Bio-Prospection of Fungi from a Fragment of Cerrado in Central Brazil for Biotechnological Applications
DOI:
https://doi.org/10.21664/2238-8869.2018v7i1.p288-305Keywords:
Basidiomycetes, Ascomycetes, Lignocellulolytic Enzymes, ToxicityAbstract
Considering the importance of bio-prospection studies involving species from threatened environments that are of great biological richness and endemism, this work aimed to investigate the biotechnological potential of fungi from different habitats in a fragment of Cerrado. The fungi were isolated in culture, and some were selected for the prospection of enzymes that are of industrial interest, for antimicrobial activity and preliminary toxicity. Carboxymethyl cellulose and peroxidase activity was detected in all isolates evaluated. In the tests for antimicrobial activity, the fungal metabolites did not show growth inhibition for the bacterial strains analyzed, and in the toxicity assays these metabolites were shown to be innocuous for Artemia salina larvae. Although the toxicity evaluation still requires complementary assays, these results justify the continuation of bio-prospection studies on the biotechnological potential of these fungi, showing them to be promising candidates for use in processes applied directly to humans or to the environment.
References
Abrahão MC, Gugliotta AM, Bononi VLR 2012. Xylophilous Agaricomycetes (Basidiomycota) of the Brazilian Cerrado. Check List 8(6):1102-1116.
Abreu JAS, Rovida AFS, Pamphile JA 2015. Fungos de interesse: aplicações biotecnológicas. Uningá Review 21(1):55-59.
Abreu LD, Marino RH, Mesquita JB, Ribeiro GT 2007. Degradação da madeira de Eucalyptus sp. por basidiomicetos de podridão branca. Arq Inst Biol 74(4):321-328.
Aguiar LMS, Machado BM, Marinho-Filho JA 2004. Diversidade Biológica do Cerrado. In Cerrado: ecologia e caracterização. Embrapa Cerrados, p.17-40.
Barreto NM, Angelini R 2003. Mapeamento topográfico e delimitação fitofisionômica da área natural do campus da UEG. In mostra de iniciação científica da UEG, Anápolis. Anais. Universidade Estadual de Goiás, Anápolis.
Bennet JW 1998. Mycothecnology: the role of fungi in biotechnology. J Biotechnol, 66:101-107.
Bhat M K 2000. Cellulases and related enzymes in biotechnology. Biotechnol Adv, 18(5):355-383.
Braga GUL, Destéfano RHR, Messias CL 1999. Protease production during growth and autolysis of submerged Metarhizium anisopliae cultures. Rev Microbiol, 30(2):107-113.
Chapla VM, Biasetto CR, Araujo AR 2013. Fungos Endofíticos: Uma Fonte Inexplorada e Sustentável de Novos e Bioativos. Produtos Naturais, 5(3):421-437.
Costa-Rezende DH, Gugliotta AM, Góes-Neto A, Reck MA, Robledo GL, Drechsler-Santos ER 2016. Amauroderma calcitum sp. nov. and notes on taxonomy and distribution of Amauroderma species (Ganodermataceae). Phytotaxa, 244(2):101-124.
Dianese EC, Fonseca MEN, Inoue-Nagata AK, Resende RO, Boiteux LS 2011. Search in Solanum (section Lycopersicon) germplasm for sources of broad-spectrum resistance to four Tospovirus species. Euphytica, 180(3):307-319.
Felfili MC, Felfili JM 2001. Diversidade Alfa e Beta no Cerrado. Acta Bot Bras, 15(2):243-254.
Forbes VE, Forbes TL 1994. Ecotoxicology in theory and practice. Chapman & Hall, 247pp.
Gibertoni TB 2004. Aphyllophorales (Basidiomycotina) em áreas de Mata Atlântica do Nordeste Brasileiro. Tese de Doutorado, Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 200pp.
Halpin BE, Lee CY 1987. Effect of blanching on enzyme activity and quality changes in green peas. J Food Sci, 52(4):1002-1005.
Hawksworth DL 2001. The magnitude of fungal diversity: the 1.5 million species estimate revisited. Mycol Res, 105(12):1422-1432.
Hawksworth DL, Lücking R 2017. Fungal diversity revisited: 2.2 to 3.8 million species. Microbiol Spectr, 5:1-17.
Karim Z, Husain Q 2009. Guaiacol-mediated oxidative degradation and polymerization of bisphenol A catalyzed by bitter gourd (Momordica charantia) peroxidase. J Mol Catal B: Enzym, 59:185-189.
Keller NP, Geoffrey T, Joan WB 2005. Fungal secondary metabolism-from biochemistry to genomics. Nature Rev Microbiol, 3(12):937-947.
Klink CA, Machado RB 2005. Conservation of the Brazilian Cerrado. Conser Biol, 19(3):707-713.
Kubicek CP, Messner R, Gruber F, Mandels M, Kubicek-Pranz EM 1993. Triggering of cellulase biosynthesis by cellulose in Trichoderma reesei. Involvement of a constitutive, sophorose-inducible, glucose-inhibited beta-diglucoside permease. J Biol Chem, 26(268):19364-19368.
Kvaratskhelia M, Winkel C, Thorneley RNF 1997. Purification and characterization of a novel class in peroxidase isoenzyme from tea leaves. Plant Physiol, 114:1237-1245.
Lealem F, Gashe BA 1994. Amylase production by a gram-positive bacterium isolated from fermenting tef (Eraglostis tef). J Appl Bacteriol, 77:337-352.
Lopes VDS 2013. Avaliação de complexos enzimáticos obtidos a partir de fungos do cerrado para produção de etanol de segunda geração. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 74pp.
Luna JS, Santos AF, Lima MRF, Omena MC, Mendonça FAC, Bieber LW, Sant’Ana AEG 2005. A study of the larvicidal and molluscicidal activities of some medicinal plants from northeast Brazil. J Ethnopharmacol, 97(2):199-206.
Meyer BN, Ferrigni NR, Putnam JE, Jacobsen LB, Nichols DE, Mclaughlin LJ 1982. Brine Shrimp: A convenient general bioassay for active plant constituents. Planta Med, 45:31- 34.
Motato-Vásquez V, Pires RM, Vitali VMV, Gugliotta ADM 2016. Cultural and ligninolytic activity studies of some polypores (Basidiomycota) from brazilian Atlantic Forest, São Paulo State, Brazil. Hoehnea, 43(2):289-300.
Namhyun C, Lee IS, Song HS, Bang WG 2000. Mechanisms used by white-rot fungus to degrade lignin and toxic chemicals. J Microbiol Biotechnol, 10(6):737-752.
Nielsen RI, Oxenboll K 1998. Enzymes from fungi: their technology and uses. Mycologist, 69-71p.
Pereira CB, 2016. Avaliação da produção de enzimas celulolíticas e hemicelulolíticas por fungos isolados do cerrado, costa marinha brasileira e da antártica, utilizando casca de soja como substrato. Dissertação de Mestrado, Faculdade de Ciências da Saúde, Universidade de Brasília, Brasília, 116pp.
Pereira DEP 2013. Análise de celulases e xilanases por fungo isolado a partir do bioma cerrado. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 101pp.
Pereyra CM, Cavaglieri LR, Chiacchiera SM, Dalcero AM 2010. Fungi and Mycotoxins in Feed Intended for Sows at Different Reproductive Stages in Argentina. Vet Med Int, 2010:1-7.
Perrone G, Susca A, Cozzi G, Ehrlich K, Varga J, Frisvad JJC, Meijer M, NO Onim P, Mahakarnchanakul W, Samson RA 2007. Biodiversity of Aspergillus species in some important agricultural products. Stud Mycol, 59(9):53-66.
Radzio R, Ulrich K 1997. Synthesis of biotechnologically relevant heterologous proteins in filamentous fungi. Process biochem, 32(6):529-539.
Ramirez IJN, Salama RAM, Cataño J, Chegwin C 2008. Determinación de la toxicidad de Pleurotus ostreatus, Pleurotus pulmonarius y Paxillus involutus sobre Artemia salina. Rev Iberoam Micol, 25:186-187.
Ribeiro MC, Soares MMSR 1998. Microbiologia prática. Roteiro e manual. Bactérias e fungos. Ed. Atheneu, São Paulo, 112pp.
Rocha BB 2012. Caracterização do Perfil Enzimático de um Fungo Isolado do Cerrado Brasileiro, tese de doutorado, Universidade de Brasília, 130pp.
Ruegger MJS, Tauk-Tornisielo SM 2004. Atividade da celulase de fungos isolados do solo da Estação Ecológica de Juréia-Itatins, São Paulo, Brasil. Rev Bras Bot, 27(2):205-211.
Santos CT, Filho GA, Rocha TJO, Franco M 2011. Aplicação da fermentação em estado sólido sobre o farelo de cacau (Theobroma cacao L.): Obtenção de ligninases. Semina: Ciências Exatas e Tecnológicas, 32(1):87-96.
Saparrat MCN, Martínez MJ, Cabello MN, Arambarri AM 2002. Screening for ligninolytic enzymes in autochthonous fungal strains from Argentina isolated from different substrata. Rev Iberoame Micol, 19:181-185.
Schulz B, Wanke U, Draeger S, Aust HJ 1993. Endophytes from herbaceous plants and shrubs: effectiveness of surface sterilization methods. Mycological Res, 97:1447-1450.
Silva GT, Gibertoni TB 2006. Aphyllophorales (Basidiomycota) em áreas urbanas da região Metropolitana do Recife, PE, Brasil. Hoehnea, 33(4):533-543.
Silva JBA, Frantz SC, Marques AK, Coelho CM, Morais PB 2015. Produção de enzimas extracelulares por fungos associados à decomposição de materiais de vegetais em riachos. J Bioen Food Sci, 4(2):208-212.
Silva NLC 2010. Produção de bioetanol de segunda geração a partir de biomassa residual da indústria de celulose. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal do Rio de Janeiro, 123pp.
Soares CHL 1998. Estudos Mecanísticos de degradação de efluentes de indústria de papel e celulose por fungos basidiomicetes degradadores de madeira. Dissertação de Mestrado, Universidade Estadual de Campinas, São Paulo, 133pp.
Souza HQ, Oliveira LA, Andrade JS 2008. Seleção de Basidiomycetes da Amazônia para produção de enzimas de interesse biotecnológico. Food Sci Technol, 28:16-124.
Teather RM, Wood PJ 1982. Use of congo red polysaccharide interactions in enumeration and characterization of cellulolytic bacteria from the bovine rumen. Appl Environ Microbiol, 43(4):777-780.
Tiago PV, Silva RJ 2007. Atividade proteolítica de isolados de Metarhizium anisopliae sobre substratos cuticulares e não cuticulares. Ciênc. Rural, 37:26-30.
Vanderlinde DG, Onofre SB 2010. Atividade antimicrobiana de metabólitos produzidos pelo fungo Pycnoporus sanguineus (Linnaeus: Fries) MURRILL. Rev Saud Pesq, 3(1):11-16.
Wisbeck E, Robert A, Furlan AS 2009. Avaliação da produção de agentes antimicrobianos por fungos do gênero Pleutorus. Revista Saúde e Ambiente, 3(2):.
Xavier-Santos S, Carvalho CC, Bonfá M, Capelari M, Gomes E 2004. Screening for pectinolytic activity of wood-rotting basidiomycetes and characterization of the enzymes. Folia Microbiol, 49(1):46-52.
Abreu JAS, Rovida AFS, Pamphile JA 2015. Fungos de interesse: aplicações biotecnológicas. Uningá Review 21(1):55-59.
Abreu LD, Marino RH, Mesquita JB, Ribeiro GT 2007. Degradação da madeira de Eucalyptus sp. por basidiomicetos de podridão branca. Arq Inst Biol 74(4):321-328.
Aguiar LMS, Machado BM, Marinho-Filho JA 2004. Diversidade Biológica do Cerrado. In Cerrado: ecologia e caracterização. Embrapa Cerrados, p.17-40.
Barreto NM, Angelini R 2003. Mapeamento topográfico e delimitação fitofisionômica da área natural do campus da UEG. In mostra de iniciação científica da UEG, Anápolis. Anais. Universidade Estadual de Goiás, Anápolis.
Bennet JW 1998. Mycothecnology: the role of fungi in biotechnology. J Biotechnol, 66:101-107.
Bhat M K 2000. Cellulases and related enzymes in biotechnology. Biotechnol Adv, 18(5):355-383.
Braga GUL, Destéfano RHR, Messias CL 1999. Protease production during growth and autolysis of submerged Metarhizium anisopliae cultures. Rev Microbiol, 30(2):107-113.
Chapla VM, Biasetto CR, Araujo AR 2013. Fungos Endofíticos: Uma Fonte Inexplorada e Sustentável de Novos e Bioativos. Produtos Naturais, 5(3):421-437.
Costa-Rezende DH, Gugliotta AM, Góes-Neto A, Reck MA, Robledo GL, Drechsler-Santos ER 2016. Amauroderma calcitum sp. nov. and notes on taxonomy and distribution of Amauroderma species (Ganodermataceae). Phytotaxa, 244(2):101-124.
Dianese EC, Fonseca MEN, Inoue-Nagata AK, Resende RO, Boiteux LS 2011. Search in Solanum (section Lycopersicon) germplasm for sources of broad-spectrum resistance to four Tospovirus species. Euphytica, 180(3):307-319.
Felfili MC, Felfili JM 2001. Diversidade Alfa e Beta no Cerrado. Acta Bot Bras, 15(2):243-254.
Forbes VE, Forbes TL 1994. Ecotoxicology in theory and practice. Chapman & Hall, 247pp.
Gibertoni TB 2004. Aphyllophorales (Basidiomycotina) em áreas de Mata Atlântica do Nordeste Brasileiro. Tese de Doutorado, Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 200pp.
Halpin BE, Lee CY 1987. Effect of blanching on enzyme activity and quality changes in green peas. J Food Sci, 52(4):1002-1005.
Hawksworth DL 2001. The magnitude of fungal diversity: the 1.5 million species estimate revisited. Mycol Res, 105(12):1422-1432.
Hawksworth DL, Lücking R 2017. Fungal diversity revisited: 2.2 to 3.8 million species. Microbiol Spectr, 5:1-17.
Karim Z, Husain Q 2009. Guaiacol-mediated oxidative degradation and polymerization of bisphenol A catalyzed by bitter gourd (Momordica charantia) peroxidase. J Mol Catal B: Enzym, 59:185-189.
Keller NP, Geoffrey T, Joan WB 2005. Fungal secondary metabolism-from biochemistry to genomics. Nature Rev Microbiol, 3(12):937-947.
Klink CA, Machado RB 2005. Conservation of the Brazilian Cerrado. Conser Biol, 19(3):707-713.
Kubicek CP, Messner R, Gruber F, Mandels M, Kubicek-Pranz EM 1993. Triggering of cellulase biosynthesis by cellulose in Trichoderma reesei. Involvement of a constitutive, sophorose-inducible, glucose-inhibited beta-diglucoside permease. J Biol Chem, 26(268):19364-19368.
Kvaratskhelia M, Winkel C, Thorneley RNF 1997. Purification and characterization of a novel class in peroxidase isoenzyme from tea leaves. Plant Physiol, 114:1237-1245.
Lealem F, Gashe BA 1994. Amylase production by a gram-positive bacterium isolated from fermenting tef (Eraglostis tef). J Appl Bacteriol, 77:337-352.
Lopes VDS 2013. Avaliação de complexos enzimáticos obtidos a partir de fungos do cerrado para produção de etanol de segunda geração. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 74pp.
Luna JS, Santos AF, Lima MRF, Omena MC, Mendonça FAC, Bieber LW, Sant’Ana AEG 2005. A study of the larvicidal and molluscicidal activities of some medicinal plants from northeast Brazil. J Ethnopharmacol, 97(2):199-206.
Meyer BN, Ferrigni NR, Putnam JE, Jacobsen LB, Nichols DE, Mclaughlin LJ 1982. Brine Shrimp: A convenient general bioassay for active plant constituents. Planta Med, 45:31- 34.
Motato-Vásquez V, Pires RM, Vitali VMV, Gugliotta ADM 2016. Cultural and ligninolytic activity studies of some polypores (Basidiomycota) from brazilian Atlantic Forest, São Paulo State, Brazil. Hoehnea, 43(2):289-300.
Namhyun C, Lee IS, Song HS, Bang WG 2000. Mechanisms used by white-rot fungus to degrade lignin and toxic chemicals. J Microbiol Biotechnol, 10(6):737-752.
Nielsen RI, Oxenboll K 1998. Enzymes from fungi: their technology and uses. Mycologist, 69-71p.
Pereira CB, 2016. Avaliação da produção de enzimas celulolíticas e hemicelulolíticas por fungos isolados do cerrado, costa marinha brasileira e da antártica, utilizando casca de soja como substrato. Dissertação de Mestrado, Faculdade de Ciências da Saúde, Universidade de Brasília, Brasília, 116pp.
Pereira DEP 2013. Análise de celulases e xilanases por fungo isolado a partir do bioma cerrado. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 101pp.
Pereyra CM, Cavaglieri LR, Chiacchiera SM, Dalcero AM 2010. Fungi and Mycotoxins in Feed Intended for Sows at Different Reproductive Stages in Argentina. Vet Med Int, 2010:1-7.
Perrone G, Susca A, Cozzi G, Ehrlich K, Varga J, Frisvad JJC, Meijer M, NO Onim P, Mahakarnchanakul W, Samson RA 2007. Biodiversity of Aspergillus species in some important agricultural products. Stud Mycol, 59(9):53-66.
Radzio R, Ulrich K 1997. Synthesis of biotechnologically relevant heterologous proteins in filamentous fungi. Process biochem, 32(6):529-539.
Ramirez IJN, Salama RAM, Cataño J, Chegwin C 2008. Determinación de la toxicidad de Pleurotus ostreatus, Pleurotus pulmonarius y Paxillus involutus sobre Artemia salina. Rev Iberoam Micol, 25:186-187.
Ribeiro MC, Soares MMSR 1998. Microbiologia prática. Roteiro e manual. Bactérias e fungos. Ed. Atheneu, São Paulo, 112pp.
Rocha BB 2012. Caracterização do Perfil Enzimático de um Fungo Isolado do Cerrado Brasileiro, tese de doutorado, Universidade de Brasília, 130pp.
Ruegger MJS, Tauk-Tornisielo SM 2004. Atividade da celulase de fungos isolados do solo da Estação Ecológica de Juréia-Itatins, São Paulo, Brasil. Rev Bras Bot, 27(2):205-211.
Santos CT, Filho GA, Rocha TJO, Franco M 2011. Aplicação da fermentação em estado sólido sobre o farelo de cacau (Theobroma cacao L.): Obtenção de ligninases. Semina: Ciências Exatas e Tecnológicas, 32(1):87-96.
Saparrat MCN, Martínez MJ, Cabello MN, Arambarri AM 2002. Screening for ligninolytic enzymes in autochthonous fungal strains from Argentina isolated from different substrata. Rev Iberoame Micol, 19:181-185.
Schulz B, Wanke U, Draeger S, Aust HJ 1993. Endophytes from herbaceous plants and shrubs: effectiveness of surface sterilization methods. Mycological Res, 97:1447-1450.
Silva GT, Gibertoni TB 2006. Aphyllophorales (Basidiomycota) em áreas urbanas da região Metropolitana do Recife, PE, Brasil. Hoehnea, 33(4):533-543.
Silva JBA, Frantz SC, Marques AK, Coelho CM, Morais PB 2015. Produção de enzimas extracelulares por fungos associados à decomposição de materiais de vegetais em riachos. J Bioen Food Sci, 4(2):208-212.
Silva NLC 2010. Produção de bioetanol de segunda geração a partir de biomassa residual da indústria de celulose. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal do Rio de Janeiro, 123pp.
Soares CHL 1998. Estudos Mecanísticos de degradação de efluentes de indústria de papel e celulose por fungos basidiomicetes degradadores de madeira. Dissertação de Mestrado, Universidade Estadual de Campinas, São Paulo, 133pp.
Souza HQ, Oliveira LA, Andrade JS 2008. Seleção de Basidiomycetes da Amazônia para produção de enzimas de interesse biotecnológico. Food Sci Technol, 28:16-124.
Teather RM, Wood PJ 1982. Use of congo red polysaccharide interactions in enumeration and characterization of cellulolytic bacteria from the bovine rumen. Appl Environ Microbiol, 43(4):777-780.
Tiago PV, Silva RJ 2007. Atividade proteolítica de isolados de Metarhizium anisopliae sobre substratos cuticulares e não cuticulares. Ciênc. Rural, 37:26-30.
Vanderlinde DG, Onofre SB 2010. Atividade antimicrobiana de metabólitos produzidos pelo fungo Pycnoporus sanguineus (Linnaeus: Fries) MURRILL. Rev Saud Pesq, 3(1):11-16.
Wisbeck E, Robert A, Furlan AS 2009. Avaliação da produção de agentes antimicrobianos por fungos do gênero Pleutorus. Revista Saúde e Ambiente, 3(2):.
Xavier-Santos S, Carvalho CC, Bonfá M, Capelari M, Gomes E 2004. Screening for pectinolytic activity of wood-rotting basidiomycetes and characterization of the enzymes. Folia Microbiol, 49(1):46-52.
Downloads
Published
2018-05-11
How to Cite
DA SILVA, Lucas Leonardo; MOREIRA, Izabel Cristina; E SILVA, Thâmara Machado; DA SILVA, Larissa Batista; SANTOS, Thales Antony Assis; DE OLIVEIRA, Letícia Mikaelly; DE SOUZA, Denes Ferraz; BRITO, Andressa Oliveira; DOS SANTOS, Solange Xavier. Bio-Prospection of Fungi from a Fragment of Cerrado in Central Brazil for Biotechnological Applications. Fronteiras - Journal of Social, Technological and Environmental Science, [S. l.], v. 7, n. 1, p. 288–305, 2018. DOI: 10.21664/2238-8869.2018v7i1.p288-305. Disponível em: https://revistas2.unievangelica.edu.br/index.php/fronteiras/article/view/2299. Acesso em: 21 nov. 2024.
Issue
Section
Articles
License
This journal offers immediate free access to its content, following the principle that providing free scientific knowledge to the public, we provides greater global democratization of knowledge.
As of the publication in the journal the authors have copyright and publication rights of their articles without restrictions.
The Revista Fronteiras: Journal of Social, Technological and Environmental Science follows the legal precepts of the Creative Commons - Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International. 
