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Description de la souche type de Bacillus badius
Ann. Microbiol. (Inst. Pasteur) 1984, 135 B, 21-27
DESCRIPTION DE
DE LA SOUCHE TYPE
BACILLUS
BADIUS
par F. Pichinoty D~partemenl de Biologique, UER Seienlifique de Luming, 13288 Marseille Cedex 2 (France)
SUMMARY DESCRIPTION
OF T H E T Y P E
S T R X I N OF (( B&C1LLUS B A D I U S ))
The type strain of Bacillus badius (ATCC 14574) was studied in detail. Out of a total of 201 sources of carbon and energy tested, only 19 were used. These included mainly organic and amino acids. No carbohydrates were used. The G + C content of its DNA was 47.5 tool %. The species B. badius therefore deserves to be included in approved lists of bacterial names. KEY-WORDS: Bacillus badius; Colonial morphology, Bacterial nutrition, Taxonomy.
INTRODUCTION L'esp~ce Bacillus badius, isol6e pour la premiere fois en 1919 [1], figure dans les listes homologu6es des noms bact6riens [10]. Sa description demeure cependant sommaire puisqu'elle se limite fi la morphologie [1, 4] et fi quelques rares caract~res biochimiques pour la plupart n~gatifs [5, 6, 9]. Heureusement sa souche t y p e a 6t6 conserv6e [10] et nous sommes aujourd'hui en mesure d'en donner une description d6taill6e.
MATt~RIEL ET MI~THODES 1) Souches bactdriennes. Nous avons 6tudi6 parall~lement la souche type provenant de la collection americaine (ATCC 14574) et celle provenant de la collection de l'Institut Pasteur Manuscril requ le 5 fdvrier 1984, accept6 le 20 juin 1984.
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F. PICHINOTY
(CIP 58.52). Ces deux souches sont rigoureusement identiques, ce qui ~carte l'eventualit~ d'une contamination. 2) Milieux, techniques, essais enzgmatiques el composition en bases de I'ADN. Les mensurations des cellules et des endospores ont 6t6 ex6cut~es sur des preparations ~ l'6tat frais. Les cultures ont et~ mises en incubation ~ 32~ C. Les microphotographies ont Ot6 prises respectivement avec un microscope (modUle Dialux 20, Leitz), pour la figure 1, et avec un ~(Photomakroskop Zoom ~ (modUle M 400, Wild) pour les figures 2 et 3. Un ~clairage par transparence en lumiOre verte monochromatique a ~t6 employ6. Le milieu utilis6 contient 1,4% d'agar et 0,8% de bouillon nutritif (Institut Pasteur Production, Paris). Les techniques utilis6es ont 6t6 d~crites ou mentionn~es dans une publication ant6rieure [8]. L'aminopeptidase a 6t6 recherchee ~ l'aide d'une r6action color~e [8]. La teneur en G -k C de I'ADN a ~t6 calcul~e ~ partir de la courbe de d6naturation thermique [7]. RI~,SULTATS Les cellules ont l'aspect de b~tonnets (1,3 x6-60 ~m), aux extr6mit6s arrondies, produisant des endospores ovoYdes (1,2 x 1,7-2,1 ~m), centrales, subterminales ou terminales. Les chaines sont nombreuses. La r6action de Gram est positive lorsque les cellules sont jeunes, et l'absence d'aminopeptidase indique que la bact6rie est du t y p e Gram+ [11]. Les bact6ries a y a n t crfi en pr6sence de D L - 3 - h y d r o x y b u t y r a t e ne contiennent pas de granules de p o l y - ~ - h y d r o x y b u t y r a t e . L ' e x a m e n microscopique des cultures r6v~le peu de cellules mobiles. Les flagelles, au nombre d'un ou deux par cellule, sont lat~raux. La souche peut ~tre conserv@ sur g61ose nutritive inclin@ off elle sporule facilement. Les colonies fig6es de moins de 18 h sont constitu6es d'un petit nombre d'arborescences, deux ~ six en moyenne. Leur pourtour est anguleux, et elles sont translucides. Leur examen microscopique h u n grossissement 61ev6 p e r m e t d'observer les chaines, qui sont parall~les les unes aux autres et au bord de la colonie (fig. 1). P a r endroits, les chaines se disloquent en lib~rant des b~tonnets isol~s. Les colonies fig~es de 20 h sont plates, ~ peu pros circulaires, semi-opaques et l~g~rement blanchatres (fig. 2). Elles n'adh~rent pas ~ l'agar. A leur p6riph6rie, se d~tachent des arborescences qui, apr~s 4 ~ 8 jours, envahissent route la surface (fig. 3). Une coloration brun~tre, localis6e dans la zone centrale, apparait apr~s plusieurs jours et s'intensifie avec le temps. E]le est due
F I 6 . 1. - -
Colonie dlgde de 20 h rue en conlrasle inler[drentiel. • 2 1 6 ( b a r r e - - 0 , 1 FIG. 2. FIG. 3. - -
-
-
Colonies dgdes de 20 h. •
(barre=l
ram).
Arboreseences prooenant d ' u n e eolonie dgde de 4 jours. x 28,4 (barre-- 1 mm).
ram).
2
FIG. 1, 2 et 3
DESCRIPTION DE BACILLUS BADIUS
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aux endospores. Sur le milieu employfi, le diam~tre des colonies peut atteindre 12 m m apr~s une incubation de 8 jours. I1 n'apparait pas de voile fl la surface des cultures en milieu liquide. La temperature maximale de eroissanee est de 46 c C. La baet~rie est prototrophe. Elle erolt rapidement en milieu pepton6 A 32 ~ C. Les earaet~res suivants sont pr6sents : croissanee en presence de NaC1 fl 5~o, production d'un pigment b r u n e n milieu eontenant de la L-tyrosine, hydrolyse de la g~latine et de la tyrosine, production de catalase et de L-alanine-d6shydrog6nase. Les caraet~res suivants sont absents : fermentation du glucose; production d'acide fl partir de ce sucre en a~robiose; croissanee en anafirobiose et en pr6sence de l'un des aceepteurs d'61eetrons suivants : NO;, NO;, N~O, $40~-, S~O;- et fumarate ; croissanee fl pH 5,6; eroissanee en pr6sence de lysozyme fl 0,001% ; croissance en prfisence de NaN~ fl 0,02% ; production d'indole; r5aetion de VogesProskauer ; r~duction de NO2 en NO~ et N~; utilisation de NO~ eomme aliment azot~; production de eytoehrome c oxydase, d'urfiase et d'amylase; hydrolyse du (( Tween 80 )); L-phfinylalanine-dfisaminase ; argininedihydrolase ; L-glutamate- et L-leucine-d6shydrogfinases. Les 19 eomposfis suivants sont utilisSs comme sources de earbone et d'~nergie : acetate (faible eroissanee), succinate, glutarate, D-lactate, L-malate, fumarate, ~-e~toglutarate, ph~nylae~tate, L-glutamate, L-glutamine, L-lysine, L-arginine, DL-ornithine, L-citrulline, L-histidine, L-ph~nylalanine, L-proline, 4-amino-n-butyrate et putreseine. Les autres eompos~s, au nombre de 182, ne sont pas utilis~s. Parmi eeux-ci figurent l'aeide urique et l'allantoine. La teneur en G § de I'ADN est de 47,5 moles o/o (moyenne de deux dfiterminations). DISCUSSION L'aspect observ~ des colonies est le m~me que celui d~crit par Batchelor [1], qui avait not~ ceei : (( This organism is characterized by the beautiful arborescent colonies which it produces on agar plates and in agar stab cultures )). C'est la premiere fois que des microphotographies de ees colonies sont pr~sent~es. La temperature maximale de croissance que nous avons mesurfie est de 4 ~ C plus faible que eelle qui avait ~tfi signalfie [5]. I1 est logique de eoruparer B. badius et B. megaterium ear ees deux esp~ees sont a~robies strietes, appartiennent au premier groupe morphologique [5, 6] et ont des eellules dont le diam~tre exc~de 1 ~m et dont la r~action de Gram est positive. Les earaethres suivants sont presents chez B. megaterium et absents ehez B. badius : production de poly-~h y d r o x y b u t y r a t e , ur~ase, L-leueine-d~shydrog~nase, production d'aeide A partir da glucose; utilisation des 18 eompos~s suivants : D-glucose, D-galaetose, D-fructose, D-mannose, D-glucosamine, D-glueonate, D-ribose, saeeharose, eellobiose, maltose, raffinose, D-mannitol, glye6rol,
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F. PICHINOTY
glyc~rate, pyruvate, trans-aconitate, D L - a s p a r t a t e et asparagine [8]. D ' a u t r e part, la teneur moyenne en G -}- C de I'ADN de 19 souehes de B. megalerium est plus faible que eelle de I'ADN de B. badius, fi savoir 40,6 moles % [8] au lieu de 47,5. La eomparaison avee B. fastidiosus [10] ne s'impose gu6re puisque cette bact6rie ne croit pas dans les milieux pepton6s usuels et utilise seulement l'acide urique et l'allantoine comme sources de earbone et d'6nergie [2]. A la lumibre du present travail, la d6eision d'inelure B. badius dans les listes homologu6es des noms baet6riens apparait pleinement justifi6e [10].
Rt~SUM~ La souche t y p e de Bacillus badius (ATCC 14574) a ~t6 6tudi6e en d6tail. Sur un total de 201 sources de carbone et d'6nergie examin6es, seulement 19 sont utilis@s. Celles-ci comprennent principalement des acides organiques et des acides amines. Aucun h y d r a t e de carbone n'est utilis6. La teneur en G + C de son ADN est de 47,5 moles %. L'esp@e B. badius m~rite ainsi d'&re incluse dans les listes homologu6es des noms bact6riens. MOTS-CLI~S " Bacillus badius; Morphologie coloniale, Nutrition bact6rienne, Taxonomie. REMERCIEMENTS
Nous remercions S. Raymond pour la pr6cieuse collaboration technique qu'elle nous a apport6e et L. Casta (Laboratoirc de G6ologie du Quaternaire, UER Scientifique de Luminy) qui a ex6cut6 les microphotographies.
BIBLIOGRAPHIE [1] BATCHELOR, M. D., Aerobic spore-bearing bacteria in the intestinal tract of children. J. Bact., 1919, 4, 23-34. [2] BONGAERTS, G. P. A. & VOGELS, G. D., Uric acid degradation by Bacillus /aslidiosus strains. J. Bact., 1976, 125, 689-697. [3] CERNY, G., Method for the distinction of Gram-negative from Grampositive bacteria. Europ. J. appl. Microbiol., 1976, 3, 223-225. [4] GIBSON, T. & GORDON, R. E., Genus I. Bacillus Cohn 1872, in (( Bergey's manual of determinative bacteriology )), 8 e ~dit. (R. E. Buchanan & N. E. Gibbons) (p. 529-550). Williams & Wilkins Co., Baltimore, 1974. [5] GORDON, R. E., HAYNES, W. C. & PANG, C. H., The genus Bacillus, Agricultural handbook, n ~ 427, U. S. Department of Agriculture, Washington, 1973. [6] LEMILLE, F., DE BARaAC, H. & BONNEFOI, A., Essai sur la classification biochimique de 97 Bacillus du groupe I, appartenant h 9 esp&es differentes. Ann. Inst. Pasteur, 1969, 116, 808-819.
DESCRIPTION DE B A C I L L U S B A D I U S
27
[7] MANDEL, M. & MARMUR, J., Use of ultraviolet absorbance-temperature
[8] [9]
[10] [11]
profile for determining the guanine plus cytosine content of DNA, in (( Methods in enzymology )), (L. Grossman & K. Moldave). Vol. X I I , (p. 195-206). Academic Press, New York, London, 1968. PICHINOTY, F., DURAND, M. & MANDEL, M., Nutrition carbon6e et 6rude taxonomique de Bacillus megaterium et B. cereus. Canad. J. Microbiol., 1980, 26, 778-786. SA(~HAF1,M. & APPLEMAN, M. D., Rediscovery of Bacillus badius Batchelor. J. Bacl., 1953, 65, 220. SKERMAN, V. B. D., McGOWAN, V. & SNEATtt, P. H. A., Approved lists of bacterial names. Int. J. sysl. Bacl., 1980, 30, 225-420. WIE(~EL, J., Distinction between the Gram reaction and the Gram type of bacteria. Int. J. syst. Bacl., 1981, 31, 88.
DESCRIPTION DE
DE LA SOUCHE TYPE
BACILLUS
BADIUS
par F. Pichinoty D~partemenl de Biologique, UER Seienlifique de Luming, 13288 Marseille Cedex 2 (France)
SUMMARY DESCRIPTION
OF T H E T Y P E
S T R X I N OF (( B&C1LLUS B A D I U S ))
The type strain of Bacillus badius (ATCC 14574) was studied in detail. Out of a total of 201 sources of carbon and energy tested, only 19 were used. These included mainly organic and amino acids. No carbohydrates were used. The G + C content of its DNA was 47.5 tool %. The species B. badius therefore deserves to be included in approved lists of bacterial names. KEY-WORDS: Bacillus badius; Colonial morphology, Bacterial nutrition, Taxonomy.
INTRODUCTION L'esp~ce Bacillus badius, isol6e pour la premiere fois en 1919 [1], figure dans les listes homologu6es des noms bact6riens [10]. Sa description demeure cependant sommaire puisqu'elle se limite fi la morphologie [1, 4] et fi quelques rares caract~res biochimiques pour la plupart n~gatifs [5, 6, 9]. Heureusement sa souche t y p e a 6t6 conserv6e [10] et nous sommes aujourd'hui en mesure d'en donner une description d6taill6e.
MATt~RIEL ET MI~THODES 1) Souches bactdriennes. Nous avons 6tudi6 parall~lement la souche type provenant de la collection americaine (ATCC 14574) et celle provenant de la collection de l'Institut Pasteur Manuscril requ le 5 fdvrier 1984, accept6 le 20 juin 1984.
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(CIP 58.52). Ces deux souches sont rigoureusement identiques, ce qui ~carte l'eventualit~ d'une contamination. 2) Milieux, techniques, essais enzgmatiques el composition en bases de I'ADN. Les mensurations des cellules et des endospores ont 6t6 ex6cut~es sur des preparations ~ l'6tat frais. Les cultures ont et~ mises en incubation ~ 32~ C. Les microphotographies ont Ot6 prises respectivement avec un microscope (modUle Dialux 20, Leitz), pour la figure 1, et avec un ~(Photomakroskop Zoom ~ (modUle M 400, Wild) pour les figures 2 et 3. Un ~clairage par transparence en lumiOre verte monochromatique a ~t6 employ6. Le milieu utilis6 contient 1,4% d'agar et 0,8% de bouillon nutritif (Institut Pasteur Production, Paris). Les techniques utilis6es ont 6t6 d~crites ou mentionn~es dans une publication ant6rieure [8]. L'aminopeptidase a 6t6 recherchee ~ l'aide d'une r6action color~e [8]. La teneur en G -k C de I'ADN a ~t6 calcul~e ~ partir de la courbe de d6naturation thermique [7]. RI~,SULTATS Les cellules ont l'aspect de b~tonnets (1,3 x6-60 ~m), aux extr6mit6s arrondies, produisant des endospores ovoYdes (1,2 x 1,7-2,1 ~m), centrales, subterminales ou terminales. Les chaines sont nombreuses. La r6action de Gram est positive lorsque les cellules sont jeunes, et l'absence d'aminopeptidase indique que la bact6rie est du t y p e Gram+ [11]. Les bact6ries a y a n t crfi en pr6sence de D L - 3 - h y d r o x y b u t y r a t e ne contiennent pas de granules de p o l y - ~ - h y d r o x y b u t y r a t e . L ' e x a m e n microscopique des cultures r6v~le peu de cellules mobiles. Les flagelles, au nombre d'un ou deux par cellule, sont lat~raux. La souche peut ~tre conserv@ sur g61ose nutritive inclin@ off elle sporule facilement. Les colonies fig6es de moins de 18 h sont constitu6es d'un petit nombre d'arborescences, deux ~ six en moyenne. Leur pourtour est anguleux, et elles sont translucides. Leur examen microscopique h u n grossissement 61ev6 p e r m e t d'observer les chaines, qui sont parall~les les unes aux autres et au bord de la colonie (fig. 1). P a r endroits, les chaines se disloquent en lib~rant des b~tonnets isol~s. Les colonies fig~es de 20 h sont plates, ~ peu pros circulaires, semi-opaques et l~g~rement blanchatres (fig. 2). Elles n'adh~rent pas ~ l'agar. A leur p6riph6rie, se d~tachent des arborescences qui, apr~s 4 ~ 8 jours, envahissent route la surface (fig. 3). Une coloration brun~tre, localis6e dans la zone centrale, apparait apr~s plusieurs jours et s'intensifie avec le temps. E]le est due
F I 6 . 1. - -
Colonie dlgde de 20 h rue en conlrasle inler[drentiel. • 2 1 6 ( b a r r e - - 0 , 1 FIG. 2. FIG. 3. - -
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Colonies dgdes de 20 h. •
(barre=l
ram).
Arboreseences prooenant d ' u n e eolonie dgde de 4 jours. x 28,4 (barre-- 1 mm).
ram).
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FIG. 1, 2 et 3
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aux endospores. Sur le milieu employfi, le diam~tre des colonies peut atteindre 12 m m apr~s une incubation de 8 jours. I1 n'apparait pas de voile fl la surface des cultures en milieu liquide. La temperature maximale de eroissanee est de 46 c C. La baet~rie est prototrophe. Elle erolt rapidement en milieu pepton6 A 32 ~ C. Les earaet~res suivants sont pr6sents : croissanee en presence de NaC1 fl 5~o, production d'un pigment b r u n e n milieu eontenant de la L-tyrosine, hydrolyse de la g~latine et de la tyrosine, production de catalase et de L-alanine-d6shydrog6nase. Les caraet~res suivants sont absents : fermentation du glucose; production d'acide fl partir de ce sucre en a~robiose; croissanee en anafirobiose et en pr6sence de l'un des aceepteurs d'61eetrons suivants : NO;, NO;, N~O, $40~-, S~O;- et fumarate ; croissanee fl pH 5,6; eroissanee en pr6sence de lysozyme fl 0,001% ; croissance en prfisence de NaN~ fl 0,02% ; production d'indole; r5aetion de VogesProskauer ; r~duction de NO2 en NO~ et N~; utilisation de NO~ eomme aliment azot~; production de eytoehrome c oxydase, d'urfiase et d'amylase; hydrolyse du (( Tween 80 )); L-phfinylalanine-dfisaminase ; argininedihydrolase ; L-glutamate- et L-leucine-d6shydrogfinases. Les 19 eomposfis suivants sont utilisSs comme sources de earbone et d'~nergie : acetate (faible eroissanee), succinate, glutarate, D-lactate, L-malate, fumarate, ~-e~toglutarate, ph~nylae~tate, L-glutamate, L-glutamine, L-lysine, L-arginine, DL-ornithine, L-citrulline, L-histidine, L-ph~nylalanine, L-proline, 4-amino-n-butyrate et putreseine. Les autres eompos~s, au nombre de 182, ne sont pas utilis~s. Parmi eeux-ci figurent l'aeide urique et l'allantoine. La teneur en G § de I'ADN est de 47,5 moles o/o (moyenne de deux dfiterminations). DISCUSSION L'aspect observ~ des colonies est le m~me que celui d~crit par Batchelor [1], qui avait not~ ceei : (( This organism is characterized by the beautiful arborescent colonies which it produces on agar plates and in agar stab cultures )). C'est la premiere fois que des microphotographies de ees colonies sont pr~sent~es. La temperature maximale de croissance que nous avons mesurfie est de 4 ~ C plus faible que eelle qui avait ~tfi signalfie [5]. I1 est logique de eoruparer B. badius et B. megaterium ear ees deux esp~ees sont a~robies strietes, appartiennent au premier groupe morphologique [5, 6] et ont des eellules dont le diam~tre exc~de 1 ~m et dont la r~action de Gram est positive. Les earaethres suivants sont presents chez B. megaterium et absents ehez B. badius : production de poly-~h y d r o x y b u t y r a t e , ur~ase, L-leueine-d~shydrog~nase, production d'aeide A partir da glucose; utilisation des 18 eompos~s suivants : D-glucose, D-galaetose, D-fructose, D-mannose, D-glucosamine, D-glueonate, D-ribose, saeeharose, eellobiose, maltose, raffinose, D-mannitol, glye6rol,
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Rt~SUM~ La souche t y p e de Bacillus badius (ATCC 14574) a ~t6 6tudi6e en d6tail. Sur un total de 201 sources de carbone et d'6nergie examin6es, seulement 19 sont utilis@s. Celles-ci comprennent principalement des acides organiques et des acides amines. Aucun h y d r a t e de carbone n'est utilis6. La teneur en G + C de son ADN est de 47,5 moles %. L'esp@e B. badius m~rite ainsi d'&re incluse dans les listes homologu6es des noms bact6riens. MOTS-CLI~S " Bacillus badius; Morphologie coloniale, Nutrition bact6rienne, Taxonomie. REMERCIEMENTS
Nous remercions S. Raymond pour la pr6cieuse collaboration technique qu'elle nous a apport6e et L. Casta (Laboratoirc de G6ologie du Quaternaire, UER Scientifique de Luminy) qui a ex6cut6 les microphotographies.
BIBLIOGRAPHIE [1] BATCHELOR, M. D., Aerobic spore-bearing bacteria in the intestinal tract of children. J. Bact., 1919, 4, 23-34. [2] BONGAERTS, G. P. A. & VOGELS, G. D., Uric acid degradation by Bacillus /aslidiosus strains. J. Bact., 1976, 125, 689-697. [3] CERNY, G., Method for the distinction of Gram-negative from Grampositive bacteria. Europ. J. appl. Microbiol., 1976, 3, 223-225. [4] GIBSON, T. & GORDON, R. E., Genus I. Bacillus Cohn 1872, in (( Bergey's manual of determinative bacteriology )), 8 e ~dit. (R. E. Buchanan & N. E. Gibbons) (p. 529-550). Williams & Wilkins Co., Baltimore, 1974. [5] GORDON, R. E., HAYNES, W. C. & PANG, C. H., The genus Bacillus, Agricultural handbook, n ~ 427, U. S. Department of Agriculture, Washington, 1973. [6] LEMILLE, F., DE BARaAC, H. & BONNEFOI, A., Essai sur la classification biochimique de 97 Bacillus du groupe I, appartenant h 9 esp&es differentes. Ann. Inst. Pasteur, 1969, 116, 808-819.
DESCRIPTION DE B A C I L L U S B A D I U S
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[7] MANDEL, M. & MARMUR, J., Use of ultraviolet absorbance-temperature
[8] [9]
[10] [11]
profile for determining the guanine plus cytosine content of DNA, in (( Methods in enzymology )), (L. Grossman & K. Moldave). Vol. X I I , (p. 195-206). Academic Press, New York, London, 1968. PICHINOTY, F., DURAND, M. & MANDEL, M., Nutrition carbon6e et 6rude taxonomique de Bacillus megaterium et B. cereus. Canad. J. Microbiol., 1980, 26, 778-786. SA(~HAF1,M. & APPLEMAN, M. D., Rediscovery of Bacillus badius Batchelor. J. Bacl., 1953, 65, 220. SKERMAN, V. B. D., McGOWAN, V. & SNEATtt, P. H. A., Approved lists of bacterial names. Int. J. sysl. Bacl., 1980, 30, 225-420. WIE(~EL, J., Distinction between the Gram reaction and the Gram type of bacteria. Int. J. syst. Bacl., 1981, 31, 88.