Efectos del nitrato sobre la simbiosis Bradyrhizobium japonicum-soja: Rol de la nitrato reductasa en la fijacion de nitrogeno

Abstract

En el ciclo biogeoquímico del nitrógeno (N) existen procesos claves en que los microorganismos permiten el reciclaje del N en la Tierra. Estos procesos son la fijación biológica del nirógen (FBN), que incorpora este elemento a la biósfera para su utilización por los organismos vivos, y la desnitrificación, que permite devolver el N a la atmósfera En la asociación simbiótica Bradyrhizobium japonicum-soja, la FBN resulta ser una herramienta muy útil para mantener una agricultura sustentable, aunque se encuentra limitada por diferentes condiciones ambientales, entre ellas, altas concentraciones de nitrato del suelo. Una estrategia para contrarrestar el efecto negativo del nitrato en la FBN es seleccionar cepas desnitrificantes de bradirrizobios con una elevada actividad nitrato reductasa (NR) en simbiosis con la planta. Los estudios realizados en esta tesis doctoral se enfocaron a la optimización de la FBN en el cultivo de soja para una mayor producción y mantenimiento del recurso suelo. Para ello, se utilizaron cepas desnitrificantes de Bradyrhizobium japonicum (USDA110, Per 3.64, Per 3.61 y Per 1.12) como inoculantes del cultivo de soja creciendo en ausencia y presencia de 5 mM de nitrato en ensayos de invernáculo. Los resultados obtenidos mostraron que el crecimiento de las plantas no se encontró afectado por la presencia de nitrato, sin embargo, se observó una reducción en la nodulación sin alterar la FBN y el contenido de compuestos nitrogenados (nitrato, ureidos y aminoácidos). Es de destacar que la cepa Per 3.61 presentó la mayor actividad específica nitrato reductasa bacteroidal, en ambas condiciones de crecimiento, y se seleccionó junto con la cepa de referencia USDA110 para los ensayos a campo. En la campaña (2014- 2015), el rendimiento de la soja inoculada con la cepa Per 3.61 fue superior a los tratamientos fertilizado e inoculado con USDA110 y presentó el mayor aporte de la FBN en el balance relativo de nitrógeno. En la campaña (2015-2016), el rendimiento de soja inoculada con la cepa Per 3.61 se mantuvo elevado aún cuando el cultivo de soja fue inoculado y fertilizado con urea. En ambos tratamientos (inoculado e inoculado y fertilizado) se observó significativos aportes de FBN en el balance relativo de nitrógeno En conclusión, la cepa desnitrificante Bradyrhizobium japonicum Per 3.61, caracterizada por una elevada actividad nitrato reductasa, representa un aporte promisorio para su uso como inoculante para soja, mejorando la FBN y el rendimiento del cultivo en suelos con alto contenido de nitrato Palabras Clave: soja, Bradyrhizobium japonicum, nitrato, nitrato reductasa