Phenotypic and genotypic variant of MDR-Mycobacterium tuberculosis multiple isolates in the same tuberculosis episode, Rio de Janeiro, Brazil

Assuming that the IS6110-restriction fragment length polymorphism (RFLP) changes at a constant rate of 3.2 years, this methodology was applied to demonstrate, for the first time, variant patterns of Mycobacterium tuberculosis (MTB) in multiple isolates obtained at short time intervals from sputum and blood of an HIV+ patient with multiple admissions to the Emergency Room and to the multidrug-resistant tuberculosis (MDR-TB) Reference Center of a secondary-care hospital in Rio de Janeiro, Brazil. In sputum, the IS6110-RFLP appeared in isolates with two variant patterns with 10 and 13 IS6110 copies. However, blood presented only the pattern corresponding to 10 copies, suggesting compartmentalization. With regard to the exact match of 10 of 13 bands, this may be a subpopulation with the same clonal origin and this may be related to the IS6110 transposition. A susceptibility test demonstrated an MDR profile (INH R, RIF R, SM R, and EMB R), with the sputum isolate also exhibiting EMB S (R = resistant; S = sensitive). A gene mutation confirmed resistance only to streptomycin. There was agreement between the results of the phenotypic test and the clinical response to MDR-TB treatment, suggesting serious implications with regard to treatment administration based exclusively on molecular methods, and calling attention to the fact that more effective control strategies against the emergence of MDR strains must be implemented by the TB control program to prevent transmission of MDR-MTB strains at health facilities in areas highly endemic for TB.

ApoE polymorphisms and diarrheal outcomes in Brazilian shanty town children

A series of studies have shown that the heavy burdens of diarrheal diseases in the first 2 formative years of life in children living in urban shanty towns have negative effects on physical and cognitive development lasting into later childhood. We have shown that APOE4 is relatively common in shanty town children living in Brazil (13.4%) and suggest that APOE4 has a protective role in cognitive development as well as weight-for-height in children with heavy burdens of diarrhea in early childhood (64/123; 52%), despite being a marker for cognitive decline with Alzheimer’s and cardiovascular diseases later in life. APOE2 frequency was higher among children with heaviest diarrhea burdens during the first 2 years of life, as detected by PCR using the restriction fragment length polymorphism method, raising the possibility that ApoE-cholesterol balance might be critical for growth and cognitive development under the stress of heavy diarrhea burdens and when an enriched fat diet is insufficient. These findings provide a potential explanation for the survival advantage in evolution of genes, which might raise cholesterol levels during heavy stress of diarrhea burdens and malnutrition early in life.

Human papillomavirus detection and p16 methylation pattern in a case of esophageal papilloma

Esophageal cancer is a prevalent cancer worldwide. Some studies have reported the possible etiology of human papillomavirus (HPV) in benign and malignant papillomas of the esophagus but the conclusions are controversial. In the present study, we investigated an esophageal papilloma from a 30-year-old male patient presenting aphasia. HPV DNA was detected by generic PCR using MY09/11 primers, and restriction fragment length polymorphism revealed the presence of HPV54, usually associated with benign genital lesions. Hypermethylation of the pINK4A gene was also investigated due to its relation to malignant transformation, but no modification was detected in the host gene. Except for an incipient reflux, no risk factors such as cigarette smoking, alcohol abuse or an infected sexual partner were recorded. Since esophageal lesions may have a malignant potential, HPV detection and typing are useful tools for patient follow-up.

Protective effect of the APOE-e3 allele in Alzheimer’s disease

Although several alleles of susceptibility to Alzheimer’s disease (AD) have been studied in the last decades, few polymorphisms have been considered as risk factors for the disease. Among them, the APOE-e4 allele appears to be the major genetic risk factor for the onset of the disease. However, it is important to confirm the potential susceptibility of these genetic variants in different populations in order to establish a genetic profile for the disease in specific communities. This study analyzed the APOE polymorphisms regarding susceptibility to AD in a sample of 264 individuals (primarily Caucasians; 82 cases and 182 controls) in the population from Vitória, ES, Brazil, by PCR restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP) methods. The patients were selected according to clinical criteria for probable AD. Whereas the e4 allele showed statistically significant positive association with susceptibility to AD (OR = 3.01, 95%CI = 1.96-4.61; P < 0.0001), the e2 allele did not. The results of the e4 allele confirm the role of this polymorphism as a risk factor for AD in the sample studied as observed in other populations. Although the e3 allele has been considered neutral in several studies, our results suggest that it acts as a protective factor against AD in the population studied (OR = 0.46, 95%CI = 0.30-0.67; P < 0.0001). This study may provide a new insight into the role of the APOE-e3 allele in the etiology of AD and might help to estabilish a profile of risk for AD in the population from Vitória, ES.

Association of MDR1 gene polymorphisms with the risk of hepatocellular carcinoma in the Chinese Han population

The multidrug resistance 1 gene (MDR1) is an important candidate gene for influencing susceptibility to hepatocellular carcinoma (HCC). The objective of the present study was to evaluate the association ofMDR1 polymorphisms with the risk of HCC in the Chinese Han population. A total of 353 HCC patients and 335 healthy subjects were enrolled in the study. Polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP), created restriction site-PCR (CRS-PCR) and DNA sequencing methods were used to identify MDR1 gene polymorphisms. Two allelic variants (c.335T>C and c.3073A>C) were detected. The CC genotype of the c.335T>C polymorphism was associated with an increased risk of developing HCC compared to the TT genotype (OR = 2.161, 95%CI = 1.350-3.459, χ2 = 10.55, P = 0.0011). The risk of HCC was significantly higher for the CC genotype in the c.3073A>C polymorphism compared to the AA genotype in the studied populations (CCvs AA: OR = 2.575, 95%CI = 1.646-4.028, χ2 = 17.64, P < 0.0001). The C allele of the c.335T>C and c.3073A>C variants may contribute to the risk of HCC (Cvs T of c.335T>C: OR = 1.512, 95%CI = 1.208-1.893, χ2 = 13.07, P = 0.0003, and Cvs A of c.3073A>C: OR = 1.646, 95%CI = 1.322-2.049, χ2 = 20.03, P < 0.0001). The c.335T>C and c.3073A>C polymorphisms of the MDR1 gene were associated with the risk of occurrence of HCC in the Chinese Han population. Further investigations are needed to confirm these results in larger different populations.

Hepatitis B virus subgenotype C2- and B2-associated mutation patterns may be responsible for liver cirrhosis and hepatocellular carcinoma, respectively

The objective of this study was to examine hepatitis B virus (HBV) subgenotypes and mutations in enhancer II, basal core promoter, and precore regions of HBV in relation to risks of liver cirrhosis (LC) and hepatocellular carcinoma (HCC) in Southeast China. A case-control study was performed, including chronic hepatitis B (CHB; n=125), LC (n=120), and HCC (n=136). HBV was genotyped by multiplex polymerase chain reaction and subgenotyped by restriction fragment length polymorphism. HBV mutations were measured by DNA sequencing. HBV genotype C (68.2%) predominated and genotype B (30.2%) was the second most common. Of these, C2 (67.5%) was the most prevalent subgenotype, and B2 (30.2%) ranked second. Thirteen mutations with a frequency >5% were detected. Seven mutation patterns (C1653T, G1719T, G1730C, T1753C, A1762T, G1764A, and G1799C) were associated with C2, and four patterns (C1810T, A1846T, G1862T, and G1896A) were associated with B2. Six patterns (C1653T, G1730C, T1753C, A1762T, G1764A, and G1799C) were obviously associated with LC, and 10 patterns (C1653T, G1730C, T1753C, A1762T, G1764A, G1799C, C1810T, A1846T, G1862T, and G1896A) were significantly associated with HCC compared with CHB. Four patterns (C1810T, A1846T, G1862T, and G1896A) were significantly associated with HCC compared with LC. Multivariate regression analyses showed that HBV subgenotype C2 and C2-associated mutation patterns (C1653T, T1753C, A1762T, and G1764A) were independent risk factors for LC when CHB was the control, and that B2-associated mutation patterns (C1810T, A1846T, G1862T, and G1896A) were independent risk factors for HCC when LC was the control.

Association between the c.910A>G genetic variant of the XRCC1 gene and susceptibility to esophageal cancer in the Chinese Han population

Esophageal cancer (EC) is a common malignancy worldwide. The X-ray repair cross-complementing 1 gene (XRCC1) is one of the most important candidate genes for influencing susceptibility to EC. This study aimed to investigate the effect of XRCC1 genetic variants on susceptibility to EC. A total of 383 EC patients (males: 239, females: 144, mean age: 56.62) and 387 cancer-free controls (males: 251, females: 136, mean age: 58.23) were enrolled in this study. The c.910A>G genetic variant of theXRCC1 gene was determined by polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism and DNA sequencing methods. The allele and genotype frequencies indicated statistical differences between EC patients and cancer-free controls. The c.910A>G genetic variant was statistically associated with increased susceptibility to EC [GGvs AA: odds ratio (OR)=1.79, 95% confidence interval (CI)=1.12-2.86, P=0.014; GG vs AG/AA: OR=1.76, 95%CI=1.13-2.75, P=0.013; G vs A: OR=1.25, 95%CI=1.01-1.55, P=0.041]. The allele G and genotype GG could contribute to the increased susceptibility to EC. Our findings suggest that the c.910A>G genetic variant is associated with susceptibility to EC in the Chinese Han population, and might be used as a molecular marker for detecting susceptibility to EC.

Spectrum of K ras mutations in Pakistani colorectal cancer patients

The incidence of colorectal cancer (CRC) is increasing daily worldwide. Although different aspects of CRC have been studied in other parts of the world, relatively little or almost no information is available in Pakistan about different aspects of this disease at the molecular level. The present study was aimed at determining the frequency and prevalence of K ras gene mutations in Pakistani CRC patients. Tissue and blood samples of 150 CRC patients (64% male and 36% female) were used for PCR amplification of K ras and detection of mutations by denaturing gradient gel electrophoresis, restriction fragment length polymorphism analysis, and nucleotide sequencing. The K ras mutation frequency was found to be 13%, and the most prevalent mutations were found at codons 12 and 13. A novel mutation was also found at codon 31. The dominant mutation observed was a G to A transition. Female patients were more susceptible to K ras mutations, and these mutations were predominant in patients with a nonmetastatic stage of CRC. No significant differences in the prevalence of K ras mutations were observed for patient age, gender, or tumor type. It can be inferred from this study that Pakistani CRC patients have a lower frequency of K ras mutations compared to those observed in other parts of the world, and that K ras mutations seemed to be significantly associated with female patients.

Single nucleotide polymorphisms predisposing to asthma in children of Mauritian Indian and Chinese Han ethnicity

Our objective was to investigate the distributions of six single nucleotide polymorphisms (SNPs) MS4A2 E237G, MS4A2 C-109T, ADRB2 R16G, IL4RA I75V,IL4 C-590T, and IL13 C1923T in Mauritian Indian and Chinese Han children with asthma. This case-control association study enrolled 382 unrelated Mauritian Indian children, 193 with asthma and 189 healthy controls, and 384 unrelated Chinese Han children, 192 with asthma and 192 healthy controls. The SNP loci were genotyped using polymerase chain reaction (PCR)-restriction fragment length polymorphism for the Chinese Han samples and TaqMan real-time quantitative PCR for the Mauritian Indian samples. In the Mauritian Indian children, there was a significant difference in the distribution of IL13 C1923T between the asthma and control groups (P=0.033). The frequency of IL13 C1923T T/T in the Mauritian Indian asthma group was significantly higher than in the control group [odds ratio (OR)=2.119, 95% confidence interval=1.048-4.285]. The Chinese Han children with asthma had significantly higher frequencies ofMS4A2 C-109T T/T (OR=1.961, P=0.001) and ADRB2 R16G A/A (OR=2.575, P=0.000) than the control group. The IL13 C1923T locus predisposed to asthma in Mauritian Indian children, which represents an ethnic difference from the Chinese Han population. TheMS4A2 C-109T T/T and ADRB2 R16G A/Agenotypes were associated with asthma in the Chinese Han children.

Associations between CD36 gene polymorphisms and susceptibility to coronary artery heart disease

Associations between polymorphisms of the CD36 gene and susceptibility to coronary artery heart disease (CHD) are not clear. We assessed allele frequencies and genotype distributions of CD36 gene polymorphisms in 112 CHD patients and 129 control patients using semi-quantitative polymerase chain reaction (PCR) and restriction fragment length polymorphism (RFLP) analysis. Additionally, we detected CD36 mRNA expression by real-time quantitative PCR, and we quantified plasma levels of oxidized low-density lipoprotein (ox-LDL) using an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). There were no significant differences between the two groups (P>0.05) in allele frequencies of rs1761667 or in genotype distribution and allele frequencies of rs3173798. The genotype distribution of rs1761667 significantly differed between CHD patients and controls (P=0.034), with a significantly higher frequency of the AG genotype in the CHD group compared to the control group (P=0.011). The plasma levels of ox-LDL in patients with the AG genotype were remarkably higher than those with the GG and AA genotypes (P=0.010). In a randomized sample taken from patients in the two groups, the CD36 mRNA expression of the CHD patients was higher than that of the controls. In CHD patients, the CD36 mRNA expression in AG genotype patients was remarkably higher than in those with an AA genotype (P=0.005). After adjusted logistic regression analysis, the AG genotype of rs1761667 was associated with an increased risk of CHD (OR=2.337, 95% CI=1.336-4.087, P=0.003). In conclusion, the rs1761667 polymorphism may be closely associated with developing CHD in the Chongqing Han population of China, and an AG genotype may be a genetic susceptibility factor for CHD.

Diversity among bacteria causing blotch disease on the commercial mushroom, agaricus bisporus /

A total of 251 bacterial isolates were isolated from blotched mushroom samples obtained from various mushroom farms in Canada. Out of 251 stored isolates, 170 isolates were tested for pathogenicity on Agaricus bisporus through mushroom rapid pitting test with three distinct pathotypes observed: dark brown, brovm and yellow/yellow-brown blotch. Phenotypic analysis of 83 isolates showed two distinct proteinase K resistant peptide profiles. Profile group A isolates exhibited peptides with masses of 45, 18, 16 and 14 kDa and fiirther biochemical tests identified them as Pseudomonasfluorescens III and V. Profile group B isolates lacked the 16-kDa peptide and the blotch causing bacterial isolates of this group was identified as Serratia liquefaciens and Cedecea davisae. Comparative genetic analysis using Amplified Fragment Length Polymorphism (AFLP) on 50 Pseudomonas sp. isolates (Group A) showed that various blotch symptoms were caused by isolates distributed throughout the Pseudomonas sp. clusters with the exception of the Pseudomonas tolaasii group and one non-pathogenic Pseudomonas fluorescens cluster. These results show that seven distinct Pseudomonas sp. genotypes (genetic clusters) have the ability to cause various symptoms of blotch and that AFLP can discriminate blotch causing from non-blotch causing Pseudomonasfluorescens. Therefore, a complex of diverse bacterial organisms causes bacterial blotch disease

Pharmacogénétique du DHFR chez les enfants leucémiques

Le dihydrofolate réductase (DHFR) est la principale cible du méthotrexate, un important composant du traitement de la leucémie lymphoblastique aiguë (LLA). Une association des polymorphismes du promoteur de DHFR avec l’issue de la LLA a été mise en évidence au laboratoire. Une survie sans événement (EFS) réduite corrélait avec les allèles A -317 et C -1610, et l’haplotype *1, défini par ces allèles. L’haplotype *1 était aussi associé à une expression élevée du DHFR. Dans cette étude, nous étendons l’analyse à la région régulatrice adjacente, d’environ 400 pb, correspondant au transcrit mineur non-codant du DHFR, qui joue un rôle essentiel dans la régulation de la transcription au niveau du promoteur majeur. Six polymorphismes ont été identifiés, parmi lesquels 5 étaient des SNPs et un polymorphisme de longueur composé d’un nombre variable d’éléments de 9 pb et d’une insertion/délétion de 9 pb. L’analyse d’haplotype, incluant tous les polymorphismes promoteurs, a révélé une diversification de l’haploytpe *1 en 5 sous-types (*1a à *1e). Les variations du promoteur majeur et les sous-types de l’haplotype *1 ont été par la suite analysés pour l’association avec l’issue de LLA. Un EFS réduit corrélait avec l’allèle A du polymorphisme G308A (p=0,02) et avec l’haplotype *1 (p=0,01). Des niveaux élevées d’ARNm étaient trouvés chez les porteurs de l’haplotype *1b (p=0,005) et pas pour les autres sous-types de l’haplotype *1. Alors, la mauvaise issue de LLA associée avec l'haplotype *1 est en effet déterminée par le sous-type *1b. Cette étude donne un nouvel aperçu des polymorphismes régulateurs du DHFR définissant plus précisément les variations du DHFR prédisposant un événement.

Étude de la diversité génétique d’isolats québécois de Mycoplasma hyopneumoniae provenant d’infections simples ou mixtes et caractérisation de leur sensibilité aux antimicrobiens

Mycoplasma hyopneumoniae est l’agent causal de la pneumonie enzootique. On le retrouve dans plusieurs élevages de porcs à travers le monde. Même si ce micro-organisme est présent dans plusieurs troupeaux canadiens, peu d’informations sont présentement disponibles sur les isolats québécois. Un total de 160 poumons de porcs possédant des lésions de pneumonie ont été récupérés à l’abattoir, mis en culture et testés par PCR pour M. hyopneumoniae et Mycoplasma hyorhinis. D’autres pathogènes bactériens communs du porc et les virus du syndrome reproducteur et respiratoire porcin (VSRRP), de l’influenza et le circovirus porcin de type 2 (CVP2) ont été également testés. Quatre-vingt-dix pourcent des échantillons étaient positifs pour M. hyopneumoniae et 5.6% l’étaient seulement pour M. hyorhinis. Dans ces échantillons positifs pour M. hyopneumoniae, la concentration de ce mycoplasme variait de 1.17 x 105 à 3.37 x 109 génomes/mL. Vingt-cinq poumons positifs en culture ou par PCR en temps réel pour M. hyopneumoniae ont été sélectionnés, parmi ceux-ci 10 étaient en coinfection avec Pasteurella multocida, 12 avec Streptococcus suis, 9 avec CVP2 et 2 avec le VSRRP. Les analyses des nombres variables de répétitions en tandem à de multiples loci (MLVA) et PCR-polymorphisme de longueur de fragments de restriction (PCR-RFLP) de M. hyopneumoniae ont démontré une forte diversité des isolats de terrain. Par contre, il semble y avoir plus d’homogénéité à l’intérieur d’un même élevage. L’analyse MLVA a également démontré que près de la moitié des isolats possédaient moins de 55% d’homologie avec les souches vaccinales et de référence utilisées dans la présente étude. L’absence d’amplification du locus 1 de M. hyopneumoniae en MLVA a été significativement associée à une baisse de la concentration de bactérie et de la sévérité des lésions. Pour tous les isolats de M. hyopneumoniae, des concentrations minimales inhibitrices (CMI) de faibles à intermédiaires ont été obtenues envers tous les antimicrobiens testés. Les isolats possédant des CMI intermédiaires envers les tétracyclines, les macrolides et les lincosamides ont été testés pour la présence des gènes de résistance tetM, ermB et pour des mutations ponctuelles dans les gènes des protéines L4, L22 et de l’ARNr 23S. Aucun de ces gènes n’a été détecté mais la mutation ponctuelle G2057A a été identifiée. Cette mutation est responsable de la résistance intrinsèque de M. hyopneumoniae face aux macrolides à 14 carbones. Ces résultats indiquent qu’il ne semble pas y avoir de résistance acquise aux antimicrobiens parmi ces isolats. En conclusion, cette recherche a permis d’obtenir de nouvelles données scientifiques sur les isolats québécois de M. hyopneumoniae.

Molekulare Untersuchungen zur Phylogenie der Gattung Fosterella (Bromeliaceae)

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit sollten mit Hilfe molekularer Techniken die Verwandtschaftsbeziehungen innerhalb der Gattung Fosterella (Bromeliaceae) geklaert und eine umfassende Phylogenie erstellt werden. Im Vordergrund standen dabei die folgenden Fragen: Sind die aufgrund von morphologischen Merkmalen bzw. ihrer geographischen Verbreitung bisher beschriebenen 30 Fosterella-Arten auch molekular voneinander abgrenzbar und wie sind die einzelnen Arten miteinander verwandt? Lassen sich innerhalb der Gattung evolutionaere Linien identifizieren? Sind Akzessionen, die bisher noch keiner Art zugeordnet werden konnten, genetisch distinkt? Laesst sich eine Schwestergattung von Fosterella herausstellen? Zwei verschiedene molekulare Techniken, die AFLP-Methode (amplified fragment length polymorphism, Vos et al. 1995) und die vergleichende Sequenzierung verschiedener Mitochondrien- und Chloroplasten-DNA-Regionen wurden zur phylogenetischen Untersuchung der Gattung Fosterella etabliert und optimiert. Diese beiden Methoden wurden anschliessŸend vergleichend fuer die molekularsystematischen Studien eingesetzt. Folgende Ergebnisse konnten erzielt werden: Fuer die erstmals innerhalb der Gattung Fosterella eingesetzte AFLP-Methode wurden acht Primerkombinationen fuer die Hauptanalysen ausgewaehlt. Die AFLP-Bandenmuster erwiesen sich als komplex, distinkt und reproduzierbar und sowohl intra- als auch interspezifisch informativ. Insgesamt wurden mit 77 Proben aus mindestens 18 der bisher beschriebenen 30 Arten 310 informative AFLP-Merkmale erzeugt und mittels verschiedener Analyseverfahren ausgewertet. Die Darstellung der Ergebnisse erfolgte in Form von Phaenogrammen, Kladogrammen und in einem €ždreidimensionalen Koordinatensystem€œ (Hauptkoordinatenanalyse). Zur statistischen Absicherung wurden Bootstrap-Analysen durchgefuehrt. Die Topologien der einzelnen Baeume untereinander stimmten weitgehend ueberein, wobei sich insgesamt 12 Artengruppen definieren liessŸen, die statistisch unterschiedlich gut abgesichert waren. In einigen Gruppen liessŸen sich enge Verwandtschaftsbeziehungen feststellen, die bis auf wenige Ausnahmen, nicht befriedigend aufgeloest sind. Einige der in diese Untersuchung einbezogenen, bisher noch keiner Art zugeordneten Taxa liessŸen sich z. T. in die entstandenen Artengruppen einordnen oder aufgrund ihrer distinkten Position in den Stammbaeumen vermuten, dass es sich um neue Arten handelt. Fuer die vergleichende DNA-Sequenzierung wurde zunaechst die Eignung verschiedener Chloroplasten- und Mitochondrien-DNA-Regionen getestet. Die Bereiche atpB-rbcL, psbB-psbH und rps16-Intron wurden fuer die vergleichende Sequenzierung der Chloroplasten-DNA als geeignet befunden, waehrend alle untersuchten Mitochondrien-Loci eine so geringe Sequenzvariabilitaet aufwiesen, dass sie nicht weiter in Betracht gezogen wurden. Die drei Chloroplastenloci wurden mit 61 Akzessionen aus 24 der bisher 30 beschriebenen Fosterella-Arten sowie 44 Akzessionen aus sechs der acht Unterfamilien (nach Givnish et al. im Druck) sowohl einzeln, als auch kombiniert ausgewertet. Die Merkmalsmatrix wurde sowohl mit einem Distanzverfahren, als auch mit Maximum Parsimonie-, Maximum Likelihood- und Bayes´schen-Methoden analysiert. Die mit den verschiedenen Methoden erhaltenen Baumtopologien waren weitgehend kongruent. Es konnte gezeigt werden, dass die Gattung Fosterella monophyletisch ist. Zudem besteht eine sehr gut gestuetzte Schwestergruppenbeziehung der Gattung zu einer Gruppe aus den Gattungen Dyckia, Encholirium und Deuterocohnia. Die in Givnish et al. (im Druck) gezeigte Einordnung von Fosterella in die Pitcairnioideae s. str. wurde ebenfalls bestaetigt. Basal laesst sich die Gattung Fosterella in zwei Linien einteilen, von denen eine auf die F. penduliflora-Gruppe entfaellt und die andere alle anderen sechs Gruppen vereint. Insgesamt laesst sich festhalten, dass der GrossŸteil der bisher beschriebenen 30 Fosterella-Arten auch molekular voneinander abgrenzbar ist, sie also genetisch distinkte Taxa (Monophyla) darstellen. Die meisten Spezies lassen sich Artengruppen zuordnen, innerhalb derer die Verwandtschaft allerdings z. T. ungeklaert bleibt. Diese Speziesgruppen bilden monophyletische Linien mit unterschiedlicher statistischer Unterstuetzung. Einige bisher nur morphologisch definierte Taxa zeigen eine enorme genetische Variabilitaet Die Beziehungen zwischen den einzelnen Gruppen der Gattung Fosterella sind zum Teil nur wenig aufgelaest. Die Ergebnisse der beiden in der vorliegenden Arbeit eingesetzten Techniken sind weitgehend kongruent und fuer die Verwandtschaftsanalyse der Gattung Fosterella als geeignet einzustufen. Die Aufloesung der AFLP-Baeume deutet allerdings auf eine noch bessere Nuetzlichkeit fuer die Untersuchung innerhalb der einzelnen Artengruppen hin, waehrend die vergleichende Sequenzierung durch Ergaenzung weiterer Regionen relativ klare Strukturen innerhalb der Gattung Fosterella erkennen laesst (vgl. Rex et al. 2006).

Charakterisierung der mikrobiellen Population und Untersuchungen zum Quorum Sensing in der Rhizosphäre vom Weidelgras (Lolium perenne) auf einer Rückstandshalde der Kaliindustrie

Im Rahmen dieser Dissertation wurden die Dynamik und die Kommunikation innerhalb der mikrobiellen Population der Rhizosphäre von Deutschem Weidelgras (Lolium perenne) untersucht, welches auf einer teilweise rekultivierten Rückstandshalde der Kaliindustrie wuchs. Um die niederschlagsbedingte Auswaschung von Salzen zu reduzieren, wird die Rückstandshalde des Kaliwerks Sigmundshall (in Bokeloh bei Hannover) schrittweise mit dem technogenen Abdecksubstrat REKAL/SAV ummantelt. Dieses weist eine hohe Standfestigkeit und Wasserspeicherkapazität auf und kann zudem begrünt werden, wofür als Pionierpflanze Lolium perenne dient. Durch diese Rekultivierung wird Niederschlag besser gespeichert und über Evapotranspiration wieder in die Luft abgegeben, was letztendlich die Bildung von Salzwasser vermindert. Da das Abdecksubstrat neben alkalischem pH-Wert auch teilweise hohe Schwermetallkonzentrationen aufweist, sollte in der vorliegenden Arbeit erstmals die mikrobielle Rhizosphären-Gemeinschaft in diesem extremen Habitat mittels einer kulturunabhängigen Methode erforscht werden. Zudem wurden erste Untersuchungen angestellt, ob im Substrat die zelldichte-abhängige bakterielle Kommunikation (Quorum Sensing) nachgewiesen werden kann. Mittels extrahierter Gesamt-DNA wurde anhand der 16S rDNA die Analyse des „Terminalen Restriktonsfragmentlängenpolymorphismus“ (TRFLP) verwendet, um die komplexe bakterielle Rhizosphären-Gemeinschaft unter zeitlichen und lokalen Aspekten zu vergleichen. Auftretende Veränderungen bei den bakteriellen Populationen der jeweiligen Proben wurden durch eine Zu- oder Abnahme der auch als Ribotypen bezeichneten terminalen Restriktionsfragmente (TRF) erfasst. Hierbei zeigten sich am Südhang der Halde während der Sommermonate der Jahre 2008 und 2009 zwar Schwankungen in den bakteriellen Gemeinschaftsprofilen, es lagen jedoch keine eindeutigen Dynamiken vor. Im Vergleich zum Südhang der Halde wies der Nordhang eine höhere Ribotyp-Diversität auf, was mit der fortgeschritteneren Rekultivierung dieses Haldenabschnitts zusammenhängen könnte. Zusätzlich wurden Bakterien aus der Rhizosphäre von Lolium perenne isoliert und mithilfe der Biosensoren Agrobacterium tumefaciens A136 pCF218 pCF372 und Chromobacterium violaceum CV026 auf die Produktion von N-Acylhomoserinlactonen (AHLs) überprüft. Diese AHLs werden von Gram-negativen Mikroorganismen als Signalmoleküle verwendet, um ihre Genexpression zelldichteabhängig zu kontrollieren. Von den 47 getesteten Gram-negativen Rhizosphärenisolaten konnten nur bei einem reproduzierbar AHL-Moleküle mithilfe des Reporterstamms A. tumefaciens nachgewiesen werden. Der AHL-Produzent wurde als Pseudomonas fluorescens identifiziert. Mittels dünnschichtchromatographischer Analysen konnten die extrahierten bakteriellen AHL-Moleküle den N-Octanoyl-L-homoserinlactonen zugeordnet werden.