Development of Podosphaera fusca haustoria

3rd Powdery Mildew Workshop, Copenhagen, Denmar

Evaluación de la capacidad nematicida de los agentes de biocontrol UMAF6614 y UMAF6639

Los nematodos fitoparásitos son uno de los grupos de patógenos de cultivos más destructivos causando graves pérdidas anuales a nivel mundial. La mayoría de los nematodos fitoparásitos se localizan en el suelo siendo patógenos de la raíz, lo que implica una gran dificultad en cuanto a su control y erradicación. Hoy en día, la aplicación de agentes químicos sigue siendo el método más común para la gestión y control de estos patógenos. Sin embargo, debido a la crecientes preocupaciones sobre los problemas de seguridad del medio ambiente y salud pública, muchos nematicidas químicos con alto grado de toxicidad se han retirado o se ha restringido su uso. Por tanto, urge desarrollar alternativas ecológicas para el control de estos patógenos. El empleo de bacterias beneficiosas para combatir plagas o enfermedades de plantas ha cobrado gran importancia en las últimas décadas. Entre las diferentes especies microbianas estudiadas, los miembros del género Bacillus se han demostrado eficaces para su uso como agentes de control biológico. En un estudios previos, se demostró que las cepas de Bacillus amyloliquefaciens, UMAF6614 y UMAF6639, son excelentes candidatas como agentes de biocontrol contra enfermedades fúngicas y bacterianas de las cucurbitáceas. Tras realizar los ensayos de mortalidad se ha visto que estas cepas tienen actividad nematicida pero se desconoce cuáles son los factores que median esta actividad y el modo de acción de dichos factores. Por tanto, en este trabajo se integran técnicas de química analítica y aproximaciones genómicas para identificar los compuestos responsables de dicha actividad y regiones en el genoma que codifiquen compuestos con actividad nematicida

Esclarecimiento de los determinantes moleculares que promueven la actividad nematicida del agente de biocontrol Bacillus amyloliquefaciens UMAF6639

Los nematodos fitoparásitos son uno de los grupos de patógenos de cultivos más destructivos causando graves pérdidas anuales a nivel mundial. La mayoría de los nematodos fitoparásitos se localizan en el suelo siendo patógenos de la raíz, lo que implica una gran dificultad en cuanto a su control y erradicación. Hoy en día, la aplicación de agentes químicos sigue siendo el método más común para la gestión y control de estos patógenos. Sin embargo, debido a la crecientes preocupaciones sobre los problemas de seguridad del medio ambiente y salud pública, muchos nematicidas químicos con alto grado de toxicidad se han retirado o se ha restringido su uso. Por tanto, urge desarrollar alternativas ecológicas para el control de estos patógenos. El empleo de bacterias beneficiosas para combatir plagas o enfermedades de plantas ha cobrado gran importancia en las últimas décadas. En un estudio previo, se demostró que la cepa de Bacillus amyloliquefaciens UMAF6639, es una excelente candidata como agente de biocontrol contra enfermedades fúngicas y bacterianas de las cucurbitácea. Resultados preliminares indicaron que también podría ser efectiva contra nematodos parásitos de plantas. En este trabajo persigue esclarecer cuáles son los factores que median dicha actividad nematicida y el modo de acción de dichos factores, para ello se integran técnicas de química analítica y aproximaciones genómicas para identificar los compuestos responsables de dicha actividad.Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech

The epiphytic transcriptome of Podosphaera fusca and its predicted secretome

Comunicación presentada en formato panel en la sesión "Large-scale (omics) approaches"The cucurbit powdery mildew fungus Podosphaera fusca, is a major limiting factor for cucurbit production worldwide. Despite its agronomic and economic importance, very little is known about fundamental aspects of P. fusca biology such as obligate biotrophy and pathogenesis. In order to design novel and more durable control strategies, genomic information of P. fusca is needed. In this work we aimed to analyse the epiphytic transcriptome of P. fusca as starting point. Total RNA was isolated from mycelia and conidia, and the corresponding cDNA library was sequenced using a 454 GS FLX platform. Annotation data was acquired for 62.6% of the assembled sequences, identifying 9,713 putative genes with different orthologues. In the transcript data set, the most represented protein functions were those involved in gene expression, protein metabolism, regulation of biological process and organelle organization. Our analysis also confirmed the existence of “missing ascomycete core genes” (MACGs) found in other powdery mildew species. After analysis of the pool of fungal secreted proteins, 118 putative secreted proteins were identified, including 35 “candidate secreted effector proteins” (CSEPs) specific for P. fusca. In order to validate the in silico assembly, the expression profile of some CSEPs was analysed, which was consequent with a canonical effector expression pattern, with a maximum of expression at the beginning of the infection process 24-48 h after inoculation. Our data open the genomics era of this very important cucurbit pathogen.Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech. Plan Nacional Plan I+D+I del antiguo Ministerio de Ciencia e Innovación (AGL2010-21848-CO2-01), cofinanciado con fondos FEDER (UE)

Bacillus extracellular matrix modulates Botrytis metabolism and growth

In nature, bacteria often form communities known as biofilms, where cells are embedded in a self-produced extracellular matrix (ECM) that provides protection against external aggressions or facilitates efficient use of resources. Interactions with other microbes can significantly alter the structure of the community and thus the type of relationship with the environment. Here, we study the role of different components of Bacillus ECM in the adhesion to Botrytis hyphae, which could facilitate the efficient release of antifungal metabolites. We also describe how the different purified components of the ECM and certain Bacillus secondary metabolites (TasA, TapA, EPS, Fengycin) modulate the chemical communication between Bacillus and Botrytis, altering the physiology and ultrastructure of Botrytis.Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech

Mejora de Bacillus velezensis UMAF6639 como agente de biocontrol

La necesidad de implementar modelos agrícolas sostenibles ha llevado a la búsqueda de alternativas para hacer frente a las distintas enfermedades de las plantas, siendo el uso de agentes de biocontrol una de las opciones con mayor versatilidad. Un claro ejemplo de estos agentes son las cepas pertenecientes al grupo de Bacillus velezensis, bacterias Gram positivas capaces de colonizar las distintas estructuras de las plantas y de sintetizar una variedad de compuestos con diversas actividades, que van desde la promoción del crecimiento hasta el antagonismo frente a distintos fitopatógenos gracias a la síntesis de moléculas como los lipopéptidos (surfactinas, fengicinas e iturinas) entre otras. Estudios previos realizados en nuestro grupo de investigación han demostrado cómo la cepa B. velezensis UMAF6639 presenta una gran capacidad de biocontrol en plantas pertenecientes a la familia de las cucurbitáceas, derivada principalmente de la producción de lipopéptidos. El objetivo de este trabajo se centra en la mejora genética por mutagénesis aleatoria de dicha cepa para obtener mutantes con mayor actividad antimicrobiana. Una vez identificados los derivados con mayor actividad antimicrobiana, se está realizando su caracterización para determinar los cambios genéticos que justifican el aumento de su capacidad de biocontrol, así como los cambios en el perfil de producción de metabolitos secundarios, profundizando así en los distintos mecanismos responsables de la actividad antagonista de dichas cepas.Este trabajo ha sido financiado por el contrato 8.06/60.4086 financiado por la empresa biotecnológica KOPPERT B. V. (Países Bajos) y Universidad de Málaga, Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech

Estudio en Bacillus subtilis de la resistencia a antibióticos mediada por GlpK

El aumento de bacterias multi-resistentes a antibióticos es un problema a nivel mundial que provocará más de 10 millones de muertes al año en 2050 según la OMS. Por tanto, es prioritario comprender cómo las bacterias resisten a este tipo de moléculas. Además de los mecanismos de resistencia a antibióticos conocidos hasta el momento, recientemente se ha propuesto un papel clave de genes del metabolismo en la resistencia bacteriana. Mediante la utilización de Bacillus como modelo, estudiamos el papel de GlpK, la enzima con actividad glicerol kinasa implicada en la transformación de glicerol en glicerol 3-fosfato, en la resistencia a antibióticos en Gram-positivos. Los resultados obtenidos muestran que mutaciones puntuales en GlpK provocan un amplio cambio en la expresión genes. La activación de distintas rutas involucradas en la adquisición de fuentes de carbono, metabolismo de lípidos, movilidad, esporulación, señalización y genes implicados directamente en la resistencia a antibióticos, sugieren un papel complementario de GlpK al catabolismo de glicerol. Estos resultados en conjunto con los obtenidos mediante ensayos metabolómicos no dirigidos y el uso de microscopía confocal han permitido determinar cambios en la composición lipídica de la membrana celular, así como en sus propiedades físico-químicas caracterizado por un incremento en la rigidez de la membrana, lo que dificultaría la entrada de ciertos compuestos antimicrobianos al interior celular. El análisis a nivel proteico nos permitirá dilucidar el posible papel complementario de GlpK como regulador transcripcional y por tanto conectar la resistencia a antibióticos con la activación o represión de ciertas rutas metabólicas.Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech

Bacillus amyloliquefaciens UMAF6639 como agente de biocontrol

El uso de microorganismos para hacer frente a las distintas enfermedades de las plantas causadas por fitopatógenos ha surgido en las últimas décadas como una de las mejores alternativas en el desarrollo de una agricultura sostenible. Las cepas englobadas dentro del grupo de Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum son bacterias Gram positivas asociadas a plantas, reconocidas como agentes de biocontrol que destacan por su actividad antagonista frente a distintos patógenos (tanto fúngicos como bacterianos), así como por la liberación de sustancias capaces de estimular el crecimiento y la respuesta inmune de las plantas. Estudios previos en el grupo de investigación han demostrado como estas bacterias, en concreto la cepa B. amyloliquefaciens UMAF6639, presentan una gran capacidad de biocontrol derivada principalmente de la producción de lipopéptidos (fengicinas, surfactinas e iturinas), actuando como antagonistas de distintos microorganismos sobre todo en plantas de la familia de las cucurbitáceas. Por ello, el principal objetivo de este trabajo se centra en la mejora genética de dicha cepa para obtener mutantes con mayor actividad antimicrobiana. La obtención de estos mutantes se ha realizado utilizando técnicas de mutagénesis aleatoria, que nos permitan poder comercializar dichos microorganismos en el marco legal actual. Una vez identificados los derivados con mayor actividad antimicrobiana, se está realizando su caracterización para determinar los cambios genéticos que justifican el aumento de su capacidad de biocontrol, profundizando así en los distintos mecanismos responsables de la actividad antagonista de dichas cepas.Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech

Identificación y caracterización de una proteína con actividad nematicida producida por el agente de biocontrol Bacillus velezensis UMAF6639

Los nematodos fitoparásitos son uno de los grupos de patógenos de cultivos más destructivos causando graves pérdidas anuales a nivel mundial. La mayoría de los nematodos fitoparásitos se localizan en el suelo siendo patógenos de la raíz, lo que implica una gran dificultad en cuanto a su control y erradicación. En la actualidad, la aplicación de agentes químicos sigue siendo el método más común para la gestión y control de estos patógenos. Sin embargo, debido a la creciente preocupación sobre los problemas de seguridad del medio ambiente y salud pública, muchos compuestos químicos con alto grado de toxicidad se han retirado o restringido su uso. Por tanto, urge desarrollar alternativas ecológicas mas amigables con el medio ambiente para el control de estos patógenos. El empleo de bacterias beneficiosas para combatir enfermedades de plantas ha cobrado gran importancia en las últimas décadas. En un estudio previo, se demostró que la cepa de Bacillus velezensis UMAF6639, es una excelente candidata como agente de biocontrol contra enfermedades fúngicas y bacterianas de las cucurbitáceas. Resultados preliminares indicaron que también podría ser efectiva contra nematodos parásitos de plantas. Por tanto, este trabajo persigue identificar cuáles son los factores que median dicha actividad nematicida y el modo de acción de estos, para ello se usan aproximaciones genómicas que han permitido identificar determinantes proteicos responsables de dicha actividad.Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech

Improvement of Bacillus velezensis UMAF6639 as a biocontrol agent

The need to implement sustainable agricultural models has led to the search for alternatives to deal with different plant diseases, with the use of biocontrol agents being one of the most versatile options. A clear example of these agents are the strains belonging to the Bacillus velezensis group, Grampositive bacteria capable of colonizing the different structures of plants and synthesizing a variety of compounds with various activities, ranging from growth promotion to antagonism against to different phytopathogens due to the synthesis of molecules such as lipopeptides (surfactins, fengycins and iturins) among others. Previous studies carried out in our research group have shown how the B. velezensis UMAF6639 strain has a great biocontrol capacity in plants belonging to the Cucurbitaceae family, derived mainly from the production of lipopeptides. The objective of this work focuses on the genetic improvement by random mutagenesis of said strain to obtain mutants with greater antimicrobial activity. Once the derivatives with the greatest antimicrobial activity have been identified, their characterization is being carried out to determine the genetic changes that justify the increase in their biocontrol capacity, as well as the changes in the production profile of secondary metabolites, implementing genomic and metabolomic tools to decipher the different mechanisms responsible for the antagonistic activity of these strains.This work has been supported by contract 8.06/60.4086 financed by the biotechnology company KOPPERT B.V. (The Netherlands) and Universidad de Málaga, Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech