Published October 31, 2013
| Version v1
Publication
Open
The capability of endophytic fungi for production of hemicellulases and related enzymes
Creators
- 1. Universidade de São Paulo
- 2. Brazilian Center for Research in Energy and Materials
- 3. Universidade Federal do Paraná
Description
There is an imperative necessity for alternative sources of energy able to reduce the world dependence of fossil oil. One of the most successful options is ethanol obtained mainly from sugarcane and corn fermentation. The foremost residue from sugarcane industry is the bagasse, a rich lignocellulosic raw material uses for the production of ethanol second generation (2G). New cellulolytic and hemicellulytic enzymes are needed, in order to optimize the degradation of bagasse and production of ethanol 2G.The ability to produce hemicellulases and related enzymes, suitable for lignocellulosic biomass deconstruction, was explored using 110 endophytic fungi and 9 fungi isolated from spoiled books in Brazil. Two initial selections were performed, one employing the esculin gel diffusion assay, and the other by culturing on agar plate media with beechwood xylan and liquor from the hydrothermal pretreatment of sugar cane bagasse. A total of 56 isolates were then grown at 29°C on steam-exploded delignified sugar cane bagasse (DEB) plus soybean bran (SB) (3:1), with measurement of the xylanase, pectinase, β-glucosidase, CMCase, and FPase activities. Twelve strains were selected, and their enzyme extracts were assessed using different substrates. Finally, the best six strains were grown under xylan and pectin, and several glycohydrolases activities were also assessed. These strains were identified morphologically and by sequencing the internal transcribed spacer (ITS) regions and the partial β-tubulin gene (BT2). The best six strains were identified as Aspergillus niger DR02, Trichoderma atroviride DR17 and DR19, Alternaria sp. DR45, Annulohypoxylon stigyum DR47 and Talaromyces wortmannii DR49. These strains produced glycohydrolases with different profiles, and production was highly influenced by the carbon sources in the media.The selected endophytic fungi Aspergillus niger DR02, Trichoderma atroviride DR17 and DR19, Alternaria sp. DR45, Annulohypoxylon stigyum DR47 and Talaromyces wortmannii DR49 are excellent producers of hydrolytic enzymes to be used as part of blends to decompose sugarcane biomass at industrial level.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
هناك ضرورة حتمية لمصادر الطاقة البديلة القادرة على تقليل الاعتماد العالمي على النفط الأحفوري. أحد أنجح الخيارات هو الإيثانول الذي يتم الحصول عليه بشكل أساسي من قصب السكر وتخمير الذرة. أهم بقايا صناعة قصب السكر هي تفل قصب السكر، وهي مادة خام غنية بالليجنوسلوزيك تستخدم لإنتاج الجيل الثاني من الإيثانول (2G). هناك حاجة إلى إنزيمات جديدة حالّة للسليلوز ونصف سليلوزية، من أجل تحسين تحلل ثفل قصب السكر وإنتاج الإيثانول 2G. تم استكشاف القدرة على إنتاج أنزيمات سليلوزية نصفيّة والإنزيمات ذات الصلة، المناسبة لتفكيك الكتلة الحيوية اللجنية السليلوزية، باستخدام 110 فطريات داخلية و 9 فطريات معزولة عن الكتب الفاسدة في البرازيل. تم إجراء اختيارين أوليين، أحدهما يستخدم اختبار انتشار هلام الإسكولين، والآخر عن طريق الزراعة على أوساط صفيحة الأجار باستخدام خشب الزان الزيلان والخمور من المعالجة الحرارية المائية لقصب قصب السكر. ثم تمت زراعة ما مجموعه 56 مادة معزولة عند 29 درجة مئوية على قصب قصب السكر غير المحترق المتفجر بالبخار (DEB) بالإضافة إلى نخالة فول الصويا (SB) (3:1)، مع قياس أنشطة الزيلاناز والبكتيناز وبيتا جلوكوزيداز و CMCase و FPase. تم اختيار اثنتي عشرة سلالة، وتم تقييم مستخلصات الإنزيم الخاصة بهم باستخدام ركائز مختلفة. أخيرًا، تمت زراعة أفضل ست سلالات تحت الزيلان والبكتين، كما تم تقييم العديد من أنشطة الإنزيمات السكرية. تم تحديد هذه السلالات من الناحية الشكلية ومن خلال تسلسل مناطق المباعد الداخلية (ITS) وجين بيتا- توبولين الجزئي (BT2). تم تحديد أفضل ست سلالات على أنها الرشاشية النيجرية DR02، Trichoderma atroviride DR17 و DR19، Alternaria sp. DR45, Annulohypoxylon stigyum DR47 and Talaromyces wortmannii DR49. أنتجت هذه السلالات إنزيمات كحولية سكرية ذات ملامح مختلفة، وتأثر الإنتاج بشكل كبير بمصادر الكربون في وسائل الإعلام. الفطريات الباطنية المختارة الرشاشية النيجرية DR02، ثلاثي الأدمة أتروفيريد DR17 و DR19، البديل sp. تعتبر DR45 و Annulohypoxylon stigyum DR47 و Talaromyces wortmannii DR49 منتجين ممتازين للإنزيمات المائية لاستخدامها كجزء من الخلائط لتحلل الكتلة الحيوية لقصب السكر على المستوى الصناعي.Translated Description (French)
Il est impératif de trouver des sources d'énergie alternatives capables de réduire la dépendance mondiale à l'égard du pétrole fossile. L'une des options les plus réussies est l'éthanol obtenu principalement à partir de la canne à sucre et de la fermentation du maïs. Le principal résidu de l'industrie de la canne à sucre est la bagasse, une riche matière première lignocellulosique utilisée pour la production d'éthanol de deuxième génération (2G). De nouvelles enzymes cellulolytiques et hémicellulitiques sont nécessaires, afin d'optimiser la dégradation de la bagasse et la production d'éthanol 2G. La capacité à produire des hémicellulases et des enzymes apparentées, adaptées à la déconstruction de la biomasse lignocellulosique, a été explorée en utilisant 110 champignons endophytes et 9 champignons isolés à partir de livres gâtés au Brésil. Deux sélections initiales ont été effectuées, l'une utilisant le test de diffusion du gel d'esculine, et l'autre par culture sur des milieux en plaque d'agar avec du xylane de hêtre et de la liqueur provenant du prétraitement hydrothermal de la bagasse de canne à sucre. Un total de 56 isolats ont ensuite été cultivés à 29 °C sur de la bagasse de canne à sucre délignifiée (DEB) et du son de soja (SB) (3:1), avec mesure des activités xylanase, pectinase, β-glucosidase, CMCase et FPase. Douze souches ont été sélectionnées et leurs extraits enzymatiques ont été évalués à l'aide de différents substrats. Enfin, les six meilleures souches ont été cultivées sous xylane et pectine, et plusieurs activités glycohydrolases ont également été évaluées. Ces souches ont été identifiées morphologiquement et par séquençage des régions de l'espaceur interne transcrit (ITS) et du gène partiel de la β-tubuline (BT2). Les six meilleures souches ont été identifiées comme Aspergillus niger DR02, Trichoderma atroviride DR17 et DR19, Alternaria sp. DR45, Annulohypoxylon stigyum DR47 et Talaromyces wortmannii DR49. Ces souches ont produit des glycohydrolases avec des profils différents, et la production a été fortement influencée par les sources de carbone dans les milieux.Les champignons endophytes sélectionnés Aspergillus niger DR02, Trichoderma atroviride DR17 et DR19, Alternaria sp. DR45, Annulohypoxylon stigyum DR47 et Talaromyces wortmannii DR49 sont d'excellents producteurs d'enzymes hydrolytiques à utiliser dans le cadre de mélanges pour décomposer la biomasse de la canne à sucre au niveau industriel.Translated Description (Spanish)
Existe una necesidad imperiosa de fuentes alternativas de energía capaces de reducir la dependencia mundial del petróleo fósil. Una de las opciones más exitosas es el etanol obtenido principalmente de la fermentación de la caña de azúcar y el maíz. El principal residuo de la industria de la caña de azúcar es el bagazo, una rica materia prima lignocelulósica utilizada para la producción de etanol de segunda generación (2G). Se necesitan nuevas enzimas celulolíticas y hemicelulíticas para optimizar la degradación del bagazo y la producción de etanol 2G. Se exploró la capacidad de producir hemicelulasas y enzimas relacionadas, adecuadas para la deconstrucción de biomasa lignocelulósica, utilizando 110 hongos endofíticos y 9 hongos aislados de libros estropeados en Brasil. Se realizaron dos selecciones iniciales, una empleando el ensayo de difusión en gel de esculina y la otra cultivando en medio de placa de agar con xilano de madera de haya y licor del pretratamiento hidrotérmico del bagazo de caña de azúcar. Luego se cultivaron un total de 56 aislados a 29 °C en bagazo de caña de azúcar deslignificado (DEB) explotado con vapor más salvado de soja (SB) (3:1), con medición de las actividades de xilanasa, pectinasa, β-glucosidasa, CMCasa y FPasa. Se seleccionaron doce cepas y se evaluaron sus extractos enzimáticos utilizando diferentes sustratos. Finalmente, las seis mejores cepas se cultivaron bajo xilano y pectina, y también se evaluaron varias actividades de glicohidrolasas. Estas cepas se identificaron morfológicamente y mediante la secuenciación de las regiones espaciadoras transcritas internas (ITS) y el gen parcial de β-tubulina (BT2). Las seis mejores cepas se identificaron como Aspergillus niger DR02, Trichoderma atroviride DR17 y DR19, Alternaria sp. DR45, Annulohypoxylon stigyum DR47 y Talaromyces wortmannii DR49. Estas cepas produjeron glicohidrolasas con diferentes perfiles, y la producción estuvo muy influenciada por las fuentes de carbono en los medios. Los hongos endofíticos seleccionados Aspergillus niger DR02, Trichoderma atroviride DR17 y DR19, Alternaria sp. DR45, Annulohypoxylon stigyum DR47 y Talaromyces wortmannii DR49 son excelentes productores de enzimas hidrolíticas para ser utilizadas como parte de mezclas para descomponer la biomasa de la caña de azúcar a nivel industrial.Files
1472-6750-13-94.pdf
Files
(1.1 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:8840fcda62dfd7f5f8d1f4dfc37d7364
|
1.1 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- قدرة الفطريات الباطنة على إنتاج أنزيمات هيميسيلولوز والإنزيمات ذات الصلة
- Translated title (French)
- La capacité des champignons endophytes à produire des hémicellulases et des enzymes apparentées
- Translated title (Spanish)
- La capacidad de los hongos endofíticos para la producción de hemicelulasas y enzimas relacionadas
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W1985861118
- DOI
- 10.1186/1472-6750-13-94
References
- https://openalex.org/W1525734744
- https://openalex.org/W1560827310
- https://openalex.org/W1747182739
- https://openalex.org/W1764005280
- https://openalex.org/W1869907716
- https://openalex.org/W1965832643
- https://openalex.org/W1969911883
- https://openalex.org/W1971597295
- https://openalex.org/W1974130959
- https://openalex.org/W1974537081
- https://openalex.org/W1976892460
- https://openalex.org/W1977166367
- https://openalex.org/W1983382672
- https://openalex.org/W1987875209
- https://openalex.org/W1993624040
- https://openalex.org/W1995829934
- https://openalex.org/W1997150141
- https://openalex.org/W1999138680
- https://openalex.org/W1999415979
- https://openalex.org/W1999424032
- https://openalex.org/W2004717013
- https://openalex.org/W2008669145
- https://openalex.org/W2009674410
- https://openalex.org/W2013282004
- https://openalex.org/W2013721896
- https://openalex.org/W2015500859
- https://openalex.org/W2017971648
- https://openalex.org/W2018415084
- https://openalex.org/W2019545699
- https://openalex.org/W2027959609
- https://openalex.org/W2037128767
- https://openalex.org/W2050543826
- https://openalex.org/W2053650395
- https://openalex.org/W2056841164
- https://openalex.org/W2063241672
- https://openalex.org/W2063993421
- https://openalex.org/W2074631138
- https://openalex.org/W207623927
- https://openalex.org/W2081482364
- https://openalex.org/W2085265401
- https://openalex.org/W2089014583
- https://openalex.org/W2112766005
- https://openalex.org/W2118500253
- https://openalex.org/W2118867176
- https://openalex.org/W2120644786
- https://openalex.org/W2123491845
- https://openalex.org/W2125121305
- https://openalex.org/W2135673702
- https://openalex.org/W2143950762
- https://openalex.org/W2147375062
- https://openalex.org/W2149608372
- https://openalex.org/W2150643179
- https://openalex.org/W2153714667
- https://openalex.org/W2155120873
- https://openalex.org/W2318135115
- https://openalex.org/W2318628997
- https://openalex.org/W2585689647
- https://openalex.org/W4239351393
- https://openalex.org/W4247609653
- https://openalex.org/W4301928391