Caracterização de fatores moleculares envolvidos na interação de Herbaspirillum seropedicae com gramíneas

Abstract

Resumo: Herbaspirillum seropedicae é uma beta-proteobactéria encontrada em associação com várias plantas economicamente importantes e pode promover o aumento do crescimento e produtividade vegetal. Este estímulo efetivo do crescimento vegetal depende de uma colonização eficiente da planta hospedeira. A associação com o hospedeiro inicia-se com a adesão da bactéria à superfície radicular, seguida de colonização de pontos de emergência de raízes secundárias e penetração através de descontinuidades da epiderme. Ocorre então uma rápida ocupação dos espaços intercelulares, procedendo com colonização do xilema e porções aéreas. Entretanto, a natureza molecular da colonização não está claramente compreendida. Nestas associações, o evento chave parece ser a colonização da rizosfera. Portanto, a identificação e análise dos produtos gênicos envolvidos na colonização de bactérias promotoras do crescimento vegetal (PGPRs) como H. seropedicae em plantas tem importância científica e interesse econômico para potencializar sua aplicação. Assim, este trabalho descreve que o lipopolissacarídeo de H. seropedicae atua como molécula de ancoragem em lectinas radiculares durante adesão, e que o exopolissacarídeo atua como matriz na formação de biofilme em superfícies abióticas. Outros fatores moleculares foram também identificados por análise transcriptômica dessa bactéria durante colonização de milho, discriminando as adaptações moleculares de H. seropedicae para perceber o ambiente, aderir à superfície radicular e sobreviver nos primeiros estágios da colonização da rizosfera.

Abstract: Herbaspirillum seropedicae is a betaproteobacteria found in association with several crops and can promote plant growth and increase productivity. This effective stimulus of plant growth depends on an efficient colonization of the host plant. The association with the host begins with the bacterial attachment onto the root surface, followed by the colonization on points of secondary root emergency and penetration through epidermis discontinuities. A rapid occupation of intercellular spaces then occurs, proceeding with xylem and aerial portions colonization. However, the molecular nature of the colonization is not clearly understood. In these associations, the key event seems to be the rhizosphere colonization. Therefore, the identification and characterization of genic products involved in the plant colonization by plant growth promoting rhizobacteria (PGPRs) such as H. seropedicae has scientific importance and economic interest to potentiate its application. This way, this work describes that the H. seropedicae lipopolysaccharide act as anchoring molecule to radicular lectins during attachment and that the exopolysaccharide act as matrix in biofilm formation on abiotic surfaces. Other molecular factors were also identified by transcriptomic analyses of bacteria during maize colonization, discriminating the molecular adaptations of H. seropedicae when perceiving the environment, attaching onto root surface and surviving in the first stages of rhizosphere colonization.