Inoculation with Metal-Mobilizing Plant-GrowthPromoting Rhizobacterium Bacillus sp. SC2b and Its Role in Rhizoremediation

A plant growth-promoting bacterial (PGPB) strain SC2b was isolated from the rhizosphere of Sedum plumbizincicola grown in lead (Pb)/zinc (Zn) mine soils and characterized as Bacillus sp. based on (1) morphological and biochemical characteristics and (2) partial 16S ribosomal DNA sequencing analysis. Strain SC2b exhibited high levels of resistance to cadmium (Cd) (300 mg/L), Zn (730 mg/L), and Pb (1400 mg/L). This strain also showed various plant growth-promoting (PGP) features such as utilization of 1-aminocyclopropane-1-carboxylate, solubilization of phosphate, and production of indole-3-acetic acid and siderophore. The strain mobilized high concentration of heavy metals from soils and exhibited different biosorption capacity toward the tested metal ions. Strain SC2b was further assessed for PGP activity by phytagar assay with a model plant Brassica napus. Inoculation of SC2b increased the biomass and vigor index of B. napus. Considering such potential, a pot experiment was conducted to assess the effects of inoculating the metal-resistant PGPB SC2b on growth and uptake of Cd, Zn and Pb by S. plumbizincicola in metal-contaminated agricultural soils. Inoculation with SC2b elevated the shoot and root biomass and leaf chlorophyll content of S. plumbizincicola. Similarly, plants inoculated with SC2b demonstrated markedly higher Cd and Zn accumulation in the root and shoot system, indicating that SC2b enhanced Cd and Zn uptake by S. plumbizincicola through metal mobilization or plant-microbial mediated changes in chemical or biological soil properties. Data demonstrated that the PGPB Bacillus sp. SC2b might serve as a future biofertilizer and an effective metal mobilizing bioinoculant for rhizoremediation of metal polluted soils.

La phylogénie moléculaire du genre nord-américain Eurybia (Asteraceae : Astereae) et ses proches parents (Oreostemma, Herrickia, Triniteurybia)

Eurybia et ses proches parents Oreostemma, Herrickia et Triniteurybia sont appelés le grade des eurybioïdes. Comprenant 31 espèces vivaces, ce grade appartient au clade Nord-américain de la tribu des Astereae. Les analyses moléculaires antérieures ont montré que ce groupe est à la fois paraphylétique aux Machaerantherinae et un groupe frère aux Symphyotrichinae. Les relations infragénériques partiellement résolues et faiblement supportées empêchent d’approfondir l'histoire évolutive des groupes et ce, particulièrement dans le genre principal Eurybia. Le but de cette étude est de reconstruire les relations phylogénétiques au sein des eurybioïdes autant par l'inclusion de toutes les espèces du grade que par l’utilisation de différents types de régions et de méthodes d'inférence phylogénétique. Cette étude présente des phylogénies basées sur l'ADN ribosomal nucléaire (ITS, ETS), de l'ADN chloroplastique (trnL-F, trnS-G, trnC-ycf6) et d’un locus du génome nucléaire à faible nombre de copie (CNGC4). Les données sont analysées séparément et combinées à l’aide des approches de parcimonie, bayesienne et de maximum de vraisemblance. Les données ADNnr n’ont pas permis de résoudre les relations entre les espèces polyploïdes des Eurybia. Les analyses combinées avec des loci d’ADNnr et d’ADNnr+cp ont donc été limitées à des diploïdes. Les analyses combinées ont montré une meilleure résolution et un meilleur support que les analyses séparées. La topologie de l’ADNnr+cp était la mieux résolue et supportée. La relation phylogénétique de genres appartenant au grade des eurybioïdes est comme suit : Oreostemma (Herrickia s.str. (Herrickia kingii (Eurybia (Triniteurybia - Machaerantherinae)))). Basé sur la topologie combinée de l’ADNnr+cp, nous avons effectué des analyses de biogéographie à l’aide des logiciels DIVA et LaGrange. Ces analyses ont révélé une première radiation des eurybioïdes dans l’Ouest de l’Amérique du Nord, suivi de deux migrations indépendantes dans l’Est de l’Amérique du Nord chez les Eurybia. Due au relatif manque de variabilité de l’ADNnr, l’ADNcp et CNGC4, où le triage de lignés incomplet était dominant, l'origine du grade est interprétée comme récente, possiblement du Pliocène. La diversification du groupe a été probablement favorisée par les glaciations Pléistocènes.

Stabilité de l’acide ribonucléique pour la datation des fluides corporels en biologie judiciaire

Projet de recherche réalisé en collaboration avec la section Biologie/ADN du Laboratoire de sciences judiciaires et de médecine légale (LSJML) de Montréal.

Diversité des organismes endophytes dans les racines de plantes poussant en milieu contaminé en hydrocarbures

Les champignons endophytes sont des organismes qui vivent à l’intérieur de plantes sans causer de symptômes de maladie apparents. Ils sont trouvés dans virtuellement toutes plante, et la nature des interactions peut aller de mutualiste à pathogène dépendant des conditions. La diversité et la structure des communautés des champignons endophytes dans les plantes poussant en milieu extrêmement pollué, ainsi que leur rôle potentiel pour améliorer la phytorémédiation, demeurent peu compris. Dans cette étude, nous nous sommes intéressés aux communautés de champignons endophytes de racines de deux espèces de plantes (Eleocharis erythropoda et Populus sp.). Ces espèces poussaient de manière spontanée dans trois bassins de sédimentation d’un ancienne usine pétro-chimique ayant des niveaux de contaminations différents, en utilisant à la fois une approche d’isolation d’organisme ainsi que des analyses de pyroséquençage de l’ITS d’ADN ribosomal. Nos résultats indiquent que les niveaux de contamination ont un effet significatif sur la composition taxonomique des champignons endophytes des racines de E. erythropoda. Une majorité des données de séquences appartiennent à la classe des Dothideomycetes dans les échantillons de forte concentration en hydrocarbures pétroliers, dont une majorité appartient au genre Alternaria. La comparaison des données d’isolation et de pyroséquençage suggère que l’isolation de souches ne permet pas l’obtention des souches les plus représentées dans les données de pyroséquençage. Ces résultats pourront potentiellement aider à l’élaboration de stratégies pour améliorer la phytorémédiation en utilisant les champignons endophytes.

Characterization and applications of two protease enzymes obtained by culture dependent and independent approaches from mangrove sediments

Soil community genomics or metagenomics is employed in this study to analyze the evolutionary related - ness of mangrove microbial community. The metagenomic DNA was isolated from mangrove sediment and 16SrDNA was amplified using universal primers. The amplicons were ligated into pTZ57R/T cloning vector and transformed onto E. coli JM109 host cells. The recombinant plasmids were isolated from positive clones and the insert was confirmed by its reamplification. The amplicons were subjected to Amplified Ribosomal DNA Restriction Analysis (ARDRA) using three different tetra cutter restriction enzymes namely Sau3A1, Hha1 and HpaII. The 16SrDNA insert were sequenced and their identity was determined. The sequences were submitted to NCBI database and accession numbers obtained. The phylo - genetic tree was constructed based on Neighbor-Joining technique. Clones belonged to two major phyla of the bacterial domain, namely Firmicutes and Proteobacteria, with members of Firmicutes predominating. The microbial diversity of the mangrove sediment was explored in this manner.

Anàlisi polifàsica de soques de "Pseudomonas fluorescens" potencials agents de biocontrol de malalties de fruiters

Molts bacteris del grup fluorescent del gènere Pseudomonas són capaços de controlar malalties de les plantes causades per fongs i bacteris fitopatògens (ACBs) o mostren activitat com a bacteris promotors del creixement de les plantes (BPCPs). S'han descrit diversos metabòlits que intervenen de manera important en la seva activitat com a ACBs i BPCPs entre els quals en destaquen el 2,4-diacetilfloroglucinol (Phl), àcid fenazin-1-carboxílic (PCA), Pirrolnitrina (Prn), àcid cianhídric (HCN), àcid 3-indolacètic (IAA), sideròfors i quitinases. L'objectiu principal del nostre treball ha estat la comparació de les característiques d'un grup de Pseudomonas del grup fluorescent utilitzant una aproximació polifàsica amb la finalitat d'establir possibles relacions entre algunes de les característiques i la capacitat d'actuar com a ACB o BPCP. Atesa la importància en el biocontrol de la producció de metabòlits com Phl, PCA i Prn, l'objectiu preliminar ha estat la recerca i obtenció de soques productores d'aquests metabòlits. Per assolir aquest objectiu s'ha emprat una aproximació molecular basada en la detecció dels gens biosintètics implicats en la seva producció en lloc de la detecció directa dels metabòlits per evitar els efectes que poden tenir les condicions de cultiu en la inducció o repressió de la seva síntesi. S'han realitzat diferents protocols basats (i) en la cerca assistida de productors mitjançant l'ús de marcadors fenotípics i posterior confirmació per PCR i, (ii) en l'ús de la PCR per a la detecció dels gens directament dels extractes bacterians, d'enriquiments d'aquests extractes i la realització de la hibridació en colònies per al posterior aïllament. La cerca assistida de productors de Phl mitjançant marcadors fenotípics i posteriorment la utilització de tècniques moleculars (amplificació per PCR del gen phlD), ha estat el millor mètode en el tipus de mostres processades en el nostre treball, on la proporció de productors és relativament baixa. En total s'han aïllat a partir de diversos ambients 4 soques portadores dels gens de la síntesi de PCA, 15 de Phl i 1 de Prn. S'ha constituït una col·lecció de 72 soques de Pseudomonas del grup fluorescent que inclou 18 aïllats propis portadors dels gens biosintètics necessaris per la producció de Phl PCA i Prn; 6 soques de referència procedents de col·leccions de cultius tipus, 14 soques productores dels diferents antibiòtics cedides per altres investigadors i una selecció de 34 soques procedents d'un treball previ realitzat en el nostre grup de recerca. A la col·lecció s'hi troben soques candidates a ACB i BPCP de diverses malalties i plantes. Les 72 soques s'han caracteritzat fenotípica i genotípicament. La caracterització fenotípica s'ha portat a terme mitjançant la identificació a nivell d'espècie amb galeries API 20NE i proves bioquímiques específiques; la producció de metabòlits com PCA, Phl, Prn, IAA, HCN, quitinases i sideròfors mitjançant l'ús de diferents tècniques; antagonisme in vitro en diversos medis enfront dos fongs (Stemphylium vesicarium i Penicillium expansum) i tres bacteris fitopatògens (Erwinia amylovora, Pseudomonas syringae pv. syringae i Xanthomonas arboricola pv. juglandis); l'eficàcia de la inhibició de la infecció en bioassaigs in vivo sobre material vegetal enfront els fongs P. expansum en poma i S. vesicarium en fulles de perera i enfront el bacteri E. amylovora en fruits immadurs de perera i, finalment, en assaigs de promoció de creixement en dos portaempelts comercials de Prunus. Cal destacar que P. expansum causa la podridura blava en pomes i peres en postcollita, S. vesicarium la taca bruna de la perera i E. amylovora el foc bacterià de les rosàcies. El nombre de soques de Pseudomonas, sobre el total de les 72 estudiades, productores d'IAA (4) i quitinases (6) és baix, mentre que és elevat en el cas del HCN (32), que a més està associat a la producció de Phl. Els resultats obtinguts en l'antagonisme in vitro han mostrat en el cas dels bacteris que és dependent del patogen indicador i del medi de cultiu. La presència o absència de ferro no sembla ser un factor que potencií l'antagonisme. En el cas dels fongs no s'ha observat però, influència del medi de cultiu emprat. En el total de 72 soques s'ha observat un percentatge baix de soques que manifesten antagonisme en tots els medis assajats vers 3 o 4 dels patògens (7). Solament 2 d'aquestes 7 soques han mostrat ser també efectives en bioassaigs d'inhibició de les infeccions causades per 2 dels 3 patògens assajats. Algunes de les soques efectives en els bioassaigs no són antagonistes in vitro en cap dels medis assajats enfront el mateix patogen. En el cas de la promoció del creixement, s'han observat més soques promotores del creixement del portaempelts de prunera Marianna 2624 que no en l'híbrid de presseguer-ametller GF677 i les eficàcies assolides són també majors en el cas de Marianna 2624, detectant una elevada especificitat soca/portaempelts La caracterització genotípica s'ha realitzat mitjançant l'anàlisi dels polimorfismes en la longitud dels fragments de restricció de DNA ribosomal (RFLP-rDNA) i l'anàlisi dels polimorfismes en la longitud dels fragments de macrorestricció genòmica de DNA cromosòmic separats per electroforesi en camp polsant (MRFLP-PFGE). Ambdues anàlisis van mostrar una gran heterogeneïtat genètica entre les soques caracteritzades i no s'ha pogut relacionar les agrupacions obtingudes amb les característiques fenotípiques o capacitat d'actuar com a ACB o BPCP. Els patrons de macrorestricció genòmica (MRFLP-PFGE) del bacteri model P. fluorescens EPS288 són estables en el temps i independents de les condicions de cultiu assajades al laboratori o en mostres naturals, mostrant ser una tècnica eficaç en la identificació de reaïllats de mostres naturals inoculades prèviament amb el bacteri. Una selecció de soques que comparteixen el fet de produir floroglucinol s'han caracteritzat mitjançant RFLP i seqüenciació del gen phlD. S'ha establert una relació entre les agrupacions obtingudes en les anàlisis RFLP-rDNA, RFLP-phlD i les seqüències del gen. En l'anàlisi filogenètica de les seqüències del gen phlD s'ha observat un elevat grau de polimorfisme obtenint-se 3 agrupacions principals. Les agrupacions semblen relacionar-se amb els patrons de producció de metabòlits (Phl, HCN i Prn en una primera agrupació; Phl i HCN en la segona i solament Phl en la tercera), però aquestes no s'han pogut relacionar amb l'origen geogràfic de les soques o la seva activitat com a ACBs i/o BPCP. Amb les dades obtingudes de la caracterització fenotípica i genotípica s'ha realitzat una anàlisi multivariant (correspondències, correlacions d'Spearman i de freqüències amb variables categòriques). S'ha demostrat la importància de disposar d'una tècnica que permeti depurar una col·lecció de soques descartant les soques genèticament idèntiques, ja que influeixen en els resultats de les anàlisis. Pels tres patògens assajats com a indicadors i els dos portaempelts emprats, no s'ha observat cap correlació entre la inhibició de la infecció o la promoció del creixement amb les característiques fenotípiques i genotípiques de les soques que fos significatiu i consistent en les tres tècniques emprades.

Characterization and origin of infection of Rhizoctonia solani associated with Brassica oleracea crops in the UK

An extensive study was conducted to determine where in the production chain Rhizoctonia solani became associated with UK module-raised Brassica oleracea plants. In total, 2600 plants from 52 crops were sampled directly from propagators and repeat sampled from the field. Additional soil, compost and water samples were collected from propagation nurseries and screened using conventional agar isolation methods. No isolates of R. solani were recovered from any samples collected from propagation nurseries. Furthermore, nucleic acid preparations from samples of soil and compost from propagation nurseries gave negative results when tested for R. solani using real-time PCR. Conversely, R. solani was recovered from 116 of 1300 stem bases collected from field crops. All the data collected suggested R. solani became associated with B. oleracea in the field rather than during propagation. Parsimony and Bayesian phylogenetic studies of ribosomal DNA suggested the majority of further classified isolates belonged to anastomosis groups 2-1 (48/57) and AG-4HGII (8/57), groups known to be pathogenic on Brassica spp. in other countries. Many R. solani isolates were recovered from symptomless plant material and the possibilities for such an association are discussed.

Evolution of micromorphological and chemical characters in the lichen-forming fungal family Pertusariaceae

Micromorphological characters of the fruiting bodies, such as ascus-type and hymenial amyloidity, and secondary chemistry have been widely employed as key characters in Ascomycota classification. However, the evolution of these characters has yet not been studied using molecular phylogenies. We have used a combined Bayesian and maximum likelihood based approach to trace character evolution on a tree inferred from a combined analysis of nuclear and mitochondrial ribosomal DNA sequences. The maximum likelihood aspect overcomes simplifications inherent in maximum parsimony methods, whereas the Markov chain Monte Carlo aspect renders results independent of any particular phylogenetic tree. The results indicate that the evolution of the two chemical characters is quite different, being stable once developed for the medullary lecanoric acid, whereas the cortical chlorinated xanthones appear to have been lost several times. The current ascus-types and the amyloidity of the hymenial gel in Pertusariaceae appear to have been developed within the family. The basal ascus-type of pertusarialean fungi remains unknown. (c) 2006 The Linnean Society of London, Biological Journal of the Linnean Society, 2006, 89, 615-626.

Development of a PCR-based assay for rapid and reliable identification of pathogenic Fusaria

Identification of Fusarium species has always been difficult due to confusing phenotypic classification systems. We have developed a fluorescent-based polymerase chain reaction assay that allows for rapid and reliable identification of five toxigenic and pathogenic Fusarium species. The species includes Fusarium avenaceum, F. culmorum, F. equiseti, F. oxysporum and F. sambucinum. The method is based on the PCR amplification of species-specific DNA fragments using fluorescent oligonucleotide primers, which were designed based on sequence divergence within the internal transcribed spacer region of nuclear ribosomal DNA. Besides providing an accurate, reliable, and quick diagnosis of these Fusaria, another advantage with this method is that it reduces the potential for exposure to carcinogenic chemicals as it substitutes the use of fluorescent dyes in place of ethidium, bromide. Apart from its multidisciplinary importance and usefulness, it also obviates the need for gel electrophoresis. (C) 2002 Published by Elsevier Science B.V. on behalf of the Federation of European Microbiological Societies.

Molecular inventory of faecal microflora in patients with Crohn's disease

Intestinal microbial community is involved in the pathogenesis of Crohn's disease, but knowledge of its potential abnormalities has been limited by the impossibility to grow many dominant intestinal bacteria. Using sequence analysis of randomly cloned bacterial 16S ribosomal DNA, the dominant faecal species from four Crolin's disease patients and four controls were compared. Whereas marked inter-individual differences were observed in the faecal microflora of patients, three remained distantly related to controls on the basis of their operational taxonomic unit composition. Bacteroides vidgatus and closely related organisms represented the only molecular species shared by all patients and exhibited an unusually high rate of occurrence. Escherichia coli clones were isolated only in two patients with ileocolonic Crohn's disease. Moreover, numerous clones belonged to phylogenetic groups or species that are commonly not dominant in the faecal microflora of healthy subjects: Pectinatus, Sutterella, Verritcomicrobium, Fusobacterium, Clostridium disporicum, clostridium glycolicum, Clostridium ramosum, Clostridium innocuum and Clostridium perfringens. (C) 2004 Federation of European Microbiological Societies. Published by Elsevier B.V. All rights reserved.

Characterization of some Actinomyces-like isolates from human clinical sources: description of Varibaculum cambriensis gen. nov., sp nov

Fifteen strains of an anaerobic, catalase-negative, gram-positive diphtheroid-shaped bacterium recovered from human sources were characterized by phenotypic and molecular chemical and molecular genetic methods. The unidentified bacterium showed some resemblance to Actinomyces species and related taxa, but biochemical testing, polyacrylamide gel electrophoresis analysis of whole-cell proteins, and amplified 16S ribosomal DNA restriction analysis indicated the strains were distinct from all currently named Actinomyces species and related taxa. Comparative 16S rRNA gene sequencing studies showed that the bacterium represents a hitherto-unknown phylogenetic line that is related to but distinct from Actinomyces, Actinobaculum, Arcanobacterium, and Mobiluncus. We propose, on the basis of phenotypic and phylogenetic evidence, that the unknown bacterium from human clinical specimens should be classified as a new genus and species, Varibaculum cambriensis gen. nov., sp. nov. The type strain of Varibaculum cambriensis sp. nov. is CCUG 44998(T) = CIP 107344(T).

Phylogenetic relationships among species of Anopheles (Nyssorhynchus) (Diptera, Culicidae) based on nuclear and mitochondrial gene sequences

Phylogenetic relationships among 21 species of mosquitoes in subgenus Nyssorhynchus were inferred from the nuclear white and mitochondrial NADH dehydrogenase subunit 6 (ND6) genes. Bayestan phylogenetic methods found that none of the three Sections within Nyssorhynchus (Albimanus, Argyritarsis, Myzorhynchella) were supported in all analyses, although Myzorhynchella was found to be monophyletic at the combined genes Within the Albimanus Section the monophyly of the Stroder Subgroup was strongly supported and within the Myzorhynchella Section Anopheles anrunesi and An lutzu formed a strongly supported monophyletic group The epidemiologically significant Albitarsis Complex showed evidence of paraphyly (relative to An lanet-Myzorhynchella) and discordance across gene trees, and the previously synonomized species of An. dunhami and An goeldii were recovered as sister species Finally, there was evidence of complexes in several species, including An antunesi, An deaneorum, and An. strodei (c) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved

Insight into Anopheles (Nyssorhynchus) (Diptera: Culicidae) Species from Brazil

Anopheles (Nyssorhynchus) benarrochi s.l., Anopheles (Nyssorhynchus) oswaldoi s.l., and Anopheles (Nyssorhynchus) konderi s.l. collected in Acrelandia, state of Acre, Brazil, were identified based on morphological characters of the male genitalia, fourth-instar larvae, and pupae. Morphological variation was observed in the male genitalia of these species in comparison with specimens from other localities in Brazil. DNA sequence from the nuclear ribosomal second internal transcribed spacer of individuals identified as An. benarrochi s.l. by using male genitalia characteristics showed that the various morphological forms are conspecific but are distinct from An. benarrochi B from Colombia. Anopheles konderi s.l. and An. oswaldoi s.l. both misidentified as An. oswaldoi s.s. (Peryassu) throughout Brazil, may actually comprise at least two undescribed species. Diagnostic morphological characteristics of the male genitalia are provided to distinguish Anopheles benarrochi s.l., Anopheles oswaldoi s.l., and Anopheles konderi s.l. from morphologically similar species. Incrimination of An. oswaldoi s.s. in malaria transmission in Brazil needs further investigation because other undescribed species from Acre may have been confounded with this taxon.

PHYLOGENETIC AFFINITIES OF "CHANTRANSIA" STAGES IN MEMBERS OF THE BATRACHOSPERMALES AND THOREALES (RHODOPHYTA)

This study evaluated the phylogenetic relationship among samples of ""Chantransia"" stage of the Batrachospermales and Thoreales from several regions of the world based on sequences of two genes-the plastid-encoded RUBISCO LSU gene (rbcL) and the nuclear SSU ribosomal DNA gene (SSU rDNA). All sequences of ""Chantransia macrospora"" were shown to belong to Batrachospermum macrosporum based on both molecular markers, confirming evidence from previous studies. In contrast, nine species are now associated with ""Chantransia pygmaea,"" including seven species of the Batrachospermales and two of the Thoreales. Therefore, the presence of ""C. macrospora"" in a stream can be considered reliable evidence that it belongs to B. macrosporum, whereas the occurrence of ""C. pygmaea"" does not allow the recognition of any particular species, since it is associated with at least nine species. Affinities of ""Chantransia"" stages to particular taxa were congruent for 70.5% of the samples comparing the rbcL and SSU analyses, which were associated with the same or closely related species for both markers. Sequence divergences have been reported in the ""Chantransia"" stage in comparison to the respective gametophyte, and this matter deserves further attention.

Generic relationships and dating of lineages in Winteraceae based on nuclear (ITS) and plastid (rpS16 and psbA-trnH) sequence data

Phylogenetic analyses of representative species from the five genera of Winteraceae (Drimys, Pseudowintera, Takhtajania, Tasmannia, and Zygogynum s.l.) were performed using ITS nuclear sequences and a combined data-set of ITS + psbA-trnH + rpS16 sequences (sampling of 30 and 15 species, respectively). Indel informativity using simple gap coding or gaps as a fifth character was examined in both data-sets. Parsimony and Bayesian analyses support the monophyly of Drimys, Tasmannia, and Zygogynum s.l., but do not support the monophyly of Belliolum, Zygogynum s.s., and Bubbia. Within Drimys, the combined data-set recovers two subclades. Divergence time estimates suggest that the splitting between Drimys and its sister clade (Pseudowintera + Zygogynum s.l.) occurred around the end of the Cretaceous; in contrast, the divergence between the two subclades within Drimys is more recent (15.5-18.5 MY) and coincides in time with the Andean uplift. Estimates suggest that the earliest divergences within Winteraceae could have predated the first events of Gondwana fragmentation. (C) 2009 Elsevier Inc. All rights reserved.