Characterization of ligninolytic enzymes and metabolic profile of Cryphonectria parasitica and the isogenic converted strains by CHV1 hypovirus

Dupla diplomação com a Université Libre de Tunis

Cryphonectria parasitica, the causal agent of Chestnut Blight, causes necrotic lesions (so-called cankers) on the bark of stems and branches of susceptible host trees. Cryphonectria Hypovirus 1 (CHV1) infects C. parasitica and reduces the fungus virulence (hypovirulence) and alters the fungus morphology in culture (pigmentation and sporulation capacity). By these characteristics the mycovirus CHV1 is used in Europe as a biological control agent of Chestnut Blight. The aim of this project is to better understand the effect of the mycovirus on the fungi pathogenicity by comparing the production of some lignin degrading enzymes and the metabolic profiles of some virulent and hypovirulent (converted and original) strains. For qualitative evaluation, several different compounds have been used as indicators for ligninolytic enzymes production. For quantitative evaluation, among nine strains five were chosen for biological tests and cultivation in minimal liquid media and the amount of enzyme produced were analyzed. Virulent strains were found to cause more damage in chestnut branches and to produce more lignin degrading enzymes. In apple fruits, some CHV1 infected strains produced bigger rot lesions than wild type strains. In parallel, Biolog FF MicroPlates have been used for the first time with C. parasitica strains to assess their metabolic profiles with concurrent reads of utilization of 95 different carbon sources. Moreover, carbohydrates, amino acids, amines/amides, miscellaneous and polymers were found to be more consumed by hypovirulent strains; therefore, this may suggest a novel adaptation mechanism in fungal ecology and fitness.

Cryphonectria parasitica, o agente causal do cancro do castanheiro, provoca lesões necróticas (cancros) na casca do tronco e ramos de hospedeiros suscetíveis. O micovírus Cryphonectria hipovírus 1 (CHV1) infecta C. parasitica e reduz a virulência do fungo (hipovirulência) e altera a morfologia do fungo em cultura (capacidade de pigmentação e esporulação). Dadas essas características, o micovírus CHV1 é usado na Europa como agente de controlo biológico para o tratamento do cancro do castanheiro. O objetivo deste trabalho é entender melhor o efeito do micovírus na patogenicidade do fungo, comparando a produção de algumas enzimas que degradam a lenhina entre estirpes virulentas e hipovirulentas (convertidas e originais), assim como os perfis metabólicos. Para a avaliação qualitativa, vários compostos diferentes foram utilizados como indicadores para a produção de enzimas lenhinolíticas. Para a avaliação quantitativa, foram escolhidas cinco estirpes para testes biológicos e cultura em meio líquido mínimo, e a quantidade de enzima produzida analisada. Verificou-se que estirpes virulentas causam maior dimensão da lesãonos ramos do castanheiro e produzem mais enzimas lenhinolíticas. Em maçãs, algumas das estirpes hipovirulentas produziram lesões maiores do que as de tipo selvagem. Paralelamente, foram usadas pela primeira vez microplacas Biolog FF com estirpes de C. parasitica, para avaliar perfis metabólicos com leituras simultâneas de 95 fontes de carbono diferentes. Hidratos de carbono, aminoácidos, aminas / amidas, compostos diversos e polímeros foram mais consumidos pelas estirpes hipovirulentas; o que pode sugerir um mecanismo de adaptação ecológica do fungo.