Survival and exopolysaccharide production in Sinorhizobium meliloti WSM419 are affected by calcium and low pH

Abstract

Cent re fo r Rhizobium Studies, Division Of Science, M u rdoc h U n ive rsity, Murdoch, Perth, Western Australia 61 50 Cells of Sinorhizobium meliloti WSM419 showed an adaptive acid-tolerance response when grown a t pH 58 instead of pH 70. Increasing concentrations of calcium in the exposure medium significantly decreased the death rate of WSM419 cells under conditions of acid stress (pH 4-0). The effect of calcium on survival at pH 4.0 however, appears unconnected to exopolysaccharide (EPS), since a strain with a mutation in exoY (Rm0540) responded to calcium in the exposure medium in the same way as its wild-type parent (RmZOlI). The concentration of calcium in the growth medium also affected subsequent survival a t pH 4.0, and the effect varied with pH. In cells grown at pH 58, higher calcium concentrations also markedly increased the rate of synthesis of EPS; this was not seen in cells grown a t pH 7.0. 'H NMR spectra for isolated EPS from WSM419 cultures grown a t pH 5.8 and pH 7-0 showed that low pH markedly lowered the degree of substitution with acetyl and pyruvyl groups, but not the degree of substitution with succinyl groups; calcium concentration did not affect the pattern of substitution a t either pH. For EPS to be involved in the effect of calcium concentration in the growth medium on survival would imply a deleterious effect of the EPS produced at low pH.

Diversidade genética e eficiência simbiótica de rizóbios noduladores de acácia-negra de solos do Rio Grande do Sul

“…Já em pH 4,5, este isolado foi o que apresentou o maior crescimento, avaliado por meio manter seu pH interno estável e próximo à neutralidade, independentemente do pH externo. Em estudos com Rhizobium leguminosarum biovar trifolii (Chen et al, 1993) e com Sinorhizobium meliloti (O'hara et al, 1989;Dilworth et al, 1999), constatouse que as estirpes tolerantes à acidez mantêm seu pH interno neutro ou levemente alcalino mesmo quando cultivadas em pH 4,5. Já as estirpes sensíveis reduzem seu pH interno quando cultivadas em meio ácido.…”

Influência do pH do meio de cultivo e da turfa no comportamento de estirpes de Bradyrhizobium

“…A produção Graham et al (1982), o acúmulo de exopolissacarídeos é o resultado da incompleta síntese da membrana externa. Assim, a produção de exopolissacarídeos é um investimento significativo em termos de gasto de energia sob condições de estresse de prótons, pois as células têm mais urgência no uso destes carboidratos em outras funções (Dilworth et al, 1999). Esses mesmos autores revelaram, ainda, que o fenômeno da "acid habituation", o qual envolve a síntese de várias proteínas, principalmente proteínas da membrana externa, e o controle do pH citoplasmático proporcionariam resistência à perda de nutrientes necessários à manutenção destes sistemas.…”

“…Assim, os menores números de UFC em pH 6,0 até os 45 dias de armazenamento podem ser devidos à pré-adaptação ao pH levemente ácido (acid habituation), durante o cultivo em pH 6,0. O efeito da concentração de cálcio varia com o pH, entretanto, aumentando-se a concentração de cálcio, ocorre um aumento em termos de sobrevivência celular (Dilworth et al, 1999). A taxa de crescimento é estimulada pela presença do cálcio, sendo este efeito maior quando as células de rizóbio estavam sob estresse provocado pela acidez (Howieson et al, 1992;Reeve et al, 1993).…”

“…Esse fenômeno é denominado de "acid habituation" (Goodson & Rowbury, 1989a,b) ou adaptative tolerance response (ATR) (O'Hara et al, 1989;Dilworth et al, 1999). Assim como em bactérias entéricas (Foster & Hall, 1991;Fabber & Pagatto, 1992), em rizóbio ATR envolve a síntese de várias proteínas resultantes do choque provocado pela acidez (O'Hara & Glenn, 1994), as quais auxiliam a membrana externa na recuperação dos fosfolipídeos, evitando os efeitos danosos da acidez (Correa & Barnex, 1997).…”

“…Assim como em bactérias entéricas (Foster & Hall, 1991;Fabber & Pagatto, 1992), em rizóbio ATR envolve a síntese de várias proteínas resultantes do choque provocado pela acidez (O'Hara & Glenn, 1994), as quais auxiliam a membrana externa na recuperação dos fosfolipídeos, evitando os efeitos danosos da acidez (Correa & Barnex, 1997). Diferenças na capacidade de crescimento em meios de cultura modificados com o intuito de simular os estresses associados à maior concentração do íon H + sobre a tolerância à acidez de estirpes de rizóbio são citadas em vários trabalhos (Cunningham & Munns, 1984a,b;Richardson & Simpson, 1989;O'Hara & Glenn, 1994;Reeve et al, 1997;Dilworth et al, 1999).…”