El bacteriofitocromo Bphp2 modula el comportamiento de Azospirillum brasilense a luz roja como una respuesta a estrés

MOLINA, R.; CONIGLIO, A.; NIEVAS, S.; TORRES, D.; LÓPEZ, G.; MORA, V.; BOGINO, P.; CASSÁN, F.

Rosario

Congreso; VI Reunión Grupo Argentino de Fotobiología; 2022

A.brasilense Az39 es una bacteria no fotosintética utilizada como principio activo en la formulación de inoculantes de aplicación en semillas o vía foliar sobre las hojas. En el año 2014 se secuenció el genoma de esta bacteria y tras una búsqueda exhaustiva de genes de interés, se identificaron 2 secuencias asociadas a bacteriofitocromos (Phy), las que se anotaron como Az39Bphp1 y Az39Bphp2 (Rivera y col. 2014; Wisniewski-Dyé y col. 2012). Apesar de la inmensa información a nivel agronómico disponible para esta bacteria, existen pocos reportes a nivel bioquímico y molecular asociados al rol que cumplen estas proteínas en el metabolismo bacteriano. En éste trabajo analizamos el comportamiento in vitro e in vivo de Az39 y de la mutante Az39::Bphp2 expuestas a luz roja 13,9 µW/mm2 (LR), luz azul 11 µW/mm2 (LA) y luz blanca 56 µW/mm2 (LB). Para los ensayos in vitro, utilizamos medio de líquido Luria Bertani el que se inoculó con cultivos puros de cada cepa iniciando con una DO de aprox. 0,1 . El cultivo original se fraccionó con igual volumen (20 ml) en placas de petri estériles y se incubó por exposición en cada condición de luz durante 24, 48 y 72 h sin agitación y a una temperatura de 36°C. El control se mantuvo en similares condiciones de incubación y oscuridad (O) durante todo el ensayo. A cada tiempo mencionado se evaluó: producción de biomasa (DO595), recuento de células viables (ufc.ml-1), producción de ácido indol 3-acético (AIA), porcentaje de agregación celular y formación de biofilms. Para los ensayos in vivo, se utilizaron plántulas de soja en estadio V3 de desarrollo (Fehr y Caviness, 1977), las que fueron inoculadas con cultivos puros de cada cepa de manera foliar (100 µl) a razón de 1.105 cfu.hoja-1. Las plántulas fueron transferidas a una cámara de cultivo y expuestas a cada condición lumínica como se describió, además de mantener un control en condiciones de oscuridad, durante 2, 12, 24, 48, 72, 96, 120 y 144 h post-inoculación a 36°C. Transcurrido cada tiempo de exposición, a partir de cada trifolio se determinó el número de células viables recuperadas desde la supeficie de las hojas en cada plántula. Nuestros resultados demostraron que la producción de biomasa aumentó para la cepa mutante al igual que la concentración de AIA y el porcentaje de agregación por exposición a LR y en comparación al control mantenido en oscuridad y a los mismos parámetros evaluados en cepa wilde type. La producción de biofilms fue similar en cada cepa, siendo significativamente superior en LB. En el caso de la inoculación foliar, se observó una mayor sensibilidad de la bacteria a LR para el caso del mutante Az39::Bphp2, la que se recuperó viable solo a las 24 h post-inoculación, en comparación con Az39 que se recuperó hasta 96 h desde el tratamiento biológico. Estos resultados sugieren que la tolerancia de Az39 a LR depende de la presencia y funcionalidad del fitocromo bphP2 .