Exoproteoma de Fusarium solani y Fusarium oxysporum cultivados in vitro en presencia de pared celular de raíz de Persea americana “palto"
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Date
2017-03-03
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Publisher
Universidad Nacional de Trujillo
Abstract
El palto es un cultivo económicamente importante en el Perú, que al igual que otras plantas es susceptible de ser infectado por microorganismos. Fusarium solani (Mart.) y Fusarium oxysporum (Schlecht) son dos especies fúngicas con un amplio rango de hospederos y se les ha detectado en suelos de cultivo de palto. Las proteínas y enzimas son elementos fundamentales en la interacción patógeno / hospedero; por ejemplo, un conjunto de enzimas hidrolíticas son secretadas por los hongos para degradar la pared celular vegetal. En relación a este problema, la presente investigación tuvo como objetivo caracterizar los exoproteomas de F. solani y F. oxysporum cultivados in vitro en presencia de pared celular de raíces de palto.
F. solani y F. oxysporum fueron aislados en el Centro de Investigación BIOTEC CMC a partir de suelos asociados a raíces de palto de la empresa Camposol S.A. Los aislamientos fueron cultivados por separado en medio líquido de sales (MLS) suplementado con pared celular de raíces de palto (PCRP, 0.3 %) más trazas de glucosa (0.005 %) y, con fines comparativos, en MLS suplementado solo con glucosa (G, 0.5 %). Las proteínas en los sobrenadantes fueron precipitadas, digeridas, desalinizadas y luego los péptidos tripsinados fueron separados en base a su polaridad. Las fracciones resultantes fueron sometidas a espectrometría de masas MALDI TOF/TOF. Los espectros de masas de oligopéptidos fueron colectados con el software Protein PilotTM y comparados con la base de datos UniProtKB; análisis adicionales fueron realizados para encontrar funciones probables de las proteínas detectadas.
164 secuencias de oligopéptidos fueron detectadas, correspondientes a 80 proteínas: 56 de F. oxysporum y 24 de F. solani. El número de proteínas fue mayor en medios suplementados con PCRP (22 en F. solani y 40 en F. oxysporum) que en los suplementados con G (2 y 16, respectivamente). La proteína SP1.10 de F. solani fue identificada como una posible enzima con actividad galacturonasa, y las proteínas OP2.9 y OP2.10 de F. oxysporum serían enzimas con actividad ramnosidasa y una β-glucosidasa, respectivamente. Este tipo de enzimas implicadas en la degradación de carbohidratos no fue observado en medios con glucosa, por lo que probablemente su presencia en el exoproteoma fúngico obedezca a una respuesta a la presencia de la pared celular de las raíces de palto. El exoproteoma de F. solani y F. oxysporum presentó otras proteínas con funciones metabólicas diversas en ambos tipos de medios utilizados, algunas de las cuales (OG2, probable Citocromo p450 y OP1.13, probable arilesterasa) son más frecuentes en hongos fitopatógenos.
Description
Avocado is an economically important crop in Peru, which like other plants is susceptible to be infected by microorganisms. Fusarium solani (Mart.) and Fusarium oxysporum (Schlecht) are two fungal species with a wide host range and have been detected in soils from avocado cultivation areas. Proteins and enzymes are fundamental elements in the pathogen / host interaction; for example, a set of hydrolytic enzymes are secreted by fungi to degrade the plant cell wall. In relation to this problem, the present research aimed to characterize the exoproteome of F. solani and F. oxysporum grown in vitro in the presence of avocado root cell walls.
F. solani and F. oxysporum were isolated at the BIOTEC CMC Research Center from soils associated with avocado roots of the company Camposol S.A. The isolates were cultivated separately in liquid salts medium (MLS) supplemented with avocado root cell wall (PCRP, 0.3 %) plus glucose traces (0.005 %) and, for comparison purposes, MLS supplemented with glucose alone (G , 0.5 %). The proteins in the supernatants were precipitated, digested, desalinated, and then, the tryptic peptides were fractionated based on their polarity. The resulting fractions were subjected to MALDI TOF/TOF mass spectrometry. Oligopeptide mass spectra were collected with the Protein PilotTM software and compared to the UniProtKB database; additional analyzes were performed to find probable functions of the detected proteins.
164 oligopeptide sequences were detected, corresponding to 80 proteins: 56 of F. oxysporum and 24 of F. solani. The number of proteins was higher in culture media supplemented with PCRP (22 in F. solani and 40 in F. oxysporum) than in those supplemented with G (2 and 16, respectively). SP1.10 protein from F. solani was identified as a possible enzyme with galacturonase activity; OP2.9 and OP2.10 proteins from F. oxysporum would be enzymes with rhamnosidase activity and a β-glucosidase, respectively. This type of enzymes involved in the degradation of carbohydrates was not observed in culture media with glucose, so they were secreted by fungal isolates probably induced by the presence of avocado root cell walls. The exoproteome of F. solani y F. oxysporum included other proteins with diverse metabolic functions, some of which (OG2, putative Cytochrome p450 and OP1.13, putative arilesterase) are more frequent in phytopathogenic fungi.
Keywords
Palto, Fusarium solani, Fusarium oxysporum, Microorganismos, Patógeno / hospedero, Exoproteomas