Marine Dendryphiella species from different geographical locations : an integrated, polyphasic approach to its taxonomy and physioecology
The marine Dendryphiella species, D. arenaria and D. salina, were studied to determine their taxonomic and phylogenetic position as well as their genetic and phenotypic differences. Strains were isolated from various substrates in subtropical and temperate waters. Genomic DNA was extracted from strains of Dendryphiella and Scolecobasidium species and their gene sequences analyzed. Production of enzymes using cultural methods and API ZYM assay, as well as BIOLOG Phenotype MicroArrays were used to assess the ability of the Dendryphiella strains to utilize different substrata. Secondary metabolic profiles of their crude culture extracts were also detected by TLC and HPLC-DAD. Physiological responses to abiotic and biotic factors as well as their antimicrobial activities were also studied on the different D. arenaria and D. salina strains. Sequence analysis of the ITS 1 and 2, tef1 and rpb2 genes showed that the marine Dendryphiella strains formed two sister clades, which correspond to D. arenaria and D. salina. Both species belong to the family Pleosporaceae, with Pleospora spp. (anamorph Stemphylium spp.) as the next taxonomic relative. All Scolecobasidium species sequenced formed a distinct genetically isolated phylogenetic group outside of the class Loculoascomycetes, and thus, are not genetically related to Dendryphiella. The Dendryphiella species from different geographical locations exhibited similar enzyme and secondary metabolic profiles, but differed significantly in their carbon utilization profiles which can be used to discriminate not only the two species, but also sub-populations of D. arenaria and D. salina. All tested strains grew on the different investigated parameters demonstrating phenotypic plasticity, but optimally on culture medium with added marine salts, at pH values between 6.5 – 8.0 and at an incubation temperature of 25 oC. The culture extracts were antimicrobial, though production of the biologically active metabolites was strain specific.
Die marinen Dendryphiella-Spezies D. arenaria und D. salina wurden untersucht, um ihre Taxonomie und Phylogenie so wie ihre genetischen und phänotypischen Unterschiede zu klären. Die Stämme wurden von subtropischen und gemäßigten Küstengebieten isoliert. Aus der genomischen DNA von Dendryphiella und Scolecobasidium - Spezies wurden Gene analysiert. Die Untersuchung von Enzymproduktion und Substratverwertung der Dendryphiella-Stämme erfolgte mit konventionellen Kultivierungsmethoden, API ZYM Assay sowie BIOLOG Phenotype MicroArrays. Die Profile der Sekundärmetabolite aus Kulturrohextrakten wurden mittels TLC und HPLC-DAD bestimmt. Verschiedene D. arenaria- und D. salina -Stämme wurden auf ihre physiologische Antwort auf die biotischen und abiotischen Faktoren sowie auf antimikrobielle Aktivitäten hin untersucht. Die Sequenzanalyse der ITS 1 und 2, tef1 und rpb2-Gene ergab, dass die marinen Dendryphiella – Stämme zwei Gruppen bilden, die zu D. salina und D. arenaria gehören. Sie gehören zur Familie der Pleosporaceae mit naher Verwandtschaft zu der Gattung Pleospora (Anamorph – Stemphylium spp). Alle sequenzierten Scolecobasidium–Spezies bilden eine phylogenetische Gruppe außerhalb der Loculoascomycetes-Klasse. Es besteht keine genetische Verwandtschaft zu Dendryphiella-Spezies. Die beiden Dendryphiella-Arten zeigen ähnliche Enzym- und Metabolitprofile. Sie unterscheiden sich jedoch signifikant in der Substratverwertung, was eine Differenzierung nicht nur der beiden untersuchten Spezies, sondern auch von geographischen Subpopulationen von D. arenaria und D. salina ermöglicht. Das Wachstum der Stämme unter den diversen Bedingungen weist auf ihre phänotypische Plastizität hin. Als optimal erweisen sich für die Pilzisolate ein Kulturmedium mit Meersalz, ein pH-Wert zwischen 6.5 – 8,0 sowie eine Temperatur von 25 °C. Die Kulturextrakte zeigen antimikrobielle Eigenschaften; die Produktion von biologisch aktiven Metaboliten ist jedoch stammspezifisch.
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