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Genetic fingerprinting and aflatoxin production of Aspergillus section Flavi associated with groundnut in eastern Ethiopia
BMC Microbiology ( IF 4.2 ) Pub Date : 2021-08-28 , DOI: 10.1186/s12866-021-02290-3
Abdi Mohammed 1 , Paola C Faustinelli 2 , Alemayehu Chala 3 , Mashilla Dejene 1 , Chemeda Fininsa 1 , Amare Ayalew 4 , Chris O Ojiewo 5 , David A Hoisington 6 , Victor S Sobolev 2 , Jaime Martínez-Castillo 7 , Renee S Arias 2
Affiliation  

Aspergillus species cause aflatoxin contamination in groundnut kernels, being a health threat in agricultural products and leading to commodity rejection by domestic and international markets. Presence of Aspergillus flavus and A. parasiticus colonizing groundnut in eastern Ethiopia, as well as presence of aflatoxins have been reported, though in this region, no genetic studies have been done of these species in relation to their aflatoxin production. In this study, 145 Aspergillus isolates obtained from groundnut kernels in eastern Ethiopia were genetically fingerprinted using 23 Insertion/Deletion (InDel) markers within the aflatoxin-biosynthesis gene cluster (ABC), identifying 133 ABC genotypes. Eighty-four isolates were analyzed by Ultra-Performance Liquid Chromatography (UPLC) for in vitro aflatoxin production. Analysis of genetic distances based on the approximately 85 kb-ABC by Neighbor Joining (NJ), 3D-Principal Coordinate Analysis (3D-PCoA), and Structure software, clustered the isolates into three main groups as a gradient in their aflatoxin production. Group I, contained 98% A. flavus, including L- and non-producers of sclerotia (NPS), producers of B1 and B2 aflatoxins, and most of them collected from the lowland-dry Babile area. Group II was a genetic admixture population of A. flavus (NPS) and A. flavus S morphotype, both low producers of aflatoxins. Group III was primarily represented by A. parasiticus and A. flavus S morphotype isolates both producers of B1, B2 and G1, G2 aflatoxins, and originated from the regions of Darolabu and Gursum. The highest in vitro producer of aflatoxin B1 was A. flavus NPS N1436 (77.98 μg/mL), and the highest producer of aflatoxin G1 was A. parasiticus N1348 (50.33 μg/mL), these isolates were from Gursum and Darolabu, respectively. To the best of our knowledge, this is the first study that combined the use of InDel fingerprinting of the ABC and corresponding aflatoxin production capability to describe the genetic diversity of Aspergillus isolates from groundnut in eastern Ethiopia. Three InDel markers, AFLC04, AFLC08 and AFLC19, accounted for the main assignment of individuals to the three Groups; their loci corresponded to aflC (pksA), hypC, and aflW (moxY) genes, respectively. Despite InDels within the ABC being often associated to loss of aflatoxin production, the vast InDel polymorphism observed in the Aspergillus isolates did not completely impaired their aflatoxin production in vitro.

中文翻译:

埃塞俄比亚东部与花生相关的曲霉部分 Flavi 的遗传指纹和黄曲霉毒素产生

曲霉菌会导致花生仁中的黄曲霉毒素污染,对农产品造成健康威胁,并导致商品被国内和国际市场拒收。据报道,埃塞俄比亚东部存在黄曲霉和寄生曲霉定殖落花生,以及存在黄曲霉毒素,但在该地区,尚未对这些物种进行与黄曲霉毒素生产相关的基因研究。在这项研究中,使用黄曲霉毒素生物合成基因簇 (ABC) 中的 23 个插入/缺失 (InDel) 标记对从埃塞俄比亚东部花生仁中分离得到的 145 株曲霉菌进行遗传指纹识别,鉴定出 133 种 ABC 基因型。通过超高效液相色谱 (UPLC) 分析了 84 种分离株的体外黄曲霉毒素生产情况。通过邻接 (NJ)、3D 主坐标分析 (3D-PCoA) 和 Structure 软件对大约 85 kb-ABC 的遗传距离进行分析,将分离株分为三个主要组,作为黄曲霉毒素产生的梯度。I 组含有 98% 的黄曲霉,包括 L 型和非菌核菌 (NPS) 的产生者、B1 和 B2 黄曲霉毒素的产生者,其中大部分是从低地干燥的巴比勒地区采集的。第 II 组是黄曲霉 (NPS) 和黄曲霉 S 形态型的遗传混合物群体,两者都是黄曲霉毒素的低生产者。第三组主要以寄生曲霉和黄曲霉 S 形态型为代表,分离出 B1、B2 和 G1、G2 黄曲霉毒素的生产者,并且起源于 Darolabu 和 Gursum 地区。黄曲霉毒素 B1 的最高体外生产者是 A. flavus NPS N1436 (77.98 μg/mL),黄曲霉毒素 G1 的最高生产者是 A. parasiticus N1348 (50.33 μg/mL),这些分离物分别来自 Gursum 和 Darolabu。据我们所知,这是第一项结合使用 ABC 的 InDel 指纹图谱和相应的黄曲霉毒素生产能力来描述埃塞俄比亚东部花生分离曲霉的遗传多样性的研究。三个 InDel 标记,AFLC04、AFLC08 和 AFLC19,占个体对三个组的主要分配;它们的基因座分别对应于 aflC (pksA)、hypC 和 aflW (moxY) 基因。尽管 ABC 中的 InDel 通常与黄曲霉毒素生产的损失有关,但在曲霉分离物中观察到的大量 InDel 多态性并未完全损害其体外黄曲霉毒素的生产。parasiticus N1348 (50.33 μg/mL),这些分离株分别来自 Gursum 和 Darolabu。据我们所知,这是第一项结合使用 ABC 的 InDel 指纹图谱和相应的黄曲霉毒素生产能力来描述埃塞俄比亚东部花生分离曲霉的遗传多样性的研究。三个 InDel 标记,AFLC04、AFLC08 和 AFLC19,占个体对三个组的主要分配;它们的基因座分别对应于 aflC (pksA)、hypC 和 aflW (moxY) 基因。尽管 ABC 中的 InDel 通常与黄曲霉毒素生产的损失有关,但在曲霉分离物中观察到的大量 InDel 多态性并未完全损害其体外黄曲霉毒素的生产。parasiticus N1348 (50.33 μg/mL),这些分离株分别来自 Gursum 和 Darolabu。据我们所知,这是第一项结合使用 ABC 的 InDel 指纹图谱和相应的黄曲霉毒素生产能力来描述埃塞俄比亚东部花生分离曲霉的遗传多样性的研究。三个 InDel 标记,AFLC04、AFLC08 和 AFLC19,占个体对三个组的主要分配;它们的基因座分别对应于 aflC (pksA)、hypC 和 aflW (moxY) 基因。尽管 ABC 中的 InDel 通常与黄曲霉毒素生产的损失有关,但在曲霉分离物中观察到的大量 InDel 多态性并未完全损害其体外黄曲霉毒素的生产。据我们所知,这是第一项结合使用 ABC 的 InDel 指纹图谱和相应的黄曲霉毒素生产能力来描述埃塞俄比亚东部花生分离曲霉的遗传多样性的研究。三个 InDel 标记,AFLC04、AFLC08 和 AFLC19,占个体对三个组的主要分配;它们的基因座分别对应于 aflC (pksA)、hypC 和 aflW (moxY) 基因。尽管 ABC 中的 InDel 通常与黄曲霉毒素生产的损失有关,但在曲霉分离物中观察到的大量 InDel 多态性并未完全损害其体外黄曲霉毒素的生产。据我们所知,这是第一项结合使用 ABC 的 InDel 指纹图谱和相应的黄曲霉毒素生产能力来描述埃塞俄比亚东部花生分离曲霉的遗传多样性的研究。三个 InDel 标记,AFLC04、AFLC08 和 AFLC19,占个体对三个组的主要分配;它们的基因座分别对应于 aflC (pksA)、hypC 和 aflW (moxY) 基因。尽管 ABC 中的 InDel 通常与黄曲霉毒素生产的损失有关,但在曲霉分离物中观察到的大量 InDel 多态性并未完全损害其体外黄曲霉毒素的生产。这是第一项结合使用 ABC 的 InDel 指纹图谱和相应的黄曲霉毒素生产能力来描述埃塞俄比亚东部花生分离的曲霉的遗传多样性的研究。三个 InDel 标记,AFLC04、AFLC08 和 AFLC19,占个体对三个组的主要分配;它们的基因座分别对应于 aflC (pksA)、hypC 和 aflW (moxY) 基因。尽管 ABC 中的 InDel 通常与黄曲霉毒素生产的损失有关,但在曲霉分离物中观察到的大量 InDel 多态性并未完全损害其体外黄曲霉毒素的生产。这是第一项结合使用 ABC 的 InDel 指纹图谱和相应的黄曲霉毒素生产能力来描述埃塞俄比亚东部花生分离的曲霉的遗传多样性的研究。三个 InDel 标记,AFLC04、AFLC08 和 AFLC19,占个体对三个组的主要分配;它们的基因座分别对应于 aflC (pksA)、hypC 和 aflW (moxY) 基因。尽管 ABC 中的 InDel 通常与黄曲霉毒素生产的损失有关,但在曲霉分离物中观察到的大量 InDel 多态性并未完全损害其体外黄曲霉毒素的生产。和 aflW (moxY) 基因,分别。尽管 ABC 中的 InDel 通常与黄曲霉毒素生产的损失有关,但在曲霉分离物中观察到的大量 InDel 多态性并未完全损害其体外黄曲霉毒素的生产。和 aflW (moxY) 基因,分别。尽管 ABC 中的 InDel 通常与黄曲霉毒素生产的损失有关,但在曲霉分离物中观察到的大量 InDel 多态性并未完全损害其体外黄曲霉毒素的生产。
更新日期:2021-08-29
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