FONGS EN AMBIENTS

HIPERSALINS

• Mireia Muriel

• Guillem Roig

ÍNDEX• Introducció •Ambients hipersalins

- Salines - Llacs salats hipersalins • Fongs en ambients hipersalins •Mecanismes d’adaptació •Organismes model

INTRODUCCIÓ

Els microorganismes halòfils poden: - Contaminar aliments preservats en sal - Viure en habitats naturals hipersalins d’arreu el món.

Ex. Llacs salats i salines solars !!

s’han d’adaptar a concentracions extremes de NaCl i sovint a altes concentracions d’altres ions

INTRODUCCIÓ

La majoria d’estudis de microorganismes halòfils han estat dedicats a Bacteris i Arquees i alguna espècie eucariota (alga)

!!! Fins fa una dècada els fongs halòfils eren considerats

extremadament rars en ambients hipersalins

INTRODUCCIÓ

L’any 2000 es van trobar per primera vegada llevats negres (melanitazats) com a habitants actius de salmorra en salines solars

! Estudis posteriors van revelar que en els ambients

hipersalins també hi ha llevats no melanitzats i fongs filamentosos

INTRODUCCIÓ

Les espècies de fongs aïllades en ambients hipersalins: !•Noves espècies !• Espècies descrites prèviament en aliments

AMBIENTS HIPERSALINS

• Durant molts anys es va creure que aquests ambients extrems eren colonitzats quasi exclusivament per procariotes !• Condicions extremes causades per la baixa activitat de

l’aigua (aw) !• Sal à medi hostil per la majoria de formes de vida

AMBIENTS HIPERSALINS

• Salines solars !

!

• Llacs salats hipersalins

• Es genera un gradient de salinitat: !- Quan en un estany s’arriba a una determinada

concentració de NaCl, amb una bomba o per gravetat mitjançant un canal, passa al següent estany.

SALINES SOLARS

Com funciona una salina solar?

SALINES SOLARS

• Ubicació de nombrosos estudis de micoorganismes halòfils !• Sobretot en estanys de cristalització (saturació NaCl)

- Color vermell degut a comunitats de bacteris o algues especialitzades.

!• Estudis recents desvelen que els estanys de pre- i

cristalització tenen una gran diversitat fúngica

LLACS SALATS HIPERSALINS

- Tenen una concentració de sals i altres minerals significativament més gran que el mar i els llacs comuns

- Les seves característiques fan que puguin tenir propietats beneficioses

- Variació entre mycobiotes de cada llac

• Mar mort (Israel – Jordania) - 33,7% salinitat - Un dels llacs salats més famosos - Gran explotació per part de l’home !• Great Salt Lake (Utah)

- 5-27% salinitat !

• Enriquillo Salt Lake (República Dominicana) - 7,1% salinitat !

• Llac de les Valls seques de McMurdo (Antàrtida) - Fins a 44% salinitat

LLACS SALATS HIPERSALINS

FONGS EN AMBIENTS HIPERSALINS

• Mycobiota hipersalina àNo relacionada filogenèticament !• Els podem separa en:

- Black Yeast (llevats melanitzats) o Primers fongs en ser descrits en un ambient hipersalí o Principals predominants en la majoria d’ambients hipersalins o Poliextremotolerants !

- Llevats no melanitzats !

- Fongs filamentosos

També poden presentar adaptacions a: !

- Altes concentracions d’altres ions !

- Dessecació !

- Altes concentracions de rajos UV !

- pH extrems (algun cas)

FONGS EN AMBIENTS HIPERSALINS

La majoria de fongs halòfils no requereixen sal per viure, poden viure

des d’aigua corrent fins a solucions gairebé saturades de sal

DIFERÈNCIA PRINCIPAL FRONT ALS PROCARIOTES

HALÒFILS

MECANISMES D’ADAPTACIÓ

1. HOMEÒSTASIS IÒNICA - Manteniment potencial hídric més baix que l’ambient - ATPasa K+/Na+

!2. SOLUTS COMPATIBLES - per mantenir [Na+] per sota nivell tòxic - Poliols (glicerol), aminoàcids lliures i els seus derivats

3. FLUÏDESA MEMBRANA PLASMÀTICA - Composició de lípids à retenció glicerol - S’ha vist:

‣ baixa ratio esterol/fosfolípid ‣ àcids grassos à saturats/insaturats en funció de

la salinitat !

4. EXPRESSIÓ GENÈTICA - Diferents vies per mesurar altes [sal] i respondre

ORGANISMES MODELS

Microorganisme eucariota millor estudiat: Saccharomyces cerevisiae (tolerant a la sal però no capaç d’adaptar-se en condicions hipersalines) !Fongs models proposats (han estat aïllats globalment en ambients hipersalins):

-Debaryomyces hansenii -Hortaea werneckii -Wallemia ichthyophaga

HORTAEA WERNECKII

REGNE Fungi

DIVISÓ Ascomycota

SUBDIVISIÓ Pezizomycotina

CLASSE Dothideomycetes

SUBCLASSE Dothideomycetidae

ORDRE Dothideales

FAMILIA Dothioraceae

GÈNERE Hortaea

ESPÈCIE werneckii

HORTAEA WERNECKII

HORTAEA WERNECKII

• Llevat negre (black yeast; altament melanitzat) • Trobat per primera vegada en una salina d’Eslovènia • Espècie dominant en estanys d’evaporació •Ocasionalment trobat com a alterador d’aliments • Rang tolerància salinitat: 0-5M • Agent etiològic de la tinya negra

ADAPTACIONS ESPECÍFIQUES HORTAEA WERNECKII

• Altament melanitzat •Morfologia: ‣ A les concentracions més altes de sal que pot

créixer à expansió del tal·lus de tipus isodiamètric

‣ A concentracions baixes de sal creix en forma de llevat o de hifa segons el substrat.

DEBARYOMYCES HANSENII

DEBARYOMYCES HANSENII

REGNE Fungi

DIVISIÓ Ascomycota

SUBDIVISIÓ Saccharomycotina

CLASSE Saccharomycetes

ORDRE Saccharomycetales

FAMILIA Debaryomycetaceae

GÈNERE Debaryomyces

ESPÈCIE hansenii

DEBARYOMYCES HANSENII

Fase anamorfa: Candida famata - llevat haploide (no melanitzat) - psicròtrof - present a varis aliments (pot ser alterador) - present a:

‣ oceans ‣ ambients hipersalins naturals

ADAPTACIONS ESPECÍFIQUES DEBARYOMYCES HANSENII

Acumulació de Na+: !

• Creixement sense sodi !

• Nivells alts de sodi: ‣ Augment velocitat de creixement ‣ Protecció front estrès abiòtic

WALLEMIA ICHTHYOPHAGA

WALLEMIA ICHTHYOPHAGA

REGNE Fungi

DIVISIÓ Basidiomycota

CLASSE Wallemiomycetes

ORDRE Wallemiales

GÈNERE Wallemia

ESPÈCIE ichthyophaga

WALLEMIA ICHTHYOPHAGA

-Gènere Wallemia: ‣ Recentment conegut ‣ Contaminant més important d’aliments dolços, salats i secs

!- És l’eucariota més halòfil descrit fins ara

‣ Necessita 1,7M NaCl per viure ‣ Creix a 5,2M NaCl !

- Només s’ha aïllat 4 vegades: 2 d’aigua hipersalina i 2 de carn salada

!- Produeix toxina amb activitat hemolítica estimulada per la concentració de sucre i sal

ADAPTACIONS ESPECÍFIQUES WALLEMIA ICHTHYOPHAGA

BIBLOGRAFIA

Nina Gunde-Cimerman et al. (2000) Hypersaline waters in salterns - natural ecological niches for halophilic black yeasts. MS Microbiology Ecology (200) 32, 235-240 T. Kis-Papo et al. (2003) Survival of Filamentous Fungi in Hypersaline Dead Sea Water. Microb Ecol (2003) 45:183–190 Cene Gostincˇar et al. (2009) Extremotolerance in fungi: evolution on the edge. FEMS MicrobiolEcol71(2010)2–11 L. Butinar et al. Yeast diversity in hypersaline hábitats (2004). FEMS Microbiology Letters 244 (2005) 229–234 Tina Kogej et al. (2007) Osmotic adaptation of the halophilic fungus Hortaea werneckii: role of osmolytes and melanization. Microbiology (2007), 153, 4261–4273 DasSarma, Shiladitya; and DasSarma, Priya (March 2012) Halophiles. In: eLS. John Wiley & Sons, Ltd: Chichester. Nina GUNDE-CIMERMAN et al. (2009) Halotolerant and halophilic fungi. mycological research 113 (2009) 1231–1241 Antonio Ventosa, Halophiles and Hypersaline Environments: Current Research and Future Trends, Springer

GRÀCIES PER LA VOSTRA ATENCIÓ!