Biosíntesis inducida de fengicina y surfactina en una cepa de Bacillus amyloliquefaciens con actividad oomiceticida sobre zoosporas de Phytophthora capsica / Induced biosynthesis of fengycin and surfactin in a strain of Bacillus amyloliquefaciens with oomyceticidal activity on zoospores of Phytophthora capsici

Resumen La aplicación de metabolitos antimicrobianos biosintetizados por especies de Bacillus es una alternativa potencial para controlar Phytophthora capsici (P. capsici) en hortalizas y podría evitar el uso de productos químicos con acción oomiceticida. El objetivo de este estudio fue evaluar el impacto de la adición al medio de cultivo de distintos agentes (ácido glutámico, hierro, celulosa, quitina y células inactivas de Colletotrichum spp.) sobre la biosíntesis de lipopéptidos en Bacillus amyloliquefaciens KX953161.1 y examinar la capacidad oomiceticida de dichos compuestos in vitro sobre las zoosporas de P. capsici. Los lipopéptidos identificados y cuantificados por cromatografía en capa fina de alta resolución (HPTLC) en los extractos crudos fueron fengicina y surfactina. El cultivo bacteriano adicionado con células inactivas de Colletotrichum spp. demostró la mayor biosíntesis de lipopéptidos: 1.847,02 ±11,8 pg/mL de fengicina y 2.563,45 ± 18,4 pg/mL de surfactina. Los tratamientos con menor producción de estos lipopéptidos fueron aquellos a los que se añadió hierro (608,05 ± 22,6 pg/mL de fengicina y 903,74 ±22,1 pg/mL de surfactina) o celulosa (563,31 ±11,9 y 936,96 ±41,1 pg/mL, igual orden). El extracto con los lipopéptidos presentó una inhibición del 100% en la germinación de zoosporas de P. capsici, se observó enquistamiento, malformaciones en el tubo germinal y degradación celular. Se concluye que los lipopéptidos producidos por B. amyloliquefaciens KX953161.1 podrían contribuir al control de P. capsici, sin embargo, se requieren más estudios a fin de elucidar el modo de acción biológica de estos compuestos y optimizar el perfil de producción y el rendimiento.

Abstract A potential alternative to the use of chemical products with oomyceticidal action for the control of Phytophthora capsici in vegetables is the use of antimicrobial metabolites, biosynthesized in Bacillus species. The objective of this study was to induce the biosynthesis of lipopeptides in Bacillus amyloliquefaciens KX953161.1 by using glutamic acid, iron, cellulose, chitin, or inactive Colletotrichum spp. cells. The in vitro oomyceticidal effect of the bacterial lipopeptides on zoospores of Phytophthora capsici was evaluated. The lipopeptides identified and quantified in the crude extracts by high performance thin layer chromatography (HPTLC) were fengycin and surfactin. The bacterial culture with inactive fungal cells yielded the greatest biosynthesis of lipopeptides, at 1847.02± 11.8 and 2563.45± 18.4 pg/ml of fengycin and surfactin, respectively and the treatments that obtained lower production of these lipopepti-des, were those to which iron and cellulose were added with 608.05 ± 22.6 and 903.74± 22.1; 563.31± 11.9 and 936.96± 41.1 pg/ml for fengicin and surfactin, respectively. The lipopeptide extracted showed 100% germination inhibition on zoospores of P. capsici, revealing encystment, malformations in the germ tube and cellular degradation. Lipopeptides have the potential to control P. capsici; however, the biosynthesis of these lipopeptides requires further study to determine their biological mode of action and optimize lipopeptide performance and profile.

[Induced biosynthesis of fengycin and surfactin in a strain of Bacillus amyloliquefaciens with oomyceticidal activity on zoospores of Phytophthora capsici]. / Biosíntesis inducida de fengicina y surfactina en una cepa de Bacillus amyloliquefaciens con actividad oomiceticida sobre zoosporas de Phytophthora capsica.

A potential alternative to the use of chemical products with oomyceticidal action for the control of Phytophthora capsici in vegetables is the use of antimicrobial metabolites, biosynthesized in Bacillus species. The objective of this study was to induce the biosynthesis of lipopeptides in Bacillus amyloliquefaciens KX953161.1 by using glutamic acid, iron, cellulose, chitin, or inactive Colletotrichum spp. cells. The in vitro oomyceticidal effect of the bacterial lipopeptides on zoospores of Phytophthora capsici was evaluated. The lipopeptides identified and quantified in the crude extracts by high performance thin layer chromatography (HPTLC) were fengycin and surfactin. The bacterial culture with inactive fungal cells yielded the greatest biosynthesis of lipopeptides, at 1847.02± 11.8 and 2563.45± 18.4 µg/ml of fengycin and surfactin, respectively and the treatments that obtained lower production of these lipopeptides, were those to which iron and cellulose were added with 608.05 ± 22.6 and 903.74± 22.1; 563.31± 11.9 and 936.96± 41.1 µg/ml for fengicin and surfactin, respectively. The lipopeptide extracted showed 100% germination inhibition on zoospores of P. capsici, revealing encystment, malformations in the germ tube and cellular degradation. Lipopeptides have the potential to control P. capsici; however, the biosynthesis of these lipopeptides requires further study to determine their biological mode of action and optimize lipopeptide performance and profile.

Efecto in vitro del extracto crudo de un estreptomiceto causante de sarna común de papa en Sinaloa, México / In vitro effect of the crude extract of a potato common scab streptomycete in Sinaloa, Mexico

Abstract A strain isolated from potato common scab superficial lesions in El Fuerte Valley in northern Sinaloa, Mexico, was identified by 16S rRNA and morphological methods. Moreover, the effects of the crude extract of strain V2 was evaluated on radish and potato. The isolate was similar to Streptomyces acidiscabies in its morphological properties; however, the 16S rRNA gene sequence of strain V2 was neither 100% identical to this species nor to the streptomycetes previously reported in Sinaloa, Mexico. Strain V2 did not amplify any specific PCR products for genes necl and tomA, which have been found and reported in S. acidiscabies. Strain V2 produced a PCR product for the txtAB operon, which is related to the production of thaxtomin. In vitro assays using crude thaxtomin extract and a spore suspension of the organism caused necrotic symptoms on radish and potato, which were highly virulent in potato. This study reports that Streptomyces sp. V2 has a toxigenic region (TR) that is associated with the thaxtomin gene cluster.

Resumen Se aisló una cepa de una lesión superficial de sarna común de la papa en un ejemplar procedente del Valle del Fuerte, en el norte de Sinaloa, México. La cepa fue identificada por secuenciación del gen 16S ARNr, y por sus características morfológicas. Los efectos del extracto crudo de dicha cepa, llamada V2, fue evaluado en papa y rábano. El aislado fue similar a Streptomyces acidiscabies en sus características morfológicas, pero la secuencia del gen 16S ARNr de la cepa V2 no fue 100% idéntica a la de dicha especie, ni tampoco a las de cepas identificadas dentro de este taxón previamente en Sinaloa, México. La cepa V2 no amplificó los productos específicos de PCR de los genes nec1 y tomA, los cuales sí se han reportado en S. acidiscabies. La cepa V2 amplificó el producto de PCR para del operón txtAB, relacionado con la producción de taxtomina. A través de ensayos in vitro usando un extracto crudo de taxtomina y una suspensión de esporas del organismo aislado se verificó la producción de síntomas necróticos en rábano y papa, con mayor virulencia en esta última especie. Este estudio indica que Streptomyces sp. V2 tiene una región toxigénica (TR) asociada con el cluster de genes de taxtomina.

In vitro effect of the crude extract of a potato common scab streptomycete in Sinaloa, Mexico.

A strain isolated from potato common scab superficial lesions in El Fuerte Valley in northern Sinaloa, Mexico, was identified by 16S rRNA and morphological methods. Moreover, the effects of the crude extract of strain V2 was evaluated on radish and potato. The isolate was similar to Streptomyces acidiscabies in its morphological properties; however, the 16S rRNA gene sequence of strain V2 was neither 100% identical to this species nor to the streptomycetes previously reported in Sinaloa, Mexico. Strain V2 did not amplify any specific PCR products for genes nec1 and tomA, which have been found and reported in S. acidiscabies. Strain V2 produced a PCR product for the txtAB operon, which is related to the production of thaxtomin. In vitro assays using crude thaxtomin extract and a spore suspension of the organism caused necrotic symptoms on radish and potato, which were highly virulent in potato. This study reports that Streptomyces sp. V2 has a toxigenic region (TR) that is associated with the thaxtomin gene cluster.

FOLIAR ENDOPHYTE FUNGI AS CANDIDATE FOR BIOCONTROL AGAINST Moniliophthora spp. OF Theobroma cacao (Malvaceae) IN ECUADOR / Hongos endófitos foliares como candidatos a biocontroladores contra Moniliophthora spp. de Theobroma cacao (Malvaceae) en Ecuador

ABSTRACT The adaptability of endophytic fungi to their hosts, the ecological benefits that it provides and the various antagonistic mechanisms against pests make them an alternative for the biological control of diseases. The potential of 17 strains of foliar endophytic fungi (FEF) obtained from healthy Theobroma cacao tissue as candidates for the biological control of Moniliophthora roreri (MR) and M. perniciosa (MP) was determined. We evaluated: i) mycoparasitism of FEF against colonies of Moniliophthora spp., ii) the effects of crude metabolites of FEF on the pathogens' growth, and iii) the ability to recolonize healthy leaves of the host by leaf assays. Three strains of Lasiodiplodia theobromae were the most promising: Ec098, Ec151 and Ec157. These strains inhibited the growth of MR and MP, both in the confrontation of the colonies and by their metabolites and, additionally, recolonized the host between 80-100 % of the time. Other strains showed outstanding values i n one indicator, and not desirable in others. For example, Ec035 (L. theobromae) showed the highest levels of mycoparasitism against both pathogens in the interaction of the colonies, and the second best for its metabolites, but could not reinfect the host. Strain Ec059 (Xylaria feejeensis) reinfected 100 %, but did not show desirable attributes of antagonism. On the other hand, the metabolites of Ec107 (Colletotrichum gloeosporioides s.l.) inhibited MR by 60 %, but also stimulated the growth of MP. No strain achieved all desirable characteristics for a biological control agent.

RESUMEN La adaptabilidad de los hongos endófitos a sus hospedantes, los beneficios ecológicos que le brinda y los diversos mecanismos antagónicos contra plagas que poseen los convierten en una alternativa para el control biológico de enfermedades. Se determinó el potencial de 17 cepas de hongos endofíticos foliares (FEF) obtenidas de tejido sano de Theobroma cacao como candidatas para el control biológico de Moniliophthora roreri (MR) y M. perniciosa (MP). Se evaluaron: i) el micoparasitismo de los FEF frente a colonias de Moniliophthora spp., ii) la acción de los metabolitos crudos de los FEF en el crecimiento, y iii) la habilidad para recolonizar hojas sanas del hospedante mediante ensayos de hojas sueltas. Tres cepas de Lasiodiplodia theobromae fueron las más promisorias: Ec098, Ec151 and Ec157. Estas cepas inhibieron el crecimiento de MR y MP, tanto en el enfrentamiento de las colonias como mediante sus metabolitos y, adicionalmente, recolonizaron el hospedante entre el 80-100 % de las veces. Otras cepas mostraron valores destacados en un indicador, y no deseables en otros. Por ejemplo, la Ec035 (L. theobromae) mostró los niveles más altos de micoparasitismo contra ambos patógenos en la interacción de las colonias, y el segundo mejor por sus metabolitos, pero no pudo reinfectar el hospedante. La cepa Ec059 (Xylaria feejeensis) reinfectó 100 %, pero no mostró los atributos deseados de antagonismo. Por su parte, los metabolitos de Ec107 (Colletotrichum gloeosporioides s.l.) inhibieron a MR en un 60 %, pero también estimularon el crecimiento de MP. Ninguna cepa logró todas las características deseables para un agente de control biológico.

Actividad antimalárica de un extracto hidroalcohólico de Bixa orellana L. / Antimalarial activity of hydroalcoholic extract from Bixa orellana L.

Introducción: Bixa orellana L. es una especie usada en la medicina tradicional de países de diversos continentes. Entre las propiedades medicinales que se le atribuyen se incluye su acción antimalárica. Objetivo: evaluar la actividad antimalárica in vitro e in vivo de un extracto de B. orellana cultivada en Cuba. Métodos: la actividad antimalárica del extracto hidroalcohólico de semillas de Bija se evaluó in vitro frente a la cepa Ghana de Plasmodium falciparum e in vivo utilizando un modelo de malaria de roedores, ratones Balb/c infectados con la cepa ANKA de Plasmodium berghei. La citotoxicidad se determinó frente a fibroblastos humanos de la línea MRC-5. Además, se caracterizó preliminarmente la composición fitoquímica del extracto estudiado. Resultados: el extracto exhibió un valor de concentración inhibitoria media de 11,6 µg/mL, concentración citotóxica media de 60,2 µg/mL e índice de selectividad de 5,1. La administración subcutánea del extracto a la dosis de 500 mg/kg causó una reducción de 50,3 ± 5,8 por ciento de la parasitemia en los animales infectados en comparación con la observada en los controles. El tamizaje fitoquímico fue consistente con la detección de triterpenoides y(o) esteroides, alcaloides, compuestos lactónicos, compuestos fenólicos, taninos y flavonoides. Conclusiones: el extracto hidroalcohólico de semillas de B. orellana cultivada en Cuba mostró actividad antimalárica moderada tanto in vitro como in vivo. El fraccionamiento guiado por bioensayos permitiría identificar las moléculas responsables de la actividad demostrada por este extracto y reevaluar sus potencialidades.

Introduction: Bixa orellana L. is one species used in traditional herb medicine in several continents. Among the medicinal properties attributed to this plant, the antimalarial action has been included. Objective: to evaluate in vitro and in vivo antimalarial activity of extract from B. orellana grown in Cuba. Methods: the antimalarial activity of the hydroalcoholic extract fro Bija seeds was evaluated in vitro against Plasmodium falciparum Ghana strain and in vivo using a model of murine malaria, that is, Balb/c mice infected with Plasmodium berghei ANKA strain. Citotoxicity was determined against MRC-5 human fibroblasts. Additionally, phytochemical composition of the studied extract was preliminarily informed. Results: the extract exhibited IC50 (Medium Inhibitory Concentration) of 11.6 µg/mL, CC50 (Medium Citotoxic Concentration) of 60.2 µg/mL and SI (Selectivity Index) of 5.1. Subcutaneous administration of the extract at a 500 mg/kg dose caused parasitemia reduction of 50.3 ± 5.8 percent on infected animals compared with that of the controls. Phytochemical screening was consistent with detection of triterpenoids and/or steroids, alkaloids, lactonic compounds, phenols, tanins and flavonoids. Conclusions: the hydroalcoholic extract from B. orellana seeds grown in Cuba showed in vitro and in vivo moderate antimalarial activity. Bioassay-guided fractioning will allow identifying the molecules responsible for the exhibited extract activity and re-evaluating the potentialities of this extract.

Actividad antimalárica de un extracto hidroalcohólico de Bixa orellana L / Antimalarial activity of hydroalcoholic extract from Bixa orellana L

Introducción: Bixa orellana L. es una especie usada en la medicina tradicional de países de diversos continentes. Entre las propiedades medicinales que se le atribuyen se incluye su acción antimalárica. Objetivo: evaluar la actividad antimalárica in vitro e in vivo de un extracto de B. orellana cultivada en Cuba. Métodos: la actividad antimalárica del extracto hidroalcohólico de semillas de Bija se evaluó in vitro frente a la cepa Ghana de Plasmodium falciparum e in vivo utilizando un modelo de malaria de roedores, ratones Balb/c infectados con la cepa ANKA de Plasmodium berghei. La citotoxicidad se determinó frente a fibroblastos humanos de la línea MRC-5. Además, se caracterizó preliminarmente la composición fitoquímica del extracto estudiado. Resultados: el extracto exhibió un valor de concentración inhibitoria media de 11,6 Ág/mL, concentración citotóxica media de 60,2 Ág/mL e índice de selectividad de 5,1. La administración subcutánea del extracto a la dosis de 500 mg/kg causó una reducción de 50,3 ± 5,8 por ciento de la parasitemia en los animales infectados en comparación con la observada en los controles. El tamizaje fitoquímico fue consistente con la detección de triterpenoides y(o) esteroides, alcaloides, compuestos lactónicos, compuestos fenólicos, taninos y flavonoides. Conclusiones: el extracto hidroalcohólico de semillas de B. orellana cultivada en Cuba mostró actividad antimalárica moderada tanto in vitro como in vivo. El fraccionamiento guiado por bioensayos permitiría identificar las moléculas responsables de la actividad demostrada por este extracto y reevaluar sus potencialidades(AU)

Introduction: Bixa orellana L. is one species used in traditional herb medicine in several continents. Among the medicinal properties attributed to this plant, the antimalarial action has been included. Objective: to evaluate in vitro and in vivo antimalarial activity of extract from B. orellana grown in Cuba. Methods: the antimalarial activity of the hydroalcoholic extract fro Bija seeds was evaluated in vitro against Plasmodium falciparum Ghana strain and in vivo using a model of murine malaria, that is, Balb/c mice infected with Plasmodium berghei ANKA strain. Citotoxicity was determined against MRC-5 human fibroblasts. Additionally, phytochemical composition of the studied extract was preliminarily informed. Results: the extract exhibited IC50 (Medium Inhibitory Concentration) of 11.6 Ág/mL, CC50 (Medium Citotoxic Concentration) of 60.2 Ág/mL and SI (Selectivity Index) of 5.1. Subcutaneous administration of the extract at a 500 mg/kg dose caused parasitemia reduction of 50.3 ± 5.8 percent on infected animals compared with that of the controls. Phytochemical screening was consistent with detection of triterpenoids and/or steroids, alkaloids, lactonic compounds, phenols, tanins and flavonoids. Conclusions: the hydroalcoholic extract from B. orellana seeds grown in Cuba showed in vitro and in vivo moderate antimalarial activity. Bioassay-guided fractioning will allow identifying the molecules responsible for the exhibited extract activity and re-evaluating the potentialities of this extract(AU)

Estudio químico bio-dirigido de ocho especies de plantas medicinales de la Amazonía peruana / Bio-directed chemical study of eight species of medicinal plants of the Peruvian Amazon

Estudios quimicos bio-dirigidos se han realizado sobre ocho especies de plantas medicinales de la Amazonia Peruana, recolectadas en el Km 31.5 de la carretera lquitos - Nauta (Reserva de Allpahuayo Mishana), Provincia de Maynas del Departamento de Loreto. Las cortezas y hojas secas fueron pulverizadas y sometidas a maceración por 48 horas con solventes de diferentes polaridades (CH2CI2, EtOH y H20) para después ser evaluados su actividad antiparasitaria in vitro contra promastigotes de diferentes cepas de Leishmania, epimastigotes de T. cruzi y trofozoitos de P. falciparum. Se seleccionó a la especie que presentó mayor actividad antiparasitaria, siendo esta el extracto CH2CI2 de la: u. spectabi/is, por la quese continuó su estudio quimico biodirigido. Seguidamente se obtuvo los alcaloides totales mediante lavados sucesivos con HCI 0.1 N, y se evaluó su actividad antiparasitaria contra diferentes cepas de Leishmania mostrando actividad con un IC50 = 52.8 J.lg/ml. Se realizó el fraccionamiento cromatográfico del extracto crudo de U. spectabilis, utilizando diferentes sistemas de elución con solventes de polaridad creciente, se obtuvieron 9 fracciones y se evaluó su actividad antiparasitaria in vitro contra promastigotes de diferentes cepas de Leishmania y epimastigotes de T. cruzi, resultando activa las fracciones F2, F6 y F7.