Ambient pH-regulated enzime secretion in endophytic and pathogenic isolates of the fungal genus Colletotrichum

• Published in: Scientia agricola Vol. 61; no. 3; pp. 298 - 302
• Main Authors: Maccheroni Jr, Walter, Araújo, Welington Luiz, Azevedo, João Lúcio
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: São Paulo - Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" 01-06-2004; Universidade de São Paulo
• Subjects: AGRICULTURE, MULTIDISCIPLINARY; endophytes; enzyme secretion; Glomerella; pacC; pathogenic fungi; enzyme secretion; secreção enzimática; fungo patogênico; pacC; endófitos; Glomerella; pathogenic fungi; endophytes
• ISSN: 0103-9016; 1678-992X; 0103-9016; 1678-992X
• DOI: 10.1590/S0103-90162004000300010

In fungi a genetic system ensures that enzymes are secreted mainly at ambient pH values corresponding to their optima of activity. Although a great deal of information has been obtained concerning this environmental response, there is a lack of studies involving phytopathogenic, endophytic and entomopathogenic fungi as well as different aspects of fungus-host interactions. This study compares in a plate-clearing assays, the effect of ambient pH in the secretion of amylase, cellulase, lipase, pectinase and protease by endophytic, phytopathogenic, and entomopathogenic isolates belonging to several species of Colletotrichum. All enzymes were secreted in a pH-dependent manner by all isolates. Endophytes and pathogens showed distinct patterns of protease secretion, with optima at alkaline and acid growth conditions, respectively. In liquid medium, a Pi-repressible acid phosphatase of an endophytic isolate responded to ambient pH, having a 14-fold increase in secreted specific activity at acid pH, as compared to alkaline pH. Furthermore, part of a Colletotrichum pacC homologue gene, coding for a transcriptional factor responsible for pH-regulated gene expression, was cloned. Ambient pH seems to be a general factor controlling enzyme secretion in fungus-host interactions through a conserved genetic circuit.
Em fungos, um sistema de regulação gênica garante que enzimas sejam secretadas predominantemente em valores de pH do ambiente próximos aos pH ótimos de atividade correspondentes. Embora muita informação tenha sido acumulada sobre essa resposta adaptativa, não existem estudos envolvendo fungos fitopatogênicos, endofíticos e entomopatogênicos, bem como sobre outros aspectos relacionados às interações fungo-hospedeiro. No presente trabalho foi comparado, em meio sólido, o efeito do pH do ambiente na secreção das enzimas amilase, celulase, lipase, pectinase e protease por isolados endofíticos, fitopatogênico e entomopatogênicos pertencentes a diferentes espécies de Colletotrichum. Para todas as enzimas e em todos os isolados, observou-se um padrão de secreção dependente dos valores do pH do ambiente. Isolados endofíticos e patogênicos apresentaram padrões distintos de secreção de protease, com ótimos em pH de crescimento alcalino e ácido, respectivamente. Em meio líquido, uma fosfatase ácida Pi-repressível, secretada por um isolado endofítico, respondeu ao pH do ambiente, apresentando um aumento de 14 vezes na sua atividade específica durante o crescimento do fungo em meio ácido, quando comparado a meio alcalino. Além disso, foi clonada parte do gene pacC de Colletotrichum, o qual codifica um fator de transcrição responsável pela regulação dependente do pH do ambiente. É plausível a hipótese de que o pH ambiente é um fator de amplo espectro controlando a secreção enzimática durante as interações fungo-hospedeiro por meio de um circuito genético conservado.