Skip to main content

Chitinase and -1,3-glucanase enzyme production by the mycoparasite Clonostachys rosea f. catenulata against fungal plant pathogens

Buy Article:

$50.00 plus tax (Refund Policy)

Abstract:

Clonostachys rosea f. catenulata (syn. Gliocladium catenulatum) is an effective fungal biological agent against Fusarium root and stem rot and Pythium damping-off diseases on cucumber plants. Both chitinase and -1,3-glucanase enzymes were produced when C. rosea was grown on a synthetic medium containing chitin or laminarin as a sole carbon source, respectively. Chitinase production was also induced by Fusarium cell walls, while -1,3-glucanase activity was induced by both Fusarium and Pythium cell walls, as well as by growth on homogenized cucumber roots and on low-carbon media. Mycelial growth of Fusarium and Pythium, when exposed to C. rosea culture filtrates that contain glucanase activity, was significantly reduced compared with the controls, and cell walls of both pathogens were degraded. On excised cucumber roots, hyphae of C. rosea formed appressorium-like structures and coiled around hyphae of Pythium. In culture, C. rosea caused localized degradation of Fusarium hyphae. Cucumber root tissues colonized by C. rosea showed higher levels of -1,3-glucanase activity at 7 days post-application compared with untreated controls. To determine if this activity was derived from C. rosea, glucanase isoforms were separated on activity gels. Fungal culture filtrates and root extracts contained the same predominant 20 kDa isoform. Reverse-transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) using primers designed to amplify a -1,3-glucanase gene in C. rosea confirmed glucanase expression on roots. These results show that C. rosea produces -1,3-glucanase in situ, which can degrade hyphae of Fusarium and Pythium and contribute to biological control efficacy.

Clonostachys rosea f. catenulata (syn. Gliocladium catenulatum) est un agent de contrôle biologique fongique efficace contre la fusariose et la fonte des semis chez le concombre. La chitinase et la -1,3-glucanase étaient produites lorsque C. rosea était cultivé sur du milieu synthétique contenant de la chitine ou de la laminarine utilisées comme sources uniques de carbone, respectivement. La production de chitinase était aussi induite par les parois cellulaires de Fusarium, alors que l’activité de la -1,3-glucanase était induite par les parois cellulaires de Fusarium et Pythium ainsi que par une croissance sur un homogénat de racines de concombre et sur milieu pauvre en carbone. La croissance des mycéliums de Fusarium et de Pythium était significativement réduite lors d’une exposition à des filtrats de culture de C. rosea qui contiennent une activité glucanase, comparativement aux contrôles, et les parois cellulaires des deux pathogènes étaient dégradées. Les hyphes de C. rosea formaient des structures semblables à un appressorium sur les racines de concombre excisées et s’enroulaient autour des hyphes de Pythium. En culture, C. rosea causait une dégradation localisée des hyphes de Fusarium. Les tissus des racines de concombre colonisés par C. rosea montraient des niveaux plus élevés d’activité -1,3-glucanase 7 jours après l’application comparativement aux contrôles non traités. Afin de déterminer si cette activité provenait de C. rosea, les isoformes de la glucanase ont été séparées sur des gels d’activité. Les filtrats de la culture du champignon et les extraits de racines contenaient la même isoforme prédominante de 20 kDa. Une réaction en chaîne par polymérase après une transcription inverse « RT-PCR », réalisée avec des amorces conçues pour amplifier le gène de la -1,3-glucanase de C. rosea, a confirmé l’expression de la glucanase sur les racines. Ces résultats montrent que C. rosea produit de la -1,3-glucanase in situ qui peut dégrader les hyphes de Fusarium et qui pourrait contribuer à l’efficacité du contrôle biologique.

Document Type: Research Article

Publication date: April 1, 2009

More about this publication?
  • 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.
  • Information for Authors
  • Submit a Paper
  • Subscribe to this Title
  • Terms & Conditions
  • Sample Issue
  • Reprints & Permissions
  • Ingenta Connect is not responsible for the content or availability of external websites
nrc/cjm/2009/00000055/00000004/art00002
dcterms_title,dcterms_description,pub_keyword
6
5
20
40
5

Access Key

Free Content
Free content
New Content
New content
Open Access Content
Open access content
Subscribed Content
Subscribed content
Free Trial Content
Free trial content
Cookie Policy
X
Cookie Policy
Ingenta Connect website makes use of cookies so as to keep track of data that you have filled in. I am Happy with this Find out more