Differences in chemical composition between nonflocculated and flocculated Azospirillum brasilense Cd

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Abstract

A two-step broth replacement method was used to induce Azospirillum brasilense Cd bacteria to flocculate in vitro. Nonflocculated and flocculated cells were compared with regard to total cellular lipid composition, fatty acid profiles, and poly-beta-hydroxybutyrate (PHB), protein, and carbohydrate contents. The fatty acid profiles of nonflocculated and flocculated cells were qualitatively identical. Two unsaturated fatty acids, octadecanoate (18:1 cis-9) and hexadecanoate (16:1 cis-9), accounted for approximately 80% of the total fatty acid content in both phenotypes. The major lipids in nonflocculated and flocculated A. brasilense Cd cells were phosphatidylethanolamine, phosphatidylglycerol, and phosphatidylcholine. The process of flocculation also resulted in the synthesis de novo of a glycolipid and cardiolipin. Flocculation also resulted in a decrease in total cellular protein and lipid content and a proportional increase in total cellular PHB and carbohydrate content. Results indicated that the two-step broth replacement procedure was an effective means for the in vitro production of the stress-tolerant A. brasilense Cd cells with high PHB contents, which are desirable in commercial agricultural inocula. The PHB content of flocculated cells reached 60-65% of cell dry weight.

Une méthode de remplacement du bouillon en deux étapes a servi à induire la flocculation in vitro chez Azospirillum brasilense Cd. Des bactéries flocculées et non-flocculées ont été comparées d'après la composition lipidique totale des cellules, le profil des acides gras et le contenu en poly-beta-hydroxybutyrate (PHB), en protéines et en hydrates de carbone. Les profils des acides gras étaient qualitativement identiques chez les cellules flocculées et les non-flocculées. Deux acides gras non-saturés, l'octadécanoate (18:1 cis-9) et l'hexadécanoate (16:1 cis-9) comptaient pour environ 80% du contenu total en acides gras chez les deux phénotypes. Les principaux lipides des cellules d'A. brasilense Cd flocculées et non-flocculées étaient la phosphatidyléthanolamine, le phosphatidylglycérol et la phosphatidylcholine. Le processus de flocculation entraîne aussi la synthèse de novo d'un glycolipide et d'une cardiolipine. La flocculation entraîne aussi une diminution du contenu cellulaire total en protéines et en lipides et une augmentation proportionnelle du contenu total en PHB et en hydrates de carbone. Les résultats confirment que la méthode de remplacement du bouillon en deux étapes est un moyen efficace pour produire in vitro des cellules d'Abrasilense Cd à haute teneur en PHB tolérantes au stress qui sont recherchées dans les inoculums commerciaux en agriculture. Le contenu en PHB des cellules flocculées atteignait 60-65% du poids sec des cellules.

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