Expresión génica de peroxidasas ligninolíticas en Pleurotus ostreatus: regulación por temperatura y pH

Abstract

Pleurotus ostreatus es un hongo comestible de gran importancia biotecnológica por ser un organismo modelo degradador de lignina. Su genoma contiene nueve genes codificantes de peroxidasas ligninolíticas, características de los hongos de podredumbre blanca. Estos genes codifican seis manganeso peroxidasas (MnP) y tres peroxidasas versátiles (VP). En este estudio se ha analizado el efecto de las condiciones ambientales en la expresión de estos nueve genes mediante RT-PCR a tiempo real, modificando la temperatura y el pH de los cultivos. Los cultivos mantenidos a 25ºC mostraron los mayores niveles de tránscrito, siendo mnp3 y vp1 los genes con expresión predominante. El análisis de los perfiles globales de transcripción agrupó las peroxidasas en tres grupos en base a su perfil de co-expresión. El aumento o disminución de la temperatura (de 10ºC a 37ºC) y el pH (de pH3 a pH8) produjo una represión en la mayoría de genes con respecto a las condiciones óptimas (25ºC, pH 5.5). Cabe destacar que los genes mnp4 y mnp5 fueron los únicos sobreexpresados en condiciones alcalinas. La respuesta diferencial a estrés térmico y de pH de los genes codificantes de peroxidasas sugiere que los mismos constituyen una respuesta adaptativa a las condiciones ambientales

Pleurotus ostreatus is an edible mushroom of special relevance in biotechnology due to its natural ability to degrade lignin. Its genome contains nine genes of ligninolytic peroxidases, characteristic of the white-rot fungi. These genes encode six manganese peroxidase (MnP) and three versatile peroxidase (VP) isoenzymes. The effect of environmental parameters on the expression of the above nine genes was studied by reverse transcription-quantitative PCR by changing the incubation temperature and medium pH of P. ostreatus cultures The cultures maintained at 25 ºC provided the highest levels of peroxidase transcripts, being mnp3 and vp1 the genes showing the predominant transcripts. The global analysis of the expression patterns divided peroxidase genes into three main groups according to their co-expression patterns. Decreasing or increasing the incubation temperature (to 10 ºC or 37 ºC) and adjusting the culture pH to acidic or alkaline conditions (pH3 and 8) generally led to downregulation of most of the peroxidase genes, as shown when the transcription levels were referred to those found in the cultures maintained at the optimal conditions. Interestingly, mnp4 and mnp5 were the only peroxidase genes upregulated under alkaline pH conditions. The differential behaviour of peroxidase genes to temperature and pH stress suggests that they could be the result of an adaptive response to environmental conditions