Intraspecific variability in growth and in vitro production of plant cell wall-degrading enzymes among argentinean isolates of Colletotrichum graminicola, a maize pathogen

Abstract

Introducción y objetivos: Colletotrichum graminicola (Glomerellaceae, Glomerellales) el agente causal de la antracnosis del maíz es dependiente de la actividad de enzimas degradadoras de la pared celular vegetal, para penetrar en su hospedante. La producción de estas enzimas se considera un factor de virulencia. El objetivo del presente trabajo fue investigar si existe variabilidad entre aislamientos en la capacidad de crecimiento y producción in vitro de diversas enzimas involucradas en la degradación de pared celular vegetal.M&M: Se evaluó la habilidad de ocho aislamientos de C. graminícola para crecer y sintetizar enzimas con actividad poligalacturonasa, polimetilgalacturonasa, β-glucosidasa y lacasa en cultivos líquidos utilizando dos medios de diferente composición.Resultados: La producción de poligalacturonasa, polimetilgalacturonasa y β-glucosidasa difirió marcadamente entre aislamientos y medios de cultivo. Se detectó actividad lacasa sólo en tres de los aislamientos. Los máximos títulos enzimáticos obtenidos fueron respectivamente de 250, 280, 45 y 63 U/l. La variabilidad intraespecífica registrada en la producción enzimática es consistente con la alta variabilidad intraespecífica observada a nivel genético cuando se evaluaron marcadores moleculares ISSR.Conclusiones: Los aislamientos de C. graminicola investigados mostraron notables diferencias en cuanto a la producción de enzimas degradadoras de pared celular vegetal, no asociadas a su capacidad de crecimiento. Esto indica una importante variabilidad intraespecífica que debería tenerse en cuenta al seleccionar un método para combatir a este patógeno.

Background and aims: Colletotrichum graminicola (Glomerellaceae, Glomerellales), the causal agent of maize (Zea mays) anthracnose, as many other fungal pathogens, relies on its battery of cell wall degrading enzymes (CWDEs) to make its way through the cell walls of the host, and thus the production of these enzymes is considered a virulence factor. The aim of this work was to investigate if there is intraspecific variability in growth and in vitro production of several extracellular CWDEs among Argentinean fungal isolates of C. graminicola.M&M: Eight isolates of C. graminicola were tested in vitro to evaluate growth capacity and polygalacturonase, polymethylgalacturonase, β-glucosidase and laccase production, using two different liquid culture media. Results: Polygalacturonase, polymethylgalacturonase and β-glucosidase production greatly varied among isolates and culture media. Laccase activity was detected only in three isolates. Utmost enzymatic titres attained were respectively 250, 280, 45 and 63 U/l. The observed intraspecific variability in CWDEs in vitro production is consistent with the high variability found at genetic level when assessing ISSR markers.Conclusions: The isolates of C. graminicola evaluated showed notable differences in CWDEs production, not associated with a differential growth. This indicates a large intraspecific variability, which might be considered when choosing a method to deal with this pathogen.