Morphological and molecular characterisation of Streptomyces spp. which suppress pathogenic fungi

Abstract

Streptomyces species are aerobes and chemoorganotrophic bacteria. These microorganisms produce a wide range of industrially significant compounds, specifically antibiotics and anti fungal substances. The objective of this study was to characterise soil-borne Streptomyces isolates using morphological and molecular traits in order to identify them to species level, and leverage from their potential to suppress the growth of Aspergillus flavus , Fusarium oxysporum and Penicillium italicum . Twenty-seven soil-borne putative Streptomyces, which elicited comprehensive\ua0antimicrobial activity against Aspergillus flavus, Fusarium oxysporum and Penicillium italicum, in a previous study, were evaluated. On the basis of morphology, the bacteria resembled the genus Streptomyces. Initially, colonies phenotypically appeared to have a relatively smooth surface but as growth progressed the bacteria developed a weft of aerial mycelium granular, powdery or velvety in appearance. Bacteria produced a wide variety of pigments which in turn were responsible for the colour of the vegetative and aerial mycelia, colour ranged from white to cream or buff shades and yellow to orange or brown. Microscopic analyses and morphological characteristics generated sub-groups of the isolates and clustered them according to their similarities. One bacterial strain was randomly selected from each cluster and investigated using molecular characteristics. Partial 16S rDNAs from the selected representative isolates from each subgroup, were sequenced and phylogenetic analysis performed. The 16S\ua0rDNA\ua0sequences of the isolates indicated that they were related to\ua0 Streptomyces species: S. bungoensis , S. thermocarboxydus , S. corchorusii and S. lasaliensis, that are known secondary metabolite producers possessing antimicrobial activity against plant pathogens.Les esp\ue8ces de Streptomyces sont des bact\ue9ries a\ue9robies et chimio-organotrophes. Ces micro-organismes produisent une large gamme de compos\ue9s d\u2019importance industrielle, en particulier des antibiotiques et des substances antifongiques. L\u2019objectif de cette \ue9tude \ue9tait de caract\ue9riser les isolats de Streptomyces transmis par le sol \ue0 l\u2019aide de traits morphologiques et mol\ue9culaires afin de les identifier au niveau de l\u2019esp\ue8ce, et de tirer parti de leur potentiel \ue0 supprimer la croissance d\u2019 Aspergillus flavus , Fusarium oxysporum et Penicillium italicum . Vingt-sept Streptomyces putatifs transmis par le sol, qui ont suscit\ue9 une activit\ue9 antimicrobienne compl\ue8te contre Aspergillus flavus, Fusarium oxysporum et Penicillium italicum, dans une \ue9tude pr\ue9c\ue9dente, ont \ue9t\ue9 \ue9valu\ue9s. Sur la base de la morphologie, les bact\ue9ries ressemblaient au genre Streptomyces. Au d\ue9part, les colonies semblaient ph\ue9notypiquement avoir une surface relativement lisse, mais au fur et \ue0 mesure que la croissance progressait, les bact\ue9ries d\ue9veloppaient une trame de myc\ue9lium a\ue9rien d\u2019aspect granuleux, poudreux ou velout\ue9. Les bact\ue9ries produisaient une grande vari\ue9t\ue9 de pigments qui \ue0 leur tour \ue9taient responsables de la couleur des myc\ue9liums v\ue9g\ue9tatifs et a\ue9riens, la couleur variait du blanc au cr\ue8me ou au chamois et du jaune \ue0 l\u2019orange ou au brun. Des analyses microscopiques et des caract\ue9ristiques morphologiques ont g\ue9n\ue9r\ue9 des sous-groupes d\u2019isolats et les ont regroup\ue9s en fonction de leurs similitudes. Une souche bact\ue9rienne a \ue9t\ue9 s\ue9lectionn\ue9e au hasard dans chaque groupe et \ue9tudi\ue9e en utilisant des caract\ue9ristiques mol\ue9culaires. Des ADNr 16S partiels provenant des isolats repr\ue9sentatifs s\ue9lectionn\ue9s de chaque sous-groupe ont \ue9t\ue9 s\ue9quenc\ue9s et une analyse phylog\ue9n\ue9tique a \ue9t\ue9 effectu\ue9e. Les s\ue9quences d\u2019ADNr 16S des isolats ont indiqu\ue9 qu\u2019ils \ue9taient apparent\ue9s aux esp\ue8ces de Streptomyces: S. bungoensis , S. thermocarboxydus , S. corchorusii et S. lasaliensis, qui sont des producteurs de m\ue9tabolites secondaires connus poss\ue9dant une activit\ue9 antimicrobienne contre les phytopathog\ue8nes