Ambient pH-regulated enzime secretion in endophytic and pathogenic isolates of the fungal genus Colletotrichum

Abstract

In fungi a genetic system ensures that enzymes are secreted mainly at ambient pH values corresponding to their optima of activity. Although a great deal of information has been obtained concerning this environmental response, there is a lack of studies involving phytopathogenic, endophytic and entomopathogenic fungi as well as different aspects of fungus-host interactions. This study compares in a plate-clearing assays, the effect of ambient pH in the secretion of amylase, cellulase, lipase, pectinase and protease by endophytic, phytopathogenic, and entomopathogenic isolates belonging to several species of Colletotrichum. All enzymes were secreted in a pH-dependent manner by all isolates. Endophytes and pathogens showed distinct patterns of protease secretion, with optima at alkaline and acid growth conditions, respectively. In liquid medium, a Pi-repressible acid phosphatase of an endophytic isolate responded to ambient pH, having a 14-fold increase in secreted specific activity at acid pH, as compared to alkaline pH. Furthermore, part of a Colletotrichum pacC homologue gene, coding for a transcriptional factor responsible for pH-regulated gene expression, was cloned. Ambient pH seems to be a general factor controlling enzyme secretion in fungushost interactions through a conserved genetic circuit. Key words: Glomerella, enzyme secretion, endophytes, pathogenic fungi, pacC SECREÇÃO DE ENZIMAS MEDIADA PELO pH DO AMBIENTE EM ISOLADOS PATOGÊNICOS E ENDOFÍTICOS DO FUNGO ColletotrichumRESUMO: Em fungos, um sistema de regulação gênica garante que enzimas sejam secretadas predominantemente em valores de pH do ambiente próximos aos pH ótimos de atividade correspondentes. Embora muita informação tenha sido acumulada sobre essa resposta adaptativa, não existem estudos envolvendo fungos fitopatogênicos, endofíticos e entomopatogênicos, bem como sobre outros aspectos relacionados às interações fungo-hospedeiro. No presente trabalho foi comparado, em meio sólido, o efeito do pH do ambiente na secreção das enzimas amilase, celulase, lipase, pectinase e protease por isolados endofíticos, fitopatogênico e entomopatogênicos pertencentes a diferentes espécies de Colletotrichum. Para todas as enzimas e em todos os isolados, observou-se um padrão de secreção dependente dos valores do pH do ambiente. Isolados endofíticos e patogênicos apresentaram padrões distintos de secreção de protease, com ótimos em pH de crescimento alcalino e ácido, respectivamente. Em meio líquido, uma fosfatase ácida Pi-repressível, secretada por um isolado endofítico, respondeu ao pH do ambiente, apresentando um aumento de 14 vezes na sua atividade específica durante o crescimento do fungo em meio ácido, quando comparado a meio alcalino. Além disso, foi clonada parte do gene pacC de Colletotrichum, o qual codifica um fator de transcrição responsável pela regulação dependente do pH do ambiente. É plausível a hipótese de que o pH ambiente é um fator de amplo espectro controlando a secreção enzimática durante as interações fungo-hospedeiro por meio ...

Enzymatic and Phytochemical Analysis of Endophytic Fungi on Aegle Marmelos From Western Ghats of Tamil Nadu, India

“…The enzyme production was increased gradually from acidic pH 3 to alkaline pH 9 till 7 th day of incubation and after the stated day the production declined. This declination was similar to the research of Maccheroni et al 9 which showed the result of absence of lipase in acidic pH and secreted at neutral and alkaline pH.…”

“…The amylolytic activity was measured spectrophotometrically and on comparing the two strains FC8ABr was found to produce more amylases than the other one by exhibiting 0.79 OD U/ hr/ mL at pH 9 on 11 th day incubation. Interestingly, the strain produced amylase at alkaline pH, and this was controversy to the report of Maccheroniet al 9 who observed the amylase activity was not seen at an alkaline pH and starch was degraded at neutral and acidic pH. But FC2AP strain produced about 0.66 OD U/ hr/ mL (Fig 2) at neutral pH on 11 th day of incubation, there was only a little variation in the production of amylases between two strains and this may be due to their difference in class.…”

Influência do pH e temperatura sobre a atividade amilolítica de rizóbios isolados de solos da Amazônia

“…Investigando os microrganismos envolvidos nas transformações dos compostos de carbono e nitrogênio do solo, Sanomiya e Nahas (2003) verificaram que a freqüência de bactérias amilolíticas foi significativamente afetada pelo pH do solo. Em meio solidificado, a produção de amilase por isolados de Colletotrichum também obedeceu a um padrão dependente do pH ambiental (Maccheroni Jr. et al 2004). Trabalhando com rizóbios, Oliveira et al (2006b) concluíram que a atividade amilolítica de alguns isolados estão sujeitas às variações de pH do meio sólido, com as maiores atividades ocorrendo em pH 6,5.…”

Screening of filamentous fungi from Brazilian rainforests for enzyme production

“…lipase were not found. However, Maccheroni et al (2004) evaluated the effect of the ambient pH on lipase secretion by several strains of Colletotrichum sp. using plate clearing assays.…”