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Enregistrement W2799410613 · doi:10.7717/peerj.4679

Strain-level genetic diversity of <i>Methylophaga nitratireducenticrescens</i> confers plasticity to denitrification capacity in a methylotrophic marine denitrifying biofilm

2018· article· en· W2799410613 sur OpenAlexafffund
Valérie Geoffroy, Geneviève Payette, Florian Mauffrey, Livie Lestin, Philippe Constant, Richard Villemur

Notice bibliographique

RevuePeerJ · 2018
Typearticle
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueWastewater Treatment and Nitrogen Removal
Établissements canadiensLallemand (Canada)Ste. Anne's HospitalInstitut National de la Recherche Scientifique
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésDenitrifying bacteriaBiofilmDenitrificationAnoxic watersMicrobiologyBiologyStrain (injury)MicroorganismFood scienceAerobic denitrificationAcclimatizationChemistryEnvironmental chemistryBacteriaBotanyEcologyNitrogenGenetics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Background The biofilm of a methanol-fed, fluidized denitrification system treating a marine effluent is composed of multi-species microorganisms, among which Hyphomicrobium nitrativorans NL23 and Methylophaga nitratireducenticrescens JAM1 are the principal bacteria involved in the denitrifying activities. Strain NL23 can carry complete nitrate (NO${}_{3}^{-}$) reduction to N 2 , whereas strain JAM1 can perform 3 out of the 4 reduction steps. A small proportion of other denitrifiers exists in the biofilm, suggesting the potential plasticity of the biofilm in adapting to environmental changes. Here, we report the acclimation of the denitrifying biofilm from continuous operating mode to batch operating mode, and the isolation and characterization from the acclimated biofilm of a new denitrifying bacterial strain, named GP59. Methods The denitrifying biofilm was batch-cultured under anoxic conditions. The acclimated biofilm was plated on Methylophaga specific medium to isolate denitrifying Methylophaga isolates. Planktonic cultures of strains GP59 and JAM1 were performed, and the growth and the dynamics of NO${}_{3}^{-}$, nitrite (NO${}_{2}^{-}$) and N 2 O were determined. The genomes of strains GP59 and JAM1 were sequenced and compared. The transcriptomes of strains GP59 and JAM1 were derived from anoxic cultures. Results During batch cultures of the biofilm, we observed the disappearance of H. nitrativorans NL23 without affecting the denitrification performance. From the acclimated biofilm, we isolated strain GP59 that can perform, like H. nitrativorans NL23, the complete denitrification pathway. The GP59 cell concentration in the acclimated biofilm was 2–3 orders of magnitude higher than M. nitratireducenticrescens JAM1 and H. nitrativorans NL23. Genome analyses revealed that strain GP59 belongs to the species M. nitratireducenticrescens . The GP59 genome shares more than 85% of its coding sequences with those of strain JAM1. Based on transcriptomic analyses of anoxic cultures, most of these common genes in strain GP59 were expressed at similar level than their counterparts in strain JAM1. In contrast to strain JAM1, strain GP59 cannot reduce NO${}_{3}^{-}$ under oxic culture conditions, and has a 24-h lag time before growth and NO${}_{3}^{-}$ reduction start to occur in anoxic cultures, suggesting that both strains regulate differently the expression of their denitrification genes. Strain GP59 has the ability to reduce NO${}_{2}^{-}$ as it carries a gene encoding a NirK-type NO${}_{2}^{-}$ reductase. Based on the CRISPR sequences, strain GP59 did not emerge from strain JAM1 during the biofilm batch cultures but rather was present in the original biofilm and was enriched during this process. Discussion These results reinforce the unique trait of the species M. nitratireducenticrescens among the Methylophaga genus as facultative anaerobic bacterium. These findings also showed the plasticity of denitrifying population of the biofilm in adapting to anoxic marine environments of the bioreactor.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,347
Score d'incertitude au seuil0,848

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,062
Tête enseignante GPT0,242
Écart entre enseignants0,180 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations26
Publié2018
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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