Isolation and characterization of a chitinase gene from entomopathogenic fungus Verticillium lecanii / Isolamento e caracterização de um gene de quitinase do fungo entomopatogênico Verticillium lecanii

ABSTRACT

Entomopathogenic fungus Verticillium lecanii is a promising whitefly and aphid control agent. Chitinases secreted by this insect pathogen have considerable importance in the biological control of some insect pests. An endochitinase gene Vlchit1 from the fungus was cloned and overexpressed in Escherichia coli. The Vlchit1 gene not only contains an open reading frame (ORF) which encodes a protein of 423 amino acids (aa), but also is interrupted by three short introns. A homology modelling of Vlchit1 protein showed that the chitinase Vlchit1 has a (α/β)8 TIM barrel structure. Overexpression test and Enzymatic activity assay indicated that the Vlchit1 is a functional enzyme that can hydrolyze the chitin substrate, so the Vlchit1 gene can service as a useful gene source for genetic manipulation leading to strain improvement of entomopathogenic fungi or constructing new transgenic plants with resistance to various fungal and insects pests.

RESUMO

O fungo entomopatogênico Verticillium lecanii é um agente promissor no controle da mosca-branca e do pulgão. As quitinases secretadas por esse patógeno de insetos têm uma grande importância no controle biológico de doenças causadas por insetos. Um gene de endoquitinase Vlchit1 desse fungo foi clonado e expresso em Escherichia coli. O gene Vlchit contém não apenas um ORF que codifica uma proteína de 423 aminoácidos, mas também é interrompido por três pequenos introns. A modelagem de homologia da proteína Vlchit1indicou que a quitinase Vlchit1 tem uma estrutura (α/β) 8 TIM barrel. Testes de expressão e de atividade enzimática indicaram que Vlchit1 é uma enzima funcional que hidroliza quitina, portanto o gene Vlchit pode ser um gene útil para manipulação genética para melhoramento de cepas de fungos entomopatogênicos ou para a construção de novas plantas transgênicas com resistência a várias doenças causadas por fungos e insetos.