Caracterización genética de bacterias endofíticas de arroz (Oryza sativa L.) con actividad antimicrobiana contra Burkholderia glumae / Genetic characterization of rice endophytic bacteria (Oryza sativa L.) with antimicrobial activity against Burkholderia glumae

Resumen La demanda de xilanasas fúngicas en los procesos biotecnológicos industriales muestra un claro aumento en todo el mundo, por lo que hay un interés en ajustar las condicionesde producción de xilanasas microbianas. En este estudio se optimizó la capacidad del hongoFusarium solani para producir xilanasas extracelulares con escasa actividad celulolítica medi-ante el dise˜no de Box-Wilson. Se determinaron las mejores condiciones de cultivo para obteneruna preparación enzimática cruda con una actividad xilanolítica significativa y poca actividad celulolítica. En la mayoría de los tratamientos, la actividad xilanolítica fue mayor que laactividad celulolítica. Se observó un efecto negativo sobre la producción de endoxilanasas, xilosidasas y endocelulasas con el aumento de la concentración de xilano. El aumento del tiempode incubación afectó adversamente la producción de endocelulasas y xilosidasas. De acuerdocon el modelo matemático y las pruebas experimentales, es posible producir endoxilanasas conuna actividad endocelulasa mínima aumentando el tiempo de incubación y la concentración desulfato de amonio. Las condiciones de cultivo óptimas para producir una mayor cantidad deendoxilanasas (10,65 U/mg) y mínima cantidad de endocelulasas fueron 2,5% (p/v) de xilano y5, 2 y 0,4 g/l de extracto de levadura, sulfato de amonio y urea, respectivamente, con 120 hde incubación.

Abstract The aim of the present study was to isolate, select and characterize endophytic bacteria in rice inhibiting Burkholderia glumae THT as well as to characterize the genetic diversity and virulence factors in strains of B. glumae and Burkholderia gladioli of rice. Rice plants were collected in 4 departments from the northern region of Peru, isolating endophytic bacteria, aftertissue sterilization, at 30°C (48 h) in Trypticase SoyAgar (TSA), evaluating the antimicrobial activity against B. glumae THT, production of siderophores, resistance of toxoflavine and partial sequencing of the 16S rRNA gene. Furthermore, B. glumae and B. gladioli were isola-ted in selective medium (pH 4.5) at 41 °C/72h. Molecular identification was performed using BOX-PCR and sequencing of the 16S rRNA gene, in addition to the production of extracellular enzymes, motility tests and sensitivity/resistance to bactericides. One hundred and eighty nine (189) endophytic bacteria were isolated, and only 9 strains showed antimicrobial activity against B. glumae THT, highlighting Burkholderia vietnamiensis TUR04-01, B. vietnamiensis TUR04-03 and Bacillus aryabhattai AMH12-02. The strains produced siderophores and at least 55.5% were resistant to toxoflavin. Additionally, 17 strains were grouped into 9 BOX-PCR profiles, where 16 had similarity with B. glumae LMG2196T (100%) and 1 with B. gladioli NBRC 13700T (99.86%). High diversity was found according to geographical origin and virulence factors. In conclusion, strains of the genus Bacillus and Burkholderia are potential biocontrol agents against B. glumae.

Optimization of production of xylanases with low cellulases in Fusarium solani by means of a solid state fermentation using statistical experimental design / Optimización de la producción de xilanasas con celulasas bajas en Fusarium solani mediante una fermentación del estado sólido utilizando diseño experimental estadístico

Resumen La demanda de xilanasas fúngicas en los procesos biotecnológicos industriales muestra un claro aumento en todo el mundo, por lo que hay un interés en ajustar las condiciones de producción de xilanasas microbianas. En este estudio se optimizó la capacidad del hongo Fusarium solani para producir xilanasas extracelulares con escasa actividad celulolítica mediante el diseño de Box-Wilson. Se determinaron las mejores condiciones de cultivo para obtener una preparación enzimática cruda con una actividad xilanolítica significativa y poca actividad celulolítica. En la mayoría de los tratamientos, la actividad xilanolítica fue mayor que la actividad celulolítica. Se observó un efecto negativo sobre la producción de endoxilanasas, p-xilosidasasy endocelulasascon el aumento de la concentración dexilano. El aumento del tiempo de incubación afectó adversamente la producción de endocelulasas y p-xilosidasas. De acuerdo con el modelo matemático y las pruebas experimentales, es posible producir endoxilanasas con una actividad endocelulasa mínima aumentando el tiempo de incubación y la concentración de sulfato de amonio. Las condiciones de cultivo óptimas para producir una mayor cantidad de endoxilanasas (10,65 U/mg) y mínima cantidad de endocelulasas fueron 2,5% (p/v) de xilano y 5, 2 y 0,4 g/l de extracto de levadura, sulfato de amonio y urea, respectivamente, con 120 h de incubación.

Resumen La demanda de xilanasas fúngicas en los procesos biotecnológicos industriales muestra un claro aumento en todo el mundo, por lo que hay un interés en ajustar las condicionesde producción de xilanasas microbianas. En este estudio se optimizó la capacidad del hongo Fusarium solani para producir xilanasas extracelulares con escasa actividad celulolítica medi-ante el dise˜no de Box-Wilson. Se determinaron las mejores condiciones de cultivo para obteneruna preparación enzimática cruda con una actividad xilanolítica significativa y poca actividad celulolítica. En la mayoría de los tratamientos, la actividad xilanolítica fue mayor que laactividad celulolítica. Se observó un efecto negativo sobre la producción de endoxilanasas, xylanolytic activity and little cellulolytic activity. In most treatments, the xylanolytic activity was higher than the cellulolytic activity. A negative effect on the production of endoxylanases, p-xylosidases and endocellulases was observed with the increasing of xylan concentration. Increasing the incubation time adversely affected the production of endocellulases and p-xylosidases. According to the mathematical model and experimental tests, it is possible to produce endoxylanases with minimal endocellulase activity increasing incubation time and the concentration of ammonium sulfate. The optimal culture conditions to produce a greater amount of endoxylanases (10.65 U/mg) and low endocellulases from F. solani were: 2.5% (w/v) xylan, 5.0, 2.0 and 0.4g/l, of yeast extract, ammonium sulfate and urea, respectively, with 120 h of incubation.

Optimization of production of xylanases with low cellulases in Fusarium solani by means of a solid state fermentation using statistical experimental design.

Demand for fungal xylanases in industrial biotechnological processes shows a clear increase worldwide, so there is an interest in adjusting the conditions of microbial xylanases production. In this study, the ability of the fungus Fusarium solani to produce extracellular xylanases with low cellulolytic activity was optimized by Box Wilson design. The best culture conditions were determined to obtain a crude enzyme preparation with significant xylanolytic activity and little cellulolytic activity. In most treatments, the xylanolytic activity was higher than the cellulolytic activity. A negative effect on the production of endoxylanases, ß-xylosidases and endocellulases was observed with the increasing of xylan concentration. Increasing the incubation time adversely affected the production of endocellulases and ß-xylosidases. According to the mathematical model and experimental tests, it is possible to produce endoxylanases with minimal endocellulase activity increasing incubation time and the concentration of ammonium sulfate. The optimal culture conditions to produce a greater amount of endoxylanases (10.65U/mg) and low endocellulases from F. solani were: 2.5% (w/v) xylan, 5.0, 2.0 and 0.4g/l, of yeast extract, ammonium sulfate and urea, respectively, with 120h of incubation.