El inhibidor de proteasa tipo germina de trigo (IPG) afecta la formación de biofilms en diferentes microorganismos

RODRÍGUEZ SIMÓN CARLOS NORBERTO; MENDIETA JULIETA RENE; NERCESSIAN DEBORA

Mar del plata

Congreso; Biólogos En Red; 2018

Las germinas constituyen un grupo de proteínas homólogas encontradas sólo en los ?cereales verdaderos?. Inicialmente, la primer germina fue una proteína identificada a partir de semillas de trigo como consecuencia de la búsqueda de proteínas responsables en el proceso germinativo. Posteriormente se la caracterizó como una glicoproteína homopentamérica con actividad oxalato oxidasa (OXO), un proceso que genera peróxido de hidrógeno y puede servir en la defensa ante invasiones de patógenos. Este descubrimiento fue seguido por la descripción de numerosas proteínas con porcentajes de similitud del 50 % en promedio, llegando en algunos casos hasta el 90 %, que pasaron a denominarse ?germin-like proteins? (GLP).Muchas GLP exhiben actividad de OXO, SOD y pirofosfatasa/fosfodiesterasa. En nuestro laboratorio se ha aislado un Inhibidor de Serin Proteasas (ISP) de fluido extracelular de hojas de trigo, denominado Inhibidor de Proteasa tipo Gemina (IPG). Este inhibidor presenta además, otras actividades enzimáticas como superóxido dismutasa (SOD) y actividad de adenosina difosfato glucosa pirofosfatasa (AGPP), caracterizando a esta proteína como una proteína multifuncional.Los microorganismos ven favorecida su acción sobre las plantas, ya sea ésta benéfica o dañina, si pueden colonizar la superficie vegetal. Esta colonización se realiza a través de la formación de películas llamadas biofilms, semejantes a los que producen los microorganismos sobre sustratos inertes. La interacción entre microorganismos y plantas es sumamente importante para el desarrollo y óptima adaptación de estas últimas al medioambiente. Esto influye directamente sobre parámetros del crecimiento y la producción de biomasa vegetal.Dada la necesidad de aumentar el rendimiento de la agricultura disminuyendo el uso de agroquímicos, en los últimos años ha habido un interés creciente en los microorganismos benéficos del suelo, ya que éstos pueden promover el crecimiento de las plantas y en algunos casos también evitar la infección por patógenos. En este trabajo hemos estudiado la interacción entre IPG y la capacidad de formación de biofilm de dos microorganismos de interés agronómico, la bacteria fitopatógena Pseudomonas syringae y la bacteriapromotora del crecimiento vegetal (PGPB, por sus siglas en inglés) Sinorhizobium meliloti. Los resultados sugieren un efecto diferencial, siendo IPG capaz de inhibir de forma dosis dependiente la formación de biofilm de P. syringae y aumentar la capacidad de formación de biofilm de S. meliloti hasta en un 66 %. En raíces de plántulas de tomate (Solanum lycopersicum) los datos obtenidos indicaron que IPG favorece el crecimiento de S. meliloti, a la vez que disminuye el desarrollo de P. syringae.Para conocer los efectos de IPG y de las bacterias sobre las plántulas, se valuaron parámetros de crecimiento (longitud de la raíz principal y peso fresco de cotiledones y raíces). Estos no se vieron afectados negativamente frente a IPG. Los pesos frescos de cotiledones y raíces disminuyeron (27 % y 24 % respectivamente) con el tratamiento de S. meliloti respecto al control. El tratamiento de S. meliloti con el agregado de ambas concentraciones de IPG restauró los valores respecto al control. La longitud de la raíz principal no varió en las plántulas tratadas con S. meliloti y el tratamiento con esta bacteria e IPG causó un aumento de 2.2 veces respecto al control. La presencia de P. syringae, limitó el crecimiento longitudinal de la raíz y el agregado de IPG lo recuperó de manera dosis dependiente.Los resultados obtenidos indican que IPG promueve la formación de biofilms de la bacteria benéfica S. meliloti, pero no de la bacteria fitopatógena. Además favorece el crecimiento radicular de las plántulas de tomate. Por otro lado, parece tener acción protectora para la planta al disminuir la carga bacteriana de P. syringae en las raíces tratadas. Además, a partir de los ensayos a diferentes pHs, IPG parece favorecer el crecimiento de S. meliloti a pHs ácidos, lo cual la convierte en un buen candidato para profundizar su estudio en el mecanismo de acción, como alternativa natural en las formulaciones de fertilizantes biológicos con aplicación en agricultura.