The biodiversity of pink yeasts in the degradation of patulin

La patulina è una micotossina prodotta dal patogeno fungino Penicillium expansum responsabile del marciume verde-azzurro delle mele durante la conservazione postraccolta. La patulina è tossica per un’ampia gamma di organismi, uomo, animali, funghi e batteri. Gli agenti di lotta biologica (BCA) rappresentano un’alternativa o un’integrazione ai mezzi chimici per il controllo delle malattie. A tal riguardo numerose ricerche hanno dimostrato che l’uso di lieviti epifiti rappresenta un’interessante strategia per il controllo delle malattie. Le specie di lieviti sono un’enorme fonte di biodiversità genetica e biotecnologica. In questo lavoro sono stati studiati i lieviti rosa isolati dalla fillosfera e dalla carposfera di piante in sei differenti zone del centro-sud Italia. Sono stati purificati, catalogati e classificati utilizzando il metodo di analisi Restriction Fragment Length Polymorphism (RFLP) delle sequenze di rDNA delle regioni ITS (Internal Transcribed Spacer). I risultati hanno mostrato l’esistenza di almeno dieci diversi profili RFLP (dieci diversi cluster) tra gli isolati. Il confronto delle sequenze nucleotidiche ottenute dall’amplificazione delle regioni ITS con quelle presenti nei database hanno portato ad una prima probabile identificazione tassonomica dei lieviti rosa studiati in questo lavoro. I generi Rhodotorula, Cryptococcus, Sporobolomyces, Rhodosporidium spp., che in letteratura scientifica sono noti per le loro caratteristiche funzionali all’attività antagonistica e/o degradativa di metaboliti tossici, risultano maggiormente rappresentati tra gli isolati della collezione rispetto agli altri generi Erythrobasidium Sporidiobolus e Aureobasidium spp., meno rappresentati. Gli isolati sono stati esaminati per la loro crescita in vitro in presenza di patulina e per la loro capacità di ridurre la concentrazione della micotossina nel mezzo colturale in condizioni aerobiche. Tra questi, quarantotto sono sopravvissuti in presenza della tossina. Analisi Thin-layer chromatography (TLC) hanno mostrato la comparsa di due spot principali, con Rf di 0.46 e di 0.25, ciò suggerisce la possibile metabolizzazione della micotossina. I risultati di questo studio potranno essere utili per future ricerche nella prevenzione o nella detossificazione della contaminazione da patulina nei prodotti derivati da pomacee.The mycotoxin patulin is produced by the blue mould pathogen Penicillium expansum in rotting apples during postharvest storage. Patulin is toxic to a wide range of organisms, including humans, animals, fungi and bacteria. Biocontrol agents (BCAs) are an alternative or a supplement to chemical means of disease control. In this regard numerous studies have demonstrated that the use of epiphytic yeasts is an interesting strategy in disease control. Yeast species represent an enormous source of genetic and biotechnological biodiversity. Pink yeasts isolated from phyllosphere and carposphere of plants in six different locations in southern-central Italy were studied in this work. They were purified, cataloged and classified making use of the Restriction Fragment Length Polymorphism (RFLP) method on the rDNA sequence of the Internal Transcribed Spacer (ITS) regions. The results have shown at least ten different RFLP profiles (ten different clusters) among isolates. The comparison of the nucleotide sequences obtained by amplifying the ITS regions with those present in the databases have led to a first probable taxonomic identification of the pink yeasts studied in this work. Rhodotorula, Cryptococcus, Sporobolomyces, Rhodosporidium spp., that in the scientific literature are known for their functional characteristics in antagonistic activity and or in degrading toxic metabolites were the most represented genera among isolates of the collection compared to the genera Erythrobasidium, Sporidiobolus, e Aureobasidium spp. which were less represented. Isolates were examined for their in vitro growth in the presence of patulin and for their capacity to reduce the concentration of the mycotoxin in the medium in aerobic conditions. Forty-eight of them survived in the presence of the toxin. Thin-layer chromatography (TLC) analysis showed the appearance of two major spots, with Rf of 0.46 and 0.25, suggesting a possible metabolization of the mycotoxin. The results of this study may be useful for future research for the prevention or the detoxification of patulin contamination in pome fruit-based products.Dottorato di ricerca in Difesa e qualità delle produzioni agro-alimentari e forestali (XXV ciclo