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Verticillium dahliae alters Pseudomonas spp. populations and HCN gene expression in the rhizosphere of strawberry

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Abstract:

The production of hydrogen cyanide (HCN) by beneficial root-associated bacteria is an important mechanism for the biological control of plant pathogens. However, little is known about the biotic factors affecting HCN gene expression in the rhizosphere of plants. In this study, real-time reverse transcription PCR (qRT-PCR) assays were developed to investigate the effect of the plant pathogen Verticillium dahliae on hcnC (encoding for HCN biosynthesis) gene expression in Pseudomonas sp. LBUM300. Strawberry plants were inoculated with Pseudomonas sp. LBUM300 and (or) V. dahliae and grown in pots filled with nonsterilized field soil. RNA was extracted from rhizosphere soil sampled at 0, 15, 30, and 45 days following inoculation with V. dahliae and used for qRT-PCR analyses. Populations of V. dahliae and Pseudomonas sp. LBUM300 were also monitored using a culture-independent qPCR approach. hcnC expression was detected at all sampling dates. The presence of V. dahliae had a significant stimulation effect on hcnC gene expression and also increased the population of Pseudomonas sp. LBUM300. However, the V. dahliae population was not altered by the presence of Pseudomonas sp. LBUM300. To our knowledge, this study is the first to evaluate the effect of a plant pathogen on HCN gene expression in the rhizosphere soil.

La production de cyanure d’hydrogène (HCN) par des bactéries bénéfiques associées aux racines constitue un mécanisme important de contrôle biologique des phytopathogènes. Cependant, on sait peu de choses des facteurs biotiques qui affectent l’expression génique liée à la production de HCN dans la rhizosphère des végétaux. Dans cette étude, des dosages en qRT-PCR ont été développés pour étudier l’effet du phytopathogène Verticillium dahliae sur l’expression du gène hcnC (qui code la HCN synthase) chez Pseudomonas sp. LBUM300. Des plants de fraisiers ont été inoculés avec Pseudomonas sp. LBUM300 en présence ou en absence de V. dahliae, et ont été cultivés en pots remplis de terre non stérile. L’ARN a été extrait du sol de la rhizosphère échantillonné aux jours 0, 15, 30 et 45 après l’inoculation de V. dahliae, et utilisé pour les analyses en qRT-PCR. Les populations de V. dahliae et de Pseudomonas sp. LBUM300 ont aussi été suivies par qPCR, une approche indépendante de la culture. L’expression de hcnC a été détectée à chaque jour d’échantillonnage. La présence de V. dahliae a stimulé significativement l’expression du gène hcnC et a augmenté la population de Pseudomonas sp. LBUM300. Cependant, la population de V. dahliae n’était pas affectée par la présence de Pseudomonas sp. LBUM300. À notre connaissance, cette étude est la première à évaluer l’effet d’un phytopathogène sur l’expression de HCN synthase dans le sol de la rhizosphère.

Document Type: Research Article

Publication date: November 1, 2010

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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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nrc/cjm/2010/00000056/00000011/art00004
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