Mecanismo de solubilización de fosfato en aislamientos de la rizosfera de Lotus tenuis

CASTAGNO LN; ESTRELLA MJ; SANNAZZARO AI; RUIZ OA

Chascomús

Taller; V Taller Interdisciplinario deLotus: Aspectos Genéticos, Moleculares y Eco-fisiológicos de Lotus spp. y sus Simbiontes; 2010

En la Cuenca del río Salado, una extensa zona en la provincia de Buenos Aires (Argentina), principalmente dedicada a la producción ganadera, los suelos presentan una severa deficiencia de fósforo (2-10 mg kg-1 de fósforo disponible), la alta alcalinidad y salinidad, junto con la exposición periódica a condiciones de anegamiento, disminuye de manera importante la persistencia y la producción de leguminosas forrajeras tradicionales (alfalfa, trébol, etc) (Montes, 1988). En esta región, las especies mejor adaptadas y usadas como forraje para la producción de ganado son los pastizales nativos y la leguminosa naturalizada, Lotus tenuis (= L. glaber Mill.) (Kirkbride, 1990). Se ha reportado que la deficiencia de fósforo en los suelos también puede tener un efecto perjudicial sobre la interacción simbiótica entre rizobios y leguminosas como L. tenuis, lo que afecta su crecimiento y productividad (Gyaneshwar et al., 2002). Muchos microorganismos del suelo son capaces de solubilizar este fósforo no disponible a través de sus actividades metabólicas. El principal mecanismo de solubilización de fosfato mineral está asociado a la liberación de ácidos orgánicos de bajo peso molecular. Los ácidos glucónico (GA) y 2-cetoglucónico parecen ser los principales responsables de dicha solubilización. El primero es generado por la vía directa de oxidación de la glucosa, mediada por la enzima glucosa deshidrogenasa (GDH), y luego es oxidado por la enzima gluconato deshidrogenasa (GaDH) para dar el segundo. Ambas enzimas se sitúan en la cara externa de la membrana citoplasmática, por lo que los ácidos se forman en el espacio periplásmico, dando como resultado la acidificación de esta región y, en última instancia, del entorno del microorganismo (Sashidhar y Podile, 2010). De esta manera, se espera que la inoculación de L. tenuis con determinadas bacterias solubilizadoras de fosfato aumente el nivel de fósforo disponible en el suelo y en consecuencia mejore el proceso de fijación de nitrógeno de la leguminosa y la producción global de forraje en la Cuenca del río Salado. El presente trabajo tiene como objetivo estudiar la actividad de las enzimas involucradas en la producción de los ácidos glucónico y  2-cetoglucónico en bacterias aisladas de la rizosfera de L. tenuis y evaluar el efecto del fosfato soluble sobre dicho metabolismo. En los distintos experimentos se observa que la liberación de ácido glucónico es significativamente superior cuando la cepa es cultivada bajo condiciones deficientes de fósforo (0 mM de K2HPO4), comparado con los valores obtenidos en concentraciones crecientes de K2HPO4. Esto se correlaciona con los niveles de actividad GDH y GaDH de dichos tratamientos. Bajo deficiencia de fósforo, el nivel de GA liberado alcanza su máxima concentración a las 24 h. Sin embargo la actividad GDH se mantiene constante a lo largo del tiempo. Por otro lado, la actividad GaDH presenta el mismo patrón que la liberación de GA y ambos tienen una correlación negativa con la concentración de fosfato solubilizado en el medio. Cuando el medio fue suplementado con K2HPO4 (10 a 50 mM), la actividad de las enzimas GDH y GaDH se mantuvo constante a lo largo del tiempo. De lo observado se concluye que los microorganismos estudiados son capaces de solubilizar fosfato mediante la liberación de ácido glucónico y su posterior conversión en 2-cetoglucónico, lo cual se ve inducido en condiciones de deficiencia de fósforo soluble. Esta inducción se revierte una vez alcanzado un nivel adecuado de fosfato  en el medio.