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CAMBIOS GENÉTICOS QUE SUSTENTAN UN FENOTIPO DE MOVILIDAD AUMENTADA EN BRADYRHIZOBIUM DIAZOEFFICIENS

INSTITUTO DE BIOTECNOLOGÍA Y BIOLOGÍA MOLECULAR, IBBM--CONICET, FAC. CS EXACTAS, UNLP

INSTITUTO DE BIOTECNOLOGÍA Y BIOLOGÍA MOLECULAR, IBBM--CONICET, FAC. CS EXACTAS, UNLP
Introducción y Objetivos:
Bradyrhizobium diazoefficiens es capaz de establecer simbiosis con soja y permitir la fijación del N2 atmosférico cuando el suelo está desprovisto de formas asimilables de N, siendo la soja un cultivo con una alta demanda de N. Existe un fenómeno de competición para la nodulación entre la cepa del inoculante y la población naturalizada, donde la cepa del inoculante ocupa como máximo un 10% de los nódulos, resultando en una fijación no exitosa. Sin embargo se ha observado que una cepa de mayor movilidad seleccionada sin emplear técnicas de ADN recombinante, B. diazoefficiens LP 3008, ha ocupado más nódulos que la cepa silvestre y ha provocado un aumento en el rendimiento del cultivo de soja (Althabegoiti et al., 2008; López Garcia et al., 2009). Por otra parte, se ha probado la desrepresión del flagelo lateral de LP 3008 en condiciones en las cuales su cepa parental LP 3004 no lo expresa. No obstante hemos demostrado que además hay otros factores en juego independientes de la movilidad (Althabegoiti et al. 2011).
Materiales y Métodos:
Se realizó la secuenciación completa de los genomas de B. diazoefficiens LP 3004 y LP 3008 empleando la tecnología Illumina HiSeq2000. El análisis se realizó con el programa Snippy (Semman T. 2015) a partir del cual se alinearon las secuencias crudas fastQ de ambas cepas con el genoma de referencia de USDA 110 (Davis-Richardson et al. 2017). Posteriormente se obtuvieron mutantes con el objetivo de reproducir los cambios hallados.
Resultados:
La cepa LP 3004 es una derivada de B. diazoefficiens USDA110 resistente natural a estreptomicina obtenida en nuestro laboratorio. Entre las cepas USDA 110 y LP 3004 fueron encontrados 52 cambios en el genoma, 45 inserciones (INS) de 1 pb, 6 cambios puntuales (SNPs) y 1 deleción (DEL) de 1 pb. Entre la cepa LP 3004 y LP 3008 se han encontrado 9 cambios: 8 SNPs (7 en regiones codificantes y 1 en una región intergénica, pero ninguna en genes relacionades a la movilidad o la quimiotaxis) y una única DEL de 11 pb en el gen blr6743. Por su característica de alterar el marco de lectura del gen esta deleción resultó la mejor candidata a estudiar. Blr6743 codifica para la subunidad alfa de un ferredoxina (Fd) oxidorreductasa, y Blr6744 la subunidad beta de la misma. Esta enzima es capaz de transformar a-cetoglutarato en succinil-CoA o piruvato en acetil-CoA, en ambos casos produciendo CO2 y Fd reducida, representando vías alternativas a los complejos de la piruvato deshidrogenasa y la a-cetoglutarato deshidrogenasa. Hemos realizado una deleción de blr6743/6744 manteniendo el marco de lectura en la cepa LP 3004, y de forma contraria, hemos transferido el alelo salvaje de blr6743 a la cepa LP 3008. En ninguna de las estrategias hemos observado que el fenotipo de movilidad y expresión del flagelo revierta.
Conclusiones:
Con estos resultados podemos concluir que el fenotipo de LP 3008 no reside únicamente en esta mutación, sino que será un efecto sinérgico de una/s o todas las mutaciones en su conjunto.