Análisis de los patrones de producción de lipopéptidos antifúngicos de Bacillus subtilis Ctpx S2-1 durante diferentes etapas de crecimiento

 

Authors

Coronel Rojas, Nicole Anahí

Format

BachelorThesis

Status

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Description

Bacteria of the genus Bacillus spp. have shown to have antagonistic capacity against other microorganisms such as fungi and bacteria. Different isolates of Bacillus subtilis are used as a potent biocontrol agent of diseases in plants due to their ability to produce antimicrobial compounds. Some of these compounds interact beneficially with the plant and against different types of pathogens. Previous studies conducted with Bacillus subtilis Cptx S2-1 demonstrated that this strain efficiently controls Colletotrichum acutatum, which causes anthracnose in the crop and seeds of lupine (Lupinus mutabilis). This potential control of the isolate is mainly due to the activity of different types of lipopeptides grouped in the Fengicinas families – Iturinas with a high antifungal activity – and of the Surfactin family with surfactant activity. On this basis, the objective of this study was to identify the production patterns of the antifungal lipopeptides produced by Bacillus subtilis Cptx S2 1 in a bioreactor, and to characterize the genes involved in the production of lipopeptides by amplification of sequences by PCR. To meet this objective, the production of lipopeptides was first analyzed in relation to the amount of total biomass and endospores in a commercial medium (MOLP) and another low-cost medium (HS40-MOLP2) during the different stages of bacterial growth. The identification of production patterns of different antifungal lipopeptides of the isolate by high-resolution protein-specific thin layer chromatography (HPTLC) and autobiography for antifungal activity (HPTLC + C. acutatum) followed by analysis of gene expression by PCR. The results obtained showed that both the production of antifungal lipopeptides and their antifungal activity are related to the growth phase, especially the production of endospores. A high correlation was found between the production of endospores and the increase in concentrations of lipopeptides in stationary phase. All these results could serve as a basis for the optimization of industrial scale production processes of bio-inputs from this microorganism and its use for the control of the anthracnose of the cunt caused by C. acutatum.
Bacterias del género Bacillus spp. han demostrado tener capacidad antagónica contra otros microorganismos como hongos y bacterias. Diferentes aislados de Bacillus subtilis son utilizados como un potente agente de biocontrol de enfermedades en plantas debido a su capacidad de producir compuestos antimicrobianos. Algunos de estos compuestos interactúan en forma beneficiosa con la planta y contra diferentes tipos de patógenos. Estudios previos realizados con Bacillus subtilis Cptx S2-1 demostraron que esta cepa controla eficientemente a Colletotrichum acutatum causante de la antracnosis en el cultivo y las semillas de chocho (Lupinus mutabilis). Este potencial de control del aislado se debe principalmente a la actividad de diferentes tipos de lipopéptidos agrupados en las familias Fengicinas, Iturinas con una alta actividad antifúngica, y de la familia de las Surfactinas con actividad de tensoactivo. Sobre esta base el objetivo de este estudio fue identificar los patrones de producción de los lipopéptidos antifúngicos producidos por Bacillus subtilis Cptx S2-1 en un biorreactor y caracterizar los genes implicados en la producción de lipopéptidos mediante amplificación de secuencias por PCR. Para cumplir este objetivo, primero se analizó la producción de lipopéptidos en relación a la cantidad de biomasa total y endosporas en un medio comercial (MOLP) y otro medio de bajo costo (HS40-MOLP2) durante las diferentes etapas de crecimiento bacteriano. La identificación de los patrones de producción de diferentes lipopéptidos antifúngicos del aislado mediante cromatografía en capa fina de alta resolución específica para proteínas (HPTLC) y autobiografía para actividad antifúngica (HPTLC + C. acutatum) seguido de análisis de expresión de genes por PCR. Los resultados obtenidos demostraron que tanto la producción de lipopéptidos antifúngicos como su actividad antifúngica están relacionados a la fase de crecimiento, especialmente a la producción de endosporas. Se pudo evidenciar una alta correlación entre la producción de endosporas y el incremento de las concentraciones de lipopéptidos en fase estacionaria. Todos estos resultados podrían servir de base para la optimización de procesos de producción a escala industrial de bio-insumos a partir de este microorganismo y su uso para el control de la antracnosis del chocho causada por C. acutatum.

Publication Year

2018

Language

spa

Topic

ANÁLISIS BIOQUÍMICO
ANÁLISIS MOLECULAR
BIOCONTROL DE ENFERMEDADES

Repository

Repositorio Universidad de las Américas

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http://dspace.udla.edu.ec/handle/33000/9235

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