Differentiation of Frankia strains by their electrophoretic patterns of intracellular esterases and aminopeptidases

Abstract

The closely related Frankia strains BR, S21 and Thr, isolated from the genus Casuauinu, All02 and Dec from the genus Allocnsuauina, and GSO from the genus Gymnostoma, could be distinguished by their esterase zymograms after ultra-low gelling point agarose-polyacrylamide electrophoresis. The kanamycin-resistant derivatives S21-kR and BR-kR could also be differentiated from their kanamycin-sensitive parental strains. Different patterns of intracellular esterases could be obtained by using P-naphthyl propionate or 3-iadoxyl acetate as substrates. The substrate 5-bromo-4-chloro-3-indoxyl acetate proved particularly useful, revealing a variety of esterases from Gymnostoma isolates. Zymograms of aminopeptidases from all strains were found to be quite similar. Nevertheless, they allowed differentiation of Frankia strains BR and S21 from their kanamycin-resistant derivatives. Aminopeptidase and esterase zymograms obtained from Gymnostornu isolates were markedIy different from all others. Zymograms of esterases and aminopeptidases may prove useful for the identification of some other Frankia strains.

Biologie et diversité génétique des souches deFrankiaassociées aux Casuarinacées

“…Les activites enzymatiques varient avec I' age de Ia culture mais, en condition de croissance exponentielle, les profils sont tout a fait reproductibles. Ainsi, les zymogrammes d'esterases (mais pas celui des aminopeptidases) de plusieurs isolats de Casuarina, Allocasuarina et Gymnostoma presentent des caracteristiques permettant de les differencier entre eux ainsi que des autres groupes d'infectivite (Girgis et Schwencke, 1993;Schwencke, 1994b). Les souches de Gymnostoma presentent un profil electrophoretique d'esterases tout a fait caracteristique et particulier, permettant de les distinguer clairement de toutes les autres souches isolees des genres Casuarina et Allocasuarina (Fig.…”

“…Depuis 1983, date du premier isolement d'une souche de Frankia a partir de Casuarinacees, capable de renoduler sa plantehote d' origine, seulement quelques souches sont actuellement disponibles (Diem et at., 1982 ;Diem et al, 1983 ;Diem et Dommergues 1985 ;Zang et al 1984 ;Zang et Torrey 1985a, b ;Girgis et al, 1990 ;MUller et al, 1991 ;Savoure et Lim, 1991 ;Girgis et Schwencke, 1993). Ceci semble du a differents facteurs.…”

“…Ces souches, qui ont ete nommees « atypiques » (N azaret et al, 1989), seraient presentes dans les couches superficielles du nodule et ne sont eliminees que par un pelage minutieux du nodule (Diem, communication personnelle). Enfin, malgre quelques exceptions (Zang et al, 1984 ;Zang et Torrey 1985b ;Girgis et al, 1990 ;Savoure et Lim, 1991 ;MUller et al, 1991 ;Girgis et Schwencke 1993), il semble extremement difficile d'isoler Frankia-Casuarinacees (Frankia nodulant les Casuarinacees) d'une autre espece que Casuarina equisetifolia (Rosbrook et Reddell, 1995). L' etude de Ia biologie de Frankia a done necessite une etape d'amelioration de Ia croissance exponentielle de souches disponibles au laboratoire.…”

“…L' etude de Ia biologie de Frankia a done necessite une etape d'amelioration de Ia croissance exponentielle de souches disponibles au laboratoire. Ainsi, nous avons pu obtenir des inoculums de qualite et en grande quantite (Girgis et Schwencke 1993 ;Selim, 1995 (Diem et Dommergues, 1985 ;Normand et Lalonde, 1986 ;Benson et Schultz, 1990 (Fontaine et al, 1986) tamponne avec Mesffris, par agitation controlee et par addition de phosphatidylcholines (milieu BAP-pcm, Girgis et Schwencke, 1993 ). Dans ces conditions, le taux de doublement est de I 0-12 heures selon la souche avec un maximum de croissance au jour 3-4 et un rendement de biomasse entre 2 et 3 fois superieur aux methodes sans agitation.…”

“…I). Ces resultats ont ete obtenus avec des melanges de phosphatidylcholines de soja et, ensuite de jaune d'reuf, (Schwencke, 1991 ;Girgis et Schwencke, 1993;Schwencke, 1994a). Plus tard, nous avons pu demontrer que la 1,2-dipalmitoyl phosphatidylcholine de synthese suffisait a elle seule pour la croissance exponentielle, tandis que des phosphatidyl cholines de synthese con tenant des residus d'acide oleique etaient nocifs (Selim et Schwencke, 1994a).…”