DETERMINANTES MOLECULARES EN LA SIMBIOSIS FIJADORA DE NITRÓGENO: AVANCES EN EL ANÁLISIS PROTEÓMICO DUAL DE NÓDULOS DE Medicago truncatula

LUCHETTI, ABRIL; CASTELLANI, LUCAS G.; PEREZ GIMENEZ, JULIETA; TORRES TEJERIZO, GONZALO

Congreso; V Congreso Argentino de Microbiología Agrícola y Ambiental; 2021

AAM

La simbiosis entre rizobios y plantas leguminosas es un proceso complejo, que se inicia con un intercambio de señales y finaliza con la formación del nódulo. Este órgano se desarrolla en las raíces de las plantas leguminosas ante la presencia de determinados microorganismos, y en él losrizobios se diferencian en bacteroides. El proceso de diferenciación en bacteroides es un proceso clave para la fijación biológica de nitrógeno eficiente. Han sido descriptos numerosos genes de la planta involucrados en este proceso, como por ejemplo los que codifican péptidos ricos en cisteínas específicos de nódulos (nodule-specific cysteine-rich peptides, NCRs). Los NCRs son secretadospor la planta, y detectados por las bacterias, donde desencadenan cambios en el fenotipo de lasmismas. Si bien esta interacción es estudiada desde hace años, es escaso el conocimiento de otros determinantes cruciales involucrados en el proceso de diferenciación. Medicago truncatula se encuentra estrechamente relacionada con Medicago sativa (alfalfa) y es utilizada como planta modelo en el estudio de la simbiosis rizobio-leguminosa. Ensifer melilotiestablece una simbiosis altamente específica con M. truncatula, siendo el modelo de rizobio eficiente en la fijación biológica de nitrógeno al generar nódulos con bacteroides diferenciados. Otras bacterias como Rhizobium favelukesii son capaces de nodular M. truncatula. Sin embargo,los nódulos generados por esta bacteria son ineficientes en la fijación de nitrógeno. La comparación de los nódulos eficientes e ineficientes, generados por estas dos bacterias, podría ser clave para la búsqueda de genes involucrados en este proceso.Previamente, hemos realizado ensayos transcriptómicos de nódulos de M. truncatula infectados tanto con E. meliloti (simbionte eficiente) como con R. favelukesii (simbionte ineficiente), donde observamos numerosos genes expresados diferencialmente. Por lo tanto, decidimos realizar ensayos proteómicos que nos ayudarán a comprender los procesos que ocurren dentro del nódulo. Estos ensayos permitirán evaluar qué proteínas están siendo expresadas, y que proteínas de la planta son dirigidas a las bacterias y bacteroides dentro de los nódulos. Para llevar a cabo este enfoque proteómico, realizamos ensayos de plantas de M. truncatula infectada con ambos rizobios. Luego de 10 y 31 días post-inoculación (dpi) recolectamos los nódulos y separamos los bacteroidesdel nódulo mediante gradientes de densidad para, posteriormente, extraer las proteínas de los mismos. El análisis de las muestras nos permitió identificar aproximadamente 1200 proteínas de cada bacteria, y alrededor de 800 de la planta. Al comparar el número de NCRs, vimos que hay un mayor número de éstos identificados en los nódulos de E. meliloti que en los de R. favelukesii. Esto sugiere que la producción de NCRs y, por ende, la correcta diferenciación, se ve afectada en función de la bacteria que realiza la infección.