en compost mediante la técnica Laser-Induced Breakdown Spectroscopy

En este trabajo se presentan los resultados de la tecnica de espectroscopia Laser Induced Breakdown Spec-troscopy (LIBS) aplicada a la caracterizaci ́on de muestras de compost, productos de la industria porcina y bovina de animales criados en corral. La toma de muestras se realiz ́o en diferentes establecimientos de la zona del centro de la provincia de Buenos Aires(Saladillo, Olavarr ́ıa y Tandil). Espec ́ıficamente, se hizo un estudio de semicuantificacion de f ́osforo, seleccionado por ser uno de los nutrientes fundamentales en aplicaciones agron ́omicas. Seutiliz ́o una configuraci ́on experimental LIBS con un equipo cuya resoluci ́on espectral se ubica en el orden de 0.01 nm. Se estudiaron diferentes l ́ıneas y par ́ametros de diagn ́ostico del plasma, a fin de elegir los m ́as adecuados para la observaci ́on del f ́osforo. Para esto, se analiz ́o la evoluci ́on temporal de perfiles de la l ́ınea 253.55 nm de P I, en un plasma generado por un l ́aser Nd:YAG. En el trabajo se utilizaron dos an ́alisis diferentes: por un lado, un estudio tradicional y completo de c ́alculos de ́areas de l ́ınea; y por otro lado, integrando cada l ́ınea como senal ́unica en cada disparo del l ́aser, consiguiendo una mejor estad ́ıstica y aplicando la t ́ecnica en forma m ́as vers ́atil. Por ́ultimo se hicieron comparaciones con mediciones con t ́ecnicas tradicionales, tales como la colorimetr ́ıa a partir del P total. Este trabajo pretende ser un aporte interdisciplinar entre la f ́ısica de plasmas y la fotof ́ısica, con ́areasde Agronom ́ıa y Veterinaria. El mismo es parte de un Proyecto Interdisciplinar Orientado (PIO 2018, SECAT UNICEN), donde se aborda un estudio integrado entre productores de la regi ́on y la capacidad de la reutilización de los residuos propios de cada establecimiento.Fil: D´Angelo, Cristian A.. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física Arroyo Seco; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Sede Olavarría del Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aire. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Sede Olavarría del Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Lencina, Alberto Germán. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Agronomía; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Bayala, Maria Paz. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física Arroyo Seco; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Sede Olavarría del Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aire. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Sede Olavarría del Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Martino, Lucila Juliana. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física Arroyo Seco; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Sede Olavarría del Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aire. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Sede Olavarría del Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Diaz Pace, Diego Martin. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física Arroyo Seco; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Sede Olavarría del Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aire. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Sede Olavarría del Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Ferragine, Maria del Carmen. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Veterinarias. Departamento de Producción Animal; ArgentinaFil: Mestelan, Silvia. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Agronomía; ArgentinaFil: Fernández Paggi, María Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil; ArgentinaFil: Williams, Karen Evelin. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Veterinarias. Departamento de Producción Animal; ArgentinaFil: Alonso, Andrea. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Agronomía; ArgentinaFil: Dublan, María de Los Ángeles. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Agronomía; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Lett, Lina Analía Carola. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Agronomía; Argentina104a Reunión Anual de la Asociación Física ArgentinaSanta FéArgentinaAsociación de Física Argentin