Caracterizacion de genes de Azospirillum brasilense Sp7 potencialmente implicados en la colonizacion de raices de trigo
Date
2002
Authors
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Publisher
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
Abstract
Azospirillon es una bacteria que fija nitrógeno, y promotora del desarrollo vegetal; que se ha aislado de una variedad amplia de plantas de interés agronómico como granos y pastos forrajeros. Cuando el microorganismo se inocula a la planta hospedera estimula el desarrollo del sistema radical, aumentando la captación de nutrientes. Este efecto benéfico se ha relacionado a la producción y excreción por el microorganismo de sustancias que regulan el desarrollo vegetal o fitoreguladores como son: auxinas, giberilinas y citocininas. Se propone que la producción de la auxina ácido indol-3-acético (ALA) sería el responsable de los efectos observados sobre el sistema radical. Para que una colonización efectiva se realice es necesario que el microorganismo se instale y se multiplique en la rizosfera, para que posteriormente colonice la superficie de la planta. Se han descrito en Azospirillum varias caracteristicas y genes implicados en la asociación con la planta hospedera, por ejemplo la movilidad y la quimiotaxis probablemente tienen un papel importante en los primeros estadios de la interacción. Para que el anclaje firme e irreversible se realice son necesarios los exopolisacáridos producidos por la bacteria, así como una proteina de membrana externa. A pesar del esfuerzo realizado por varios investigadores a nivel internacional el conocimiento sobre los genes y productos génicos que pueden Intervenir en este proceso es aún escaso. Por tal motivo, el objetivo de este trabajo es contribuir al conocimiento de la interacción Azospirillum-planta, caracterizando genes y rasgos que pudieran intervenir en el proceso. Como la producción de AIA y la movilidad superficial. Se evaluó la relevancia de la vía de sintesis del intermediario IPyA, para lo cual se obtuvo una mutante del gene ipdC (gene codificante de la enzima indol piruvato descarboxilasa), por medio de la introducción de un gene de resistencia a la espectinomicina. Se generaron también mutantes alteradas en la vía de síntesis del precursor triptofano (dos mutantes) y en el gene ipdC. Las mutantes se crecieron en medios adicionados con triptofano, indol y ácido-3-indol láctico (ILA), y se cuantificó la producción de AIA en estas dobles mutantes; los resultados obtenidos son consistentes con la presencia de otra via de síntesis de AIA en Azospirillum dependiente de triptofano. Esta via es reprimida cuando la bacteria crece en medio adicionado con malato o gluconato como fuente de carbono, sugiriendo que está sometida a represión catabólica. Estudios en células permeabilizadas indican que el precursor de esta segunda via dependiente de triptofano es la triptamina. La expresión de la fusión transcripcional ipdC-lacZ en cultivo indicó que se expresa al inicio de la fase estacionaria y es independiente de la presencia del triptofano. La transcripción del gene es significativa durante la asociación a las raíces de trigo. La colonización en plántulas de trigo de la mutante ipdC es semejante a la tipo silvestre, asi como el efecto PGPR, sugiriendo que la producción residual de AIA es suficiente para ese efecto. La complementación génica de una mutante espontánea de A. brasilense Sp7, la cepa Sp7S, alterada en la movilidad superficial, condujo al aislamiento de una región de DNA que porta dos ORFs, la secuencia deducida de amino ácidos de la primera indica una alta similitud con la proteína fosforibosil amino imidazol carboxilasa (purK), involucrada en la sintesis de purinas; la otra ORFI presentó baja similitud con una guanilato ciclasa de Acetobacter xylinus. La obtención de mutantes de los dos genes indicó que éstos están implicados en la movilidad superficial y que probablemente se cotranscriban. Las mutantes exhiben flagelos laterales, aunque pareciera que en número menor. La colonización de cada una de las mutantes de los genes purk y ORFI es similar a la de la observada con la tipo silvestre, aunque no se descarta que la colonización en periodos prolongados se afecte por las mutantes. Los datos aportados apuntan a que el proceso de colonización es complejo, y el empleo de mutantes sugiere que varios genes están involucrados. El estudio sistemático de los rasgos y genes implicados en colonización se mantiene crucial para conducir.