Mejoramiento de la fijacion biologica de nitrogeno en mani en suelos de la provincia de Cordoba : estudios sobre la interaccion mani-rizobio

Abstract

Los rizobios son bacterias del suelo capaces de inducir nódulos fijadores de N en raíces y tallos de leguminosas. Numerosos trabajos han demostrado que las especies rizobianas difieren en su competitividad para la nodulación, que es estimada por el porcentaje de nódulos formados cuando la leguminosa huésped es inoculada con una mezcla de diferentes especies o bien, cuando una cepa es aplicada como inoculante en suelos conteniendo poblaciones rizobianas indígenas. El objetivo del presente trabajo fue seleccionar cepas nativas provenientes de suelos del área manisera de Córdoba, eficientes en la FBN en maní y tolerantes a condiciones ambientales adversas, para la utilización como inoculantes. Los estudios realizados revelaron que el asilamiento nativo nodulante de maní NCHA22 (SmR) formó la mayor proporción de nódulos (69%) cuando fue coinoculado con la cepa comercial Bradyrhizobium sp. SEMIA 6144. Además se analizó el comportamiento simbiótico de NCHA22 en ensayos en microcosmo y en condiciones a campo La nodulación eficiente se encuentra controlada entre otros factores, por la composición y fisiología de la superficie celuiar. Se ha demostrado que mutantes defectivas en la biosíntesis de exopolisacáridos (EPSs) son incapaces de establecer simbiosis con leguminosas que son infectadas por mecanismos que involucran la formación de hilos de infección. El maní (Arachis hypogaea L.) difiere de otras leguminosas en que la penetración de los rizobios en células epidérmicas y de la corteza radical así como la invasión del primordio del nódulo ocurre sin la formación de hilos de infección e involucra, en cambio, una penetración intercelular (crack entry). Con el objetivo de determinar el rol simbiótico de los EPSs rizobianos en este particular mecanismo de infección que ocurre en maní, se obtuvo por mutagénesis transposicional la mutante M1024, a partir de un rizobio nativo nodulante de maní. Los análisis realizados en dicha mutante revelaron una reducción del 27% y 54% en el contenido de EPSs cuando se adicionó manitol o glucosa como fuentes de carbono, respectivamente. El estudio de la composición de azúcares mediante GLC reveló una disminución del 54% en los residuos de galactosa. No se observaron cambios en la composición de otros polisacáridos de superficie como LPSs y p-glucanos cíclicos. Por otra parte, las cepas silvestre y mutante presentaron un comportamiento comparable en medio mínimo Manitol, por lo que la inserción del mTn5SSce/B31 no afectó el metabolismo general de la bacteria. El comportamiento simbiótico de la mutante se evaluó en plantas de maní inoculadas con 1x108 bacterias g-1 suelo luego de 8 semanas de incubación. Se observó un menor número de plantas noduladas con una reducción significativa en el número de nódulos totales (23%), peso seco aéreo (27%) y contenido de N (23%) de plantas inoculadas con la mutante M1024. Mediante microscopio electrónico de transmisión se observaron severas alteraciones en el desarrollo de los nódulos. Los escasos bacteroides encontrados indicarían que la mutante M1024 induce nódulos vacíos no fijadores de N en esta leguminosa. Se realizaron estudios de supervivencia de la mutante a los 2, 25 y 50 días post inoculación. El inóculo su viabilidad durante todo el experimento, con más de 1x106 bacterias g-1 de vermiculita, tanto en el soporte inerte no asociado a raíces como en la rizósfera. Los resultados obtenidos en este trabajo de tesis aportan evidencias de que los EPSs rizobianos juegan un rol importante en la infección que ocurre en maní, la cual no involucra la formación de hilos de infección. Por otra parte, debido a que la incorporación de H20 2 al interior de M1024 se encuentra incrementada, se postula que los EPSs serían requeridos para la protección de los rizobios frente a los mecanismos de defensa desencadenados por las plantas.