Production of quorum-sensing-related signal molecules by epiphytic bacteria inhabiting wheat heads

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Abstract

The production of quorum-sensing-related signal molecules (QSRMs) among culturable bacteria comprising the community on wheat heads was investigated. The taxonomic position of 186 bacterial isolates obtained from ten heads was inferred based on 16S rRNA gene sequences, and their QSRM production was determined using two bioreporter strains of N-acylhomoserine lactones. Approximately 33% of isolates produced QSRMs, though the proportion of QSRM-producing isolates on a wheat head was significantly negatively correlated with population size. Most of the producing isolates were Pantoea species, most commonly Pantoea ananatis. Furthermore, the proportion of Pantoea ananatis that produced QSRMs was significantly negatively correlated with the number of bacterial genera (community richness) on each head. Finally, community richness was positively correlated with population size. Qualitative analysis using thin-layer-chromatography revealed that the QSRMs of Pantoea isolates were composed of at least two compounds. This is the first report indicating that Pantoea ananatis isolates inhabiting wheat heads are capable of producing QSRMs. QSRM production by Pantoea spp. may contribute to the predominance of this genus on wheat heads, particularly at relatively low population densities and community diversity.

La production de molécules de signalisation apparentées à la sensibilité au quorum (MASR) parmi les bactéries cultivables faisant partie de la communauté retrouvée sur les épis de blé a été étudiée. La position taxonomique de 186 isolats bactériens obtenus de dix épis a été déduite à partir des séquences du gène de l'ARNr 16S et leur production de MASR fut déterminée à l'aide de deux souches biorapporteuses de N-acylhomosérine lactone. Environ 33% des isolats ont produit des MASR bien que la proportion d'isolats produisant des MASR sur un épi de blé fut significativement négativement corrélée avec la taille de la population. La plupart des isolats producteurs étaient des espèces de Pantoea, le plus souvent Pantoea ananatis. De plus, la proportion de Pantoea ananatis produisant des MASR était significativement négativement corrélée avec le nombre de genres de bactéries (richesse de la communauté) sur chaque épi. Finalement, la richesse des communautés était positivement corrélée avec la taille de la population. Une analyse qualitative par chromatographie sur couches minces a révélé que les MASR d'isolats de Pantoea étaient constitués d'au moins deux composés. Il s'agit du premier exposé indiquant que des isolats de Pantoea ananatis résidant sur des épis de blé sont capables de produire des MASR. La production de MASR par Pantoea spp. pourrait contribuer à la prédominance de ce genre sur les épis de blé, particulièrement à des densités de population et une diversité de communautés limitées.

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