La crescita e la produzione di micotossine da parte di Chaetomium globosum sono favorite in un pH neutro | Anne Marie

Risultati e discussione

Il giorno dell’inoculazione, il pH dell’agar di destrosio di patata sterile non tamponato (PDA) era 5,63 mentre il pH del PDA tamponato sterile variava da 3,51 a 9,35. Dopo quattro settimane di incubazione a temperatura ambiente (25 °C), il pH dell’agar sterile è diminuito (fino a 0,19) per il PDA tamponato senza buffer, con Tris tamponato e con Tris-maleato tamponato e aumentato (fino a 0,24) sul PDA tamponato con citrato-fosfato e carbonato-bicarbonato tamponato (Tabella 1).

Le colonie su unbuffered PDA (pH 5.63) ha raggiunto 60 mm di diametro dopo quattro settimane. Quando il pH del PDA è stato aumentato con il tampone Tris (pH 6.61, 7.61 e 8.24), le dimensioni medie delle colonie erano più elevate rispetto a quelle del PDA senza buffer (Figure 1 e and2A).2 BIS). Perithecia erano presenti su unbuffered PDA e tutti i supporti tamponati Tris di quattro settimane. Le ascospore sono state osservate dopo quattro settimane con PDA non tamponata e PDA tamponata con Tris a pH 6,61 e 7,61, ma non a pH 8,24. Non sono state osservate ascospore fino a otto settimane dopo l’inoculazione con PDA tamponata con Tris a pH 8,24 (Tabella 2).

Un tampone citrato fosfato è stato utilizzato per ottenere PDA che vanno in PH da 3,51 a 7,01 (Tabella 1). Le colonie coltivate a un pH di 7,01 coprivano l’intera piastra (83 mm di diametro) quattro settimane dopo l’inoculazione (Figura 2B). Man mano che il pH diminuiva su ogni mezzo, le dimensioni delle colonie diminuivano. Dopo quattro settimane, le colonie sono cresciute a un pH di 3.51 ha raggiunto solo una media di 11 mm di diametro (Figura 1) e non sono stati osservati filamenti ifali sui vetrini (dati non mostrati). A un pH di 4.28, 5.17, 6.07 e 7.01, nessuna peritecia è stata prodotta quattro settimane dopo l’inoculazione, ma alla fine ha formato otto settimane dopo l’inoculazione. Dopo otto settimane, le ascospore erano presenti ad un pH di 4,28, 5,17 e 7,01 (Tabella 2).

Il tampone carbonato-bicarbonato ha sollevato il pH del PDA più in alto del tampone Tris (pH 9.07, 9.25 e 9.35) (Tabella 1). La dimensione media della colonia su ciascun mezzo tamponato carbonato-bicarbonato era inferiore rispetto al PDA tamponato citrato-fosfato a un pH di 7,01 (Figura 1). Non sono state osservate peritecia o ascospore a 4, 6 o 8 settimane dopo l’inoculazione (Tabella 2).

Il tampone tris-maleato ha prodotto un PDA che varia in pH da 5,21 a 7,91 (Tabella 1). Dopo due settimane, le colonie più grandi sono state osservate al pH più basso. A tre e quattro settimane, le colonie con il diametro maggiore erano su PDA con un pH di 7,37 e 7,91 (Figure 1 e and2C).2 QUATER). A quattro settimane, sono state osservate numerose ascospore a un pH di 5.21 e 5.84, mentre sono state osservate poche o nessuna ascospore sull’altro PDA tamponato con Tris-maleato (dati non mostrati). Entro sei settimane, sono state prodotte ascospore su ciascun mezzo (Tabella 2).

Nel complesso, le colonie più grandi sono state ottenute a pH neutro (7,01) (Figura 1). Entro due settimane, queste colonie erano significativamente più grandi rispetto ad ogni altro mezzo. Entro quattro settimane, la dimensione media della colonia per ogni mezzo era significativamente più piccola tranne che con un pH di 6,07, 7,37, 7,61 e 7,91 rispetto a un pH di 7,01 (dati non mostrati). Il numero totale di spore per ciascun gruppo è stato determinato come descritto in precedenza . Livelli rilevabili di ascospore sono stati osservati sui seguenti tre su diciassette media a quattro settimane dopo l’inoculazione: 4.240.000 spore per gruppo (cioè cinque placche di agar) su PDA non tamponato (pH 5,63); 13.500.000 e 2.960.000 spore per gruppo su PDA tamponato con Tris-maleato, pH 5,21 e 6,53, rispettivamente. Le diapositive a nastro hanno rivelato la produzione di ascospore su altri quattro supporti tamponati (PDA tamponato con Tris a pH di 6,61 e 7,61; PDA tamponato con Tris-maleato a pH di 8,84 e 7.91) (Tabella 2), che era al di sotto del limite di rilevamento dell’emocitometro (10.000 spore/mL). La produzione di chaetoglobosine A e C è stata valutata come precedentemente descritto utilizzando HPLC . La chaetoglobosina C è stata rilevata a un pH di 7,01 (una media di 203 µg per cinque piastre di agar), ma non da supporti a qualsiasi altro pH (Figura 3). Nessuna chaetoglobosina A è stata rilevata in nessuno dei campioni (dati non mostrati).

Pochi studi hanno esaminato l’influenza del pH ambientale sulla crescita di C. globosum. L’intervallo di pH ottimale per la crescita di C. globosum è stato precedentemente descritto da 7.1 a 10.4 . I nostri risultati indicano che questo fungo potrebbe crescere in un intervallo di diversi valori di pH (circa 4,3-9,4). Sebbene C. globosum crescesse a un pH di 3,51, queste colonie erano di piccole dimensioni e avevano una morfologia anormale (Figura 2). La crescita di C. globosum è ottimale a pH neutro (Figura 1).

Livelli rilevabili di chaetoglobosina C sono stati osservati solo nel mezzo con le più grandi colonie di C. globosum. Questa scoperta è coerente con i nostri risultati di uno studio precedente che suggeriscono che la produzione di chaetoglobosine è direttamente correlata alla crescita. Dopo aver esaminato la crescita di C. globosum su quattro supporti disponibili in commercio, abbiamo scoperto che il mezzo che supportava la migliore crescita supportava anche la più alta produzione di chaetoglobosine A e C.

Il pH ambientale ha dimostrato di influenzare la produzione di metaboliti in altri funghi filamentosi. Il sistema regolatorio più studiato è in Aspergillus nidulans che è controllato da un fattore di trascrizione chiamato PacC . In condizioni alcaline, PacC attiva geni espressi alcalino come acvA e ipnA che sono coinvolti nella sintesi della penicillina e reprime geni espressi acido come stcU che è coinvolto nella sintesi di sterigmatocistina. Altri funghi filamentosi con omologhi PacC includono Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Penicillium chrysogenum, Acremonium chrysogenum , Sclerotinia sclerotiorum e Fusarium verticillioides . Una proteina ipotetica simile a PacC è stata localizzata all’interno del genoma di C. globosum . Supponendo che questo fungo abbia un sistema normativo simile a quello di A. nidulani, questi risultati suggeriscono che la produzione di chaetoglobosina non è sotto il suo controllo.

La formazione di peritecia e ascospore da parte di C. globosum sembra essere favorita in un ambiente acido e inibita in condizioni di base su un mezzo artificiale. Dopo quattro settimane, le ascospore erano presenti in livelli rilevabili su PDA non tamponata (pH 5,63) e PDA tamponata con Tris-maleato (pH 5,21 e 6,53) (Tabella 2). C. globosum alla fine ha prodotto perthecia e ascospore su PDA tamponata con citrato-fosfato otto settimane dopo l’inoculazione. Non sono state prodotte ascospore su PDA tamponata con Tris a pH 8.24 o sulla PDA tamponata carbonato-bicarbonato a pH 9,07, 9,25 e 9,35 (Tabella 2). È anche possibile che questa inibizione della sporulazione a un pH basico sia dovuta alla presenza di uno dei componenti del buffer, sebbene il meccanismo rimanga sconosciuto al momento.