Identificación y análisis de la diversidad genotípica de rizobios de leguminosas que nodulan en tallo

• Autores: Montecchia, Marcela Susana
• Año de publicación: 2006
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: García, Augusto Fernando
• Materia: DIVERSIDAD; SIMBIOSIS; NODULOS DE TALLO; RIZOBIOS FOTOSINTETICOS; AESCHYNOMENE; BRADYRHIZOBIUM; SESBANIA; AZORHIZOBIUM; RHIZOBIUM; DIVERSITY; SYMBIOSIS; STEM NODULES; PHOTOSYNTHETIC RHIZOBIA
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Los rizobios fijan N2 en asociación simbiótica con plantas leguminosas. En esta simbiosis, existen grupos con propiedades inusuales: las leguminosas que nodulan en tallo y los rizobios fotosintéticos. En este trabajo se identificó y caracterizó a los rizobios de especies nativas de Aeschynomene y Sesbania que nodulan en tallo. Se analizó la diversidad genotípica entre las cepas, y en particular, las propiedades fotosintéticas de los rizobios de Aeschynomene. Las cepas aisladas se caracterizaron mediante rep-PCR (repetive sequence based-PCR), análisis de restricción del gen ribosomal 16S y de la región intergénica ribosomal 16S-23S (ARDRA y 16S-23S rDNA IGS-RFLP, respectivamente) y análisis de secuencia del gen 16S rRNA. Los rizobios de Aeschynomene rudis y A. denticulata son fotosintéticos y todos pueden clasificarse como Bradyrhizobium sp.. Los datos de rep-PCR revelaron una alta diversidad entre los aislamientos, con un grupo genotípicamente diferente correspondiente a las cepas que producen cantaxantina. El análisis de secuencia del 16S rDNA de una cepa representativa confirmó la posición de los rizobios fotosintéticos en un grupo filogenético diferente dentro del grupo Bradyrhizobium. La expresión del aparato fotosintético es regulada por oxígeno y luz en forma diferente a lo descripto en otras cepas de bradyrizobios fotosintéticos: la acumulación de bacterioclorofila (BChl) es mayor en condiciones microaeróbicas y producen pigmentos fotosintéticos en oscuridad. Sin embargo, bajo luz continua, condición en la que no se observa acumulación de BChl, la expresión de los polipéptidos de la antena del aparato fotosintético es alta, lo que sugiere una regulación a nivel postranscripcional. Los rizobios aislados de Sesbania spp. son taxonómicamente diversos. Según el análisis de secuencia del 16S rDNA, los microsimbiontes de Sesbania virgata pueden clasificarse como Azorhizobium doebereinerae, una especie nueva recientemente descripta, y los de S. exasperata como Rhizobium sp., relacionados a Rhizobium giardinii. Entre los aislamientos de cada una de las especies también existe una gran diversidad detectada por rep-PCR pero con una alta proporción de cepas hermanas. Las cepas de Rhizobium sp. probablemente representen una especie nueva entre los rizobios, ya que poseen solo un 97% de identidad de secuencia del 16S rDNA con las especies más relacionadas, además de diferencias fenotípicas en la utilización de sustratos carbonados y las condiciones de crecimiento.
Rhizobia fix N2 in symbiosis with leguminous plants. In this symbiosis there are groups with unusual properties: stem-nodulating legumes and photosynthetic rhizobia. In this work the rhizobia from stem-nodulating native legumes species of the genera Aeschynomene and Sesbania were characterized and identified. The genomic diversity among the isolates and the photosynthetic properties of Aeschynomene rhizobia were analyzed. The isolates were characterized by rep-PCR (repetitive sequence based-PCR) genomic fingerprinting, amplified 16S rDNA restriction analysis (ARDRA), 16S-23S intergenic spacer restriction fragment length polymorphism (IGS-RFLP) analysis and 16S rDNA sequencing. Rhizobia found in Aeschynomene rudis and A. denticulata are photosynthetic, and all of them could be classified as Bradyrhizobium sp.. The rep-PCR data uncovered a high diversity existing among the isolates including a genotypically different group of strains synthesizing canthaxanthin. The 16S rRNA gene sequence analysis of one representative isolate confirmed the position of photosynthetic rhizobia in a distinct phylogenetic group within the Bradyrhizobium cluster. The expression of their photosynthetic apparatus was regulated by oxygen and light in a manner which did not agree with earlier results in other photosynthetic bradyrhizobia: bacteriochlorophyll (BChl) accumulation is higher under microaerobic conditions and they produce photosynthetic pigments in the dark. However, under continuous light, condition in which no BChl was accumulated, the expression of the photosynthetic genes of the antenna is strong, suggesting a posttranscriptional regulation. The rhizobia isolated from Sesbania spp. are taxonomically diverse. Based on 16S rDNA sequence analysis, the microsymbionts of S. virgata could be classified as Azorhizobium doebereinerae, a new species recently described, and those from S. exasperata could be classified as Rhizobium sp. related to Rhizobium giardinii. Among the isolates of those species there is a remarkable genetic diversity as evidenced by rep-PCR but including a high number of clonemates. The Rhizobium sp. strains nodulating S. exasperata probably represent a novel rhizobial species since they show a 16S rDNA sequence similarity with the most closely related species of as low as 97%. Additionally, they show phenotypic differences concerning the utilization of carbon sources and also growth conditions.
Fil: Montecchia, Marcela Susana. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.