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Regulation of Nod factor sulphation genes in Rhizobium tropici CIAT899

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Abstract:

Rhizobium tropici CIAT899 is a tropical symbiont able to nodulate various legumes such as Leucaena, Phaseolus, and Macroptilium. Broad host range of this species is related to its Nod factors wide spectrum. R. tropici contains Nod factors sulphation nod genes, nodHPQ genes, which control nodulation efficiency in Leucaena. To study nodHPQ regulation, we carried out different interposon insertions in its upstream region. One of these generated interruptions, nodI mutant produced nonsulphated Nod factors suggesting a possible dependence of these genes on nodI upstream region. Moreover, analysis results of lacZ transcriptional fusions with these genes in symbiotic plasmid showed dependence of these genes on NodD protein. In order to determine nodHPQ organization, we studied the effect of interposon insertion upstream of each lacZ transcriptional fusion, and the data obtained was used to indicate that nodHPQ belong to the nodABCSUIJ operon. However, comparison between nodP::lacZ -galactosidase activity in the symbiotic plasmid and in the pHM500 plasmid (containing nodHPQ genes) suggested constitutive expression in free living, and flavonoid inducible expression in symbiotic conditions. Constitutive nodHPQ expression may play a role in bacterial house-keeping metabolism. On the other hand, the transference of R. tropici nodHPQ genes to other rhizobia that do not present sulphated substitutions demonstrated that NodH protein sulphotransference is specific to C6 at the reducing end.Key words: Nod factors, nodHPQ genes, Rhizobium tropici, nod-box.

Rhizobium tropici CIAT899 est une bactérie tropicale capable d'induire des nodosités fixatrices d'azote avec une grande variété de plantes tel que Leucaena, Phaseolus et Macroptilium. Le large spectre des facteurs de nodulation de cette bactérie lui permet d'infecter un grand nombre d'hôtes. R. tropici contient les gènes nodHPQ responsables de la sulfatation des facteurs Nod, modification qui contrôle l'efficacité de la nodulation avec Leucaena. Pour étudier la régulation de ces gènes nous avons réalisé des mutations par insertion d' interposons dans la region voisine aux gènes de sulfatation. Une des interruptions réalisées (mutant nodI) résulte dans la synthèse de facteurs Nod non sulfatés, indiquant l'importance de la region proximale du gène nodI dans le contrôle de l'expression des gènes adjacents nodHPQ. D'autre part, les résultats de l'analyse des fusions transcriptionelles des gènes nodHPQ avec le gène lacZ ont démontré leur dépendance avec la protéine régulatrice NodD. Dans le but de déterminer l'organisation des gènes nodHPQ on a étudié l'effet de la mutation du gène nodI sur les trois fusions transcriptionnelles et les résultats obtenus montraient que les gènes nodHPQ appartiennent à l'opéron nodABCSUIJ. Cependant, la comparaison entre l'activité de la -galactosidase de la fusion transcriptionnelle nodP::lacZ au niveau du plasmide pHM500 et du plasmide symbiotique, suggère deux types de régulation de l'expression des gènes nodHPQ: constitutive dans les conditions non symbiotiques et induite par les flavonóides durant la symbiose. L'expression constitutive pourrait donc jouer un rôle dans le métabolisme végétatif de la bactérie.Mots clés : facteurs Nod, les gènes nodHPQ, Rhizobium tropici, nod-box.

Keywords: Nod factors; Rhizobium tropici; facteurs Nod; les gènes nodHPQ; nod-box; nodHPQ genes

Document Type: Research Article

Publication date: 2001-06-01

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  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
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