Abstrait

Congrès de Biotechnologie 2015 : Produits naturels d'Anthracophyllum discolor : enzymes ligninolytiques et composés volatils antifongiques - Heidi Schalchli - Universidad de La Frontera

Heidi Schalchli, Briceno G et Diez MC  

Les champignons de la pourriture blanche jouent un rôle important dans les écosystèmes, principalement en raison de leur système enzymatique extracellulaire et de leur production de composés aromatiques chlorés qui agissent comme décomposeurs de matière organique, antibiotiques pour protéger les champignons, donneurs de méthyle et/ou substrats pour les oxydases génératrices de H2O2. Dans cette étude, nous avons évalué la production d'enzymes ligninolytiques et de composés organiques volatils (COV) antifongiques par A. discolor Sp4 en utilisant des pelures de pommes de terre (PP) et des pommes de terre jetées (DP) comme support nutritionnel. La peroxydase dépendante du manganèse (MnP) a été évaluée en surveillant l'oxydation du 2, 6-diméthoxyphénol. Outre la production de MnP, la décoloration du bleu brillant de remazol R (RBBR) a également été déterminée à l'aide d'un test qualitatif. L'activité antifongique des COV contre Mucor miehei et Fusarium oxysporum a été évaluée à l'aide d'un test sur plaque à deux compartiments. Enfin, les COV libérés par les cultures mycéliennes ont été analysés par microextraction en phase solide dans l'espace de tête et spectrométrie de masse par chromatographie en phase gazeuse. Les activités MnP et MiP les plus élevées (163 U·L-1 et 24 U·L-1) ont été obtenues au jour 15 d'incubation et une décoloration complète du RBBR a été observée. Bien que les deux déchets de pommes de terre aient soutenu l'activité ligninolytique, une activité MnP plus élevée a été obtenue en utilisant le PP qu'en DP.

Les composés volatils d'A. discolor ont inhibé environ 62 % et 76 % de la croissance mycélienne de M. miehei sur les milieux PP agar et DP agar, respectivement. Néanmoins, le phytopathogène F. oxysporum a été légèrement inhibé (environ 10 %). Les principaux COV détectés étaient des composés aromatiques chlorés (plus de 50 % de la surface relative). Les produits naturels obtenus ont de multiples applications biotechnologiques parmi lesquelles la dégradation des polluants et la protection des plantes. Les métabolites auxiliaires instables parasites jouent un rôle important dans les associations hostiles et lucratives entre les formes de vie. Les effets de huit souches d'organismes à pourriture blanche raffinées sur les déchets de pomme de terre contre le développement mycélien de Botrytis cinerea, Fusarium oxysporum et Mucor miehei ont été étudiés à l'aide d'une étude en boîte de Petri à deux compartiments. La synthèse synthétique des mélanges organiques imprévisibles libérés par la souche avec l'effet inhibiteur le plus important a également été explorée par microextraction à forte concentration dans l'espace de tête et examen par chromatographie en phase gazeuse/spectrométrie de masse. Sur les huit croissances à pourriture blanche évaluées, la coloration d'Anthracophyllum. Sp4 a montré une forte action inhibitrice contre M. miehei (environ 76 %) et B. cinerea (environ 20 %). F. oxysporum a été restreint à un degré moindre (environ 10 %) par la coloration A. et T. versiscolor. L'examen par chromatographie en phase gazeuse/spectrométrie de masse a indiqué neuf mélanges imprévisibles fondamentaux libérés par A. souche Sp4, parmi lesquels les sesquiterpènes α-bisabolène et bulnésène, et les mélanges chlorés odorants 1,5-dichloro-2,3-diméthoxybenzène, 3,5-dichloro-4-méthoxybenzaldéhyde et 3-chloro-4-méthoxybenzaldéhyde. Certains d'entre eux ont déjà été associés à une action antimicrobienne. L'action antifongique et le profil instable d'A. souche n'ont pas été signalés auparavant. Les herbicides suscitent des préoccupations écologiques car ils sont nocifs et s'accumulent dans la nature, les aliments et les réserves d'eau. Il est nécessaire de créer des stratégies sûres, efficaces et pratiques pour les éliminer de la nature, souvent par biodégradation. L'atrazine est un de ces herbicides. Les parasites à pourriture blanche peuvent dégrader les herbicides d'utilité potentielle. Cette étude a permis de définir un nouveau substrat granulaire pour immobiliser la souche Anthracophyllum, un organisme à pourriture blanche, afin d'améliorer sa capacité à corrompre l'atrazine à l'aide d'un système de biopurification (BS). Différents niveaux de sciure, d'amidon, de farine de maïs et de graines de lin ont été utilisés pour créer trois substrats granulaires (F1, F2 et F3). De plus, l'immobilisation avec des substrats granulaires recouverts et non recouverts (CPS et UPS, individuellement) a été étudiée. UPS-F1 a été déterminé comme le meilleur système car il offrait un niveau significatif d'activité de la peroxydase de manganèse et de praticabilité parasitaire. La demi-vie (t1/2) de l'atrazine a diminué de 14 à 6 jours pour les échantillons témoins et immunisés individuellement. L'immunisation avec le colorant A. immobilisé a entraîné une augmentation des taxons contagieux évalués par DGGE et sur l'activité de la phénoloxydase déterminée.Le traitement améliore la dégradation de l’atrazine et réduit sa relocalisation vers les eaux de surface et souterraines.

Atrazine is the most normally utilized herbicide in Chile and maybe on the planet (Mesquini et al. 2015) and it is created by the substance goliath Syngenta as a weed-executioner. It is utilized for corn, sugarcane and sorghum, and decreases broadleaf and verdant weeds during pre-and post-development (Cabrera-Orozco et al. 2016). Notwithstanding, in the European Union, atrazine utilize was restricted in 2004 because of constant in groundwater. Introduction to atrazine can create hermaphroditism in creatures of land and water (Hayes et al. 2002). Also, soil tainting by pesticides, for example, atrazine, during filling of sprayer tanks, can deliver serious natural effects (Castillo et al. 2008; Grigg et al. 1997; Lozier et al. 2012). Pesticides can be corrupted normally by microorganism and white-decay parasites (WRF) are utilized in biotechnological applications to attempt this biodegradation (Morgan et al. 1993; Castillo et al. 2000, 2008). WRF produce extracellular ligninolytic catalysts which corrupt a wide scope of other natural mixes (Rubilar et al. 2012).

The most significant job of WRF is in nature where the life forms reusing dead plant material which would somehow or another amass in the earth making life on earth outlandish. The ligninolytic catalysts from WRF are one of a kind in that they can totally debase lignin to carbon dioxide and water. The ligninolytic chemicals incorporate lignin peroxidases (LiP, EC 1.11.1.14), manganese peroxidases (MnP, EC 1.11.1.13) and laccase (Lcc, EC 1.10.3.2). These catalysts can be incited by lignocellulosic mixes or other natural mixes and their creation is managed by the accessibility of supplements, temperature and inductors or inhibitors (Lorenzo et al. 2002; Rodríguez-Couto and Sanromán 2005; Baldrian 2008). The WRF Anthracophyllum stain produces ligninolytic catalysts and essentially MnP in nearness of contaminations, for example, chlorophenols, as pentachlorophenol (PCP), polycyclic fragrant hydrocarbons (PAHs) and engineered colors (Tortella et al. 2008; Elgueta and Diez 2010; Rubilar et al. 2011; Acevedo et al. 2011; Elgueta et al. 2012). The biopurification framework (BS) is a biological and practical innovation to diminish pesticide pollution of soil and water (Castillo and Torstensson 2007). The BS is made out of straw, peat and soil and its proficiency depends on the capacity to hold and debase pesticides by indigenous soil microorganisms. A few reports on the significance of microbial networks engaged with pesticide corruption in BS are accessible (Marinozzi et al. 2013). Studies have depicted the utilization of atomic strategies, for example, denaturing slope gel electrophoresis (DGGE) (Coppola et al. 2012; Marinozzi et al. 2013; Tortella et al. 2013). Coppola et al. (2012) portrayed a change in microbial decent variety after the expansion of pesticides and showed that yeasts and ascomycete filamentous parasites are associated with the pesticides corruption in BS. Tortella et al. (2013) assessed the microbial network structure during atrazine corruption in a BS and watched little effect.

Français Les dépôts agricoles et forestiers produits comme déchets lignocellulosiques augmentent constamment la pollution écologique. Cela a entraîné la perte d'importants composés communs (cellulose, hémicelluloses et lignine) qui peuvent être convertis en plusieurs éléments à valeur ajoutée (Rodríguez-Couto et al. 2001 ; Sanchez 2009). La biotransformation des déchets lignocellulosiques peut être attribuée aux micro-organismes, en particulier au WRF, en raison de leurs protéines ligninolytiques extracellulaires capables d'attaquer et de transformer la lignine ainsi que les particules complexes organiques en toxines (Rao et al. 2014). La plupart des études sur la dégradation de l'atrazine incluent des systèmes à base de sol utilisant des organismes microscopiques (Newcombe et Crowley 1999 ; Fan et Song 2014 ; Zhang et al. 2014). Cependant, quelques études ont utilisé le WRF et Castillo et al. (2001) ont indiqué que P. chrysosporium dans les cultures de paille avait la capacité de corrompre 91 % de l'herbicide en 14 jours après l'éclosion. Pour exploiter cette propriété, le WRF peut être immobilisé dans des substrats lignocellulosiques, augmentant ainsi sa capacité à résister aux micro-organismes indigènes du sol (Pepper et al. 2002). La sciure de bois a été proposée comme une aide idéale en raison de sa capacité à favoriser la digestion parasitaire (Walter et al. 2004 ; Smith et al. 2005). Cependant, l'immobilisation parasitaire a des objectifs fondamentaux qui peuvent influencer la capacité des cultures à survivre dans le sol. La température et l'humidité peuvent déterminer l'efficacité de la bioremédiation du sol à l'aide de cultures immobilisées (Walter et al. 2005 ; Schmidt et al. 2005 ; Ford et al. 2007).

Français Walter et al. (2004) ont découvert que la paille de blé et un mélange sciure-semoule de maïs-amidon (SCS) étaient un support raisonnable pour T. versicolor pour la biorestauration du PCP dans le sol. Portage et al. (2007) ont évalué la biorestauration du PCP par T. versicolor (inoculum de 3 à 175 g·kg−1) dans des sols de champ profondément souillés (100 à 2137 mg·kg−1 de PCP). Ils ont découvert que la biodisponibilité et l'extractibilité du PCP dans le sol souillé peuvent être considérablement augmentées après la bioaugmentation. De plus, Schmidt et al. (2005) ont découvert une relation solide entre la mesure de l'inoculum parasitaire de T. versicolor utilisé et la colonisation contagieuse dans un sol bioaugmenté pour la biorestauration. Rubilar et al. (2011) ont décrit la capacité de l'A. spp. et du P. chrysosporium immobilisés sur des supports avec de la paille de blé pour la bioremédiation des sols pollués par le PCP. Ces créateurs ont découvert un taux de développement contagieux élevé et la création de MnP. L'immobilisation dans les grains de blé a favorisé la propagation des croissances dans le sol et donc la dégradation des toxines de plus de 75 %. L'objectif principal de la présente étude était de trouver un support granulé pour immobiliser l'A. spp. et d'évaluer sa capacité à dégrader l'atrazine à l'aide d'un BS.