RESEARCH ARTICLE Open AccessDiversi

RESEARCH ARTICLE Open Access
Diversity and extracellular enzymatic activities of
yeasts isolated from King George Island, the sub-
Antarctic region
Mario Carrasco, Juan Manuel Rozas, Salvador Barahona, Jennifer Alcaíno, Víctor Cifuentes and Marcelo Baeza*
Abstract
Background: Antarctica has been successfully colonized by microorganisms despite presenting adverse conditions
for life such as low temperatures, high solar radiation, low nutrient availability and dryness. Although these
“cold-loving” microorganisms are recognized as primarily responsible for nutrient and organic matter recycling/
mineralization, the yeasts, in particular, remain poorly characterized and understood. The aim of this work was to
study the yeast microbiota in soil and water samples collected on King George Island.
Results: A high number of yeast isolates was obtained from 34 soil and 14 water samples. Molecular analyses
based on rDNA sequences revealed 22 yeast species belonging to 12 genera, with Mrakia and Cryptococcus genera
containing the highest species diversity. The species Sporidiobolus salmonicolor was by far the most ubiquitous,
being identified in 24 isolates from 13 different samples. Most of the yeasts were psychrotolerant and ranged
widely in their ability to assimilate carbon sources (consuming from 1 to 27 of the 29 carbon sources tested). All
species displayed at least 1 of the 8 extracellular enzyme activities tested. Lipase, amylase and esterase activity
dominated, while chitinase and xylanase were less common. Two yeasts identified as Leuconeurospora sp. and
Dioszegia fristingensis displayed 6 enzyme activities.
Conclusions: A high diversity of yeasts was isolated in this work including undescribed species and species not
previously isolated from the Antarctic region, including Wickerhamomyces anomalus, which has not been isolated
from cold regions in general. The diversity of extracellular enzyme activities, and hence the variety of compounds
that the yeasts may degrade or transform, suggests an important nutrient recycling role of microorganisms in this
region. These yeasts are of potential use in industrial applications requiring high enzyme activities at low
temperatures.
Keywords: Antarctic yeasts, Psychrophilic-psychrotolerant yeasts, Extracellular enzyme activities, rDNA yeast
identification
Background
Permanently cold environments are widely distributed
on Earth, and include the Polar Regions, mountains and
deep-sea environments. Despite presenting adverse conditions
for life, such as freezing temperatures, low nutrient
availability, high water viscosity and reduced
membrane fluidity, these environments have been successfully
colonized by the three domains of life [1].
Cold-adapted microorganisms can grow at 0°C and are
classified as psychrophilic if their optimum and maximum
temperatures for growth are ≤15°C and ≤ 20, respectively,
or as psychrotolerant (psychrotrophic) if their
maximum temperature for growth is above 20°C [2,3].
Such microorganisms have adapted their vital cellular
processes to thrive in cold environments [4]. They make
essential contributions to nutrient recycling and organic
matter mineralization, via a special class of extracellular
enzymes known as “cold-adapted” or “cold-active”
enzymes [5]. Because these enzymes have a higher catalytic
efficiency than their mesophilic counterparts at
temperatures below 20°C and display unusual substrate
specificities, they are attractive candidates for industrial
* Correspondence: [e-mail]
Laboratorio de Genética, Depto. de Ciencias Ecológicas, Facultad de Ciencias,
Universidad de Chile, Las Palmeras 3425 Casilla, Santiago 653, Chile
© 2012 Carrasco et al.; licensee BioMed Central Ltd. This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative
Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0), which permits unrestricted use, distribution, and
reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
Carrasco et al. BMC Microbiology 2012, 12:251
http://www.biomedcentral.com/1471-2180/12/251
processes requiring high enzymatic activity at low temperatures.
Cold-adapted enzymes include amylase, cellulase,
invertase, inulinase, protease, lipase and isomerase,
which are used in the food, biofuel and detergent industries
[6]. Largely because of their potential in biotechnological
applications, cold-adapted microorganisms have
become increasingly studied in recent years, yet remain
poorly understood. Of the microorganisms most isolated
and studied from cold environments, the majority are
bacteria, while yeasts constitute a minor proportion [1].
Antarctica is considered the coldest and driest terrestrial
habitat on Earth. It is covered almost totally with
ice and snow, and receives high levels of solar radiation
[7]. The Sub-Antarctic region, including the Shetland
South Archipelago, has warmer temperatures, the soils
close to the sea are free of snow/ice and receive significant
quantities of organic material from marine animals;
however, they are subject to continuous and rapid freethaw
cycles, which are stressful and restrictive to life [8].
Although the first report of Antarctic yeasts was published
50 years ago [9] current reports have focused on
cold-tolerant Bacteria and Archaea, with yeasts receiving
less attention. Yeasts dwelling in Antarctic and Sub-
Antarctic maritime and terrestrial habitats belong mainly
to the Cryptococcus, Mrakia, Candida and Rhodotorula
genera [10-12]. In a recent work, 43 % of Antarctic yeast
isolates were assigned to undescribed species [13],
reflecting the lack of knowledge regarding cultivable
yeasts that colonize the Antarctic soils. Yet these organisms
constitute a valuable resource for ecological and
applied studies.
This work describes the isolation of yeasts from terrestrial
habitats of King George Island, the major island of
the Shetland South archipelago. The yeast isolates were
characterized physiologically and identified at the molecular
level using the D1/D2 and ITS1-5.8S-ITS2
regions of rDNA. In addition, the ability of the yeasts to
degrade simple or complex carbon sources was evaluated
by analyzing their extracellular hydrolytic enzyme
activities. Characterizing these enzyme activities may enhance
the potential of the yeasts in industrial
applications.
Results
Isolation of psychrophilic and psychrotolerant yeasts
The 34 soil and 14 water samples obtained from different
areas of King George Island were processed as
described in the Methods section. The suspensions
obtained from each soil samples were seeded onto nutritive
plates, and incubated in triplicate over a range
of temperatures (4, 10, 15 and 22°C). After 30–90 days
of incubation, approximately 30 to 60 yeast-like colonies
developed on each plate. In contrast, no colonies
or low colony numbers (4 to 8) appeared on plates
from water samples. Because large numbers of isolates
were obtained, isolates were grouped according to their
isolation growth temperature and colony characteristics
such as pigmentation, texture, elevation and size.
Among the 64 groups, several differed only by isolation
growth temperature. These isolates were grown at different
temperatures and re-grouped according to
macromorphological characteristics at their optimal
growth temperature. In this way, 35 groups were ultimately
generated. Several isolates from each group (at
least one isolate per sampling site; a total of 78 isolates)
were selected for molecular and biochemical
analyses.
Molecular identification of yeasts
The chromosomal DNA was purified from cultures of
each yeast isolate and the D1/D2 region of 26S rDNA
and the ITS1-5.8S- ITS2 (hereafter designated the ITS
region for simplicity) regions of the rDNA were amplified
by PCR. The amplicons obtained were purified
from gels and sequenced on both strands. Isolates
showing 100% identity in both rDNA sequences were
grouped and their DNA sequences were submitted to
GenBank under the accession numbers listed in
Table 1. Species identification was performed by comparison
with the GenBank references, using as criterion
the Blast-hits with ≤ 0.5% difference with the
query [14]. In 84% of the isolates the closest Blast-hits
obtained for both rDNA sequences were coincident.
When this was not the case, the D1/D2 results were
used for identification because they yielded higher
identity percentages than did the ITS (see Additional
file 1). 76% of the isolates could be identified to species
level by this molecular analysis. 22 species belonging
to12 genera were identified, of which 80 and 20%
were Basidiomycetes and Ascomycetes, respectively.
The genera containing the highest number of species
were Mrakia (5 species) and Cryptococcus (4 species).
However, the species Sporidiobolus salmonicolor was
the most abundant, being identified in 24 isolates from
13 different sampling sites. Mrakia gelida was the only
yeast species present in both water and soil samples.
Of the three isolates identified as Leuconeurospora sp.,
two of them (T11Cd2 and T27Cd2) possessed identical
D1/D2 and ITS sequences, both of which differed from
the third (T17Cd1) by 0.7%. However, the macromorphological
characteristics of the three isolates, including
pigmentation, differed markedly under identical
culture conditions (see Additional file 2). Because of
these discrepancies, the molecular and morphological
analyses were repeated several times, but the results
were highly consistent. The carbon source assimilation
pattern also differed between the isolates, as will be
discussed later.
Carrasco et al. BMC Microbiology 2012, 12:251 Page 2 of 9
http://www.biomedcentral.com/1471-2180/12/251
Physiological characteristics and extracellular enzyme
activities
The isolates were grown at six temperatures (range 4 to
37°C). Almost 70% of the yeast isolates could grow at
22°C or higher, and generally grew optimally at 15°C
(38%) or 22°C (31%) (Table 2). These results were
accounted for in the physiolog

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

บทความวิจัยเข้าเปิด
หลากหลายและกิจกรรมเอนไซม์ในระบบ extracellular
yeasts ที่แยกต่างหากจากกษัตริย์จอร์จเกาะ ย่อย-
ภูมิภาคแอนตาร์กติก
มาริโอ Carrasco ฮวนมานูเอล Rozas, Barahona ซัลวาดอร์ เจนนิเฟอร์ Alcaíno, Víctor Cifuentes และ Baeza Marcelo *
นามธรรม
พื้นหลัง: แอนตาร์กติกาได้รับเรียบร้อยแล้วยึดครอง โดยจุลินทรีย์แม้ว่าจะมีการนำเสนอเงื่อนไขร้าย
ชีวิตเช่นอุณหภูมิต่ำ รังสีแสงอาทิตย์สูง มีธาตุอาหารต่ำอยู่ และความแห้งกร้าน แม้ว่าเหล่านี้
"รักเย็น" จุลินทรีย์จะรู้จักรับผิดชอบเป็นหลักการรีไซเคิลเรื่องธาตุอาหาร และอินทรีย์ /
mineralization, yeasts โดยเฉพาะ ยังคงไม่ดีลักษณะ และเข้าใจ จุดมุ่งหมายของงานนี้คือการ
ศึกษา microbiota ยีสต์ในดินน้ำตัวอย่างและรวบรวมเกี่ยวกับกษัตริย์จอร์จเกาะ
ผลลัพธ์: กล่าวสูงจำนวนยีสต์ที่แยกได้จากดิน 34 และตัวอย่างน้ำ 14 วิเคราะห์ระดับโมเลกุล
ตาม rDNA ลำดับเปิดเผย 22 ยีสต์สปีชีส์ของสกุล 12 กับสกุล Mrakia และ Cryptococcus
ประกอบด้วยความหลากหลายของชนิดสูงสุด พันธุ์ Sporidiobolus salmonicolor แพร่หลายโดยที่สุด,
การระบุใน 24 ที่แยกได้จากตัวอย่างต่าง ๆ 13 ส่วนใหญ่ yeasts ถูก psychrotolerant และอยู่ในช่วง
อย่างกว้างขวางในความสามารถในการสะท้อนแหล่งคาร์บอน (ใช้ 1 ถึง ๒๗ แหล่งคาร์บอน 29 ทดสอบ) ทั้งหมด
พันธุ์แสดงอย่างน้อย 1 กิจกรรมเอนไซม์ extracellular 8 ทดสอบ เอนไซม์ไลเปส amylase และ esterase
ครอบงำ ขณะ chitinase และไซลาเนสน้อยทั่วไป Yeasts สองเป็น Leuconeurospora sp. และ
Dioszegia fristingensis แล้ว 6 เอนไซม์กิจกรรม
บทสรุป: หลากหลาย yeasts สูงแยกต่างหากในงานรวม undescribed สปีชีส์และสปีชีส์ไม่
ก่อนหน้านี้ แยกต่างหากจากแอนตาร์กติกภูมิภาค รวม Wickerhamomyces anomalus ซึ่งไม่ได้แยก
จากภูมิภาคเย็นทั่วไป ความหลากหลายของกิจกรรมของเอนไซม์ extracellular และดังนั้นความหลากหลายของสารประกอบ
yeasts อาจลดลง หรือแปลง มีธาตุอาหารรีไซเคิลส่วนสำคัญของจุลินทรีย์ในนี้แนะนำ
ภูมิภาค Yeasts เหล่านี้อาจมีการใช้ในงานอุตสาหกรรมที่ต้องการกิจกรรมของเอนไซม์สูงที่ต่ำ
อุณหภูมิ.
คำสำคัญ: Yeasts แอนตาร์กติก yeasts Psychrophilic psychrotolerant กิจกรรมของเอนไซม์ Extracellular ยีสต์ rDNA
รหัส
พื้น
ถาวรเย็นสภาพแวดล้อมจะนำไปเผยแพร่
บนโลก และภูมิภาคขั้วโลก ภูเขา และ
แวดล้อมทะเลลึก แม้ มีการนำเสนอเงื่อนไขร้าย
ชีวิต เช่นแช่แข็งอุณหภูมิ ต่ำอาหาร
พร้อม ความหนืดของน้ำ และลด
เยื่อไหล สภาพแวดล้อมเหล่านี้ได้สำเร็จ
ยึดครอง โดยโดเมนสามชีวิต [1] .
ปรับเย็นจุลินทรีย์สามารถเจริญเติบโตที่ 0° C และมี
จัดเป็น psychrophilic ถ้าความเหมาะสมและมากที่สุด
≤15 ° C อุณหภูมิสำหรับการเจริญเติบโต และ≤ 20 ตามลำดับ,
หรือ psychrotolerant (psychrotrophic) ถ้าของ
มีอุณหภูมิสูงสุดสำหรับการเติบโตเหนือ 20° C [2,3]
จุลินทรีย์ดังกล่าวได้ดัดแปลงมือถือตนสำคัญ
กระบวนการเจริญเติบโตในสภาพแวดล้อมเย็น [4] พวกเขาทำ
สรรจำเป็นสารอินทรีย์ และรีไซเคิล
เรื่อง mineralization ผ่านชั้นเรียนพิเศษของ extracellular
เอนไซม์ที่เรียกว่า "เย็นปรับ" หรือ "การใช้งานเย็น"
เอนไซม์ [5] เนื่องจากเอนไซม์เหล่านี้มีมากตัวเร่งปฏิกิริยา
ประสิทธิภาพกว่าปราบปราม mesophilic ที่
อุณหภูมิต่ำกว่า 20° C และแสดงพื้นผิวปกติ
specificities พวกเขาเป็นผู้สมัครที่น่าสนใจสำหรับอุตสาหกรรม
* ติดต่อ: [e-mail]
Laboratorio de Genética, Depto เด Ciencias Ecológicas, Facultad de Ciencias,
ซานติเอโกชิลี Universidad de ลา Palmeras 3425 Casilla, 653 ชิลี
© 2012 Carrasco et al.; ผู้รับใบอนุญาต BioMed เซ็นทรัล จำกัด เป็นบทความเปิดเข้าแจกจ่ายภายใต้เงื่อนไขของการสร้างสรรค์
คอมมอนส์แสดงใบอนุญาต (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0), ซึ่งอนุญาตให้ใช้จำกัด จำหน่าย และ
ผลิตซ้ำในสื่อใด ๆ ให้งานต้นฉบับจะถูกอ้าง
Carrasco et al. BMC จุล 2012, 12:251
http://www.biomedcentral.com/1471-2180/12/251
กระบวนการต้องใช้กิจกรรมเอนไซม์ในระบบสูงที่อุณหภูมิต่ำการ
เย็นดัดแปลงเอนไซม์ amylase รวม cellulase,
invertase, inulinase รติเอส เอนไซม์ไลเปส และไอโซเม อเรส,
ซึ่งใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร เชื้อเพลิงชีวภาพ และผงซักฟอก
[6] ส่วนใหญ่เนื่องจากศักยภาพของพวกเขาใน biotechnological
โปรแกรมประยุกต์ จุลินทรีย์ปรับเย็นมี
กลายเป็นเรียนมากขึ้นเรื่อย ๆ ในปีที่ผ่านมา ยังอยู่
เข้าใจงาน จุลินทรีย์ส่วนใหญ่แยก
และศึกษาจากสภาพแวดล้อมที่เย็น ส่วนใหญ่
แบคทีเรีย ขณะ yeasts เป็นสัดส่วนเพียงเล็กน้อย [1] .
แอนตาร์กติกาถือคล้ายกับ และ driest
อยู่อาศัยบนโลก มันครอบคลุมเกือบทั้งหมดด้วย
น้ำแข็ง และหิมะ และได้รับแสงอาทิตย์รังสีระดับสูง
[7] ภูมิภาคย่อยนตาร์ รวมเชทแลนด์
ใต้หมู่ มีอุณหภูมิอุ่น ดินเนื้อปูน
ติดทะเลฟรีของหิมะ/น้ำแข็ง และได้รับสำคัญ
ปริมาณวัสดุอินทรีย์จากสัตว์ทะเล;
อย่างไรก็ตาม พวกเขาจะต้อง freethaw อย่างต่อเนื่อง และรวดเร็ว
รอบ เครียด และเข้มงวดกับชีวิต [8] .
แม้ว่ามีการเผยแพร่รายงานแรกของแอนตาร์กติก yeasts
50 ปี [9] ปัจจุบันรายงานได้เน้นใน
เย็นป้องกันแบคทีเรียและอาร์เคีย กับ yeasts รับ
ความสนใจน้อยลง Yeasts ที่อาศัยอยู่ในแอนตาร์กติกและย่อย-
แอนตาร์กติกทะเล และภาคพื้นอยู่อาศัยเป็นส่วนใหญ่
Cryptococcus, Mrakia แคน และ Rhodotorula
สกุล [10-12] ในการทำงานที่ล่าสุด 43% ของแอนตาร์กติกยีสต์
แยกถูกกำหนดให้กับชนิด undescribed [13],
สะท้อนให้เห็นถึงการขาดความรู้เกี่ยวกับ cultivable
yeasts colonize ดินเนื้อปูนแอนตาร์กติก แต่สิ่งมีชีวิตเหล่านี้
เป็นทรัพยากรที่มีคุณค่าในระบบนิเวศ และ
ใช้ศึกษา
งานนี้อธิบายแยก yeasts จากภาคพื้นดิน
อยู่อาศัยของกษัตริย์จอร์จเกาะ เกาะหลักของ
หมู่เกาะเชทแลนด์ใต้ ยีสต์ที่แยกได้
ลักษณะ physiologically และระบุที่ที่โมเลกุล
ระดับใช้ง 1/D2 และ ITS1-58S ITS2
ภูมิภาคของ rDNA นอกจากนี้ ความสามารถของ yeasts เพื่อ
ย่อยสลายง่าย หรือแหล่งคาร์บอนที่ซับซ้อนถูกประเมิน
โดยการวิเคราะห์เอนไซม์ไฮโดรไลติกของ extracellular
กิจกรรม กำหนดลักษณะกิจกรรมของเอนไซม์เหล่านี้อาจเพิ่ม
ศักยภาพของ yeasts ในอุตสาหกรรม
เค
ผล
แยก psychrophilic และ psychrotolerant yeasts
34 ดินและน้ำ 14 ตัวอย่างได้จากแตกต่าง
พื้นที่ของเกาะคิงจอร์จถูกประมวลผลเป็น
อธิบายไว้ในวิธีการ พัก
ได้รับจากดินแต่ละตัวอย่างถูก seeded ไปวิจัย
แผ่น และ triplicate incubated ในช่วง
ของอุณหภูมิ (4, 10, 15 และ 22 ° C) หลังจากวันที่ 30 – 90
ของคณะทันตแพทยศาสตร์ ประมาณ 30 ถึง 60 ยีสต์เช่นอาณานิคม
พัฒนาบนแต่ละแผ่น ในทางตรงข้าม อาณานิคมไม่
หรืออาณานิคมต่ำตัวเลข (4-8) ปรากฏบนแผ่น
จากตัวอย่างน้ำ เนื่องจากจำนวนมากแยก
ได้รับ แยกถูกจัดกลุ่มตามการ
แยกเจริญเติบโตอุณหภูมิและโคโลนีลักษณะ
ผิวคล้ำ พื้นผิว ความสูง และขนาด
ระหว่าง 64 กลุ่ม หลายแตกต่าง โดยเฉพาะการแยก
อุณหภูมิเติบโต แยกเหล่านี้ถูกปลูกที่แตกต่าง
อุณหภูมิ และจัดกลุ่มใหม่ตาม
macromorphological ลักษณะที่เหมาะสมของ
อุณหภูมิเติบโต ด้วยวิธีนี้ กลุ่ม 35 สุด
สร้างขึ้น หลายแยกจากแต่ละกลุ่ม (ที่
อย่างน้อยหนึ่งแยกสำหรับแต่ละไซต์สุ่ม จำนวน 78 แยก)
เลือกชีวเคมี และโมเลกุล
วิเคราะห์
รหัสโมเลกุลของ yeasts
DNA ของโครโมโซมที่บริสุทธิ์จากวัฒนธรรมของ
ละยีสต์แยกและภูมิภาคง 1/D2 ของ 26S rDNA
ITS1 และ -5.8S-ITS2 (ปรโลกกำหนดของ
ภูมิภาคราย) ได้ขยายขอบเขตของ rDNA
โดย PCR Amplicons รับได้บริสุทธิ์
จากเจ และตามลำดับในทั้งสอง แยก
แสดงตัวตน 100% ทั้งสองลำดับ rDNA ถูก
จัดกลุ่ม และลำดับดีเอ็นเอของพวกเขาถูกส่งไปที่
GenBank ภายใต้หมายเลขทะเบียนที่แสดงรายการอยู่ใน
1 ตาราง ชนิดรหัสถูกดำเนินการโดยการเปรียบเทียบ
อ้างอิง GenBank ใช้เป็นเงื่อนไข
ฮิตระเบิดกับ≤ 0.5% ความแตกต่างกับ
สอบถาม [14] 84% ของการแยกใกล้ระเบิดฮิต
รับสำหรับทั้งสองลำดับ rDNA ถูกตรง
เมื่อนี้ไม่ใช่กรณี ง 1/D2 ก็
ใช้สำหรับรหัสเนื่องจากพวกเขาให้ผลสูง
เปอร์เซ็นต์ตัวมากกว่าของไม่ได้ (ดูเพิ่มเติม
ไฟล์ 1) สามารถระบุ 76% ของการแยกการพันธุ์
ระดับ โดยวิเคราะห์ระดับโมเลกุลนี้ได้ 22 สปีชีส์ของ
to12 สกุลระบุ 80 ที่ และ 20%
ถูก Basidiomycetes และ Ascomycetes ตามลำดับ.
สกุลที่ประกอบด้วยจำนวนสูงสุดของสายพันธุ์
ถูก Mrakia (5 ชนิด) และ Cryptococcus (4 ชนิด) .
ไร พันธุ์ Sporidiobolus salmonicolor ถูก
ที่อุดมสมบูรณ์มากที่สุด มีการระบุใน 24 แยกจาก
13 ไซต์สุ่มที่แตกต่างกัน Mrakia gelida เดียว
แสดงสายพันธุ์ยีสต์ในน้ำและดินตัวอย่าง
ของสามแยกเป็น sp. Leuconeurospora,
สองของพวกเขา (T11Cd2 และ T27Cd2) ต้องเหมือนกัน
ง 1/D2 และลำดับของ ซึ่งทั้งสองแตกต่างจาก
สาม (T17Cd1) 0.7% อย่างไรก็ตาม macromorphological
ลักษณะของสามแยก รวม
ผิวคล้ำ แตกต่างอย่างเด่นชัดภายใต้เหมือนกัน
วัฒนธรรมเงื่อนไข (ดูแฟ้มเพิ่มเติม 2) เนื่องจาก
ความขัดแย้งเหล่านี้ โมเลกุล และสัณฐาน
วิเคราะห์ได้ซ้ำหลายครั้ง แต่ผล
สูงสอด ผสมแหล่งคาร์บอน
รูปยังแตกต่างระหว่างแยกได้ เท่าที่จะเป็น
กล่าวถึงในภายหลัง
Carrasco et al. BMC จุล 2012, 12:251 หน้า 2 ของ 9
http://www.biomedcentral.com/1471-2180/12/251
ลักษณะสรีรวิทยาและเอนไซม์ extracellular
กิจกรรม
แยกได้เติบโตที่อุณหภูมิ 6 (ช่วง 4
37 ° C) เกือบ 70% ของแยกยีสต์สามารถเจริญเติบโตที่
22° C หรือสูงก ว่า และโดยทั่วไปเพิ่มขึ้นอย่างเหมาะสม 15°C
(38%) หรือ 22° C (31%) (ตาราง 2) ผลลัพธ์เหล่านี้ได้
ลงบัญชีสำหรับใน physiolog

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

บทความวิจัยเปิดการเข้าถึงความหลากหลายและกิจกรรม ของเอนไซม์ extracellular

ยีสต์ที่แยกได้จาก King George Island , Sub -
ขั้วโลกใต้ภูมิภาค
มาริโอคาร์รัสโค้ , ฮวน มานูเอล โรซัส ซัลวาดอร์ , หน่วยงาน , เจนนิเฟอร์ alca íไม่ บิกตอร์ cifuentes และ มาร์เซโล แบซา

พื้นหลังบทคัดย่อ : ทวีปแอนตาร์กติกาได้ตกเป็นเมืองขึ้น แม้จะเสนอจุลินทรีย์ปรปักษ์เงื่อนไข
สำหรับชีวิต เช่น อุณหภูมิต่ำ , รังสีสูง , ต่ำและสารอาหาร และแห้งกร้าน แม้ว่าเหล่านี้
เย็น " รัก " จึงได้รับการยอมรับเป็นผู้รับผิดชอบหลัก สำหรับธาตุอาหารพืชและอินทรียวัตถุการรีไซเคิล /
, ยีสต์ , โดยเฉพาะอย่างยิ่งยังคงไม่ดีลักษณะ และเข้าใจ งานวิจัยนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อ
การศึกษายีสต์ไมโครไบโ ้าในการเก็บตัวอย่างดินและน้ำที่กษัตริย์จอร์จที่เกาะ .
ผลลัพธ์ : ตัวเลขสูงของยีสต์ที่แยกได้จากดินและน้ำ 34 14 ตัวอย่าง การวิเคราะห์ระดับโมเลกุล
ขึ้นอยู่กับชนิดของยีสต์ที่พบ 22 ชนิด 12 สกุล กับ ล. สกุลและ mrakia
ที่มีความหลากหลายมากที่สุด .ชนิด sporidiobolus salmonicolor คือโดยไกลที่แพร่หลายที่สุด
ถูกระบุใน 24 ไอโซเลทจาก 13 ตัวอย่างที่แตกต่างกัน ที่สุดของยีสต์เป็น psychrotolerant อยู่
อย่างกว้างขวางในความสามารถในการใช้แหล่งคาร์บอน ( ใช้ตั้งแต่ 1 ถึง 27 จาก 29 แหล่งคาร์บอนทดสอบ ) ทั้งหมด
ชนิดแสดงอย่างน้อย 1 ใน 8 ที่มีเอนไซม์กิจกรรมทดสอบ ไลเปสกิจกรรมเอนไซม์อะไมเลสและ esterase
ครอบงำ ขณะที่ไคติเนส และเอนไซม์ไซแลนเนสน้อยเป็นธรรมดา สองยีสต์ที่ระบุว่าเป็น leuconeurospora sp . และ
dioszegia fristingensis แสดงกิจกรรมของเอนไซม์
สรุป : ความหลากหลายมากของยีสต์ที่แยกได้ในงานนี้ ได้แก่ ชนิดและสายพันธุ์ไม่
ก่อนหน้านี้ undescribed ที่แยกได้จากภูมิภาคแอนตาร์กติก รวมทั้ง anomalus wickerhamomyces ,ซึ่งยังไม่ได้แยก
จากพื้นที่หนาวเย็นโดยทั่วไป ความหลากหลายของกิจกรรมเอนไซม์ extracellular ดังนั้นความหลากหลายของสารประกอบ
ว่ายีสต์อาจทำให้ หรือเปลี่ยนรูป ให้สารอาหารที่สำคัญ การรีไซเคิล บทบาทของจุลินทรีย์ในภูมิภาคนี้

ยีสต์เหล่านี้มีศักยภาพในการใช้ในงานอุตสาหกรรมมีกิจกรรมเอนไซม์สูงที่อุณหภูมิต่ำ
.
คำสำคัญ :แอนตาร์คติคยีสต์ , ยีสต์ไซโครฟิลิก psychrotolerant , กิจกรรมเอนไซม์และยีสต์

พื้นหลัง , การจำแนกชนิดถาวรเย็นสภาพแวดล้อมที่มีการกระจายอย่างกว้างขวาง

บนโลกและรวมถึงพื้นที่ขั้วโลก ภูเขา
สภาพแวดล้อมในทะเลลึก . แม้จะมีการเสนอ
สภาวะที่ไม่พึงประสงค์สำหรับชีวิต เช่น อุณหภูมิแช่แข็ง ปริมาณธาตุอาหารและน้ำสูงความหนืดต่ำ

, ลดลงเยื่อสูงขึ้น สภาพแวดล้อมเหล่านี้ได้รับเรียบร้อยแล้ว
เมืองขึ้นสามโดเมนของชีวิต [ 1 ] .
เย็นดัดแปลงจุลินทรีย์สามารถเจริญเติบโตที่ 0 ° C และมี
จัดเป็นไซโครฟิลิกถ้าตนที่เหมาะสมและอุณหภูมิสูงสุด
สำหรับการเจริญเติบโตเป็น≤ 15 ° C และ 20 , ≤ตามลำดับ
หรือ psychrotolerant ( ไซโครโทรป ) ถ้า อุณหภูมิสูงสุดสำหรับการเจริญเติบโตของพวกเขา
อยู่เหนือ 20 ° C
[ 2 , 3 ]เช่น จุลินทรีย์มีการปรับ
มือถือของตนที่สำคัญกระบวนการเจริญเติบโตในสภาพแวดล้อมที่เย็น [ 4 ] พวกเขาให้
สําคัญต่อสารอาหารและการรีไซเคิล
อินทรีย์ผ่านคลาสพิเศษของเอนไซม์ extracellular
เรียกว่าเย็น " ดัดแปลง " หรือ " งานเย็น "
เอนไซม์ [ 5 ] เพราะเอนไซม์เหล่านี้มีสูงขึ้นกว่าคู่ของพวกเขาและมีประสิทธิภาพเร่ง

ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 20 องศา C และแสดงผลผิดปกติ (
- พวกเขาเป็นผู้สมัครที่น่าสนใจสำหรับอุตสาหกรรม
* ติดต่อ : mbaeza @ u.uchile . C1
laboratorio de Gen ใหม่เพื่อ depto . เดเซียนเซียส Ecol ó gicas facultad เซียนเซียส , เดอ , Universidad เดอชิลี (
, palmeras 3425 casilla Santiago 653 , ชิลี
© 2012 คาร์รัสโค้ et al . ; ผู้ biomed เซ็นทรัลจำกัดนี่คือการเปิดบทความเผยแพร่ภายใต้เงื่อนไขของใบอนุญาต Commons Attribution สร้างสรรค์
( http : / / creativecommons . org / ใบอนุญาต / โดย / 2.0 ) ซึ่งอนุญาตให้ใช้ไม่จำกัดการกระจายและ
การสืบพันธุ์ในสื่อใด ๆ ให้ทำงานเดิมถูกอ้างถึง .
คาร์รัสโค้ et al . BMC จุลชีววิทยา 2012 , 12:251

http://www.biomedcentral.com/1471-2180/12/251กระบวนการที่ใช้เอนไซม์สูงที่อุณหภูมิต่ำ .
เย็นดัดแปลงเอนไซม์เซลลูเลส อะไมเลส รวม , เย็น inulinase
, เอนไซม์ไลเปส โปร และ ไอโซเมอเรส
, ที่ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร ,
[ 6 ] เชื้อเพลิงชีวภาพและผงซักฟอก ส่วนใหญ่เพราะของศักยภาพในการใช้งานด้านจุลินทรีย์ได้

เย็นดัดแปลงเป็นมากขึ้นโดยในปีล่าสุด แต่ยังคง
ไม่ค่อยเข้าใจ . ของจุลินทรีย์ และศึกษาจากสภาพแวดล้อมที่แยกมาก

เย็น ส่วนใหญ่เป็นแบคทีเรีย ในขณะที่ยีสต์เป็นสัดส่วนเล็กน้อย [ 1 ] .
ทวีปแอนตาร์กติกา ถือว่าหนาวเย็นและแห้งบก
สิ่งแวดล้อมบนโลก มันครอบคลุมเกือบทั้งหมดด้วย
น้ำแข็งและหิมะและได้รับระดับรังสี
[ 7 ] สถานีขั้วโลกใต้ภูมิภาค รวมถึงเช็ต
หมู่เกาะทางตอนใต้ มีอุณหภูมิที่อุ่นขึ้น ดิน
ใกล้ทะเลฟรีหิมะ / น้ำแข็งและได้รับปริมาณสําคัญ
ของวัสดุอินทรีย์จากสัตว์ทะเล ;
แต่พวกเขามีอย่างต่อเนื่องและวงจร freethaw
อย่างรวดเร็วซึ่งจะเคร่งเครียด และเข้มงวดกับชีวิต [ 8 ] .
ถึงแม้ว่ารายงานแรกของโลกยีสต์ที่ถูกตีพิมพ์
เมื่อ 50 ปีก่อน [ 9 ] ปัจจุบันมีรายงานเน้น
อาร์เคียและแบคทีเรียใจกว้างเย็นกับยีสต์ที่ได้รับ
สนใจน้อยลง ยีสต์ที่อาศัยอยู่ในแอนตาร์กติกและ sub -
แอนตาร์กติกทะเลและบกที่อยู่อาศัยอยู่ส่วนใหญ่
กับล. mrakia Candida , และ , Rhodotorula
สกุล [ เปิด ] ในงานล่าสุด 43% ของแอนตาร์คติคยีสต์
ไอโซเลทมอบหมาย undescribed พันธุ์ [ 13 ] ,
สะท้อนให้เห็นถึงการขาดความรู้เกี่ยวกับเพาะปลูก
ยีสต์ที่อพยพดินแอนตาร์กติก แต่สิ่งมีชีวิตเหล่านี้
เป็นทรัพยากรที่มีคุณค่าสำหรับใช้ศึกษานิเวศวิทยาและ
.
งานนี้อธิบายถึงการแยกยีสต์จากบก
ที่อยู่อาศัยของกษัตริย์จอร์จที่เกาะ , เกาะหลักของหมู่เกาะเช็ตใต้
. ยีสต์ไอโซเลท
ลักษณะสรีรศาสตร์และระบุระดับโมเลกุล
ใช้ D1 / D2 และ its1-5 .8s-its2
ภูมิภาคด้วย . นอกจากนี้ ความสามารถของยีสต์

ลดง่ายหรือซับซ้อนแหล่งคาร์บอนที่ประเมินโดยการวิเคราะห์ของพวกเขาและเอนไซม์ย่อยสลาย

กิจกรรม ลักษณะกิจกรรมของเอนไซม์เหล่านี้อาจเพิ่ม
ศักยภาพของยีสต์ในอุตสาหกรรมผล

.

psychrotolerant ยีสต์และการไซโครฟิลิก34 14 น้ำดินและการเก็บตัวอย่างจากพื้นที่ที่แตกต่างกัน
ของกษัตริย์จอร์จที่เกาะถูกแปรรูปเป็น
อธิบายในส่วนของวิธีการ สารแขวนลอย
ที่ได้จากแต่ละตัวอย่างดินเป็นเมล็ดลงบนจานอาหารโดยทั้งสามใบ

ช่วงอุณหภูมิ ( 5 , 10 , 15 และ 22 ° C ) หลังจาก 30 - 90 วัน
บ่มประมาณ 30 ถึง 60 ยีสต์เช่นอาณานิคม
พัฒนาในแต่ละจานในทางตรงกันข้ามไม่มีอาณานิคมอาณานิคม
หรือตัวเลขต่ำ ( 4 8 ) ปรากฏบนแผ่น
จากตัวอย่างน้ำ เนื่องจากตัวเลขขนาดใหญ่ของสายพันธุ์
ได้รับไอโซเลท , จัดกลุ่มตามอุณหภูมิ และลักษณะของโคโลนีแยก

เช่น สี พื้นผิว ความสูงและขนาด .
ระหว่าง 64 กลุ่ม หลายด้านโดยเฉพาะอุณหภูมิในการแยก

ไอโซเลทเหล่านี้ปลูกที่อุณหภูมิแตกต่างกัน

และจัดกลุ่มตามลักษณะ macromorphological อุณหภูมิการเจริญเติบโตที่เหมาะสม

ในวิธีนี้ , 35 กลุ่มสุด
สร้าง หลายสายพันธุ์จากแต่ละกลุ่ม (
1 แยกต่อเว็บไซต์ ตัวอย่างทั้งหมด 78 isolates
สุ่มและวิเคราะห์ทางชีวเคมีโมเลกุล โมเลกุลของตัว
.

ยีสต์ดีเอ็นเอของโครโมโซมที่ถูกแยกจากวัฒนธรรมของ
แต่ละยีสต์แยกและ D1 / D2 ภูมิภาค 26 ชนิด และ its1-5.8s
- its2 ( ต่อเขตของเขตภูมิภาค
ความเรียบง่าย ) ของ rDNA ถูกขยาย
โดย PCR ที่ได้มีความบริสุทธิ์ amplicons
จากเจลและลำดับในการถัก ไอโซเลต
แสดง 100% ตัวตนทั้งสองชนิดถูก
จัดกลุ่มและลำดับ DNA ของพวกเขาถูกส่งไปยัง
5% ภายใต้การครอบครองตัวเลขที่ระบุไว้ใน
โต๊ะ 1 การจำแนกสายพันธุ์โดยใช้การเปรียบเทียบกับขนาด

ใช้เป็นเกณฑ์อ้างอิง ฮิตระเบิด≤ 0.5% ความแตกต่างกับ
query [ 14 ] ใน 84% ของสายพันธุ์ที่ใกล้ฮิตระเบิด
ได้ทั้งชนิดมีเหตุบังเอิญ .
เมื่อนี้ไม่ได้กรณีD1 / D2 ผลลัพธ์
ใช้รหัสเพราะพวกเขาให้ค่าที่สูงกว่าแล้วค่า
ตัวตนของมัน ( ดูแฟ้มเพิ่มเติม
1 ) 76% ของเชื้อจะถูกระบุในระดับสปีชีส์
โดยการวิเคราะห์ระดับโมเลกุลนี้ 22 ชนิดที่ถูกระบุ
– 12 สกุล ซึ่ง 80 และ 20 %
( Basidiomycetes และแอ คไมซีตีส ตามลำดับ
สกุลที่มีจำนวนสูงสุดของสายพันธุ์
เป็น mrakia ( 5 ชนิด ) และคริปโตคอคคัส ( 4 ชนิด ) .
แต่ชนิด sporidiobolus salmonicolor คือ
ชุกชุมมากที่สุด มีการระบุใน 24 ไอโซเลทจาก
13 ที่แตกต่างกัน 2 เว็บไซต์ mrakia gelida เป็นยีสต์ชนิดปัจจุบันเท่านั้น
ทั้งในน้ำและดิน .
ของ 3 สายพันธุ์ที่ระบุว่าเป็น leuconeurospora sp . ,
2 คน ( t11cd2 แล้วเหมือนกัน
t27cd2 ) ครอบครองD1 / D2 และลำดับทั้งสองซึ่งแตกต่างจาก
3 ( t17cd1 ) โดย 0.7% อย่างไรก็ตาม ลักษณะของ macromorphological
3 สายพันธุ์ รวมทั้ง
สี แตกต่างอย่างเด่นชัดภายใต้เงื่อนไขวัฒนธรรมเหมือนกัน
( ดูแฟ้มเพิ่มเติม 2 ) เพราะ
ความขัดแย้งเหล่านี้ ระดับโมเลกุลและสัณฐานวิทยา
วิเคราะห์ข้อมูลซ้ำหลายๆ ครั้ง แต่ผลลัพธ์
มีความสอดคล้องอย่างมากแหล่งคาร์บอนที่แตกต่างกันระหว่างการ
รูปแบบยังสามารถที่จะกล่าวถึงต่อไป
.
คาร์รัสโค้ et al . BMC จุลชีววิทยา 2012 , 12:251 หน้า 9
http : / / www.biomedcentral . com / 1471-2180 / 12 / 251
ลักษณะทางสรีรวิทยาและกิจกรรมเอนไซม์ extracellular

ไอโซเลทโตที่อุณหภูมิ 6 ( ช่วง 4
37 ° C ) เกือบ 70% ของยีสต์ไอโซเลทสามารถเติบโตที่
22 ° C หรือสูงกว่าและโดยทั่วไปเติบโตได้อย่างดีที่สุดที่ 15 ° C
( 38% ) หรือ 22 ° C ( 30 % ) ( ตารางที่ 2 ) ผลนี้ใน physiolog
คิดเป็น