Identificación y efecto biológico de acil-homoserin lactonas producidas por bacterias nodulantes de maní

NIEVAS, FIORELA L ; BOGINO, PABLO C ; SORROCHE, FERNANDO G ; DARDANELLI, MARTA S ; GIORDANO, WALTER F

Piriapolis, Maldonado

Congreso; XXV Reunión Latinoamericana de Rizobiología (RELAR); 2011

RELAR

Maní (Arachis hypogaea L.) es una leguminosa de importancia agroindustrial cuyo principal simbionte pertenece a cepas de Bradyrhizobium. El Quórum Sensing (QS) es un mecanismo de señalización bacteriana dependiente de la densidad poblacional que sirve para regular diversos procesos fisiológicos tales como movilidad, formación de biofilms, producción de antibióticos, entre otros. El funcionamiento de este sistema depende de la producción de moléculas llamadas autoinductores. Las acil-homoserin lactonas (AHLs) son el tipo de moléculas señal más utilizada por bacterias Gram negativas. Existen numerosas evidencias que demuestran la producción de moléculas sensoras de QS por cepas de rizobios. Sin embrago, el conocimiento acerca de los mecanismos de comunicación entre bradirizobios de maní es escaso. En función de tales antecedentes, el objetivo del presente trabajo fue identificar y caracterizar moléculas au toinductoras producidas por cepas nodulantes de maní y evaluar su participación en diferentes actividades biológicas. La detección de la producción de AHLs fue realizada mediante la utilización de dos sistemas bioindicadores, Agrobacterium tumefaciens NTL4 (pZLR4) (para AHLs de cadena larga) y Chromobacterium violaceum CV026 (para AHLs de cadena corta). De 53 cepas estudiadas, 14 resultaron positivas para la detección de AHLs de cadena larga, no encontrándose cepas productoras de AHLs de cadena corta. Mediante determinación de la actividad b-galactosidasa se agrupó a las cepas productoras de AHLs en grupos de alta, moderada y baja producción de AHLs. Posteriormente se procedió al aislamiento e identificación de AHLs por HPLC-MS. En los extractos de cepas productoras se encontraron al menos 4 tipos diferentes de AHLs correspondientes a una longitud de cadena de C6 y a los derivados hidroxilados C10, C12 y C14. A los fines de evaluar el rol de estas moléculas en procesos bacterianos con impacto tanto en la nodulación como en la supervivencia en el suelo, se realizaron estudios de movilidad y de formación de biofilm. Ambos procesos fueron afectados positivamente por la adición de concentraciones crecientes de AHLs de cadena larga (C10, C12 y C14). Interesantemente, la máxima inducción se obtuvo hasta una concentración de 20 mM tanto para cepas productoras como para cepas no productoras de AHLs, indicando la capacidad de estas cepas de responder a autoinductores no propios. Finalmente se estudió la presencia de genes involucrados en la síntesis de AHLs, no obteniéndose resultados positivos en las amplificaciones por PCR con primers diseñados para tal fin. Otros abordajes deberán planificarse para profundizar en la mecanística molecular del proceso de QS en cepas de Bradyrhizobium. Los resultados obtenidos demuestran la existencia de mecanismos de comunicación bacteriana tipo QS para riz obios nodulantes de maní. Tales procesos son mediados por AHLs de cadena larga, las cuales parecen regular actividades fisiológicas tanto en cepas productoras como no productoras de las mismas.