Résumé
La papa (Solanum tuberosum L.) es en nuestros días uno de los cultivos alimenticios más importantes. Esta es propensa a la enfermedad de Tizón Tardío, causada por el oomiceto patógeno Phytophthora infestans, el cual secreta cientos de efectores que actúan como factores de virulencia. Poco se conoce sobre la diversidad de genes de virulencia de las cepas pertenecientes al linaje de reproducción clonal EC-1. En el presente estudio, mediante el secuenciamiento del transcriptoma de la interacción de la papa y P. infestans durante los primeros días después de la infección en las hojas de papa, se identificó la expresión diferencial de genes efectores tipo RXLR en dos cepas de P. infestans EC-1, siendo confirmados por qRT-PCR. Estas cepas, aisladas de papas cultivadas en el centro de los Andes peruanos, tienen diferentes patrones de virulencia. Los genes efectores, fueron silenciados en una cepa, para Avr-vnt1 en POX109 y para el homólogo Avh9.1 en POX067, pero expresados en la otra. Los resultados de transcriptoma fueron comparados con tres cepas adicionales del linaje EC-1. La información del repertorio de los efectores del patógeno y su expresión podrían ser informativos para el mejoramiento genético de la resistencia. El descubrimiento de efectores silenciados en las poblaciones del patógeno pueden guiar al uso de genes R específicos en los programas de mejoramiento genético. Por ejemplo, en el contexto de los Andes, donde el linaje clonal EC-1 predomina, el gen Rpi-vnt1 podría no ser recomendado.
Potato (Solanum tuberosum L.) is nowadays one of the most important food crops. It is prone to the disease known Late blight caused by the oomycete pathogen Phytophthora infestans, which secrete a hundreds of effectors that act as virulence factors. Little is known of the diversity of virulence genes of the strains that belong to a clonally reproducing lineage EC-1. In this paper, through the transcriptome sequencing of potato and P. infestans interaction, we identified differentially expressed RXLR type effector genes in two P. infestans isolates EC-1, being confirmed by qRT-PCR. The isolates, originate from cultivated potato in the central Peruvian Andes, have different virulence patterns. Effector genes, were silenced in one isolate, such as Avr-vnt1 in POX 109 and for Avh9.1 homolog in POX 067, but expressed in the other. The transcriptomics results were compared with three additional isolates from the EC-1 lineage. The information on the pathogen effector repertoire and its expression should be informative for resistance breeding. Discovery of silenced effectors in the pathogen populations can guide the use of specific R genes in the breeding programs. For example in the Andean setting where EC-1 lineage dominates the Rpi-vnt1 would not be recommended.
Résumé
Existe un gran interés por el uso de enzimas lignocelulolíticas en varias industrias, y en la biodegradación de biomasa para la producción de biocombustibles y otras aplicaciones. Entre las fuentes microbianas de enzimas, Aspergillus niger es uno de los microorganismos más utilizados en la producción de enzimas industriales, debido a sus niveles altos de secreción de proteína y a su condición GRAS (generally regarded as safe). El objetivo del presente estudio fue evaluar la influencia de la concentración de inóculo en la morfología y producción de celulasas y xilanasas con A. niger en cultivo sumergido. Para ello, fueron inoculados matraces de 250 mL con 40 mL de medio con 3% (v/v) de una suspensión de 104 o 108 esporas por mililitro e incubados a 28 ºC y 175 rpm durante 120 horas. Se utilizaron 10 g*L-1 de lactosa como fuente de carbono. En cada caso se determinó la cantidad de biomasa, la proteína extracelular soluble, lactosa residual, actividad celulasa total y xilanasa cada 24 horas. Aunque no hubo un efecto notorio en la morfología de crecimiento, salvo en el color y el diámetro de pellets obtenidos, sí se afectó la µmax (0,06 y 0,03 h-1 para 104 y 108 esporas*mL-1, respectivamente) y la concentración máxima de biomasa. Además, mientras que las productividades volumétricas de celulasa (ΓFPA) (8,2 y 8,0 UI.*L-1*h-1 para 104 y 108 esporas*mL-1, respectivamente) fueron similares para ambos inóculos, la productividad de xilanasa (ΓXIL) fue mayor para el inóculo más concentrado (29,7 y 33,4 UI¨*L-1*h-1 para 104 y 108 esporas*mL-1, respectivamente). Los resultados indican que la productividad de celulasas y xilanasas está estrechamente relacionada con la concentración de inóculo.
There is a great interest for the use of lignocellulolytic enzymes in several industries and in biomass degradation for production of biofuels and other applications. Among the microbial sources of enzymes, Aspergillus niger is one of the most used microorganisms in the production of industrial enzymes due to its high levels of protein secretion and its GRAS (generally regarded as safe) condition. The aim of the present study was to evaluate the influence of A. niger inoculum concentration in the morphology and production of cellulases and xylanases in submerged cultures. For this, 250 mL flasks containing 40 mL culture medium were inoculated with a 3% (v/v) of either 104 or 108 spores per milliliter suspension and incubated at 28 º C and 175 rpm during 120 hours. Lactose (10 g*L-1) was used as the carbon source. In each case, the amount of biomass, the extracellular soluble protein, residual lactose, total celullase activity and xylanase activity were determined every 24 hours. Even thought there was not a notorious effect on the growth morphology, except in color and diameter of pellets; µmax was affected (0.06 and 0.03 h-1 for 104 and 108 spores*mL-1, respectively) as well as maximum biomass concentration. In addition, while the volumetric productivity of cellulase (8.2 and 8.0 UI*L-1*h-1 for 104 and 108 spores*mL-1, respectively) were similar for both inocula, the productivity of xylanase was greater for the more concentrated inoculum (29.7 and 33.4 UI*L-1*h-1 for 104 and 108 spores*mL-1, respectively).The results show that cellulase and xylanase productivities are closely related to the inoculum concentration.