Emisión de gases invernadero en la interacción Bradyrhizobium-soja.

OBANDO, MELISSA; RIVERA, DIEGO; BEDMAR, EULOGIO; CASSÁN, FABRICIO

Buenos Aires

Congreso; III Congreso de Microbiología Agrícola y Ambiental.; 2015

Asociación Argentina de Microbiología

El óxido nítrico (NO) y el óxido nitroso (N2O) son gases de efecto invernadero que intervienen en el calentamiento global. La aplicación de fertilizantes nitrogenados en suelos agrícolas contribuye a incrementar la emisión de estos gases, que se originan durante la nitrificación y sobre todo la desnitrificación. Argentina es el tercer país productor de soja a nivel mundial y la inoculación de esta leguminosa con Bradyrhizobium japonicum cepa E109, es una práctica muy extendida en nuestro país desde hace más de 40 años. Se ha reportado que los rizobios no son verdaderos denitrificantes, por lo que si se consideran las vastas extensiones de terreno, la soja podría convertirse en una de las principales fuentes de emisión de gases del efecto invernadero. El objetivo de este trabajo fue evaluar la actividad desnitrificante de B. japonicum E109 y su emisión de NO y N2O en condiciones de vida libre y en asociación simbiótica con soja. Como primer avance, se realizó un análisis bioinformático en el genoma de E109 para determinar la presencia de los genes de la desnitrificación (napA, nirK, norC y nosZ) y luego se confirmó su presencia mediante -el uso de herramientas moleculares. Así mismo, se comprobó la expresión de nirK y norC a través de la actividad de las enzimas nitrato y nitrito reductasa (NR y NiR). La producción de NO en células bacterianas de vida libre se determinó amperométricamente cuantificando la reducción de nitrito. La emisión de N2O in vitro se determinó mediante cromatografía de gases en cultivos bacterianos (in vitro) y a partir de raíces y nódulos de plantas de soja inoculadas (in vivo) en sistemas hidropónicos de jarras de Leonard. Los resultados permitieron identificar la presencia de norC y la ausencia de nosZ. Así mismo, se cuantificó actividad enzimática NR y NiR, verificando la presencia de nirK y norC. A nivel in vitro, la producción de NO fue mayor para la cepa GRC131 (mutante de USDA110 para el gen norC), evidenciando la capacidad de reducir este gas; mientras que las cepas GRZ3035 (mutante de USDA110 para el gen nosZ) y E109 presentaron valores similares de producción (311,37 y 281,42 nmol/mg.prot.hora-1) que superaron la cantidad de NO acumulada por la cepa salvaje USDA110 (24,08 nmol/mg.prot.hora-1). Por otro lado, durante la simbiosis, las curvas de producción de N2O en raíces inoculados con E109 y GRC131 fueron similares, con emisiones máximas de 5,53E+03 nmoles/ml.h-1 y 6,58E+02 nmoles/ml.h-1 respectivamente. Ambas cepas duplicaron la cantidad de N2O producido por la cepa de referencia (USDA110). Para el caso de los nódulos, GRC131 produjo, en su punto máximo 9,86E+02 y E109 6,77E+02 nmoles/ml.h-1 y nuevamente USDA 110 reportó el valor más bajo con 4,04E+01 nmoles/ml.h-1. Estos resultados permiten inferir que la cepa E109 de B. japonicum lleva a cabo el proceso de desnitrificación de manera parcial o incompleta, y en consecuencia, libera gases de tipo NOx como productos intermedios de este proceso respiratorio.