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ROL DE LAS PROTEÍNAS PII EN LA INTERACCIÓN DE BRADYRHIZOBIUM DIAZOEFFICIENS USDA 110 CON PLANTAS DE SOJA

LAMELZA, Florencia | HEGEL, Valeria Alejandra | MENGUCCI, Florencia | LÓPEZ GARCÍA, Silvina Laura

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

Introducción y Objetivos:
Las proteínas PII son una familia de proteínas de transducción de señales esenciales en la coordinación de la regulación de diversos procesos que conectan el metabolismo del N y del C intracelular. Estas proteínas se dividen en dos subfamilias denominadas GlnB (codificada por el gen glnB) y GlnK (codificada por el gen glnK), muy similares entre ellas y con una versatilidad funcional muy llamativa, teniendo roles completamente diferentes, aunque a veces pueden reemplazarse en sus funciones. En el genoma de B. diazoefficiens USDA 110, rizobio que fija N2 atmosférico en asociación simbiótica con plantas de soja, encontramos una copia de glnB y dos copias de glnK que denominamos glnK1 y glnK2. En general, los rizobios tienen sólo una copia de glnK, por lo que nos propusimos investigar si las dos copias son funcionales, y si es así cuál es el rol que cumple cada una de ellas, junto con GlnB, en esta bacteria. Un aspecto importante de la fijación biológica de N2 (FBN) es que este proceso es independiente de la regulación del metabolismo de N de la bacteria en vida libre, sugiriendo que las proteínas PII no serían necesarias para llevar a cabo una simbiosis eficiente. Sin embargo, en algunos rizobios se ha observado que la deleción de GlnB o de GlnK afecta la formación de nódulos y la fijación de N. Dado que la función de las diferentes PII en B. diazoefficiensen simbiosis aún no ha sido descripta, en este trabajo nos propusimos evaluar el fenotipo de cada una de las cepas mutantes en GlnB, GlnK1 y en GlnK2 en su interacción simbiótica con plantas de soja.
Materiales y Métodos:
En primer lugar, se obtuvieron mutantes limpios en las tres proteínas PII de B. diazoefficiens denominados “DELTA”glnK1, “DELTA”glnK2, “DELTA”glnB. Posteriormente, se llevaron a cabo ensayos con plantas de soja, en los cuales se evaluó la nodulación, la asimilación de N y la capacidad fijadora de N. Los resultados fueron analizados en un análisis de varianza con p<0,01 utilizando el test de Tukey. Finalmente, se analizó la estructura de los nódulos invadidos por los diferentes mutantes.
Resultados:
Los resultados obtenidos demostraron que solo las plantas inoculadas con la cepa mutante “DELTA”glnB mostraron alteraciones en los parámetros simbióticos en relación a las plantas inoculadas con la cepa salvaje. Así, observamos una menor infectividad (menor número de nódulos por planta), con nódulos pequeños y blanquecinos (indicio de una alteración en la FBN), un menor desarrollo de la parte aérea y, por último, una disminución en la asimilación de N. Asimismo, la ausencia de GlnB así como también la ausencia de GlnK1, condujo a una menor ocupación de los nódulos. Sin embargo, la menor ocupación observada en los nódulos ocupados por la cepa “DELTA”glnK1 no afectó la FBN ni la asimilación de N. Finalmente, el análisis microscópico de los nódulos demostró que la deleción de cualquiera de las PII condujo a una acumulación de gránulos de almidón en el interior de las células vegetales.
Conclusiones:
Todas las proteínas PII de B. diazoefficiens USDA 110 se encuentran involucradas en el metabolismo del C del bacteroide, siendo solo GlnB la que cumple un rol fundamental en el desarrollo del nódulo y la supervivencia del bacteroide dentro del mismo.