Un método basado en la PCR para la identificación rápida de levaduras acumuladoras de astaxantina (Phaffia spp. ) / PCR-based method for the rapid identification of astaxanthin-accumulating yeasts (Phaffia spp.)

It has been recently found that the natural distribution, habitat, and genetic diversity of astaxanthin-producing yeasts (i.e. Phaffia rhodozyma, synonym Xanthophyllomyces dendrorhous) is much greater than previously thought. P. rhodozyma is biotechnologically exploited due to its ability to produce the carotenoid pigment astaxanthin and thus, it is used as a natural source of this pigment for aquaculture. P. rhodozyma was also capable of synthesizing the potent UVB sunscreen mycosporine-glutaminol-glucoside (MGG). Therefore, further environmental studies are needed to elucidate its ecological aspects and detect new potential strains for the production of astaxanthin and MGG. However, obtaining new isolates of P. rhodozyma and related species is not always easy due to its low abundance and the presence of other sympatric and pigmented yeasts. In this work we report a successful development of a species-specific primer which has the ability to quickly and accurately detecting isolates representing all known lineages of the genus Phaffia (including novel species of the genus) and excluding closely related taxa. For this purpose, a primer of 20 nucleotides (called PhR) was designed to be used in combination with universal primers ITS3 and NL4 in a multiplex amplification. The proposed method has the sensitivity and specificity required for the precise detection of new isolates, and therefore represents an important tool for the environmental search for novel astaxanthin-producing yeasts.

Recientemente, se ha encontrado que la distribución natural, el hábitat y la diversidad genética de levaduras productoras de astaxantina (p. ej., Phaffia rhodozyma, sinónimo Xanthophyllomyces dendrorhous) son mucho mayores de lo que se pensaba. P. rhodozyma se explota biotecnológicamente debido a su capacidad para producir el pigmento carotenoide astaxantina y, por lo tanto, se utiliza como una fuente natural de este pigmento para la acuicultura. También se encontró que esta levadura es capaz de sintetizar el potente protector solar UVB micosporina-glutaminol-glucósido (MGG). Por lo tanto, más estudios ambientales para dilucidar sus aspectos ecológicos y detectar nuevas cepas potenciales productoras de astaxantina y MGG son necesarios. Sin embargo, la obtención de nuevos aislamientos de P. rhodozyma y especies relacionadas no siempre es fácil debido a su baja abundancia y a la presencia de otras levaduras simpátricas y pigmentadas. En este trabajo se describe el desarrollo exitoso de un cebador especie-específico que tiene la capacidad de detectar rápidamente y con precisión cepas representativas de todos los linajes del género Phaffia previamente reportados (incluyendo nuevas especies del género) y excluir especies estrechamente relacionadas. Para ello, se diseñó un cebador de 20 nucleótidos (denominado PhR) para ser utilizado en combinación con los cebadores universales ITS3 y NL4 en una amplificación multiplex. El método propuesto tiene la sensibilidad y la especificidad requerida para la detección precisa de nuevos aislamientos y, por lo tanto, representa una importante herramienta para la búsqueda ambiental de nuevas levaduras productoras de astaxantina.

Carotenoid extraction from the gonad of the scallop Nodipecten nodosus (Linnaeus, 1758) (Bivalvia: Pectinidae) / Extração de carotenóides da gônada da vieira Nodipecten nodosus (Bivalvia: Pectinidae)

In marine bivalve mollusks, unsaturated molecules called carotenoids are present in the natural diet and play an important role in different biological process, especially in reproduction. In order to gain more insights into these compounds in Nodipecten nodosus it was necessary to develop a suitable protocol for extraction of carotenoids from the gonads. Female gonads of cultured scallops (75 mm length) were lyophilized and macerated in liquid N2. To verify the effect of composition in organosolvents on the extracting solutions, two organic solvents were tested: acetone and hexane (Ac = O:Hex) at four ratios, 1:1, 1:3, 1:5, and 2:3, in four static extraction times: 0, 5, 10, and 15 minutes. Total carotenoids and astaxanthin contents were determined in the crude extracts by UV-visible spectrophotometry and high performance liquid chromatography (HPLC), respectively. Triplicate aliquots of 50 mg were used for each treatment. The results indicated that the best single extraction (0.312 ± 0.016 µg carotenoids/mg) was attained with Ac = O: Hex 1:3, for 15 minutes. Through exhaustive extraction methodology (10x), a superior yield (0.41 ± 0.001 µg carotenoids/mg) was obtained from a gonad sample in comparison to the highest value found for a single extraction. Astaxanthin content was reduced by 8.6 percent in carotenoid extract preservation assay, i.e., -18 °C, 26 days incubation, under N2 atmosphere.

Em moluscos bivalves marinhos, carotenóides insaturados estão presentes na dieta natural, com um importante papel em diversos processos biológicos, em especial na reprodução. A elucidação dos efeitos destes compostos em Nodipecten nodosus requer o desenvolvimento de um protocolo adequado para a extração de carotenóides das gônadas desses animais. Para isso, gônadas de vieiras cultivadas (75 mm de comprimento) foram liofilizadas e maceradas em N2 líquido. Amostras em triplicata com 50 mg foram coletadas para a utilização em cada tratamento. Os conteúdos de carotenóides totais e astaxantina foram determinados via espectrofotometria de luz UV-visível e cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), respectivamente. O efeito da composição em organosolventes das soluções de extração foi testado utilizando-se acetona (Ac = O) e hexano (Hex) em quatro proporções (Ac = O:Hex): 1:1, 1:3, 1:5, e 2:3; em quatro tempos de extração: 0, 5, 10, e 15 minutos. Os resultados mostraram que o melhor rendimento de extração (0,312 ± 0,016 µg carotenóides/mg) foi obtido com Ac = O:Hex, 1:3, por 15 minutos. Com a utilização de protocolo de extração exaustiva (10x), uma quantidade superior (0,41 ± 0,001 µg de carotenóides/mg) foi obtida de amostras de gônada, comparativamente aos valores obtidos em extrações únicas. O conteúdo de astaxantina foi reduzido em 8,6 por cento em testes de preservação deste metabólito em extratos crus (-18 °C, 26 dias de incubação em atmosfera de N2).