Análisis de la producción de metabolitos extracelulares con actividad antimicrobiana en Irpex lacteus y Ganoderma sp.

Abstract

The Basidiomycota is a fungal taxon that includes approximately 30,000 described species, which fulfill a wide variety of ecological roles as mutualists of other biological groups, as saprophytes that decompose organic matter mainly in terrestrial ecosystems, and as pathogens of plants and animals. Basidiomycetes produce a large number of secondary metabolites with antimicrobial and cytotoxic activity, among other biological activities. Thus, basidiomycetes are considered to be an important source of compounds for combating strains resistant to antifungal and antibacterial agents of conventional use. Therefore, the objective of this work was to analyze the antimicrobial activity of the mycelium and the basal extracellular concentrates of the CMU-0113 strains of Ganoderma sp. and CMU-8413 from Irpex lacteus. The antifungal activity of the extracellular concentrates of the study strains was evaluated, as well as the extracellular metabolome in axenic cultures. Terpenes stood out among the metabolites detected in the obtained metabolomes. Due to this, and because a significant percentage of these metabolites have antimicrobial activity, the genes and enzymes associated with the production of terpenes from Ganoderma spp., a genus for which the genomes of four species have been sequenced, were identified and bioinformatically characterized. Knowledge of the biosynthesis of terpenes from Ganoderma spp. can contribute to optimizing its commercial production, with an impact on the control of agricultural pests and the fight against animal and human pathogens.

El grupo fúngico Basidiomycota incluye aproximadamente a 30.000 especies descritas, las cuales cumplen una gran variedad de roles ecológicos como mutualistas de otros grupos biológicos, como saprófitos que descomponen materia orgánica principalmente en ecosistemas terrestres, y como patógenos de plantas y animales. Los basidiomicetos producen una gran cantidad de metabolitos secundarios con actividad antimicrobiana y citotóxica, entre otras actividades biológicas. Así, los basidiomicetos son considerados como una fuente importante de compuestos para el combate de cepas resistentes a los antifúngicos y antibacterianos de uso convencional. Por lo anterior, el objetivo de este trabajo fue analizar la actividad antimicrobiana del micelio y los concentrados extracelulares basales de las cepas CMU-0113 de Ganoderma sp. y CMU-8413 de Irpex lacteus. Se evaluó la actividad antifúngica de los concentrados extracelulares de las cepas de estudio, así como el metaboloma extracelular en cultivos axénicos. Los terpenos destacaron entre los metabolitos detectados en los metabolomas obtenidos. Debido a esto, y a que un porcentaje importante de dichos metabolitos presentan actividad antimicrobiana se identificaron y caracterizaron bioinformáticamente los genes y enzimas asociadas a la producción de terpenos de Ganoderma spp., género del cual se han secuenciado los genomas de cuatro especies. El conocimiento de la biosíntesis de terpenos de Ganoderma spp. puede contribuir a optimizar su producción comercial, con impacto en el control de plagas agrícolas y el combate en patógenos de animales y humanos.