Microbial mat ecosystems: structure types, functional diversity, and biotechnological application

Microbial mats are horizontally stratified microbial communities, exhibiting a structure defined by physiochemical gradients, which models microbial diversity, physiological activities, and their dynamics as a whole system. These ecosystems are commonly associated with aquatic habitats, including hot springs, hypersaline ponds, and intertidal coastal zones and oligotrophic environments, all of them harbour phototrophic mats and other environments such as acidic hot springs or acid mine drainage harbour non-photosynthetic mats. This review analyses the complex structure, diversity, and interactions between the microorganisms that form the framework of different types of microbial mats located around the globe. Furthermore, the many tools that allow studying microbial mats in depth and their potential biotechnological applications are discussed.

La rizobacteria promotora del crecimiento vegetal Arthrobacter agilis UMCV2 coloniza endofíticamente a Medicago truncatula / The plant growth-promoting rhizobacterium Arthrobacter agilis UMCV2 endophytically colonizes Medicago truncatula

Arthrobacter agilis UMCV2 es una bacteria rizosférica que promueve el crecimiento vegetal de plantas leguminosas proveyéndoles hierro soluble. Un segundo mecanismo de promoción se da a través de la producción de compuestos volátiles que estimulan los mecanismos de absorción de hierro. Adicionalmente, A. agilis UMCV2 tiene la capacidad de inhibir el crecimiento de organismos fitopatógenos. En el presente trabajo se emplea una combinación de las técnicas de reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa e hibridación in situ con fluorescencia para detectar y cuantificar la presencia de la bacteria en los tejidos internos de la planta leguminosa Medicago truncatula. Nuestros resultados demuestran que A. agilis UMCV2 se comporta como una bacteria endófita de M. truncatula especialmente en medios donde el hierro está disponible.

Arthrobacter agilis UMCV2 is a rhizosphere bacterium that promotes legume growth by solubilization of iron, which is supplied to the plant. A second growth promotion mechanism produces volatile compounds that stimulate iron uptake activities. Additionally, A. agilis UMCV2 is capable of inhibiting the growth of phytopathogens. A combination of quantitative polymerase chain reaction and fluorescence in situ hybridization techniques were used here to detect and quantify the presence of the bacterium in the internal tissues of the legume Medicago truncatula. Our results demonstrate that A. agilis UMCV2 behaves as an endophytic bacterium of M. truncatula, particularly in environments where iron is available.

La bacteria Arthrobacter agilis UMCV2 y diversas aminas inhiben el crecimiento in vitro de hongos destructores de madera / Bacterium Arthrobacter agilis UMCV2 and diverse amines inhibit in vitro growth of wood-decay fungi

El reino Fungi está representado por innumerable cantidad de organismos entre los cuales se encuentran hongos patógenos que deterioran los principales componentes estructurales de la madera, como celulosa, hemicelulosa y lignina. El objetivo de nuestro trabajo fue caracterizar la actividad antifúngica y la producción de diversas aminas de Arthrobacter agilis UMCV2 con acción antagónica sobre hongos xilófagos. Para ello, se aislaron 4 organismos fúngicos (designados en conjunto UMTM) a partir de madera en descomposición en un bosque de pino encino de la comunidad de Cuanajo, Michoacán, México. Dos de ellos presentaron una clara actividad enzimática de celulasas, xilanasas y enzimas accesorias óxido-reductoras, y fueron identificados como pertenecientes a 2 géneros agresivos para la madera: Hypocrea (aislado UMTM3) y Fusarium (aislado UMTM13). In vitro, las aminas evaluadas mostraron tener efecto inhibitorio sobre el crecimiento de los UMTM y la dimetilhexadecilamina; uno de estos compuestos mostró un fuerte potencial para ser utilizado como tratamiento preventivo contra el ataque de hongos destructores de madera.

The kingdom Fungi is represented by a large number of organisms, including pathogens that deteriorate the main structural components of wood, such as cellulose, hemicellulose and lignin. The aim of our work was to characterize the antifungal activity in Arthrobacter agilis UMCV2 and diverse amines against wood-decaying fungi. Four fungal organisms (designated as UMTM) were isolated from decaying wood samples obtained from a forest in Cuanajo-Michoacán, México. Two of them showed a clear enzymatic activity of cellulases, xylanases and oxido-reducing enzymes and were identified as Hypocrea (UMTM3 isolate) and Fusarium (UMTM13 isolate). In vitro, the amines showed inhibitory effect against UMTM growth and one of the amines, dimethylhexadecylamine (DMA16), exhibited strong potential as wood preventive treatment, against the attack of decaying fungi.