Rapid spectrofluorometric screening of poly-hydroxyalkanoate- producing bacteria from microbial mats / Cribado espectrofluorométrico rápido de bacterias productoras de polihidroxialcanoatos en tapetes microbianos

ABSTRACT

Microbial mat ecosystems are characterized by both seasonal and diel fluctuations in several physicochemical variables, so that resident microorganisms must frequently adapt to the changing conditions of their environment. It has been pointed out that, under stress conditions, bacterial cells with higher contents of poly-hydroxyalkanoates (PHA) survive longer than those with lower PHA content. In the present study, PHA-producing strains from Ebro Delta microbial mats were selected using the Nile red dying technique and the relative accumulation of PHA was monitored during further laboratory cultivation. The number of heterotrophic isolates in trypticase soy agar (TSA) was ca. 107 colony-forming units/g microbial mat. Of these, 100 randomly chosen colonies were replicated on mineral salt agar limited in nitrogen, and Nile red was added to the medium to detect PHA. Orange fluorescence, produced upon binding of the dye to polymer granules in the cell, was detected in approximately 10% of the replicated heterotrophic isolates. The kinetics of PHA accumulation in Pseudomonas putida, and P. oleovorans were compared with those of several of the environmental isolates spectrofluorometry. PHA accumulation, measured as relative fluorescence intensity, resulted in a steady-state concentration after 48 h of incubation in all strains assayed. At 72h, the maximum fluorescence intensity of each strain incubated with glucose and fructose was usually similar. MAT-28 strain accumulated more PHA than the other isolates. The results show that data obtained from environmental isolates can highly improve studies based on modeling-simulation programs, and that microbial mats constitute an excellent source for the isolation of PHA-producing strains with industrial applications (AU)

RESUMEN

El ecosistema de los tapetes microbianos se caracteriza por fluctuaciones diarias y estacionales en diversas variables fisicoquímicas, de tal manera que los microorganismos residentes deben adaptarse frecuentemente a las condiciones cambiantes de su ambiente. Se ha destacado que, en condiciones de estrés, las células bacterianas con elevado contenido en polihidroxialcanoatos (PHA) pueden sobrevivir más tiempo que las de bajo contenido. En este estudio, se utilizó la técnica del colorante rojo Nilo para seleccionar las cepas productoras de PHA de los tapetes microbianos del Delta del Ebro, y para monitorizar la acumulación relativa de PHA durante el cultivo en el laboratorio. El número de aislados heterotrofos en TSA fue de aproximadamente 107 unidades formadoras de colonias/g tapete microbiano. De éstas, se replicaron 100 colonias elegidas al azar cultivadas en agar mineral salino limitado en nitrógeno, al que se le añadió el colorante rojo Nilo para la detección de PHA. La fluorescencia naranja, que se produce al unirse el rojo Nilo a los gránulos de polímero en la célula, se detectó en aproximadamente el 10% de los aislados heterotrofos replicados. La cinética de acumulación de PHA en Pseudomonas putida, P. oleovorans y Escherichia coli se comparó con la de los aislados ambientales por espectrofluorometría. En todas las cepas estudiadas, la acumulación de PHA, medida como la intensidad relativa de fluorescencia, alcanzó una concentración estable a las 48h de incubación. Alas 72h, la máxima intensidad de fluorescencia de las cepas incubadas con glucosa o fructosa fue casi siempre similar. La cepa MAT-28 acumuló más PHA que los otros aislados. Estos resultados ponen de manifiesto que los datos obtenidos a partir de aislados ambientales pueden ser mucho mejores que los que se basan en programas de simulación, y que los tapetes microbianos constituyen una excelente fuente de cepas productoras de PHA con aplicaciones industriales (AU)