Produccion de señales quorum en rizobios y su rol en la relacion de genes nod y en la nodulacion

Abstract

El sistema simbiótico rizobio-leguminosa es uno de los más estudiadosdebido a su importancia en la producción agrícola La simbiosis se iniciacon el intercambio de señales entre los rizobios y las raíces de lasleguminosas lo que posibilita el reconocimiento mutuo. Los genes denodulación se expresan en respuesta a los flavonoides producidos porla planta y su expresión conduce a la síntesis de los factores Nod,inductores de las etapas iniciales de la interacción. Otras moléculasbacterianas tales como polisacáridos celulares también son requeridaspara la formación de nódulos simbióticamente efectivos. Además, ladisponibilidad de nutrientes y otras condiciones ambientales afectanesta interacción. Los mecanismos de regulación basados en quorumsensing se han descripto en bacterias involucradas en asociacionestanto simbióticas como patogénicas con sus plantas huéspedes. Estádemostrado que ciertos fenómenos de la interacción rizobio-leguminosaestán regulados por quorum sensing. La propuesta de este trabajo detesis fue estudiar la influencia del fenómeno de quorum sensing sobrealgunos aspectos implicados en la interacción rizobio-leguminosa Setrabajó con los microorganismos S. meliloti B399, B. japonicum E109, B elkanii U1302, R. tropici CIAT 899 y Bradyrhizobium sp SEMIA 6144. Secomprobó que todos los rizobios estudiados producen moléculas señalquorum, del tipo AHL (acil-homoserina lactona), de cadena corta y decadena larga Por otra parte, se determinó que la regulación de laexpresión de los genes nod por quorum sensing varía con la especierizobiana, y que en algunos casos es dependiente del estado metabólicodel microorganismo. Otro aspecto abordado en esta tesis, fue laevaluación de la influencia de las AHLs sobre la producción decomponentes de la superficie rizobiana. Se encontró que estasmoléculas regularon la producción de EPS (exopolisacáridos) y/o CPS(polisacáridos capsulares) dependiendo del rizobio estudiado, mientrasque no incidieron en la síntesis de LPS (lipopolisacáridos) en ningunode ellos. Por otra parte se comprobó que las condiciones ambientales,tales como contenido de nitrógeno, de hierro, el pH y la salinidadinciden en la producción de AHLs en los microorganismos ensayados Dado que la densidad celular está asociada a la producción de AHLs, seestudió su efecto sobre el comportamiento simbiótico de los rizobios. Secomprobó su incidencia sobre la infectividad, solamente en los rizobiosde crecimiento lento Al mismo tiempo se demostró que este efecto serefleja en la efectividad simbiótica en B. elkanii y Bradyrhizobium sp Asumiendo la capacidad de los microorganismos para sensar AHLsheterólogos, se mostró que la presencia de poblaciones establecidas enel suelo afectó la infectividad o la nodulación dependiendo del sistemasimbiótico que se analice. Los estudios realizados en este trabajo detesis han permitido demostrar que el fenómeno de quorum estáinvolucrado en la regulación de diferentes aspectos de la simbiosisrizobios-leguminosas, y constituyen un aporte al conocimiento básico yaplicado sobre este tipo de asociaciones.