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Vacuolar localization of phosphorus in hyphae of Phialocephala fortinii, a dark septate fungal root endophyte

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Phialocephala fortinii is a dark septate fungal endophyte that colonizes roots of many host species. Its effect on plant growth varies from being pathogenic to beneficial. The basic biology of this species has received little research, and thus the main objectives of this study were to determine cytological features of hyphae, including the nature of the vacuolar system, and whether polyphosphate was present in vacuoles. Both living hyphae and hyphae that had been rapidly frozen and freeze substituted before embedding were studied. A complex system of vacuoles, including a motile tubular vacuolar system, elongated vacuoles, and spherical vacuoles, was demonstrated in living hyphae by the fluorescent probe Oregon Green 488 carboxylic acid diacetate, using laser scanning confocal microscopy. The motile tubular vacuolar system was more prevalent at the hyphal tip than in more distal regions, whereas elongated vacuoles and spherical vacuoles were more abundant distal to the tip. All vacuoles contained polyphosphate as shown by labelling embedded samples with recombinant polyphosphate binding domain of Escherichia coli exopolyphosphatase, containing Xpress tag at the N-terminal end, followed by anti-Xpress antibody and a secondary antibody conjugated either to a fluorescent probe for laser scanning confocal microscopy or colloidal gold for transmission electron microscopy. The polyphosphate was dispersed in vacuoles. This was confirmed by staining embedded samples with 4′,6-diamidino-2-phenylindole and viewing with UV light using epifluorescence microscopy. These cytological methods showed that the tubular vacuolar system had lower concentrations of polyphosphate than the spherical vacuoles. Lipid bodies were present around vacuoles.Key words: Phialocephala, motile tubular vacuoles, vacuoles, polyphosphate, lipid.

Phialocephala fortinii est un endophytes fongique foncé cloisonné qui colonise les racines de plusieurs espèces hôtes. Son impact sur la croissance végétale varie de pathogène à bénéfique. La biologie fondamentale de cette espèce n'a été que peu examinée et par conséquent les objectifs principaux de cette étude étaient de déterminer les caractéristiques cytologiques des hyphes, incluant la nature du système vacuolaire et si du polyphosphate était présent dans les vacuoles. Des hyphes vivants et des hyphes qui y avaient été rapidement congelés puis congelés-dissouts avant d'être incluses ont été étudiés. Un système complexe de vacuoles, incluant un système vacuolaire de tubules mobiles, de vacuoles allongées et de vacuoles sphériques fut démontré chez les hyphes vivants par la sonde fluorescente Oregon Green 488 diacétate d'acide carboxylique en utilisant la microscopie confocale à balayage au laser. Le système vacuolaire de tubules mobiles prévalait davantage à la terminaison hyphale qu'à des régions plus distales, alors que les vacuoles allongées et les vacuoles sphériques étaient plus abondantes loin de la terminaison. Toutes les vacuoles contenaient du polyphosphate tel que démontré en marquant des échantillons inclus avec le domaine de liaison au polyphosphate de l'exopoly phos phatase de Escherichia coli recombinante contenant une étiquette Xpress à la terminaison N-terminale, suivi par un anticorps anti-Xpress et un anticorps secondaire conjugué soit avec une sonde fluorescente pour la microscopie confocale à balayage au laser ou de l'or colloïdal pour la microscopie électronique à transmission. Le polyphosphate était dispersé dans les vacuoles. Ceci fut confirmé en colorant les échantillons inclus avec du 4′,6-diamidino-2-phénylindole et en observant sous lumière UV à l'aide de la microscopie à épifluorescence. Les méthodes cytologiques ont démontré que le système vacuolaire tubulaires contenait des concentrations inférieures en polyphosphate que la vacuoles sphériques. Des corps lipidiques étaient présents autour des vacuoles.Mots clés : Phialocephala, vacuoles tubulaires mobiles, vacuoles, polyphosphate, lipides.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2006-07-01

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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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