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Determining the environmental fate of a filamentous fungus, Trichoderma reesei, in laboratory-contained intact soil-core microcosms using competitive PCR and viability plating

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Abstract:

Trichoderma spp. are used extensively in industry and are routinely disposed of in landfill sites as spent biomass from fermentation plants. However, little is known regarding the environmental fate of this biomass. We tracked the survival of T. reesei strain QM6A#4 (a derivative of strain QM6A marked with a recombinant construct) over a 6-month period in laboratory-contained, intact soil-core microcosms incubated in a growth chamber. Survival was tested in 3 different soils and the effect of a plant rhizosphere (bush lima beans, Phaseolus limensis) was investigated. Levels and viability of the fungus were determined, respectively, by quantitative competitive polymerase chain reaction analysis of total soil DNA extracts and dilution-plating of soil on a semiselective growth medium. Whereas chemically killed QM6A#4 became undetectable within 3 d, QM6A#4 added as a live inoculum decreased ~4- to ~160-fold over the first 1–3 months and then reached a steady state. After 4 months, soil cores were subjected to a 1.5-month simulated winter period, which did not significantly affect QM6A#4 levels. Throughout the experiment, QM6A#4 remained viable. These results indicate that, following release into the environment, live T. reesei will persist in soil for at least 2 seasons.Key words: competitive PCR, genetically engineered microorganisms (GEMs), genetically modified organism (GMO), survival of microorganisms, microcosm, Trichoderma.

Les espèces de Trichoderma sont utilisées abondamment dans l'industrie et sont habituellement éliminées dans des sites d'enfouissement sous forme de biomasse épuisée provenant d'usines de fermentation. Toutefois, le sort de cette biomasse au niveau environnemental est peu connu. Nous avons retracé la survie de la souche QM6A#4 de T. reesei (un dérivé de la souche QM6A marquée avec une construction recombinante) au cours d'une période de six mois dans des microcosmes de carottes de sol intact incubés en laboratoire dans une chambre de croissance. La survie a été mesurée dans trois sols différents et l'impact d'une rhizosphère de plante (fève de Lima, Phaseolus limensis) a été étudié. Les niveaux et la viabilité du champignon ont été déterminés respectivement par une analyse de la réaction de la polymérase en chaîne compétitive (cPCR) sur des extraits totaux d'ADN de sol et par dilution et ensemencement de sol sur un milieu de croissance semi-sélectif. Alors que la souche QM6A#4 tuée chimiquement devint indétectable après trois jours, QM6A#4 ajoutée en tant qu'inoculum vivant a diminué d'un facteur de ~4 à ~160 au cours des premiers 1 à 3 mois et a ensuite atteint un plateau. Après 4 mois, les carottes ont été soumises à une simulation d'une période hivernale de un mois et demi, qui n'a pas significativement influencé les niveaux de QM6A#4. La souche est demeurée viable tout au long de l'expérience. Ces résultats indiquent que suite à une libération dans l'environnement, T. reesei vivant persistera dans le sol pendant au moins deux saisons.Mots clés : PCR compétitif, micro-organismes transgéniques, OGM, survie des micro-organismes, microcosmes, Trichoderma.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: August 1, 2004

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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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