Bacterial evolution under optimal conditions : a new method for the development of long term evolutionary experiments with E. coli

Abstract

Presentamos un nuevo dispositivo para el cultivo continuo de bacterias a largo plazo que impiden la formación de biopelículas. Construimos un turbidostato automatizado que mantiene un tamaño de población constante, utilizando placas de Petri rotativas y una luz UV que elimina las bacterias adheridas a la superficie de la placa. El dispositivo utiliza un sistema de fluídica automático para el control de la concentración bacteriana y un sistema óptico para seguir la tasa de crecimiento bacteriano en tiempo real. Este sistema constituye un método novedoso en el contexto de la evolución experimental con microbios para la implementación de experimentos evolutivos a largo plazo con bacterias en un entorno constante y un tamaño de población fijo. Aquí, reproducimos los experimentos de Lenski hasta 2000 generaciones y comparamos la dinámica de la aptitud física de cuatro réplicas que evolucionan en dos tamaños de población diferentes con sus resultados. Obtuvimos resultados muy simulares a los suyos en el efecto del número de generaciones sobre el mejoramiento de la condición física en el modelo de bacteria E. coli.

We present a new device for long-term continuous culture of bacteria that impede biofilm formation. We built an automated turbidostat that maintains a constant population size, using rotating Petri dishes and an UV light that kills bacteria attached to the plateþs surface. The device uses an automated fluidic system for bacterial concentration control and an optical system to follow bacterial growth rate in real time. We developed This system constitutes a novel method in the context of experimental evolution with microbes for the implementation of long term evolutionary experiments with bacteria in a constant environment and fixed population size. Here, we replicate the Lenski experiments up to 2000 generations and compare the fitness dynamics of four replicates evolving at two different population sizes with their results. We could closely replicate their results on the effect of the number of generations over fitness enhancement in the model bacteria E. coli.