Идентификация 2.4

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 14292 (2023) Цитировать эту статью

Подробности о метриках

Соединение 2,4-диацетилфлороглюцинол (ДАФГ) представляет собой антибиотик широкого спектра действия, который в основном продуцируется видами Pseudomonas. DAPG играет важную роль в биоконтроле заболеваний, подавляя активность Pseudomonas spp. В текущем исследовании мы сообщаем об открытии биосинтетического кластера DAPG у штаммов Chromobacterium vaccinii, выделенных из водной среды Бразилии, и о распространении биосинтетического кластера в роде Chromobacterium. Филогенетический анализ белка phlD предполагает, что биосинтетический кластер, вероятно, вошел в род Chromobacterium после события горизонтального переноса гена с членом группы Pseudomonas fluorescens. Нам удалось обнаружить следовые количества DAPG в культурах дикого типа и подтвердить функцию кластера с гетерологичной экспрессией в Escherichia coli. Кроме того, мы идентифицировали и подтвердили наличие у этих штаммов других вторичных метаболитов. Мы также подтвердили способность штаммов C. vaccinii продуцировать биоактивный пигмент виолацеин и биоактивный циклический депсипептид FR900359. Сообщалось, что оба соединения обладают противомикробной и инсектицидной активностью. Эти соединения позволяют предположить, что штаммы C. vaccinii следует дополнительно изучить на предмет их потенциала в качестве агентов биологической борьбы.

Соединение 2,4-диацетилфлороглюцинол (ДАФГ) представляет собой антибиотик широкого спектра действия, первоначально выделенный из флуоресцентного штамма Pseudomonas1. DAPG синтезируется кластером поликетидсинтазы III типа, содержащим оперон phlABCDE2,3. Синтез инициируется геном phlD, который производит флороглюцинол из малонил-КоА2. Флороглюцинол последовательно ацилируется с образованием моноацетилфлороглюцинола (МАПГ), а второе ацилирование приводит к образованию DAPG4.

Впоследствии эту молекулу можно использовать для подавления болезнетворных организмов в почве, и она является важным компонентом «почв, подавляющих болезни»5, а также в целях биоконтроля6. DAPG высоко эффективен в борьбе с возбудителями «всеобщего снижения» пшеницы (Gaeumannomyces tritici)7 и «табачной черной корневой гнили» (Thielaviopsis Basicola)8. Сообщалось, что помимо контроля над этими грибковыми аскомицетами, DAPG ингибирует оомицет Pythium ultimum9, грамотрицательную бактерию Erwinia carotovora subsp. atroseptica10 и грамположительная бактерия Clavibacter michiganensis subsp. мичиганский11. Экология и использование DAPG в целях биоконтроля продолжают интенсивно изучаться12,13,14.

Виды Chromobacterium относятся к классу грамотрицательных бактерий Betaproteobacteria. Штаммы Chromobacterium изучались по многим причинам, например, из-за их способности быть условно-патогенными микроорганизмами15 и в качестве модельной системы для определения кворума у ​​грамотрицательных бактерий16. Хромобактерии были богатым источником биоактивных молекул17,18,19. Недавно они использовались и разрабатывались в качестве средств биоконтроля для борьбы с насекомыми-вредителями20,21 и для борьбы с патогенами растений22,23,24,25.

В этом исследовании, изучая разнообразие Chromobacterium в речной системе Бразилии, мы идентифицировали штаммы Chromobacterium vaccinii, которые обладали биосинтетическим кластером поликетидсинтазы, гомологичным оперону phlACBDE26. Это послужило мотивацией определить распространение этого кластера у Chromobacterium spp. и подтвердить биологическую активность кластера.

Типовой штамм C. vaccinii DSM 25150T был получен непосредственно из Немецкой коллекции микроорганизмов и клеточных культур DSMZ. Chromobacterium vaccinii CR1 и CR5 ранее были выделены из водной среды в Бразилии26. Оба штамма были выделены из сырой поверхностной воды, которую собирали непосредственно в стерильные колбы из водоема глубиной от 0 до 30 см, в которых сбор и сохранение образцов происходили в соответствии с Национальным руководством по сбору и сохранению образцов. : вода, отложения, водные сообщества и жидкие стоки27. C. vaccinii CR1 был выделен из ручья Жоао Лейте, Гояния, Гояс, Бразилия. Географическое положение: 16° ​​34' 30,54" ю.ш.; 49° 13' 55,02" WC vaccinii CR5 был выделен из реки Мейя Понте, Гояния, Гояс, Бразилия. географическое положение 16°54′16,3″ ю.ш.; 49°07'37,8'' з.д. Детали изоляции согласно Гомесу и др.28.