Caracterización simbiotica y molecular de un mutante ácido sensible de S. meliloti.

DEL PAPA M. F.; BALAGUÉ, L.J.; DRAGHI, W.O.; PISTORIO, M.; AGUILAR, O.M.; LAGARES, A.

Morelos, México

Congreso; XIX Reunión Latinoamericana de Rhizobiología; 2003

Asociación Latinoamericana de Rhizobiología

La acidez de los suelos en un factor que reduce en forma significativa la productividad de los cultivos de leguminosas. El efecto de la acidez sobre la simbiosis ha sido muy caracterizado en condiciones de laboratorio y a campo en distintas asociaciones, donde se ha puesto particularmente de manifiesto la sensibilidad del microsimbionte al bajo pH con limites de tolerancia que varían entre pH 4,0 y 5,5 dependiendo de la especie de rizobio. S. meliloti es marcadamente sensible a la acidez, coincidente con la fuerte limitación de su simbiosis con Medicago spp. a pHs menores que 6. En Argentina, donde existen más de cuatro millones de hectáreas cultivadas con alfalfa, se ha observado una progresiva acidificación de los suelos que limita el rendimiento y la persistencia de los cultivos. Con el propósito de investigar las bases genéticas de la tolerancia a la acidez en S. meliloti y para analizar su relación con la capacidad simbiótica de las bacterias, hemos obtenido y caracterizado varios mutantes ácido sensibles. Presentamos a continuación la caracterización geno- y fenotípica de uno de dichos mutantes que hemos obtenido por transposición.La cepa S.meliloti LPU63 aislada de un suelo ácido de la provincia de Buenos Aires-Argentina fue mutagenizada con el transposón Tn5-B20 y los mutantes obtenidos evaluados en su capacidad de crecer en medio mínimo a diferentes pHs (5000 clones). Uno de los mutantes que resultó más sensibles a la acidez –LPU641- fue caracterizado a nivel molecular y en su simbiosis.El análisis de células viables de cultivos a pH 5 de la cepa salvaje y de la mutante reveló que mientras la primera no crece, la mutante inicia una fase de muerte a las 20 h postinoculación. En ensayos de coinoculación de alfalfa con las cepas LPU63:LPU641 en una relación 1:1 sólo recuperamos de los nódulos el rizobio salvaje. El clonado de la inserción Tn5-B20 mostró una interrupción en un marco de lectura abierto de secuencia similar al gen paaA/phaF del catabolón de degradación de fenilacetato descripto en E. coli y en Pseudomonas putida entre otras bacterias. Dicho gen codifica una de las subunidades de una oxigenasa multimérica. Teniendo en cuenta la organización transcripcional de los genes paa en E. coli y en P. putida es posible que la mutación paaA tenga efectos polares sobre los genes paaBCDE de S. meliloti que se encuentran río abajo. Además, en E. coli la mutación paaA resulta en la pérdida de todas las subunidades de la oxigenasa y de un complejo enzimático involucrado en reacciones posteriores de beta-oxidación. Desconocemos hasta el momento la posible relación entre la pérdida de función en el cluster paa y la suceptibilidad que hemos observado de la bacteria a bajo pH. Es probable que la alteración de la cepa LPU641 haya afectado funciones importantes para mantener el equilibrio iónico intracelular. En apoyo de esta posibilidad observamos que el mutante tiene una sensibilidad aumentada al efecto tóxico del catión Zn 2+, característica común a con otros mutantes act de S. meliloti descriptos previamente.Conclusiones. El hecho que mutaciones act aparentemente poco relacionadas conduzcan en su mayoría a fenotipos con sensibilidad aumentada a metales pesados sugiere que existan posiblemente unas pocas alteraciones fisiológicas finales (convergentes) que conducen a la sensibilidad de S. meliloti al bajo pH.