Biosíntesis inducida de fengicina y surfactina en una cepa de Bacillus amyloliquefaciens con actividad oomiceticida sobre zoosporas de Phytophthora capsica / Induced biosynthesis of fengycin and surfactin in a strain of Bacillus amyloliquefaciens with oomyceticidal activity on zoospores of Phytophthora capsici

RESUMEN

Resumen La aplicación de metabolitos antimicrobianos biosintetizados por especies de Bacillus es una alternativa potencial para controlar Phytophthora capsici (P. capsici) en hortalizas y podría evitar el uso de productos químicos con acción oomiceticida. El objetivo de este estudio fue evaluar el impacto de la adición al medio de cultivo de distintos agentes (ácido glutámico, hierro, celulosa, quitina y células inactivas de Colletotrichum spp.) sobre la biosíntesis de lipopéptidos en Bacillus amyloliquefaciens KX953161.1 y examinar la capacidad oomiceticida de dichos compuestos in vitro sobre las zoosporas de P. capsici. Los lipopéptidos identificados y cuantificados por cromatografía en capa fina de alta resolución (HPTLC) en los extractos crudos fueron fengicina y surfactina. El cultivo bacteriano adicionado con células inactivas de Colletotrichum spp. demostró la mayor biosíntesis de lipopéptidos 1.847,02 ±11,8 pg/mL de fengicina y 2.563,45 ± 18,4 pg/mL de surfactina. Los tratamientos con menor producción de estos lipopéptidos fueron aquellos a los que se añadió hierro (608,05 ± 22,6 pg/mL de fengicina y 903,74 ±22,1 pg/mL de surfactina) o celulosa (563,31 ±11,9 y 936,96 ±41,1 pg/mL, igual orden). El extracto con los lipopéptidos presentó una inhibición del 100% en la germinación de zoosporas de P. capsici, se observó enquistamiento, malformaciones en el tubo germinal y degradación celular. Se concluye que los lipopéptidos producidos por B. amyloliquefaciens KX953161.1 podrían contribuir al control de P. capsici, sin embargo, se requieren más estudios a fin de elucidar el modo de acción biológica de estos compuestos y optimizar el perfil de producción y el rendimiento.

ABSTRACT

Abstract A potential alternative to the use of chemical products with oomyceticidal action for the control of Phytophthora capsici in vegetables is the use of antimicrobial metabolites, biosynthesized in Bacillus species. The objective of this study was to induce the biosynthesis of lipopeptides in Bacillus amyloliquefaciens KX953161.1 by using glutamic acid, iron, cellulose, chitin, or inactive Colletotrichum spp. cells. The in vitro oomyceticidal effect of the bacterial lipopeptides on zoospores of Phytophthora capsici was evaluated. The lipopeptides identified and quantified in the crude extracts by high performance thin layer chromatography (HPTLC) were fengycin and surfactin. The bacterial culture with inactive fungal cells yielded the greatest biosynthesis of lipopeptides, at 1847.02± 11.8 and 2563.45± 18.4 pg/ml of fengycin and surfactin, respectively and the treatments that obtained lower production of these lipopepti-des, were those to which iron and cellulose were added with 608.05 ± 22.6 and 903.74± 22.1; 563.31± 11.9 and 936.96± 41.1 pg/ml for fengicin and surfactin, respectively. The lipopeptide extracted showed 100% germination inhibition on zoospores of P. capsici, revealing encystment, malformations in the germ tube and cellular degradation. Lipopeptides have the potential to control P. capsici; however, the biosynthesis of these lipopeptides requires further study to determine their biological mode of action and optimize lipopeptide performance and profile.