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The role of melanin in the antagonistic interaction between the apple scab pathogen Venturia inaequalis and Microsphaeropsis ochracea

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Abstract:

The objective of this study was to examine the role of melanin in the interaction between the mycoparasite Microsphaeropsis ochracea and the apple scab pathogen Venturia inaequalis. Melanin was extracted from the cell wall of the pathogen and its chemical and physical properties determined on the basis of biochemical tests and visible and infrared spectra. The physical and chemical characteristics of V. inaequalis melanin were similar to the those of synthetic dihydroxyphenylalanine (DOPA) melanin. Precursors of the four known melanin biosynthetic pathways were tested for their ability to restore the pigmentation of an albino strain of V. inaequalis. Scytalone, an intermediate of the 1,8-dihydroxynaphthalene (DHN) pathway, was the only precursor to restore the dark-brown pigmentation. Tricyclazole and pyroquilon, two antipenetrant fungicides, specific inhibitors of DHN melanin synthesis in Pyricularia oryzae, were used to confirm the melanin pathway in V. inaequalis wild type. A reddish-brown pigment was obtained due to the accumulation of shunt products of the DHN melanin pathway instead of a dark-brown pigment, suggesting that the melanin extracted from V. inaequalis was a DHN melanin. Furthermore, growth of an albino mutant of V. inaequalis on scytalone-amended medium resulted in the formation of dark granules similar to those seen in wild-type isolates. Transmission electron microscopic observations of M. ochracea grown in the presence of melanin showed that the granules accumulated gradually along fungal cell walls to form a uniform dark coating.Key words: fungal interaction, biological control, mycoparasitism, apple scab disease.

Afin de mieux comprendre le rôle de la mélanine dans l'interaction entre le mycoparasite Microsphaeropsis ochracea et l'agent causal de la tavelure du pommier, Venturia inaequalis, la mélanine de ce dernier a été caractérisée. La mélanine provenant des parois cellulaires de V. inaequalis a été extraite et ses propriétés déterminées en se basant sur des tests biochimiques et les caractères physiques déterminés à partir des spectres visibles et infra rouges. Les caractéristiques physiques et chimiques de la mélanine extraite de V. inaequalis étaient semblables à celle de la mélanine synthétique dihydroxyphenylalanine (DOPA). Des précurseurs connus de la biosynthèse de la mélanine ont été évalués pour leur capacité à rétablir la pigmentation chez une souche de V. inaequalis albinos. La scytalone, un intermédiaire de la biosynthèse du 1,8-dihydroxynaphtalene (DHN) est le seul précurseur qui a rétablit la pigmentation brun foncé. Le tricyclazole et le pyroquilon, deux fongicides anti-pénétrant et inhibiteur de la synthèse de la mélanine DHN chez le Pyricularia oryzae, ont été utilisé pour établir la voie de biosynthèse de la mélanine chez V. inaequalis. Un pigment brun-rouge dû à l'accumulation de produits intermédiaires de la mélanine DHN a été obtenu au lieu d'un pigment brun foncé ce qui suggère que la mélanine extraite du V. inaequalis est de type DHN. De plus, lorsque la souche de V. inaequalis albinos a été cultivée sur un milieu amendé avec de la scytalone, la formation de granules de couleur foncée semblables à celles observées chez les souches non-albinos a été détectée. L'observation en microscopie électronique de M. ochracea cultivé en présence de mélanine a montré que les granules s'accumulaient progressivement le long des parois fongiques pour former une enveloppe uniforme de couleur sombre.Mots clés : interactions fongiques, lutte biologique, mycoparasitisme, tavelure du pommier.

Keywords: apple scab disease; biological control; fungal interaction; interactions fongiques; lutte biologique; mycoparasitism; mycoparasitisme; tavelure du pommier

Document Type: Research Article

Publication date: 2002-04-01

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  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
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