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Sequence analysis of rpoB and rpoD gene fragments reveals the phylogenetic diversity of actinobacteria of genus Frankia

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Abstract:

Partial rpoD, rpoB, and 16S rRNA gene sequences were obtained from databases and (or) amplified from 12 strains of Frankia. These strains belonged to either Cluster 1 (Alnus-, Myrica-, Comptonia-, and Casuarina-infective strains) or Cluster 3 (Elaeagnus-infective strain). An rpoD gene-based PCR approach was designed to allow the detection of frankiae in complex samples. Additionally, partial gene sequences obtained using 2 rpoB gene primer sets (named rpoB-1 and rpoB-2) were used to generate phylogenetic eurograms to find a molecular tool able to assess biodiversity among Frankia strains. The rpoB-2 primer set allowed separation of closely related strains and groupings representative of host plant compatibility groups. One exception to this was for strains ACN10a and ACN14a, isolated from the same geographical location. Results obtained showed that rpoB-2 is a tool of great interest to evaluate relatedness of Frankia strains, and assess biodiversity in this genus. Additionally, since rpoB-2 phylogenetic profiles of the Frankia strains studied reflected the species of host plants they were isolated from, the study of rpoB (a house-keeping gene) shows promise for future ecological studies on these symbioses.

Des séquences partielles de gènes codant pour rpoD, rpoB et l’ARNr 16S ont été obtenues de bases de données et (ou) amplifiées à partir de 12 souches de Frankia. Ces souches appartenaient au Cluster 1 (souches infectieuses Alnus, Myrica, Comptonia et Casuarina) ou au Cluster 3 (souche infectieuse Elaeagnus). Une approche par PCR basée sur la séquence de rpoD a été conçue afin de détecter Frankia dans des échantillons complexes. De plus, des séquences géniques partielles obtenues à l’aide d’un ensemble d’amorces géniques de rpoB (désignées rpoB-1 et rpoB-2) ont été utilisées pour générer des eurogrammes phylogéniques afin de trouver un outil moléculaire permettant d’évaluer la biodiversité parmi les souches de Frankia. L’ensemble d’amorces rpoB-2 a permis de séparer des souches et des groupements fortement reliés, représentatifs des groupes de compatibilité des plantes hôtes. Les souches ACN10a et ACN14a isolées du même lieu géographique faisaient cependant exception. Les résultats obtenus ont montré que rpoB-2 est un outil des plus intéressants pour évaluer la relation entre les souches de Frankia, et pour évaluer la biodiversité de ce genre. De plus, parce que les profils phylogéniques de rpoB-2 des souches de Frankia étudiées reflétaient les espèces de plantes hôtes dont elles ont été isolées, l’étude de rpoB (un gène domestique) est prometteuse pour les études écologiques futures de ces symbioses.

Document Type: Research Article

Publication date: March 1, 2011

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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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