Tillväxt och Mykotoxinproduktion av Chaetomium globosum gynnas i ett neutralt pH | Anne Marie

resultat och diskussion

på dagen för ympningen var pH för steril obuffrad potatisdextrosagar (PDA) 5,63 medan pH för steril buffrad PDA varierade från 3,51 till 9,35. Efter fyra veckors inkubation vid rumstemperatur (25 CCB) sjönk pH-värdet för den sterila agaren (så mycket som 0,19) för den obuffrade, Tris-buffrade och Tris-maleatbuffrade PDA och ökade (upp till 0,24) på citratfosfatbuffrade och karbonat-bikarbonatbuffrade PDA (Tabell 1).

kolonierna på obuffrad PDA (pH 5,63) nådde 60 mm i diameter efter fyra veckor. När PDA: s pH höjdes med Tris-bufferten (pH 6.61, 7.61 och 8.24) var de genomsnittliga kolonistorlekarna högre jämfört med de på obuffrad PDA (figurerna 1 och and2A).2A). Perithecia var närvarande på obuffrad PDA och alla Tris buffrade media med fyra veckor. Ascosporer observerades efter fyra veckor på obuffrad PDA och Tris buffrad PDA vid pH 6.61 och 7.61, men inte vid pH 8.24. Inga ascosporer observerades upp till åtta veckor efter inokulering på Tris-buffrad PDA vid pH 8,24 (Tabell 2).

en citratfosfatbuffert användes för att erhålla PDA som sträcker sig i pHs från 3,51 till 7,01 (Tabell 1). Kolonierna odlade vid ett pH av 7,01 täckte hela plattan (83 mm i diameter) fyra veckor efter inokulering (Figur 2B). När pH minskade på varje medium minskade kolonistorlekarna. Efter fyra veckor växte kolonierna vid ett pH av 3.51 nådde endast ett genomsnitt på 11 mm i diameter (Figur 1) och inga hyphalfilament observerades på bandglasen (data visas inte). Vid ett pH av 4.28, 5.17, 6.07 och 7.01 producerades ingen perithecia fyra veckor efter inokulering, men bildade så småningom åtta veckor efter inokulering. Efter åtta veckor var ascosporer närvarande vid ett pH av 4,28, 5,17 och 7,01 (Tabell 2).

karbonat-bikarbonatbufferten höjde pH för PDA högre än Tris-bufferten (pH 9,07, 9,25 och 9,35) (Tabell 1). Den genomsnittliga kolonistorleken på varje karbonat-bikarbonatbuffrat medium var lägre jämfört med citratfosfatbuffrad PDA vid ett pH av 7,01 (Figur 1). Inga perithecia eller ascosporer observerades 4, 6 eller 8 veckor efter inokulering (Tabell 2).

Tris – maleatbuffert resulterade i PDA som varierade i pH från 5,21 till 7,91 (Tabell 1). Efter två veckor observerades de största kolonierna vid lägsta pH. vid tre och fyra veckor var kolonierna med den största diametern på PDA med ett pH av 7,37 och 7,91 (figurerna 1 och och2c).2C). Vid fyra veckor observerades många ascosporer vid ett pH av 5.21 och 5.84, medan få eller inga ascosporer sågs på den andra Tris-maleatbuffrade PDA (data visas inte). Inom sex veckor producerades ascosporer på varje medium (Tabell 2).

sammantaget erhölls de största kolonierna vid ett neutralt pH (7,01) (Figur 1). Med två veckor var dessa kolonier signifikant större jämfört med alla andra medier. Vid fyra veckor var den genomsnittliga kolonistorleken för varje medium signifikant mindre utom vid ett pH av 6,07, 7,37, 7,61 och 7,91 jämfört med ett pH av 7,01 (data visas inte). Det totala antalet sporer för varje grupp bestämdes som tidigare beskrivits . Detekterbara nivåer av ascosporer observerades på följande tre av sjutton medier vid fyra veckor efter inokulering: 4 240 000 sporer per grupp (dvs. fem agarplattor) på obuffrad PDA (pH 5,63); 13 500 000 och 2 960 000 sporer per grupp på Tris-maleatbuffrad PDA, pH 5,21 respektive 6,53. Bandglas avslöjade produktionen av ascosporer på fyra andra buffrade medier (Tris buffrad PDA vid pH av 6,61 och 7,61; Tris-maleat buffrad PDA vid pH av 8,84 och 7.91) (Tabell 2), som låg under detektionsgränsen för hemacytometern (10 000 sporer/mL). Produktionen av chaetoglobosiner A och C utvärderades som tidigare beskrivits med användning av HPLC . Chaetoglobosin C detekterades vid ett pH av 7,01 (i genomsnitt 203 kg per fem agarplattor), men inte från media vid något annat pH (Figur 3). Inget chaetoglobosin A detekterades i något av proverna (data visas inte).

få studier har undersökt påverkan av omgivande pH på tillväxten av C. globosum. Det optimala pH-intervallet för tillväxten av C. globosum beskrevs tidigare som 7,1 till 10,4 . Våra resultat tyder på att denna svamp kan växa över en rad olika pH-värden (ungefär 4,3 till 9,4). Även om C. globosum växte vid ett pH av 3,51, var dessa kolonier små i storlek och hade en onormal morfologi (Figur 2). Tillväxten av C. globosum är optimal vid ett neutralt pH (Figur 1).

detekterbara nivåer av chaetoglobosin C observerades endast på mediet med de största C. globosum-kolonierna. Detta resultat överensstämmer med våra resultat från en tidigare studie som tyder på att produktionen av chaetoglobosiner är direkt relaterad till tillväxt. Efter att ha undersökt tillväxten av C. globosum på fyra kommersiellt tillgängliga medier fann vi att mediet som stödde den bästa tillväxten också stödde den högsta produktionen av chaetoglobosiner a och C .

omgivande pH har visat sig påverka metabolit produktion i andra filamentösa svampar. Det bäst studerade regleringssystemet är i Aspergillus nidulans som styrs av en transkriptionsfaktor som kallas PacC . Under alkaliska förhållanden aktiverar PacC alkaliska uttryckta gener såsom acvA och ipnA som är involverade i penicillinsyntes och undertrycker syrauttryckta gener såsom stcU som är involverade i sterigmatocystinsyntes. Andra filamentösa svampar med PacC-homologer inkluderar Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Penicillium chrysogenum, Acremonium chrysogenum , Sclerotinia sclerotiorum och Fusarium verticillioides . Ett hypotetiskt protein som liknar PacC har lokaliserats inom C. globosum-genomet . Förutsatt att denna svamp har ett liknande regleringssystem som i A. nidulans, dessa resultat tyder på att chaetoglobosinproduktion inte är under dess kontroll.

bildandet av perithecia och ascosporer av C. globosum verkar gynnas i en sur miljö och hämmas under grundläggande förhållanden på ett konstgjort medium. Efter fyra veckor var ascosporer närvarande i detekterbara nivåer på obuffrad PDA (pH 5.63) och Tris-maleatbuffrad PDA (pH 5.21 och 6.53) (Tabell 2). C. globosum producerade så småningom perthecia och ascosporer på citratfosfatbuffrad PDA åtta veckor efter inokulering. Inga ascosporer producerades på Tris buffrad PDA vid pH 8.24 eller på karbonat-bikarbonatbuffrad PDA vid pH 9,07, 9,25 och 9,35 (Tabell 2). Det är också möjligt att denna hämning av sporulering vid ett basiskt pH beror på närvaron av en av buffertens komponenter, även om mekanismen förblir okänd för närvarande.