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Plasmid transfer systems in the rhizobia

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Abstract:

Rhizobia are agriculturally important bacteria that can form nitrogen-fixing nodules on the roots of leguminous plants. Agricultural application of rhizobial inoculants can play an important role in increasing leguminous crop yields. In temperate rhizobia, genes involved in nodulation and nitrogen fixation are usually located on one or more large plasmids (pSyms) or on symbiotic islands. In addition, other large plasmids of rhizobia carry genes that are beneficial for survival and competition of rhizobia in the rhizosphere. Conjugative transfer of these large plasmids thus plays an important role in the evolution of rhizobia. Therefore, understanding the mechanism of conjugative transfer of large rhizobial plasmids provides foundations for maintaining, monitoring, and predicting the behaviour of these plasmids during field release events. In this minireview, we summarize two types of known rhizobial conjugative plasmids, including quorum sensing regulated plasmids and RctA-repressed plasmids. We provide evidence for the existence of a third type of conjugative plasmid, including pRleVF39c in Rhizobium leguminosarum bv. viciae strain VF39SM, and we provide a comparison of the different types of conjugation genes found in members of the rhizobia that have had their genomes sequenced so far.

Les rhizobiums sont des bactéries importantes en agriculture car elles forment des nodules fixateurs d’azote sur les racines des légumineuses. L’application agricole d’inoculats rhizobiens peut jouer un rôle important en augmentant le rendement des récoltes de légumineuses. Chez les rhizobiums tempérés, les gènes impliqués dans la nodulation et dans la fixation d’azote sont habituellement localisés sur un ou plusieurs plasmides de grande taille (pSyms) ou sur des îlots symbiotiques. En plus, d’autres plasmides de grande taille des rhizobiums contiennent des gènes bénéfiques à la survie et à la compétitivité des rhizobiums dans la rhizosphère. Le transfert par conjugaison de ces plasmides de grande taille pourrait donc jouer un rôle important dans l’évolution des rhizobiums. Conséquemment, la compréhension des mécanismes de transfert par conjugaison des plasmides rhizobiens de grande taille établit les fondements permettant de maintenir, suivre et prédire le comportement de ces plasmides lors de leur libération sur le terrain. Dans cette mini-synthèse, nous présentons deux types de plasmides de conjugaison rhizobiens connus, notamment les plasmides régulés par détection de quorum et les plasmides réprimés par RctA. Nous donnons les preuves de l’existence d’un troisième type de plasmide de conjugaison, notamment pRleVF39c chez Rhizobium leguminosarum bv. viciae VF39SM, et nous fournissons une comparaison des types différents de gènes de conjugaison a trouvé dans les membres du rhizobia qui a eu leurs génomes séquencés si loin.

Document Type: Research Article

Publication date: 2009-08-01

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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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