Dual effect of macroalgal extracts on growth of bacteria in Western Baltic Sea

• Autores: Franz Goecke, Antje Labes, Jutta Wiese, Johannes F. Imhoff
• Localización: Revista de biología marina y oceanografía, ISSN 0718-1957, ISSN-e 0717-3326, Vol. 47, Nº. 1, 2012, págs. 75-86
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Dualidad en el efecto de extractos macroalgales del mar Báltico occidental sobre el crecimiento bacteriano
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• Resumen
  • español

    Se asume que las características biológicas de las cepas bacterianas utilizadas para test de bioactividad tienen fuerte influencia sobre la suceptibilidad contra compuestos antibacterianos. Por lo tanto, la selección de bacterias para pruebas microbiológicas puede acelerar conclusiones respecto al efecto de extractos y metabolitos macroalgales sobre el crecimiento microbiano. Para probar tal presunción, se analizó la actividad biológica de extractos crudos de 16 macroalgas del fiordo de Kiel (Alemania). Los extractos macroalgales fueron probados frente a un set de 10 microorganismos que involucraron 5 cepas bacterianas de común uso en análisis estándar y 5 cepas de bacterias asociadas a macroalgas. Catorce macroalgas (88%) presentaron actividad antibiótica contra al menos una cepa. Pese a la alta proporción de extractos activos, sólo 3 cepas estándar fueron susceptibles a ellos y la actividad antibiótica fue baja (menos de 80% de inhibición). La mayoría de los extractos inhibió a Bacillus subtilis, mientras que no hubo actividad inhibitoria frente a Erwinia amylovora, Escherichia coli y las cepas macroalga-asociadas. Por el contrario, la totalidad de extractos estimuló el crecimiento de al menos 2 cepas bacterianas. Mientras que la estimulación del crecimiento sobre las cepas de uso estándar fue rara (22,5%) con la excepción del fitopatógeno Erwinia amylovora y 2 casos con Staphylococcus lentus, fue común frente a las bacterias asociadas a macroalgas (77,5%), especialmente frente a Bacillus algicola, Pseudomonas marincola y los dos patógenos de algas. El presente estudio demostró que los extractos macroalgales pueden producir diferentes efectos tal como la inhibición o estimulación del crecimiento bacteriano, dependiendo del origen de las bacterias empleadas para los test, ya sea por el uso de un set de cepas estándar o provenientes del ambiente marino, respectivamente.

  • English

    It is assumed that the biological characteristics of the bacterial strains used in bioactivity tests have strong influences on their susceptibility against antibacterial compounds. Therefore, the selection of bacterial test strains may rush conclusions on the effect of macroalgal extracts and metabolites on bacteria. To proof this assumption, we have analysed the biological activities of crude extracts of 16 macroalgae from the coastal waters of Kiel Fjord (Germany), and tested their effect against a panel of 10 microorganisms comprising 5 standard test strains of bacteria and 5 macroalga-associated bacteria. Fourteen macroalgae (88%) displayed antibacterial activity against at least one of the test strains. Despite the high proportion of extracts exhibiting antimicrobial activity, only 3 strains of the standard set were susceptible to macroalgal extracts and the overall activities were low (less than 80% of inhibition). Most of active extracts inhibited Bacillus subtilis, while no inhibition effects were found against Erwinia amylovora, Escherichia coli, and the macroalga-associated bacteria. In contrast, all extracts produced stimulatory growth effects of at least two of the tested bacteria. While growth stimulation of standard set of bacteria was rare (22.5% of total tests) with exception of plant pathogen Erwinia amylovora and two cases of Staphylococcus lentus, it was common among bacteria associated with macroalgae (77.5%), especially Bacillus algicola, Pseudomonas marincola and both algal-pathogenic bacteria. This study demonstrates that macroalgal extracts can display different effects, i.e., inhibition or stimulation of bacterial growth depending on the origin of the test strains, which are derived from a standard panel or from the marine environment, respectively.