ABSTRACT
Penicillium brevicompactum is a filamentous fungus that presents a potential for industrial use due its efficient pectinase production. A heterologous transformation system was developed for P. brevicompactum based on the complementation of a nitrate reductase mutant. Nitrate reductase mutants were obtained by resistance to chlorate in a rate of 23.24% when compared to other mutations that lead to the chlorate resistance. One mutant named 4457-18X was chosen for the transformation experiments with the pNH24 vector containing de Fusarium oxysporum nitrate reductase gene. A frequency of approximately 3 transformants/µg DNA was obtained using the circular vector pNH24. This frequency was multiplied about 10 fold using the linearized vector with the Xba I restriction enzyme. Southern analysis of the transformants showed a tendency of the linearized vector to diminish the number of integrations compared to the use of the circular vector. The integration was random and stable in the analyzed transformants. The establishment of a transformation system for P. brevicompactum is fundamental for genetic manipulation of this microorganism.
Penicillium brevicompactum é um fungo filamentoso que apresenta um potencial para a aplicação industrial devido a sua eficiente produção de enzimas do complexo pectinolítico. Neste trabalho foi desenvolvido um sistema de transformação heterólogo para P. brevicompactum baseado na complementação de um mutante nitrato redutase. Mutantes nitrato redutase foram obtidos pela resistência ao clorato de sódio em uma taxa de 23,24%. O mutante denominado 4457-18X foi escolhido para os experimentos de transformação com o vetor pNH24, que contém o gene da nitrato redutase de Fusarium oxysporum. Uma freqüência de cerca de 3 transformantes/mg de DNA foi obtida utilizando-se o vetor pNH24 na forma circular e um aumento de cerca de 10 vezes nessa freqüência foi alcançado com a utilização desse vetor linearizado com a enzima de restrição Xba I. A análise dos transformantes pela técnica de hibridização revelou uma tendência do vetor linearizado diminuir o número de integrações em relação ao vetor circular. A integração foi aleatória e estável nos transformantes analisados. O estabelecimento de um sistema de transformação para P. brevicompactum é essencial para a manipulação genética desse microrganismo.
ABSTRACT
The isolation and regeneration of fungal protoplasts is a key step for the establishment of transformation systems, electrophoretic karyotype analysis and fusion between strains, all techniques of broad application on improvement programs of filamentous fungi. To establish conditions for the isolation and regeneration of ,em>Penicillium brevicompactum protoplasts, that is an excellent pectinase producer, different lytic enzymes and osmotic stabilizers were tested. P. brevicompactum protoplasts were obtained at a larger scale when their mycelium was digested with 15mg.mL-1 of Glucanex (Novo Nordisk) and 0.8 mol.L1 NaCl as osmotic stabilizer. The best osmotic stabilizer for the regeneration of P. brevicompactum protoplasts was 0.8 mol.L1 KCl, with a regeneration frequency of 36.58%. This protocol can be applied in genetic analysis of this Penicillium species which, to date has been poorly characterized
O isolamento e regeneração de protoplastos de fungos é um passo fundamental para o estabelecimento de sistemas de transformação, análise do cariótipo molecular e fusão entre linhagens, que são técnicas de ampla aplicação em programas de melhoramento para fungos filamentosos. Neste trabalho foram testados diferentes preparações enzimáticas e estabilizadores osmóticos para estabelecer condições otimizadas de isolamento e regeneração de protoplastos de Penicillium brevicompactum, que é um excelente produtor de pectinases. Protoplastos de P. brevicompactum foram obtidos em maior quantidade quando o micélio foi digerido com 15mg.mL-1 de Glucanex (Novo Nordisk) em NaCl 0,8 mol.L-1 como estabilizador osmótico. O melhor estabilizador osmótico para a regeneração dos protoplastos foi KCl 0.8 mol.L1 apresentando uma freqüência de regeneração de 36,58%. Esse protocolo pode ser utilizado em análises genéticas para essa espécie de Penicillium cujos estudos têm sido pouco reportados