Development of techniques for the analysis of acetic acid bacteria populations and their interaction in different food environments

Abstract

El desenvolupament de tècniques moleculars per a la detecció, identificació i tipificació de bacteris acètics és la clau per a un millor enteniment de la coexistència d’aquesta microbiota relacionada amb productes alimentaris. S’han aplicat diferents tècniques dependents e independents de cultiu per a la identificació i quantificació de bacteris acètics que es troben en raïm i vi procedents de les Illes Canàries, així com en biofilm de vinagre de maduixa. Es van detectar espècies i generes de bacteris acètics que no s’havien descrit prèviament en aquests nínxols ecològics. El disseny d’encebadors específics i sondes TaqMan-MGB en la regió del espaiador intergènic (ITS) entre els gens 16S-23S rRNA va permetre la detecció de dues espècies molt relacionades com són Acetobacter malorum i Acetobacter cerevisiae mitjançant l’ús de PCR en temps real. L’ús d’encebadors degenerats va fer possible la detecció de la presencia del gen que codifica la cel•lulosa sintasa i correlacionar aquest gen amb el fenotip de producció de cel•lulosa en bacteris acètics de diferents espècies. D’altra banda, l’escombratge funcional realitzat sobre el genoma de Komagataeibacter europaeus Gae02 va permetre la detecció de una proteïna, amb seqüència homòloga a la activitat prefenat deshidratasa, que va presentar activitat “quorum quenching”.

El desarrollo de técnicas moleculares para la detección, identificación y tipificación de bacterias acéticas es la clave para una mejor comprensión de la coexistencia de esta microbiota relacionada con productos alimentarios. Se han aplicado diferentes técnicas dependientes e independientes de cultivo para la identificación y cuantificación de bacterias acéticas que se encuentran en uvas sanas y vino procedentes de las Islas Canarias, así como en biofilm de vinagre de fresa. Se detectaron especies y géneros de bacterias acéticas que no habían sido anteriormente descritos en estos nichos. El diseño de cebadores específicos y sondas TaqMan-MGB sobre la región del espaciador intergénico (ITS) entre los genes 16S-23S rRNA permitió la detección de dos especies muy relacionadas como son Acetobacter malorum y Acetobacter cerevisiae mediante PCR en tiempo real. El uso de cebadores degenerados hizo posible la detección de la presencia del gen que codifica la celulosa sintasa y correlacionar este gen con el fenotipo de producción de celulosa en bacterias acéticas de diferentes especies. Por otra parte, el screening funcional realizado sobre el genoma de Komagataeibacter europaeus Gae02 permitió la detección de una proteína, con secuencia homóloga a la actividad prefenato dehidratasa, que presentó actividad quorum quenching.

The development of molecular techniques for detection, identification and typing of Acetic Acid Bacteria is the key for a better understanding of the coexistence of this microbiota in food products. Different culture-dependent and -independent techniques were applied for the identification and the enumeration of Acetic Acid Bacteria microbiota present on healthy grapes and in wine of the Canary Islands as well as in strawberry vinegar biofilm. Species and genera of AAB not previously reported in these niches were detected. The design of specific primers and TaqMan-MGB probes in the 16S-23S rRNA gene internal transcribed region was successfully performed for the detection of the closely related species of Acetobacter malorum and Acetobacter cerevisiae using Real-Time PCR. The use of degenerated primers allowed the detection of cellulose synthase gene and the correlation of this gene with the cellulose production phenotype in AAB strains of different species. On the other hand, the functional screening in the genome of Komagataeibacter europaeus Gae02 allowed the detection of one protein, homologous to prephenate dehydratase, with quorum quenching activity.