Characterization of Bacillus amyloliquefaciens FZB42 and Bacillus subtilis BBG131 properties responsible for their ability to colonize tomato rhizosphere

par Ameen Ghazi Shimal Al-Ali

Thèse de doctorat en Ingénierie des Fonctions Biologiques

Sous la direction de Philippe Jacques et de François Krier.

  • Titre traduit

    Caractérisation des propriétés de Bacillus amyloliquefaciens FZB42 et Bacillus subtilis BBG131 responsables de leur capacité à coloniser la rhizosphère de tomate


  • Résumé

    Les bactéries qui promeuvent la croissance de plantes (PGPR) font une partie indispensable du biote dans la rhizosphère. Plusieurs espèces de Bacillus appartiennent aux PGPR et ont la capacité de produire des peptides non ribosomiques différents, tels que les lipopeptides cycliques. La surfactine, fengycine et iturine sont des lipopeptides cycliques produits par B. subtilis and B. amyloliquefaciens. Dans cette étude, nous avons mis en avant l’étude de deux facteurs. Premièrement, la croissance bactérienne et la production de surfactine dans la rhizosphère pendant 21 jours. On outre, les effets des exsudats racinaires et des certaines sources de carbone. Finalement, le rôle de la formation de biofilm a été élaboré par la construction d’un mutant qui a perdu la capacité de la formation de biofilm. Deux souches ont été choisies pour cette étude : B. amyloliquefaciens FZB42 est une souche sauvage et B. subtilis BBG131 qui est un micro-organisme génétiquement modifié. La biomasse de B. amyloliquefaciens FZB42 était 25 fois plus élevée qu’avec B. subtilis BBG131, tandis que la production de surfactine était 5 fois plus faible que celle de B. subtilis BBG131. Les deux souches ont la capacité de croitre dans des exsudats racinaires et produire de la surfactine. B. amyloliquefaciens FZB42 a montré la capacité intense un biofilm alors que B. subtilis BBG131 a montré le contraire. Un mutant de B. amyloliquefaciens FZB42 EPS- a été comparé à d’autres souches. Un comportement similaire de B. amyloliquefaciens FZB42 EPS- et B. subtilis BBG131 a été observé dans la formation de biofilm qui se reflète dans leur colonisation dans la rhizosphère.


  • Résumé

    Plant growth promoting bacteria (PGPR) are an indispensable part of rhizosphere biota. Many of Bacillus species belong to PGPR and have the ability to produce different non-ribosomal peptides such as cyclic lipopeptides. Surfactin, Fengycin and Iturin are cyclic lipopeptides produced by B. subtilis, and B. amyloliquefaciens. In this work, we shed light to study these factors. Firstly, bacterial growth and surfactin production in the rhizosphere during 21 days. Additionally, the effects of root exudates and certain carbon sources. Finally, the role of biofilm formation was elaborated by the construction of a mutant that lost the ability to form a biofilm. Two strains were chosen: Bacillus amyloliquefaciens FZB42 which is a natural wild-type strain and Bacillus subtilis BBG131 which is a genetically engineered microorganism. The biomass of B. amyloliquefaciens FZB42 was 25 times higher than with B. subtilis BBG131, whereas surfactin production was 5 times less than this produced by B. subtilis BBG131. The two strains have the ability to grow in the root exudates and produce surfactin. B. amyloliquefaciens FZB42 and B. subtilis BBG131. B. amyloliquefaciens FZB42 showed intense ability to form a biofilm whereas B. subtilis BBG131 showed contrarily. A mutant of B. amyloliquefaciens FZB42 EPS- was compared to other strains. A similar behavior of B. amyloliquefaciens FZB42 EPS- and B. subtilis BBG131 was observed in the biofilm formation which is reflected to their colonisation in the rhizosphere.


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