Origen y evolución de los sistemas flagelares en Bradyrhizobium y Rhizobiales

DAVID DURÁN; JUAN I. QUELAS; RAFAEL RIVILLA; MIGUEL REDONDO-NIETO; ELIAS MONGIARDINI; ANIBAL LODEIRO; DANIEL GARRIDO-SANZ; ESTHER BLANCO-ROMERO; MARTA MARTÍN; M. JULIA ALTHABEGOITI

Zaragoza

Congreso; XII Reunión del grupo especializado de microbiología molecular; 2019

Sociedad española de microbiología

Bradyrhizobiumdiazoefficiens USDA 110Tposee dos sistemas flagelares: subpolar y lateral. Mientras que los genes quecodifican el flagelo subpolar están distribuidos en varios clústeres a lo largode todo el cromosoma, los genes del flagelo lateral se encuentran presentes enuna única región en forma de isla genética. Los estudios realizados conanterioridad no han demostrado una función clara del flagelo lateral enmovilidad o simbiosis, así como su posible adquisición por transferencia génicahorizontal (HGT). Sin embargo, el flagelo lateral es el único que poseen otrasrizobacterias como Rhizobium y Agrobacterium. En este trabajo, hemosanalizado la filogenia del género Bradyrhizobiummediante GBDP y ANIb de 128 genomas y hemos dividido el género en 13 gruposfilogenómicos (PGs). Mientras que todos los genomas del género Bradyrhizobium poseen el flagelosubpolar, solo los genomas dentro del PG B.japonicum poseen ambos flagelos, lo que podría concordar con un únicoevento de HGT, que también se observa al analizar la sintenia y en análisismultilocus (MLSA) de este flagelo. Atendiendo a la sintenia y homología de secuencia,el origen del flagelo lateral se encuentra en el ancestro de Rhodopseudomonas y Tardiphaga, pero también está presente en otros géneros del orden Rhizobiales. El MLSA de 150 genomaspertenecientes al orden Rhizobiales, elde los flagelos subpolar y lateral, así como el patrón de presencia/ausencia deambos sistemas flagelares, nos han permitido reconstruir los eventos evolutivosde HGT que han ocurrido durante la evolución de la clase Alphaproteobacteria. El flagelo lateral se adquirió de forma muytemprana en la evolución del orden Rhizobialesy posteriormente sufrió 3 eventos de HGT recurrentes. Fuera de los Rhizobiales, los parientes más cercanosse encuentran en el orden Rhodobacterales,donde también coexisten dos sistemas flagelares. La promiscuidad de esteflagelo lateral para transferirse entre géneros filogenéticamente distantespuede ser atribuida a su estructura en forma de isla genética.