Abstract:

Zymomonas mobilis mobilis (Zm) produce factores antimicrobianos que actúan sobre un amplio espectro de microorganismos patógenos para el hombre, animales y plantas. Un problema importante a resolver en los tratamientos con antimicrobianos, es el desarrollo de resistencia a compuestos empleados actualmente, no siendo las bacterias fitopatógenas una excepción. En el presente trabajo se realizaron ensayos de antagonismo con células (pruebas de estrías cruzadas) y sobrenadantes concentrados (Sc) (por difusión en agar) preparados a partir de cultivos de Zm (aislada de jugo de caña de azúcar producido en Tucumán), frente a la bacteria causal de la cancrosis: Xanthomonas citri subsp. citri. Se evaluaron aislamientos de Xcc sensibles (Xc) y resistentes (Xcr) a compuestos a base de cobre. Los resultados obtenidos mostraron que la bacteria testigo fue inhibida totalmente por las células de Zm, ejerciendo un efecto bactericida. En los ensayos de difusión en el agar se observó que tanto Xc, como Xcr fueron sensibles al Sc de Zm. Se sabe, por estudios anteriores, que los metabolitos de Zymomonas tienen un efecto deletéreo en la membrana celular de E. coli AB1133, inhibiéndose la respiración de la bacteria inmediatamente de agregado Sc (60 UA). En el presente trabajo se observó el mismo efecto, inhibición total de la respiración en Xc, luego del agregado del Sc (60 UA). Por lo observado, se deduce que el blanco de acción de los metabolitos antimicrobianos de Sc en Xc, sería el mismo que el de E. coli AB1133. Con los resultados obtenidos se considera de interés encarar el estudio de los compuestos de Zm para ser empleados en el control de enfermedades que afectan los cultivos de valor económico de la región, como es el caso de la cancrosis, como así también profundizar acerca de la acción de dichos metabolitos en la membrana de Xanthomonas citri subsp. citri.

Zymomonas mobilis mobilis (Zm) produces antimicrobial factors, which have an effect on a wide range of microorganisms pathogenic to man, animals, and plants. An important problem to solve with antimicrobial treatments is the development of resistance in these microorganisms, including phytopathogenic bacteria, to the currently used active ingredients. In this study, antagonism tests with cells (cross-streaking) and cell-free culture supernatants (CCS) (agar diffusion test) from Zm cultures, isolated from sugarcane juice in Tucumán, were carried out, measuring activity against Xanthomonas citri subsp. citri (Xcc), the causal agent of citrus canker. Xcc isolates sensitive (Xc) and resistant (Xcr) to copper pesticides were included in these tests. Results showed that indicator bacteria were completely inhibited by cells of Zm, which had a bactericide effect. Both Xc and Xcr were sensitive to the CCS in the agar diffusion method. Previous studies had revealed the deleterious effects of metabolites from Zm on cell membranes of E. coli AB1133, inhibiting the respiration of the bacteria inmediately after CCS addition. On the basis of these results, the effects of CCS on Xcc respiration were studied, verifyng a similar response. This would indicate that the site of action of these antimicrobial compounds is also located at the cell membrane of the bacteria under study. Based on these results, additional studies are suggested to evaluate Zm-derived products on the control of diseases that affect economically important

Author affiliation: Romero, María Ester del Valle. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia; Argentina

Author affiliation: Ramallo, Carolina Jaqueline. Gobierno de Tucumán. Ministerio de Desarrollo Productivo. Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres; Argentina

Author affiliation: Ploper, Leonardo Daniel. Gobierno de Tucumán. Ministerio de Desarrollo Productivo. Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino. Provincia de Tucumán. Ministerio de Desarrollo Productivo. Estación Experimental Agroindustrial "Obispo Colombres" (p). Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino; Argentina

Abstract:

Diospyros kaki, conocido popularmente como “caqui", es una especie originaria de Asia. El objetivo de este estudio fue evaluar la capacidad antioxidante y antibacteriana del fruto de Diospyros kaki. La muestra fue obtenida en la ciudad de Nogales, Región de Valparaíso, Chile. Fue separada en pulpa y cáscara, a partir de éstas se obtuvieron los extractos etanólicos. En primer lugar se determinó el contenido de fitoconstituyentes (fenoles, flavonoides y antraquinonas). Además, se determinó la capacidad antioxidante mediante ensayos de DPPH y TRAP. Para determinar la capacidad antibacteriana se realizaron ensayos de concentración mínima de inhibición antibacteriano (CMI), en diferentes bacterias (Basilus subtilis, Listeria monocytogenes, Escherichia coli, Staphylococcus aureus y Pseudomonas syringae). Se observó que el extracto etanólico de pulpa fue más activo como agente antioxidante en todos los ensayos realizados con valores de CI50 de 5,43 frente al extracto de cáscara 6,10 respectivamente contra DPPH. Por otra parte, el extracto de pulpa de caqui presentó una mayor capacidad de inhibición bacteriana para las Escherichia coli y Staphylococcus aureus, con una CMI de 800 ppm y un porcentaje de inhibición mayor a 80% para ambas bacterias. La cantidad de antraquinonas se relaciona fuertemente con la actividad antibacteriana. Los resultados presentados muestran que la fruta podría ser útil como fuente de agente antioxidante, antibacteriano y de productos nutracéuticos. Promoviendo a su vez el consumo, producción y exportación de este fruto

Author affiliation: Calderón, Valeska. Universidad de Playa Ancha (Valparaíso, Chile)

Author affiliation: Díaz, Katy. Universidad de Playa Ancha (Valparaíso, Chile)

Author affiliation: Jara, Carlos. Universidad de Playa Ancha (Valparaíso, Chile)

Author affiliation: Madrid, Alejandro. Universidad de Playa Ancha (Valparaíso, Chile)

Abstract:

El empleo de películas comestibles formuladas con compuestos antimicrobianos para recubrir alimentos es una forma de “envasado activo”. Mediante esta tecnología, se busca extender la vida útil de un producto alimenticio y disminuir la tasa de contaminación microbiana favoreciendo la seguridad de los consumidores. Los ácidos orgánicos y sus sales han sido utilizados ampliamente como aditivos alimenticios para controlar el desarrollo de patógenos y evitar la diseminación de enfermedades. En el presente trabajo, se evaluó el potencial antimicrobiano de películas comestibles elaboradas a base de proteínas del lactosuero (WPC) y glicerol (Gli) con la incorporación de sorbato de potasio (SP), benzoato de sodio (BS) y propionato de sodio (PS) frente a la cepa shigatoxigénica Escherichia coli O157:H7 ATCC 43895. La incorporación de las sales orgánicas en las películas ácidas de WPC/Gli obtenidas a pH 5,2 se realizó en cuatro concentraciones: 0,25%, 0,50%, 0,75% y 1,0% p/p. La actividad antimicrobiana se evaluó en medio agar Mueller-Hinton regulado a pH 5,2 a través de ensayos de difusión en agar y pruebas de barrera (cualitativa y cuantitativa). Además, se estudió la relación entre la capacidad antimicrobiana de las películas y la concentración de inóculo bacteriano (alto y bajo). El ensayo de difusión mostró que la incorporación de SP y BS a las películas comestibles de WPC/Gli redujo o inhibió el crecimiento de E. coli, excepto cuando la concentración de SP fue 0,25%. Este efecto fue más notorio a medida que la concentración de sales orgánicas en las películas aumentó y más evidente a inóculo bajo del patógeno. No se observó inhibición alguna ante la incorporación de PS en las películas. Los resultados de las pruebas de barrera cualitativa revelaron que tanto el SP como el BS a concentraciones iguales o superiores a 0,50% presentan excelentes propiedades para prevenir la contaminación externa, no siendo efectiva la adición de PS a las concentraciones ensayadas. Los resultados de las pruebas de barrera cualitativa y cuantitativa fueron coherentes con los obtenidos en los ensayos de difusión en agar. En conclusión, la adición de SP y BS a películas comestibles ácidas de WPC/Gli puede ser de suma utilidad para prevenir la contaminación post-proceso de los alimentos, demostrando un amplio potencial para su aplicación como recubrimiento activo en la industria alimentaria.

Author affiliation: Perez, Leonardo Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Química Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Química Rosario; Argentina

Author affiliation: Soazo, Marina del Valle. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Química Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Química Rosario; Argentina

Author affiliation: David, Mauricio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Química Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Química Rosario; Argentina

Author affiliation: Rubiolo, Amelia Catalina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentina

Author affiliation: Verdini, Roxana Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentina

Abstract:

El propósito del presente trabajo fue determinar la potencia antimicrobiana de extractos alcohólicos de plantas utilizadas popularmente en Argentina como antisépticos y antiinflamatorios: Dasyphyllum diaconthoides, Erythrina cristagalli, Larrea cuneifolia, Larrea divaricata, Phytolacca dioica, Pithecoctenium cynanchoides, Prosopanche americana, Schinus molle, Schkuhria pinnata, Senna aphylla y Solidago chilensis. La inhibición del crecimiento bacteriano se determinó a través de ensayos de difusión en agar, macrodilución en medio sólido y microdilución en medio líquido frente a 47 aislamientos clínicos multirresistentes a antibióticos, obtenidos de pacientes de un hospital de Tucumán, Argentina: Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis, Enterobacter cloacae, Serratia marcescens, Morganella morganii, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa, Stenotrophomonas maltophilia. De acuerdo con los valores de concentración inhibitoria mínima (CIM), tres de las once especies ensayadas fueron las más activas: L. divaricata, L. cuneifolia, y S. aphylla (CIM de 25 a 200 µg/mL). P. mirabilis, A. baumanni y S. maltophilia fueron las cepas más susceptibles con valores de CIM entre 25 y 50 µg/mL seguido por P. aeruginosa con valores de CIM de 50 a 100 µg/mL. Los valores de concentración bactericida mínima (CBM) fueron semejantes o dos veces superiores a los valores de CIM. Mediante ensayos bioautográficos se comprobó que los extractos más activos presentaban al menos dos principios antimicrobianos. Análisis fitoquímicos indican que estos compuestos son de naturaleza fenólica. Los resultados obtenidos justificarían el uso de estos extractos para el tratamiento de infecciones bacterianas, especialmente aquellas de origen dérmico.

The present study was conducted to investigate antimicrobial activity of alcoholic extracts of Argentine medicinal plant species (Dasyphyllum diacanthoides, Erythrina cristagalli, Larrea cuneifolia, Larrea divaricata, Phytolacca dioica, Pithecoctenium cynanchoides, Prosopanche americana, Schinus molle, Schkuhria pinnata, Senna aphylla and Solidago chilensis) against multidrug resistant human pathogen gram negative bacteria isolated from a Hospital in Tucumán, Argentina. Inhibition of bacterial growth was investigated using disc diffusion, agar macrodilution and broth microdilution methods against multiresistant clinical isolates of nine different specie of gram negative bacteria: Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis, Enterobacter cloacae, Serratia marcescens, Morganella morganii, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa, Stenotrophomonas maltophilia. A significant antimicrobial activity was found in three of the eleven plant species studied. Based on minimal inhibitory concentration (MIC) values, three plant species, L. divaricata, L. cuneifolia, and S. aphylla were the most potent ones with MIC values between 25-200 µg/mL. Overall, P. mirabilis, M. morganii and P. aeruginosa isolates were the most susceptible to these extracts with MIC values of 25 to 50 µg/mL. All extracts showed significant inhibitory activities on bacteria growth in a dose phenolic compound-dependent fashion. The minimal bactericidal concentration (MBC) values were identical to the MIC values or twofold higher than the corresponding MIC. Contact bioautography indicated that crude extracts possess several major antibacterial components. Phytochemical screening showed that the bioactive compounds correspond to polyphenols. Investigations are in progress to purify the bioactive principles.

Author affiliation: Zampini, Iris Catiana. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia. Instituto de Estudios Vegetales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina

Author affiliation: Cudmani, Norma. Provincia de Tucumán. Hospital de Clinicas Dr. Nicolás Avellaneda; Argentina

Author affiliation: Isla, Maria Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia. Instituto de Estudios Vegetales; Argentina

Abstract:

Las plantas son una valiosa fuente de productos bioactivos con potencial uso como antimicrobianos naturales. El propósito de este estudio fue evaluar la actividad inhibitoria de tres especies de Acacia frente a bacterias Gram positivas. Se determinó la concentración inhibitoria mínima (CIM) y la concentración bactericida mínima (CBM) de A. aroma, A. caven y A. furcatispina mediante el método de microdilución en placa (CLSI) en caldo tripticasa suplementado con 0,01% de cloruro de 2,3,5-trifeniltetrazolio como indicador visual de crecimiento de L. monocytogenes y S. aureus. Se ensayaron combinaciones de extractos 1:1 para potenciar la actividad antibacteriana de los extractos que mostraron baja actividad. La CIM de la mezcla se comparó con las CIM de cada extracto por separado para obtener el índice de concentración inhibidora fraccional (CIF). Las especies de Acacia ensayadas mostraron efecto inhibitorio en concentraciones que variaron entre 0,312 y 20 mg/ml. El extracto acuoso de A. aroma mostró la mayor actividad frente a cepas de Listeria y Staphylococcus (0,625 y 0,312 mg/ml respectivamente). A. caven y A. furcatispina presentaron menor actividad antibacteriana (valores entre 2,5 y 20 mg/ml). El resultado de la mezcla de ambas Acacia disminuyó a la mitad la concentración inhibitoria por un efecto aditivo (CIF= 0,75).Se determinaron valores bactericidas (CBM) 2 a 5 veces mayores a la CIM. Otros estudios determinaron ausencia de actividad citotóxica y/o genotóxica para estas especies vegetales por lo que podemos concluir que el potencial de las propiedades biológicas e inocuidad de estas plantas naturales de nuestra región, muestran resultados alentadores para actividad anti-Listeria y anti-Staphylococcus.

Author affiliation: Mohamed, Ana Mariel. Universidad Nacional de San Luis

Author affiliation: Cifuente, Diego. Universidad Nacional de San Luis

Author affiliation: Mattana, Claudia. Universidad Nacional de San Luis

Abstract:

Con el objetivo de evaluar la actividad antimicrobiana frente a bacterias multi-drogo resistentes, se estudiaron 234 cepas de actinobacterias aisladas de suelo de Argentina y Perú. Se seleccionaron 13 cepas sobre la base de su actividad antagonista contra Staphylococcus aureus meticilina-resistente (SAMR) y Enterococcus resistente a vancomicina (EVR-van A y van B). La presencia de los genes NRPS, PKS-I y PKS-II fueron investigados por técnicas de PCR. Entre las 13 actinobacterias seleccionadas, la cepa AC69C mostró la mayor actividad en las pruebas de difusión en medio sólido y se evaluó posteriormente la producción de metabolitos antagonistas en medios líquidos. Los mejores resultados se lograron en caldo de fermentación con carbohidratos, al usarse en combinación almidón y glucosa. Se obtuvieron actividades antimicrobianas de 640 unidades arbitrarias (UA), 320 UA, 320 UA y 80 UA contra EVR-van A, EVR-van B, Listeria monocytogenes ATCC7644 y SAMR, respectivamente. La amplificación por PCR del gen ARNr 16S y el análisis filogenético subsecuente de la cepa AC69C exhibieron una homología del 100 % con Streptomyces antibioticus NRRL B-1701. No fue posible establecer una correlación entre los genes amplificados y la actividad antimicrobiana de las 13 cepas seleccionadas. Los resultados de este trabajo demuestran la amplia distribución de las actinobacterias en suelo y la importancia del aislamiento de cepas para la búsqueda de nuevos metabolitos activos contra bacterias multi-drogo resistentes de origen clínico.

Two hundred and thirty four actinobacteria strains were isolated from Argentinian and Peruvian soil in order to evaluate the antimicrobial activity against multidrug resistant bacteria On the basis of their antagonist activity against methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) and two vancomycin-resistant Enterococcus (EVR-Van A and EVR Van B),13 strains were selected. The presence of NRPS, PKS-I and PKS-II genes were also investigated by PCR techniques. Among the 13 selected actinobacteria, strain AC69C displayed the higher activity in diffusion tests in solid medium and was further evaluated for the production of antagonist metabolites in liquid media. The best results were obtained using fermentation broth with carbohydrates, when starch and glucose were used in combination. Antimicrobial activities of 640 arbitrary units (AU), 320 AU, 320 AU and 80 AU were obtained against EVR-Van A, EVR-Van B, Listeria monocytogenes ATCC7644 and MRSA, respectively. PCR amplification of 16S rRNA gene and subsequent phylogenetic analysis of AC69C strain displayed a 100 % homology with Streptomyces antibioticus NRRL B-1701. It was not possible to establish a correlation between the amplified genes and antimicrobial activity of the 13 selected strains. The results of this work show the wide distribution of actinobacteria in soil and the importance of the isolation of strain to screen novel active metabolites against multidrug resistant bacteria of clinical origin.

Author affiliation: Parada, Romina Belén. Universidad Nacional de la Patagonia "San Juan Bosco". Facultad de Ciencias Naturales - Sede Trelew; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina

Author affiliation: Marguet, Emilio Rogelio. Universidad Nacional de la Patagonia "San Juan Bosco". Facultad de Ciencias Naturales - Sede Trelew; Argentina

Author affiliation: Vallejo, Marisol. Universidad Nacional de la Patagonia "San Juan Bosco". Facultad de Ciencias Naturales - Sede Trelew; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina

Abstract:

Background: The production of antimicrobial peptides is a common defense strategy of living cells against a wide range of pathogens. Plant snakin peptides inhibit bacterial and fungal growth at extremely low concentrations. However, little is known of their molecular and ecological characteristics, including origin, evolutionary equivalence, specific functions and activity against beneficial microbes. The aim of this study was to identify and characterize snakin-1 from alfalfa (MsSN1). Results: Phylogenetic analysis showed complete congruence between snakin-1 and plant trees. The antimicrobial activity of MsSN1 against bacterial and fungal pathogens of alfalfa was demonstrated in vitro and in vivo. Transgenic alfalfa overexpressing MsSN1 showed increased antimicrobial activity against virulent fungal strains. However, MsSN1 did not affect nitrogen-fixing bacterial strains only when these had an alfalfa origin. Conclusions: The results reported here suggest that snakin peptides have important and ancestral roles in land plant innate immunity. Our data indicate a coevolutionary process, in which alfalfa exerts a selection pressure for resistance to MsSN1 on rhizobial bacteria. The increased antimicrobial activity against virulent fungal strains without altering the nitrogen-fixing symbiosis observed in MsSN1-overexpressing alfalfa transgenic plants opens the way to the production of effective legume transgenic cultivars for biotic stress resistance.

Instituto de Genética

Author affiliation: Garcia, Araceli Nora. INTA. Instituto de Genética; Argentina

Author affiliation: Ayub, Nicolás Daniel. INTA. Instituto de Genética; Argentina

Author affiliation: Fox, Ana Romina. INTA. Instituto de Genética; Argentina.

Author affiliation: Gomez, Maria Cristina. INTA. Instituto de Genética; Argentina

Author affiliation: Dieguez, María José. INTA. Instituto de Genética; Argentina

Author affiliation: Pagano, Elba Maria. INTA. Instituto de Genética; Argentina

Author affiliation: Berini, Carolina Andrea. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y SIDA; Argentina

Author affiliation: Muschietti, Jorge Prometeo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Biodiversidad y Biología Experimental; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular, “Dr. Hector Torres”; Argentina

Author affiliation: Soto, Gabriela Cinthia. INTA. Instituto de Genética; Argentina

Abstract:

A fines de la década del ´40 del siglo pasado se comenzaron a utilizar antibióticos en la dieta de los animales, con el objetivo de aumentar la producción de carne, huevos y leche. Los resultados desde el punto de vista productivo fueron altamente positivos. Sin embargo, con el correr del tiempo esta práctica comenzó a ser cuestionada desde el punto de vista de la salud pública por sus implicancias en la generación de resistencia a los antimicrobianos usados en terapéutica. Así, en el año 2003 la Unión Europea comienza con las directivas para la prohibición de su uso. En lo que a la producción aviar se refiere es particularmente cuestionado el uso no terapéutico de antimicrobianos tanto para la prevención de enfermedades (profilaxis) como para la estimulación del crecimiento, lo que implica administrar dosis subterapéuticas a animales generalmente a través del alimento con la finalidad de aumentar su productividad y ritmo de crecimiento. El desafío actual se centra en encontrar compuestos que logren los mismos resultados beneficiosos en la producción que los antimicrobianos como promotores de crecimiento, sin los efectos adversos del uso de éstos para tal fin.

By the end of the 40s´ in the last century, antibiotics were used in animals´ diets, with the aim to increase meat, eggs and milk production. The results from the productive point of view were highly positive. However, overtime, this practice was questioned from the public health point of view due to its implications in the generation of resistance to the antimicrobial used in treatments. Thus, in 2003, the European Union started with the instructions of the prohibition of its use. With respect to poultry production, the non-therapeutic use of antimicrobial is questioned not only for diseases prevention (profilaxis) but for the growth stimulation as well, what means to administer sub-therapeutic doses to animals generally through feed with the purpose of increasing their productivity and growth rate. The current challenge is to find compounds which achieve the same beneficial results in the production as the antimicrobial in growth promotion without adverse effects for such use.

Author affiliation: Ardoino, Silvia Marina. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales. Departamento de Ciencias Biológicas. Centro de Investigaciones de Fitopatología. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones de Fitopatología; Argentina. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Veterinarias; Argentina

Author affiliation: Toso, Ricardo Enrique. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales. Departamento de Ciencias Biológicas. Centro de Investigaciones de Fitopatología. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones de Fitopatología; Argentina

Author affiliation: Alvarez, Hebe Lina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales. Departamento de Ciencias Biológicas. Centro de Investigaciones de Fitopatología. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones de Fitopatología; Argentina

Author affiliation: Mariani, Ezequiel Lisandro. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Veterinarias; Argentina

Author affiliation: Cachau, Pablo Daniel. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Veterinarias; Argentina

Author affiliation: Mancilla, Micaela Vanesa. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Veterinarias; Argentina

Author affiliation: Oriani, Delia Susana. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales. Departamento de Ciencias Biológicas. Centro de Investigaciones de Fitopatología. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones de Fitopatología; Argentina. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Veterinarias; Argentina

Abstract:

Tesis para obtener el grado de Doctora en el área de Ciencias Agropecuarias, de la Universidad de Buenos Aires, en 2015

Snakin-1 (SN1)es un péptido antimicrobiano rico en cisteínas aislado a partir de Solanum tuberosum que fue clasificado como miembro de la familia Snakin/GASA. Con el objetivo de estudiar el rol de SN1 in planta, se realizó una caracterización detallada de líneas sobreexpresantes y silenciadas para este gen. Si bien la sobreexpresión de SN1 no resultó en diferencias morfológicas evidentes con respecto a las plantas sin transformar, las líneas silenciadas mostraron una altura reducida, hojas de una forma atípica y de menor tamaño, e importantes defectos en los procesos de floración y de tuberización. El área foliar de las mismas presentó una disminución del 50-60 por ciento como resultado de un menor número de células por hoja. Con el fin de identificar vías metabólicas y procesos fisiológicos afectados en las líneas transgénicas se analizaron los perfiles metabólicos y la composición de la pared celular de las hojas. Asimismo, se estudió la participación de SN1 en la homeostasis redox y en el balance hormonal. Finalmente se hicieron análisis de los perfiles transcripcionales de las líneas transgénicas con el fin de esclarecer el modo de acción de SN1. Los resultados obtenidos demuestran que el silenciamiento de SN1 afecta la división celular, el metabolismo primario y la composición de la pared celular lo cual resulta en notorias alteraciones fenotípicas e indica que este gen participa en el crecimiento y en el desarrollo además de su rol en defensa. Como fue descripto para otros genes de la familia Snakin/GASA, es posible que SN1 cumpla su rol mediante la modulación de las especies reactivas de oxígeno y de la síntesis de hormonas en la planta. Asimismo, la disponibilidad del genoma secuenciado de la papa nos permitió identificar 14 nuevos miembros de la familia Snakin/GASA que se suman a los tres genes previamente reportados para esta especie.

Snakin-1 (SN1) is an antimicrobial cysteine-rich peptide isolated from Solanum tuberosum that was classified as a member of the Snakin/GASA protein family. In this work, a transgenic approach was used to study the role of SN1 in planta. Even when overexpressing SN1 potato lines did not show remarkable morphological differences from wild type (WT), SN1 silencing resulted in reduced height, reduced leaf size, malformed leaves and severe alterations in tuberization and flowering process. SN1 silenced lines had a leaf area reduction of 50-60% with respect to WT leaves as a result of a reduced number of epidermal cells. In order to identify metabolic pathways and physiological processes affected in transgenic lines we analyzed metabolic profiles and cell wall composition from overexpressing and silenced lines as well as WT leaves. Moreover, we studied SN1 involvement in redox homeostasis and hormonal balance. Finally, transcriptional profiling analyses were performed to gain insight into the mode of action of SN1. We demonstrated that SN1 silencing results in an abnormal phenotype and affects cell division, leaf primary metabolism and cell wall composition in potato plants, suggesting that SN1 has additional roles in growth and development beyond its previously assigned role in plant defense. It is possible that SN1 plays its role by modulating reactive oxygen species and synthesis and hormone levels in plants, as it was described for others genes of Snakin/GASA family. Furthermore, 14 novel Snakin/GASA family members were identified in the recently sequenced potato genome in addition to the previously reported genes (SN1, SN2 and SN3) suggesting that the Snakin/GASA gene family in potato consists of 17 members.

Instituto de Biotecnología

Author affiliation: Nahirñak, Vanesa. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Biotecnología; Argentina

Abstract:

Las poblaciones bacterianas tienen la habilidad de adaptarse rápida y óptimamente a los cambios en los ambientes en los que existen. De esta manera, en ambientes propicios, con ausencia o baja incidencia de factores estresantes, se las puede encontrar de forma individual, también llamada planctónica. Sin embargo, los cambios bruscos en el ambiente que las rodea, conducen a un cambio importante en el comportamiento de la bacteria individual, la cual tiende a contactar y “comunicarse” con las bacterias aledañas para conformar una patina bacteriana, llamada biofilm. Los biofilm son responsables de las infecciones bacterianas crónicas y/o recidivantes en humanos y animales. La característica fundamental de los biofilm bacterianos es su amplia resistencia frente a una variedad de antimicrobianos, la cual es consecuencia de mecanismos distintos a los reportados para la bacteria en estado planctónico. La formación de biofilms comienza a ser reconocida como un proceso de desarrollo multicelular. Esta es la llave de las nuevas estrategias terapéuticas: el cambio del blanco a tratar, dejar de pensar en la bacteria para empezar a pensar en ese organismo multicelular conformado por bacterias al que se denomina biofilm.

Bacterial populations have the ability to adapt quickly and optimally to changes in its environment. Thus, in favourable environments, with no or low incidence of stressors, they can be found in individual form also called planktonic. However, sudden changes in the surrounding environment leads to a significant change in the behaviour of the individual bacteria, which tends to contact and “communicate” with neighbour bacteria to form a conglomerate called biofilm. Biofilms are responsible for chronic/recalcitrant infections in humans and animals. The most important feature of bacterial biofilms is their high resistance to a wide range of antimicrobials, by mechanism other than those reported for planktonic bacteria. Biofilms development is beginning to be recognized as a process of multicellular development. This is the key to a new therapeutic strategy: changing the therapeutic target from the planktonic bacteria to this multicellular organism called biofilm.

Author affiliation: Meneses, María Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Veterinarias; Argentina

Author affiliation: Landoni, Maria Fabiana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Veterinarias; Argentina