Estudio y funcionalidad de moleculas producidas por raices de mani y rizobacterias en estres hidrico

Abstract

El maní (Arachis hypogaea L.) es uno de los cultivos de leguminosas más importantes del mundo y Argentina es uno de los principales países productores del mundo, concentrando su producción en la provincia de Córdoba. El déficit hídrico es uno de los principales estreses abióticos, por lo que es importante el estudio de su efecto sobre la planta de maní y los microorganismos rizosféricos, así como el estudio de moléculas y de mecanismos de tolerancia involucrados en la adaptación. De éste modo es posible planificar nuevas estrategias que favorezcan dicha interacción en condiciones de déficit hídrico En base a la problemática planteada, el objetivo general de esta investigación fue estudiar los cambios que se desencadenan en Arachis hypogaea L. así como en las rizobacterias Bradyrhizobium sp. SEMIA 6144 y Azospirillum brasilense Az 39 frente al déficit hídrico Para ello se abordó la investigación de compuestos biológicos producidos por las raíces de maní en condiciones de déficit hídrico; el efecto que este tipo de estrés tiene sobre componentes celulares de rizobacterias que se asocian a maní para luego determinar el efecto del déficit hídrico en etapas tempranas y tardías de la asociación microorganismos-maní El déficit hídrico moderado (-0,28 MPa) causó reducción en los parámetros de crecimiento de A. hypogaea. L, siendo más sensible la parte aérea que la raíz. Dicha condición indujo estrés oxidativo (manifestado por un incremento en la peroxidación lipídica), así como también cambios fisiológicos exhibiendo modificaciones en el patrón de exudados radicales Mediante técnicas cromatográficas se determinó que en la respuesta al déficit hídrico estuvieron involucradas diversas moléculas de señalización celular, como el ácido graso 9 oleico (18:1A ), los flavonoides naringenina y hesperidina, el aminoácido triptófano, los ácidos orgánicos láctico y succínico así como también monoterpenos así como los sesquiterpenos farnesol y nerodiol El estrés hídrico afectó negativamente el crecimiento de Bradyrhizobium sp. SEMIA 6144 y Azospirillum brasilense Az 39, aunque ambas bacterias lograron adaptarse al efecto que causa el déficit hídrico. La medida de la polarización de fluorescencia luego de aplicar un shock osmótico sobre las bacterias, indicó que el efecto inmediato del déficit hídrico consiste en fluidificar la membrana bacteriana. La respuesta a este efecto fue dinámica para ambas cepas, y se logró mediante la modificación del grado de insaturación de los ácidos grasos así como en la composición de fosfolípidos. De ésta forma, las rizobacterias restauran la fluidez óptima de la membrana y la viabilidad celular luego del shock Respecto a las etapas tempranas de la interacción A. hypogaea - rizobacterias, el déficit hídrico no afectó la movilidad de B. sp. SEMIA 6144 y favoreció a la cepa A. brasilense Az 39. Ambas rizobacterias mostraron quimiotáxis hacia los exudados radicales de la planta de maní. El siguiente paso en el proceso de interacción investigado fue la adhesión de células bacteriana a las raíces y fue mayor en plantas sometidas a déficit hídrico, lo cual resultó importante para mantener la interacción bajo ésta condición ambiental adversa. A pesar de ello, la simbiosis A. hypogaea - B. sp. SEMIA 6144 resultó sensible al estrés, los parámetros de nodulación y de fijación biológica del Nitrógeno, medida mediante el análisis de intercambio de gases, fueron reducidos. Aun así, la inoculación mitigó los efectos negativos del déficit hídrico sobre el crecimiento vegetal. La coinoculación favoreció el desarrollo de las plantas sometidas a estrés hídrico, aunque sus efectos fueron menores a la inoculación simple, bajo las dosis estudiadas. La presencia de A. brasilense Az 39 así como el déficit hídrico, no afectaron la eficiencia de la nitrogenasa. Por lo tanto, la reducción en la tasa de fijación de Nitrógeno se debe principalmente a la disminución en la biomasa nodular y no a un efecto sobre la actividad enzimática Los resultados de éste trabajo de Tesis Doctoral brindan las primeras evidencias de los cambios fisiológicos y bioquímicos a los que está sujeta la leguminosa A. hypogaea L así como las rizobacterias B. sp. SEMIA 6144 y A. brasilense Az 39, frente al déficit hídrico. La adaptación al estrés permite el establecimiento de la interacción planta-bacteria, y mitiga los efectos negativos del estrés hídrico, consiguiendo así mejor crecimiento de A. hypogaea L en ambientes donde ocurre dicha condición ambiental.