DOI: 10.1051/lait:2001131

Lait 81 (2001) 281-288

Polymorphism of eps loci involved in exopolysaccharide synthesis of Streptococcus thermophilus

Florence Charron-Bourgoin, Arnaud Pluvinet, Catherine Morel, Gérard Guédon and Bernard Decaris

Laboratoire de Génétique et Microbiologie, UA INRA 952, Université Henri Poincaré Nancy 1, Faculté des Sciences, BP 239, 54506 Vandoeuvre-lès-Nancy, France

Abstract
The nucleotide sequence of two ORFs and five copies of three insertion sequences (IS) types belonging to the eps locus of Streptococcus thermophilus CNRZ368 involved in exopolysaccharide synthesis are almost identical to ISs and ORFs sequences from Lactococcus lactis. Furthermore, sequence comparison of eps loci of three S. thermophilus strains and hybridization of probes isolated from the S. thermophilus CNRZ368 eps locus with DNA of 17 S. thermophilus strains revealed a very high polymorphism. A small constant region is detected in all the strains whereas a large region is extremely variable. The 17 tested strains could be arranged in six groups according to the presence or absence of a hybridization signal with the different probes tested. A phylogenetic analysis indicated that the ropy NST2280 strain and the non-ropy IP6757 strain are very closely related strains but possess different eps loci. The eps locus of IP6757 could result from sequence replacement in an IP6757 ancestor. Sequence comparison of different eps loci of S. thermophilus suggests that the high polymorphism of these loci largely results from sequence replacement following horizontal transfers.

Résumé
Polymorphisme des loci eps impliqués dans la synthèse d'exopolysaccharides chez Streptococcus thermophilus . L'étude du locus eps chez S. thermophilus CNRZ368, impliqué dans la synthèse d'exopolysaccharides (EPS), a révélé plusieurs séquences presque identiques à des séquences de Lactococcus lactis (5 copies de 3 types d'IS et 2 ORF). Par ailleurs, la comparaison des séquences des loci eps de 3 souches de S. thermophilus ainsi que l'hybridation de sondes issues du locus eps de S. thermophilus CNRZ368 sur l'ADN de 17 souches de S. thermophilus ont révélé une petite région constante présente chez toutes les souches ainsi qu'une grande région extrêmement variable. Les 17 souches étudiées ont pu être rassemblées en 6 groupes présentant des structures similaires (présence ou non de séquences homologues aux régions testées). Une analyse phylogénétique de ces souches indique que S. thermophilus NST2280, une souche productrice d'EPS, et IP6757, une souche non productrice, sont très proches phylogénétiquement mais possèdent des loci eps différents. Le locus eps d'IP6757 résulterait d'un remplacement de séquence qui se serait produit chez un ancêtre d'IP6757. La comparaison des séquences des différents loci eps de S. thermophilus suggère que des séquences ont été remplacées par des séquences non homologues acquises lors de transferts horizontaux intra- et interspécifiques.

Key words: exopolysaccharide / horizontal transfer / Lactococcus lactis / polymorphism / Streptococcus thermophilus

Mots clés : exopolysaccharide / Lactococcus lactis / polymorphisme / Streptococcus thermophilus / transfert horizontal

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