Sucrose is involved in diazotrophic metabolism of the heterocyst-forming cyanobacterium Anabaena sp

Sucrose synthase (SuS) expression was studied in the filamentous, nitrogen-fixing cyanobacterium Anabaena sp. PCC 7119. SuS activity, SusA polypeptide, and susA mRNA levels were lower in cells cultured diazotrophically than in the presence of combined nitrogen. An insertional susA mutant presented a dramatic increase in sucrose levels, whereas the disaccharide was not detectable in a susA overexpressing strain, indicating that SusA is involved in the cleavage of sucrose in vivo. Diazotrophic growth was impaired in the susA overexpressing strain, suggesting a role for sucrose in diazotrophic metabolism and the involvement of SusA in the control of carbon flux in the N2-fixing filament.Fil: Curatti, Leonardo. Fundación para Investigaciones Biológicas Aplicadas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Flores, Enrique. Universidad de Sevilla; EspañaFil: Salerno, Graciela Lidia. Fundación para Investigaciones Biológicas Aplicadas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

New insights on sucrose metabolism: Evidence for an active A/N-Inv in chloroplasts uncovers a novel component of the intracellular carbon trafficking

The presence of sucrose (Suc) in plastids was questioned for several decades. Although it was reported some decades ago, neither Suc transporters nor Suc metabolizing enzymes were demonstrated to be active in those organelles. By biochemical, immunological, molecular and genetic approaches we show that alkaline/neutral invertases (A/N-Invs) are also localized in chloroplasts of spinach and Arabidopsis. A/N-Inv activity and polypeptide content were shown in protein extracts from intact chloroplasts. Moreover, we functionally characterized the Arabidopsis At-A/N-InvE gene coding for a chloroplast-targeted A/N-Inv. The At-A/N-InvE knockout plants displayed a lower total A/N-Inv activity in comparison with wild-type plants. Furthermore, neither A/N-Inv activity nor A/N-Inv polypeptides were detected in protein extracts prepared from chloroplasts of mutant plants. Also, the measurement of carbohydrate content, in leaves harvested either at the end of the day or at the end of the night period, revealed that the knockout plants showed a decrease in starch accumulation but no alteration in Suc levels. These are the first results demonstrating the presence of a functional A/N-Inv inside chloroplasts and its relation with carbon storage in Arabidopsis leaves. Taken together our data and recent reports, we conclude that the participation of A/N-Invs in the carbon flux between the cytosol and the plastids may be a general phenomenon in plants. © 2007 Springer-Verlag.Fil: Vargas, Walter Alberto. Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones Biológicas; España. Fundación para Investigaciones Biológicas Aplicadas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario; Argentina. Texas A&M University; Estados UnidosFil: Pontis, Horacio Guillermo. Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones Biológicas; España. Fundación para Investigaciones Biológicas Aplicadas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario; ArgentinaFil: Salerno, Graciela Lidia. Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones Biológicas; España. Fundación para Investigaciones Biológicas Aplicadas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario; Argentin

Control de insectos plaga de importancia agrícola por medio de Bacillus thuringiensis

Históricamente el manejo de las poblaciones de insectos plaga se ha basado en el uso de insecticidas de naturaleza química, responsables de grandes perjuicios al medio ambiente, a la salud de las poblaciones humanas urbanas y rurales, y de la inducción de resistencia a los principios activos utilizados en los insectos. El empleo de agentes microbianos de control biológico, tales como las bacterias, constituye una alternativa promisoria desde el punto de vista técnico, económico y ambiental, ya que su acción se restringe solamente a organismos blanco, no causando efectos nocivos hacia el ecosistema, hacia el resto de las poblaciones naturales y al hombre. Por otro lado, su utilización permite reducir la contaminación de suelos y cuerpos de agua generando una mejor calidad de vida. La bacteria Bacillus thuringiensis es el agente de control microbiano más utilizado a nivel mundial ya que produce toxinas (o proteínas Cry) que al ser ingeridas por un insecto susceptible se unen específicamente a receptores presentes en el intestino del mismo provocando su disrupción y como consecuencia de ello la muerte del insecto.Las investigaciones tendientes a seleccionar y caracterizar nuevas cepas de bacterias entomopatógenas, incluyendo a los genes que codifican las toxinas representan un importante aporte al control de insectos plaga y al manejo de resistencias generadas por aplicaciones de bioformulados durante largos períodos de tiempo. El objetivo central de esta línea de investigación es aislar y caracterizar cepas nativas de la bacteria entomopatógena B. thuringiensis que sean capaces de controlar poblaciones de insectos dañinos y que puedan desarrollarse como alternativas biológicas de interés regional y que puedan ser utilizados en el marco del Manejo Integrado de insectos plaga. Desde el inicio de esta línea de investigación se ha realizado el aislamiento de cepas nativas de esta bacteria, se lleva a cabo la caracterización de las toxinas presentes en ellas por medio de técnicas bioquímicas y moleculares, se han realizado ensayos de toxicidad contra insectos de los órdenes coleóptera y lepidóptera y se han desarrollado diversas metodologías moleculares para identificar y caracterizar proteínas Cry.Fil: Berón, Corina Marta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; Argentina. Fundación para Investigaciones Biológicas Aplicadas; ArgentinaFil: Salerno, Graciela Lidia. Fundación para Investigaciones Biológicas Aplicadas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; Argentin

Native Trichoderma harzianum strains from Argentina produce indole-3 acetic acid and phosphorus solubilization, promote growth and control wilt disease on tomato (Solanum lycopersicum L.)

Trichoderma fungi are considered as suitable biofertilizers, since they could increase the efficiency of the use of nutrients in plants and are used as biocontrol agents against plant pathogen. The aim of this study was to characterize a set of Trichoderma strains isolated from horticultural and near-pristine soils from the Argentine Pampas, and to evaluate their potentiality as a growth promoter and as a biocontroller of Fusarium wilt disease on tomato. Nineteen collected strains, identified as T. brevicompactum, T. gamsii and T. harzianum, were tested for their ability to produce the auxin indole 3-acetic acid (IAA), solubilize phosphate and biocontrol F. oxysporum. Twelve strains reduced growth of pathogenic fungus over 50% and four of them (named FCCT 16, FCCT 58, FCCT 199-2 and FCCT 363-2) exhibited IAA highest production (ranging 13.38–21.14 µg/ml) and were able to solubilize phosphate (ranging 215.80–288.18 µg/ml of calcium phosphate). Tomato plants inoculated with those four strains increased chlorophyll content, shoot length, fresh and dry weight of shoot and roots, and reduced F. oxysporum wilt disease between 10 and 30%. On the basis of our results, we conclude that soils of the Argentine Pampas harbor Trichoderma strains with beneficial dual effects which could be of interest for the development of commercial products.Fil: Bader, Araceli Natalia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Salerno, Graciela Lidia. Fundación para Investigaciones Biológicas Aplicadas; ArgentinaFil: Covacevich, Fernanda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Consolo, Verónica Fabiana. Fundación para Investigaciones Biológicas Aplicadas; Argentin

Sucrose metabolism: Anabaena sucrose-phosphate synthase and sucrose-phosphate phosphatase define minimal functional domains shuffled during evolution

Based on the functional characterization of sucrose biosynthesis related proteins [SBP: sucrose-phosphate synthase (SPS), sucrose-phosphate phosphatase (SPP), and sucrose synthase (SuS)] in Anabaena sp. PCC7120 and sequence analysis, we have shown that SBP are restricted to cyanobacterium species and plants, and that they are multidomain proteins with modular architecture. Anabaena SPS, a minimal catalytic SPS unit, defines a glucosyltransferase domain present in all SPSs and SuSs. Similarly, Anabaena SPP defines a phosphohydrolase domain characteristic of all SPPs and some SPSs. Phylogenetic analysis points towards the evolution of modern cyanobacterial and plant SBP from a bidomainal common ancestral SPS-like gene.Fil: Cumino, Andrea Carina. Fundación para Investigaciones Biológicas Aplicadas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Curatti, Leonardo. Fundación para Investigaciones Biológicas Aplicadas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Giarrocco, Laura Estela. Fundación para Investigaciones Biológicas Aplicadas; ArgentinaFil: Salerno, Graciela Lidia. Fundación para Investigaciones Biológicas Aplicadas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Sucrose-to-ethanol microalgae-based platform using seawater

Microalgal biomass is increasingly considered a promising feedstock for the production of bioethanol because it has simpler biochemical composition and structural features than plant feedstocks. However, it still requires hazardous and/or expensive acid or enzymatic saccharification processes before its conversion into ethanol by fermentation. To bypass this limitation, we identified microalgal strains that accumulate up to 10% (w/w) of sucrose, a readily fermentable sugar. Conditions were optimized to produce sucrose in half-strength seawater, as well as efficient extraction by very mild procedures, and conversion into ethanol. We present a model based on cultivation in environmental photobioreactors that predicted a productivity of 4,200 L ethanol · ha-1 · year-1 in raceway ponds in Brazil, approaching the average sucrose and ethanol productivity from sugarcane.Fil: Sanz Smachetti, María Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Coronel, Camila Denise. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Salerno, Graciela Lidia. Fundación para Investigaciones Biológicas Aplicadas; ArgentinaFil: Curatti, Leonardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; Argentin

Ethanol and protein production from minimally processed biomass of a genetically-modified cyanobacterium over-accumulating sucrose

One of the main bottlenecks of a microalgal or cyanobacterial biomass biorefinery is the separation of differentuseful fractions using simple, low energy-consuming, cost-effective, and scalable separation processes. Althoughthe carbohydrates-rich biomass of these microorganisms presents clear advantages over conventional terrestrialcrops as feedstocks for ethanol, it still requires acid and/or enzymatic hydrolysis for efficient fermentation. Here,we show the genetic modification of carbohydrates partitioning in afilamentous cyanobacterium towards theaccumulation of sucrose up to 10% (w/w) as a readily fermentable feedstock. We optimized two methods for thepreparation of concentrated sucrose syrups, which were efficiently converted into ethanol by yeasts, without theneed of additional pretreatments. Biomass drying and milling, followed by aqueous extraction of sugars andproteins, and the recovery of proteins by short pulses of heat, kept the value of sugars as a feedstock for ethanoland protein for feed supplements within a cost-effective biomass biorefinery.Fil: Sanz Smachetti, María Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Perez Cenci, Macarena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Salerno, Graciela Lidia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; Argentina. Fundación para Investigaciones Biológicas Aplicadas; ArgentinaFil: Curatti, Leonardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; Argentin

Test de PCR para la detección de Septoria tritici en semilla de trigo: eficaz por sobre otras técnicas de rutina l

El hongo Septoria tritici Rob. ex Desm. [teleomorfo Mycosphaerella graminicola (Fuckel) Schroeter] es un importante patógeno del cultivo de trigo que causa la “septoriosis” o mancha de la hoja. A nivel mundial el patógeno produce severas pérdidas en su rendimiento. (entre el 31 y el 54 %). Con la adopción generalizada de la SD y el uso de fertilizantes, el rendimiento productivo es sostenido, aunque en ocasiones se ve fuertemente disminuido por el aumento de la septoriosis. La semilla producida en SD se caracteriza por una mayor incidencia de microorganismos patógenos (Carmona et al. 1990, Krupinsky,1999) resultando sumamente importante contar con test de rápida implementación que garantice la presencia de semillas libre o con bajo nivel de infección por septoriosis. Las plántulas pueden ser infectadas luego de la emergencia y bajo condiciones favorables de temperatura y humedad (Lovell et al. 1997, Hunter et al. 1997). Se ha demostrado que las ascosporas y picnidiosporas, dispersadas por el viento y la lluvia son las fuentes primarias de inóculo de la enfermedad Cordo et al. 2005. Este se transfiere verticalmente a las partes superiores de la planta Lovell et al. 1997. Por otra parte, se ha postulado que los rastrojos de trigo y las semillas podrían ser una importante fuente de transmisión de la enfermedad a través de los continentes (Banke and McDonald, 2005, Cordo et al. 2006). El objetivo de este trabajo fue desarrollar y convalidar un método diagnóstico que permita detectar con gran sensibilidad la presencia de ADN del hongo S. tritici en semillas de trigo y comprobar su eficacia comparando este test con otras técnicas convencionales para el estudio de la sanidad de la semilla

Mating-type distribution and fertility status in Magnaporthe grisea populations from Argentina

Isolates of Magnaporthe grisea causing gray leaf spot on rice were collected in Argentina and analyzed for mating distribution and fertility. One hundred and twenty-five isolates of M. grisea were collected from rice plants between 2000 and 2003. Each isolate was tested for mating type through a polymerase chain reaction based assay. All M. grisea isolates from Argentina belonged to a single mating type, MAT1.1. The fertility status of isolates was determined using controlled crosses in vitro, pairing each isolate with GUY11 and KA9 (MAT1.2 standard hermaphroditic testers). Production of perithecia was scarce among isolates of the blast pathogen since a low percentage of them (7.2%) developed perithecia with only one of the fertile tester (KA9); all crosses failed with the other tester strain. Asci and ascospores were not observed. The presence of only one mating type and the absence of female fertile isolates indicate that sexual reproduction is rare or absent in M. grisea populations associated with rice in Argentina.Centro de Investigaciones en Fitopatologí

Bioformulación de Trichoderma harzianum en sustrato sólido y efectos de su aplicación sobre plantas de pimiento

For the use of biofertilizers for horticultural farmers the formulation has to be economical, of easy application andhas to guarantee the efficiency of the inoculum. Our objective was to select a substrate for device Trichodermaharzianum Rifai and evaluate its effect on pepper (Capsicum annum L.) plants. The development of fungalbiomass and sporulation was evaluated on 4 organic supports: rice, wheat bran, peat, wheat bran + peat (1:1 v/v),which were separately inoculated with T. harzianum (1 mL 1 x 108 conidia / 1250 cm3 incubated at 25°C). Themixture of bran+peat showed the highest fungal colonization and sporulation 5 days after inoculation (DAI). Thebest viability preservation of conidia of the bioformulate was maintained between 4ºC and 25ºC during 15 DAI,while at 35ºC and 40ºC the viability was significantly reduced (80%). The highest formation of chlamydosporeswas determined at 4°C (76% at 35% DAI), with a reduction towards of about 40-50% at 25°C and 35°C. Fourstrains were bioformulated in the bran+peat support and all increased pepper plant growth at 45 DAI. The FCCT16 strain increased aerial development and photosynthetic capacity by more than 100%. The strains FCCT 199-2and FCCT 363-2 favored mainly root development. It is suggested as a promising and economic vehicle, theformulation of strains of Trichoderma in the bran+peat support, whose activity and properties can be maintainedthrough the formation of chlamydospores in a range of temperatures and conservation time commonly usedamong horticultural farmers.Para la implementación de biofertilizantes se pretende que su formulación sea económica, de fácil aplicación yque garantice la eficacia del inóculo. Nuestro objetivo fue seleccionar un sustrato para vehiculizar Trichodermaharzianum Rifai y evaluar su efecto sobre plantas de pimiento (Capsicum annum L.). El desarrollo de biomasafúngica y esporulación se evaluó sobre 4 soportes orgánicos: arroz, salvado de trigo, turba, salvado detrigo+turba (1:1 v/v), que fueron inoculados separadamente con T. harzianum (1mL 1 x 108 conidios/1.250 cm3;incubados a 25°C). La mezcla de salvado de trigo+turba evidenció la mayor colonización fúngica y esporulacióna los 5 días posteriores a la inoculación (DPI). La mejor conservación de la viabilidad de conidios delbioformulado se mantuvo entre 4 y 25ºC durante 15 días, mientras que a 35 y 40ºC la viabilidad se redujosignificativamente (80%). La mayor formación de clamidosporas se observó a 4°C (76% a 35 DPI), con unareducción del 40-50% a 25 y 35°C. Cuatro cepas fueron bioformuladas en el soporte salvado de trigo+turba ytodas incrementaron el crecimiento vegetal en plántulas de pimiento a 45 DPI. La cepa FCC T 16 incrementó, enmás del 100% el desarrollo aéreo y la capacidad fotosintética. Las cepas FCCT 199-2 y FCCT 363-2favorecieron preferentemente el desarrollo radical. Se sugiere como vehículo promisorio y económico, laformulación de cepas de Trichoderma en el soporte salvado de trigo+turba, cuya actividad y propiedades puedenser mantenidas mediante la formación de clamidosporas en un rango de temperaturas y tiempo de conservaciónde uso común entre los productores hortícolas