Cyanobionts from the coralloid roots of Cycadales: is there any molecular evidence of cyanotoxins?

• Ana L. Pereira ^[1] ; Tiago Parente ^[1] ; Vitor Vasconcelos ^[1]
  1. [1] Universidade Do Porto

     Universidade Do Porto

     Santo Ildefonso, Portugal

     
• Localización: Limnetica, ISSN 0213-8409, Vol. 34, Nº. 1, 2015, págs. 227-236
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Cianobiontes en raíces coraloides de Cycadales: ¿hay alguna evidencia molecular de cianotoxinas?
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• Resumen
  • español

    Las gimnospermas del Orden Cycadales forman simbiosis con las cianobacterias en una zona de las raíces coraloides llamada la zona de cianobacterias (un anillo verde entre la corteza interna y externa de la raíz). Las cianobacterias de vida libre sintetizan metabolitos secundarios que incluyen compuestos cianotóxicos. Como algunas cianobacterias simbióticas de líquenes y de la gimnosperma Macrozamia sintetizan cianotoxinas, se decidió investigar la presencia de los genes de cuatro cianotoxinas (microcistina, nodularina, cilindrospermopsina y saxitoxina) en los cianobiontes aislados de Encephalartos y Cycas revoluta recogidas en tres jardines botánicos portugueses. La amplificación de PCR indica que los cianobiontes no tienen los genes para la síntesis de la microcistina, nodularina y cilindrospermopsina. Sin embargo, para el gene de la saxitoxina, tres aislamientos (fEnc1, fEH1, cEH1) mostraron una amplificación positiva con el par de cebadores sxtI683F/sxtI877R. El BLAST de las secuencias de nucleótidos indicó una homología con el gen sxtI que codifica la enzima O-carbamoiltransferasa (OCTASA). Sin embargo, las mismas muestras no mostraron amplificación con un segundo par de cebadores para el gen sxtI (sxtI-F2/sxtI-R). Este resultado probablemente apunta a que la enzima OCTASA puede estar relacionada con la síntesis de otros compuestos en lugar de la saxitoxina. Se debería ampliar la investigación con estos cianobiontes en el futuro.

  • English

    The gymnosperms of the order Cycadales form a symbiosis with cyanobacteria in a special zone of the coralloid roots called the cyanobacterial zone (a green ring between the inner and outer root cortex). Free-living cyanobacteria synthesise secondary metabolites, including cyanotoxic compounds. Given that cyanotoxins were synthesised by certain symbiotic cyanobacteria from lichens and from the gymnosperm Macrozamia, this study investigated the presence of genes for four cyanotoxins (microcystin, nodularin, cylindrospermopsin and saxitoxin) in the cyanobionts of Encephalartos and Cycas revoluta collected in three Portuguese botanical gardens. PCR reactions indicated that the cyanobionts did not have the genes to synthesise microcystin, nodularin and cylindrospermopsin. However, for the saxitoxin gene, three isolates (accessions fEnc1, fEH1, cEH1) showed a positive amplification with the pair of primers sxtI683F/sxt877R. The BLAST of the nucleotide sequences did indicate a homology to the sxtI gene that encodes the enzyme O-carbamoyltransferase (OCTASE). Nevertheless, the same samples did not amplify with a second pair of primers for the sxtI gene (sxtI-F2/sxtI-R). Most likely, this result indicates that the OCTASE enzyme is related to the synthesis of other compounds rather than saxitoxin. More research on these cyanobionts should be conducted in the future.