Authors: Matz C.J.; Christensen M.R.; Bone A.D.; Gress C.D.; Widenmaier S.B.; Weger H.G.

Source: Canadian Journal of Botany, Volume 82, Number 4, April 2004 , pp. 436-442(7)

Publisher: NRC Research Press

Abstract:

Cocultivation of iron-limited cells of the cyanobacterium Anabaena flos-aquae (Lyng.) Brèb. and the green alga Chlamydomonas reinhardtii Dangeard resulted in growth of Anabaena but not Chlamydomonas, even in the presence of excess exogenous iron. This effect was also observed during the cultivation of Chlamydomonas in a medium in which iron-limited Anabaena cells had been growing, but were removed prior to culture of Chlamydomonas. Conversely, iron-limited Chlamydomonas cells grew very well in medium from iron (nutrient)-sufficient, phosphate-limited, and nitrogen-limited Anabaena cultures. Iron-limited Anabaena cultures produced siderophores, while the other types of Anabaena cultures did not. Treatment of Anabaena iron-limited medium with activated charcoal completely removed the inhibitory effect on Chlamydomonas growth, and boiling the medium removed most of the inhibitory effect. Both the charcoal and the boiling treatments also removed siderophores from the medium. Partially purified Anabaena siderophore preparations were also inhibitory to Chlamydomonas growth. The inhibitory effect of iron-limited Anabaena medium could be partially overcome by addition of excess micronutrients (especially cobalt copper) but not by addition of iron. We suggest that Anabaena-derived siderophores, present only in iron-limited Anabaena medium, inhibit the growth of Chlamydomonas cells via a previously uncharacterized toxicity. This effect is different from previously described experiments in which cyanobacterial siderophores suppressed green algal growth via competition for limiting amounts of iron.Key words: Anabaena, Chlamydomonas, cocultivation, iron limitation, micronutrients; siderophores.

La co-culture limitée par le fer des cellules de la cyanobactérie Anabaena flos-aquae (Lyng.) Brèb. et de l'algue verte Chlamydomonas reinhardtii Dangeard, permet la croissance de l'Anabaena mais pas du Chlamydomonas, même en présence de fer exogène. On observe également cet effet au cours de la culture du Chalmydomonas dans un milieu dans lequel des cellules de l'Anabaena se sont préalablement développées, mais ont été enlevées avant d'y cultiver le Chlamydomonas. Au contraire, les cellules du Chlamydomonas limitées par le fer poussent très bien dans des milieux provenant de cultures de l'Anabaena où le fer est suffisant, mais limité en phosphate et en azote. Les cultures de l'Anabaena limitées par le fer produisent des sidérophores, alors que les autres types de cultures de l'Anabaena n'en forment pas. Un traitement par le charbon de bois activé du milieu de l'Anabaena limité par le fer, relève complètement l'effet inhibiteur sur la croissance du Chlamydomonas, et l'ébullition du milieu élimine également la majeure partie de l'effet inhibiteur. Les traitements au charbon de bois et par ébullition éliminent tous deux les sidérophores du milieu. Des préparations à base de sidérophores partiellement purifiés inhibent également la croissance du Chlamydomonas. L'effet inhibiteur du milieu limité en fer de l'Anabaena, peut être partiellement relevé par l'addition d'un excès de micronutriments, (surtout le cobalt et le cuivre) mais pas par l'addition de fer. Le auteurs suggèrent que les sidérophors dérivés de l'Anabaena, présents seulement dans le milieu de l'Anabaena limité en fer, inhibent la croissance des cellules du Chlamydomonas par une toxicité non caractérisée jusqu'ici. Cet effet est différent de ceux décrits dans les expériences précédentes dans lesquelles les sidérophores cyanobactériens supprimaient la croissance de l'algue verte via la compétition pour des quantités limitées de fer.Mots clés : Anabaena, Chlamydomonas, co-culture, limitation par le fer, micronutriments, sidérophores.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research article

Publication date: 2004-04-01

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