A universal method for the identification of genes encoding amatoxins and phallotoxins in poisonous mushrooms

• Autorzy: Woloszyn A. , Kotlowski R.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Background. As the currently known diagnostic DNA targets amplified in the PCR assays for detection of poisonous mushrooms have their counterparts in edible species, there is a need to design PCR primers specific to the genes encoding amanitins and phallotoxins, which occur only in poisonous mushrooms. Objective. The aim of the study was testing of PCR-based method for detection of all genes encoding hepatotoxic cyclic peptides - amanitins and phallotoxins present in the most dangerous poisonous mushrooms. Material and Methods. Degenerate primers in the PCR were designed on the basis of amanitins (n=13) and phallotoxins (n=5) genes in 18 species of poisonous mushrooms deposited to Genbank of the National Center for Biotechnology Information. Results. The specificity of the PCR assays was confirmed against 9 species of edible mushrooms, death cap - Amanita phalloides and panther cap - Amanita pantherina. Conclusions. Designed two couples of PCR-primers specific to amanitins and phallotoxins genes can be recommended for detection of Amanita phalloides and other mushroom species producing hepatotoxic cyclic peptides - amanitins and phallotoxins.

PL

Wprowadzenie. Ponieważ, obecnie znane diagnostyczne cele molekularne w genomach trujących grzybów kapeluszowych amplifikowane metodą PCR mają swoje odpowiedniki u grzybów jadalnych, istnieje potrzeba zastosowania specyficznych sekwencji starterowych wobec amanityn i fallotoksyn, występujących jedynie u grzybów trujących. Cel. Celem prowadzonych badań było sprawdzenie przydatności sekwencji starterowych do reakcji PCR specyficznych wobec wszystkich aktualnie poznanych genów kodujących hepatotoksyczne cykliczne peptydy - amanityny oraz fallotoksyny trujących grzybów kapeluszowych. Materiał i Metody. Sekwencje oligonokleotydowe starterów do reakcji PCR zaprojektowane zostały w oparciu o zdeponowane w Genbanku geny amanityn (n=13) oraz fallotoksyn (n=5). Wyniki. Specyficzność opracowanych testów PCR potwierdzono wobec 9 gatunków grzybów jadalnych oraz muchomora sromotnikowego - Amanita phalloides, jak i muchomora plamistego - Amanita pantherina. Wnioski. Zastosowane sekwencje starterowe do wykrywania genów kodujących amanityny i fallotoksyny metodą PCR, mogą być wykorzystane do wykrywania muchomora sromotnikowego oraz innych gatunków zdolnych do syntezy amanityn oraz fallotoksyn.

Słowa kluczowe

EN

identification method; gene encoding; amatoxin; phallotoxin; poisonous mushroom; polymerase chain reaction

• Wydawca: -
• Czasopismo: Roczniki Państwowego Zakładu Higieny
• Rocznik: 2017
• Tom: 68
• Numer: 3
• Opis fizyczny: p.247-251,fig.,ref.

Twórcy

autor

Woloszyn A.

• Department of Molecular Biotechnology and Microbiology, Gdansk University of Technology, Narutowicza 11/12, 80-233 Gdansk, Poland

autor

Kotlowski R.

• Department of Molecular Biotechnology and Microbiology, Gdansk University of Technology, Narutowicza 11/12, 80-233 Gdansk, Poland

Bibliografia

• 1. Dellaporta S.L., Wood J, Hicks J.B.: A plant DNA minipreparation: Version II. Plant Molecular Biology Reporter 1983;1(4):19- 21.
• 2. Gausterer C., Penker M., Krisai-Greilhuber I., Stein C., Stimpfl T.: Rapid genetic detection of ingested Amanita phalloides. Forensic Sci Int Genet 2014;9:66-71.
• 3. Hallen H.E., Luo H., Scott-Craig J.S., Walton J.D.: Gene family encoding the major toxins of lethal Amanita mushrooms. Proc Natl Acad Sci U S A 2007;104(48):19097-101.
• 4. Hammer Ø. Harper D.A.T. Ryan P.D.: PAST: Paleontological statistics software package for education and data analysis. Paleontologia Electronica 2001;4(1):9.
• 5. Maeta K., Ochi T., Tokimoto K., Shimomura N., Maekawa N., Kawaguchi N., Nakaya M., Kitamoto Y., Aimi T.: Rapid species identification of cooked poisonous mushrooms by using real-time PCR. Appl Environ Microbiol 2008 May;74(10):3306-9.
• 6. Kapala M., Nowacka A., Kicka M., Rakowski M.: Mushroom (fungi) poisonings investigated at the regional centre of acute poisoning, institute of occupational medicine and environmental health, Sosnowiec, Poland. Problems of Forensic Sciences 2008;LXXV:282–293.
• 7. Kotłowski R.: Mashroom toxins. In: Witczak A., Sikorski Z.E. eds. Toxins and other harmful compounds in foods. New York, CRC Press Tylor & Francis Group, 2017.
• 8. Kotlowski R., Myjak P., Kur J.: Specific detection of Amanita phalloides mycelium and spores by PCR amplification of the gpd (glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase) gene fragment. J Food Biochem 2000;24(3):201–212.
• 9. Kowalczyk M., Sekuła A., Mleczko P., Olszowy Z., Kujawa A., Zubek S., Kupiec T.: Practical aspects of genetic identification of hallucinogenic and other poisonous mushrooms for clinical and forensic purposes. Croat Med J 2015;56(1):32–40.
• 10. Reports on cases of infectious diseases and poisonings in Poland - 2000-2015. Available http://wwwold.pzh.gov.pl/oldpage/epimeld/index_p.html (Accesed 27.06.2017).
• 11. Tsuruda S., Akaki K., Hiwaki H., Suzuki A., Akiyama H.: Multiplex real-time PCR assay for simultaneous detection of Omphalotus guepiniformis and Lentinula edodes. Biosci Biotechnol Biochem 2012;76(7):1343-9.
• 12. Vilgalys R., Gonzalez D.: Organisation of ribosomal DNA in the basidiomycete Thanatephorus praticola. Current Genetics 1990;18:277-80.