The coastal marine ecosystems of Vietnam are one of the global biodiversity hotspots, but the biodiversity of marine fungi is not well known. To fill this major gap of knowledge, we assessed the genetic diversity (ITS sequence) of 75 fungal strains isolated from 11 surface coastal marine and deeper waters in Nha Trang Bay and Van Phong Bay using a culture-dependent approach and 5 OTUs (Operational Taxonomic Units) of fungi in three representative sampling sites using next-generation sequencing. The results from both approaches shared similar fungal taxonomy to the most abundant phylum (Ascomycota), genera (Candida and Aspergillus) and species (Candida blankii) but were different at less common taxa. Culturable fungal strains in this study belong to 3 phyla, 5 subdivisions, 7 classes, 12 orders, 17 families, 22 genera and at least 40 species, of which 29 species have been identified and several species are likely novel. Among identified species, 12 and 28 are new records in global and Vietnamese marine areas, respectively. The analysis of enzyme activity and the checklist of trophic mode and guild assignment provided valuable additional biological information and suggested the ecological function of planktonic fungi in the marine food web. This is the largest dataset of marine fungal biodiversity on morphology, phylogeny and enzyme activity in the tropical coastal ecosystems of Vietnam and Southeast Asia. Biogeographic aspects, ecological factors and human impact may structure mycoplankton communities in such aquatic habitats.
In the course of screening for nitric oxide inhibitors in activated microglial BV-2 cells, cyclo(dehydrohistidyl-L-tryptophyl) was isolated from solid-state fermentation cultures of an unidentified fungal strain, Fb956. Its structure was determined by spectroscopic methods including 2D NMR and chiral TLC analyses. Cyclo(dehydrohistidyl-L-tryptophyl) was found to have an inhibitory activity on nitric oxide production with an $IC_{50}$ of $6.5\;{\mu}M$ in activated BV-2 cells. The structure determination and biological activity of cyclo(dehydrohistidyl-L-tryptophyl) was reported for the first time in this study.
In this study, we examined arbuscular mycorrhizal fungal (AMF) community structure colonizing field-cultivated ginseng roots according of different ages, such as 1- to 5-year-old plant, collected from Geumsan-gun, Korea. A total of seven AMF species namely, Funnelliformis caledonium, F. moseae, Gigaspora margarita, Paraglomus laccatum, P. occultum, Rhizophagus irregularis, and Scutellospora heterogama were identified from the roots using cloning, PCR-restriction fragment length polymorphism and sequence analysis of the large subunit region in rDNA. AMF species diversity in the ginseng roots decreased with the increase in root age because of the decreased species evenness. In addition, the community structures of AMF in the roots became more uniform. These results suggest that the age of ginseng affects mycorrhizal colonization and its community structure.
Kim, Kiyoon;Samaddar, Sandipan;Ahmed, Shamim;Roy, Choudhury Aritra;Sa, Tongmin
Proceedings of the Korean Society of Crop Science Conference
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2017.06a
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pp.364-364
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2017
Saemangeum reclaimed land is a part of Saemangeum Development Project. Most of the persistent problems of Saemangeum reclaimed land remain to be related to soil salinity. Soil salinity is a major abiotic factor related to microbial community structure and also fungi have been reported to be more sensitive to salinity stress than bacteria. The aim of this study was conducted to investigate the effect of soil salinity levels on the microbial communities in Saemangeum reclaimed land using 454 pyrosequencing analysis. Soil samples was collected from 12 sites of in Saemangeum reclaimed land. For pyrosequencing, 27F/518R (bacteria) and ITS3/ITS4 (fungi) primers were used containing the Roche 454 pyrosequencing adaptor-key-linker (underlined) and unique barcodes (X). Pyrosequencing was performed by Chun's Lab (Seoul, Korea) using the standard shotgun sequencing reagents and a 454 GS FLX Titanium sequencing System (Roche, Inc.). In the soil samples, Proteobacteria (bacteria) and Ascomycota (fungi) shows the highest relative abundance in all the soil sample sites. Proteobacteria, Bacteroidetes, Plantomycetes, Gemmatimonadetes and Parcubacteria were shown to have significantly higher abundance in high salinity level soils than low salinity level soils, while Acidobacteria and Nitrospirae has significantly higher relative abundance in low salinity level soils. The abundance of fungal, Ascomycota has the highest relative abundance in soil samples, followed by Basidiomycota, Chlorophyta, Zygomycota and Chytridiomycota. Basidiomycota, Zygomycota, Glomeromycota and Cerozoa were show significantly higher relative abundance in low salinity level soils. The principal coordinate analysis (PCoA) and correlation analysis shown to salinity-related soil parameters such as ECe, Na+, SAR and EPS were affected to bacterial and fungal community structure. Proteobacteria, Bacteroidetes, Plantomycetes exhibited significantly positive correlation with soil salinity, while Acidobacteria exhibited significantly negative correlation. In the case of fungal community, Basidiomycota and Zygomycota were seen show significantly negative correlation with salinity related soil parameters. These results suggest that provide understanding effect of soil salinity on microbial community structure and correlation of microbial community with soil parameters in Saemangeum reclaimed land.
Very few studies have addressed the phylogenetic diversity of fungi from Northeast India under the Eastern Himalayan range. In the present study, an attempt has been made to study the phylogenetic diversity of culturable soil fungi along the altitudinal gradients of eastern Himalayas. Soil samples from 24 m above sea level to 2,000 m above sea level altitudes of North-East India were collected to investigate soil micro-fungal community structure and diversity. Molecular characterization of the isolates was done by PCR amplification of 18S rDNA using universal primers. Phylogenetic analysis using BLAST revealed variation in the distribution and richness of different fungal biodiversity over a wide range of altitudes. A total of 107 isolates were characterized belonging to the phyla Ascomycota and Zygomycota, corresponding to seven orders (Eurotiales, Hypocreales, Calosphaeriales, Capnodiales, Pleosporales, Mucorales, and Mortierellales) and Incertae sedis. The characterized isolates were analysed for richness, evenness and diversity indices. Fungal diversity had significant correlation with soil physico-chemical parameters and the altitude. Eurotiales and Hypocreales were most diverse and abundant group of fungi along the entire altitudinal stretch. Species of Penicillium (D=1.44) and Aspergillus (D=1.288) were found to have highest diversity index followed by Talaromyces (D=1.26) and Fusarium (D=1.26). Fungal distribution showed negative correlation with altitude and soil moisture content. Soil temperature, pH, humidity and ambient temperature showed positive correlation with fungal distribution.
Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are widespread soil endophytic fungi, forming mutualistic relationships with the vast majority of land plants. Biochar (BC) has been reported to improve soil fertility and promote plant growth. However, limited studies are available concerning the combined effects of AMF and BC on soil community structure and plant growth. In this work, a pot experiment was designed to investigate the effects of AMF and BC on the rhizosphere microbial community of Allium fistulosum L. Using Illumina high-throughput sequencing, we showed that inoculation of AMF and BC had a significant impact on soil microbial community composition, diversity, and versatility. Increases were observed in both plant growth (the plant height by 8.6%, shoot fresh weight by 12.1%) and root morphological traits (average diameter by 20.5%). The phylogenetic tree also showed differences in the fungal community composition in A. fistulosum. In addition, Linear discriminant analysis (LDA) effect size (LEfSe) analysis revealed that 16 biomarkers were detected in the control (CK) and AMF treatment, while only 3 were detected in the AMF + BC treatment. Molecular ecological network analysis showed that the AMF + BC treatment group had a more complex network of fungal communities, as evidenced by higher average connectivity. The functional composition spectrum showed significant differences in the functional distribution of soil microbial communities among different fungal genera. The structural equation model (SEM) confirmed that AMF could improve the microbial multifunctionality by regulating the rhizosphere fungal diversity and soil properties. Our findings provide new information on the effects of AMF and biochar on plants and soil microbial communities.
Gwi Ja Hwang;Jongtae Roh;Sangkeun Son;Byeongsan Lee;Jun-Pil Jang;Jae-Seoun Hur;Young-Soo Hong;Jong Seog Ahn;Sung-Kyun Ko;Jae-Hyuk Jang
Journal of Microbiology and Biotechnology
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v.33
no.11
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pp.1437-1447
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2023
A recently bioinformatic analysis of genomic sequences of fungi indicated that fungi are able to produce more secondary metabolites than expected. Despite their potency, many biosynthetic pathways are silent in the absence of specific culture conditions or chemical cues. To access cryptic metabolism, 108 fungal strains isolated from various sites were cultured with or without Streptomyces sp. 13F051 which mainly produces trichostatin analogues, followed by comparison of metabolic profiles using LC-MS. Among the 108 fungal strains, 14 produced secondary metabolites that were not recognized or were scarcely produced in mono-cultivation. Of these two fungal strains, Myrmecridium schulzeri 15F098 and Scleroconidioma sphagnicola 15S058 produced four new compounds (1-4) along with a known compound (5), demonstrating that all four compounds were produced by physical interaction with Streptomyces sp. 13F051. Bioactivity evaluation indicated that compounds 3-5 impede migration of MDA-MB-231 breast cancer cells.
Wetlands exhibit intermediate characteristics of both terrestrial and aquatic ecosystems, and the biodiversity is rich in these unique biological habitats. The symbiotic relationships between plants and fungi that inhabit these wetlands play an important role in natural resource management, biodiversity, and conservation. Accordingly, the mujechi, having academic value for the study of the natural environment, was investigated in terms of genetic diversity of endophytic fungi, which inhabit the roots of wild plants. The internal transcribed spacer (ITS) region was amplified to identify fungal strains. In total, 226 strains were isolated and categorized into three phyla, seven classes, 10 orders, 22 families, and 31 genera. In plants by endophytic fungi were classified in Isachne globosa (Ig) to 19 genera, Scirpus karuisawensis (Sk) to 11 genera, Utricularia racemosa (Ur) to 19 genera, and one incertae sedis, Eriocaulon decemflorum (Ed) to 11 genera. The fungal taxa was identified the genera Acephala (19.9%), Tolypocladium (16.3%), Neopestalotiopsis (11.5%), and Perenniporia (7.1%). The fungal group isolated from Isachne globosa (Ig) grew the largest number of isolated fungal strains. After comprehensive evaluation, the endophytic fungal group from Utricularia racemosa (Ur) ranked highest in diversity analyses. From the roots of wild plant in mujechi-neup, it confirmed the distribution and diversity of endophytic fungi. This study provides the basic data to understand fungal community structure in peat wetlands.
Fungal pathogens have huge impact on health and economic wellbeing of human by causing life-threatening mycoses in immune-compromised patients or by destroying crop plants. A key determinant of fungal pathogenesis is their ability to undergo developmental change in response to host or environmental factors. Genetic pathways that regulate such morphological transitions and adaptation are therefore extensively studied during the last few decades. Given that epigenetic as well as genetic components play pivotal roles in development of plants and mammals, contribution of microbial epigenetic counterparts to this morphogenetic process is intriguing yet nearly unappreciated question to date. To bridge this gap in our knowledge, we set out to investigate histone modifications among epigenetic mechanisms that possibly regulate fungal adaptation and processes involved in pathogenesis of a model plant pathogenic fungus, Magnaporthe oryzae. M. oryzae is a causal agent of rice blast disease, which destroys 10 to 30% of the rice crop annually. Since the rice is the staple food for more than half of human population, the disease is a major threat to global food security. In addition to the socioeconomic impact of the disease it causes, the fungus is genetically tractable and can undergo well-defined morphological transitions including asexual spore production and appressorium (a specialized infection structure) formation in vitro, making it a model to study fungal development and pathogenicity. For functional and comparative analysis of histone modifications, a web-based database (dbHiMo) was constructed to archive and analyze histone modifying enzymes from eukaryotic species whose genome sequences are available. Histone modifying enzymes were identified applying a search pipeline built upon profile hidden Markov model (HMM) to proteomes. The database incorporates 22,169 histone-modifying enzymes identified from 342 species including 214 fungal, 33 plants, and 77 metazoan species. The dbHiMo provides users with web-based personalized data browsing and analysis tools, supporting comparative and evolutionary genomics. Based on the database entries, functional analysis of genes encoding histone acetyltransferases and histone demethylases is under way. Here I provide examples of such analyses that show how histone acetylation and methylation is implicated in regulating important aspects of fungal pathogenesis. Current analysis of histone modifying enzymes will be followed by ChIP-Seq and RNA-seq experiments to pinpoint the genes that are controlled by particular histone modifications. We anticipate that our work will provide not only the significant advances in our understanding of epigenetic mechanisms operating in microbial eukaryotes but also basis to expand our perspective on regulation of development in fungal pathogens.
Structure-activity relationship studies of allylamine type of antimycotics were carried out to evaluate the effect of naphthyl and methyl portion of naftifine. Compounds with 3,4-difluorophenyl (2a-5a), 4-hydroxyphenyl (2b-5b), 3-nitrophenyl (2c-5c), 4-chlorobenzothiazoly (2d-5d) and 5-methylfurfural (2e-5e) instead of naphthyl group, and with hydrogen (3a-3e), methyl (4a-4e) and ethyl (5a-5e) in the place of methyl in naftifine were synthesized and tested for their in vitro anti-fungal activities against five different fungi. Fourteen compounds (3a, 4a, 5a, 3b, 4b, 5b, 3c, 4c, 5c, 3d, 4d, 3e, 4e and 5e) showed significant anti-fungal activities against T. mentagrophytes. (E)-N-(3-Phenyl-2-propenyl)-3,4-difluoro-benzenemethaneamine(3a), (E)_N_(3_phenyl_2_propenyl)_4_hydroxy_benzenemethaneamine(3b) and (E)-N-ethyl-N-(3-phenyl2-propenyl)-3-nitro-benzenemethaneamine (5c) displayed moderate anti-fungal activities against all five different fungi.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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