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Characterization of the glyoxalase I gene from the vascular wilt fungus Verticillium dahliae

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Abstract:

A glyoxalase I gene homologue (VdGLO1) was identified in the vascular wilt fungus Verticillium dahliae by sequence tag analysis of genes expressed during resting structure development. The results of the current study show that the gene encodes a putative 345 amino acid protein with high similarity to glyoxalase I, which produces S-D-lactoylglutathione from the toxic metabolic by-product methylglyoxal (MG). Disruption of the V. dahliae gene by Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation resulted in enhanced sensitivity to MG. Mycelial growth of disruption mutants was severely reduced in the presence of 5 mmol/L MG. In contrast, spore production in liquid medium was abolished at 1 mmol/L MG, although not at physiologically relevant concentrations of ≤100 µmol/L. In this first report on the characterization of a glyoxalase I gene in a vascular wilt pathogen, we found that disruption of VdGLO1 had no discernable effect on the pathogenicity of V. dahliae. These data suggest that while the glyoxalase system is necessary for effectively dealing with catastrophic levels of MG, under normal conditions of growth and infection, other MG detoxification pathways in V. dahliae are able to compensate for the absence of the glyoxalase system.Key words: verticillium wilt, glycolytic methylglyoxal pathway, 2-oxoaldehydes.

Un gène homologue à la glyoxalase I (VdGLO1) fut identifié chez le champignon de la flétrissure vasculaire Verticillium dahliae par l'analyse de marqueurs de séquences de gènes exprimés au cours du développement de la structure de repos. Les résultats de la présente étude démontrent que le gène code une protéine putative de 345 acides aminés ayant une similitude élevée avec la glyoxalase I, qui produit de la S-D-lactoylglutathione à partir du produit dérivé métabolique toxique méthylglyoxal (MG). La destruction du gène de V. dahliae par la transformation par l'intermédiaire de Agrobacterium tumefaciens a entraîné une hausse de la sensibilité au MG. La croissance mycélienne des mutants génétiquement détruits fut gravement réduite en présence de 5 mmol/L de MG. En revanche, la production de spores dans un milieu liquide fut abolie à 1 mmol/L de MG mais non à des concentrations physiologiques de ≤100 µmol/L. Dans ce premier rapport sur la caractérisation d'un gène de glyoxalase I dans un pathogène de flétrissure vasculaire, nous avons constaté que la destruction de VdGLO1 n'avait aucun effet détectable sur la pathogénicité de V. dahliae. Ces données suggèrent que bien que le système de la glyoxalase soit nécessaire pour faire face efficacement à des niveaux catastrophiques de MG, d'autres voies de détoxification du MG chez V. dahliae sont capables de compenser l'absence du système de la glyoxalase dans les conditions normales de croissance et d'infection.Mots clés : flétrissure par verticillum, voie du méthylglyoxal glycolytique, 2-oxaldéhydes.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2006

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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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nrc/cjm/2006/00000052/00000009/art00003
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