Envolvimento do gene Hsero_RS06485 (Hsero_1294) de Herbaspirillum seropedicae SmR1 na interação planta-bactéria

Abstract

Resumo : Bactérias promotoras de crescimento vegetal (BPCV) são importantes para reduzir problemas ambientais e custos na agricultura. As BPCVs promovem o crescimento através da produção de fitohormônios, proteção de plantas hospedeiras contra fitopatógenos e fixação biológica de nitrogênio. Herbaspirillum seropedicae é um importante microrganismo endofítico capaz de estabelecer associação com várias culturas de interesse comercial. Vários mecanismos e moléculas de superfície bacteriana foram propostos como mediadores da interação planta-bactéria. As hemaglutininas filamentosas (FHA) são adesinas que podem contribuir para a ligação das bactérias ao hospedeiro. Desta forma, o objetivo desse trabalho é determinar se o gene Hsero_1294, que codifica para uma hemaglutinina, está envolvido na interação planta-H. seropedicae. Para isso, a estirpe mutante Hsero_1294 foi testada quanto à capacidade de formar biofilme em microplaca e fibra de vidro, e a capacidade de aderir e colonizar plântulas de arroz. A estirpe mutante Hsero_1294 apresentou maior adesão em raízes de arroz após 30 minutos de inoculação quando comparadas a estirpe selvagem. A estirpe mutante também pode ser mais eficiente na adesão quando co-inoculada com a estirpe selvagem. Observamos também que a estirpe mutante Hsero_1294 tem maior capacidade de formação de biofilme do que a estirpe selvagem. Nossos resultados indicam que as mutações que eliminam a produção de uma determinada molécula de superfície podem influenciar a produção e a presença de outros componentes da superfície bacteriana, dificultando a identificação da molécula específica da superfície diretamente responsável pelas mudanças observadas. Como conclusão, a mutação no gene Hsero_1294 aumenta a adesão de H. seropedicae às raízes de arroz e a formação de biofilme. Palavras-chave: H. seropedicae, bactérias promotoras de crescimento vegetal, interação planta-bactéria, biofilme, adesina, hemaglutinina.

Abstract : Plant-growth promoting rhizobacteria (PGPR) are important to reduce environmental problems and costs in agriculture. PGPRs promote growth through the production of phytohormones, protection of host plants against phytopathogens, and biological nitrogen fixation. Herbaspirillum seropedicae is an important endophytic microorganism capable of establishing association with several crops of commercial interest. Several mechanisms and bacterial surface molecules have been proposed as mediators of plant-bacterial interaction. Filamentous hemagglutinins (FHA) are adhesins that may contribute to the attachment of bacteria to the host. Thus, the objective of this work was to determine if Hsero_1294 gene, which encodes to a hemagglutinin, is involved in plant::H. seropedicae interaction. For this, Hsero_1294 mutant strain was tested for the ability to form biofilm on microplate and fiberglass, and the ability to attach and colonize rice. Hsero_1294 mutant strain showed a higher adhesion of rice roots after 30 minutes of inoculation when compared to the wild type strain. The mutant strain can also be more efficient in adhesion when co-inoculated with the wild type strain. We also observed that the Hsero_1294 mutant strain has a higher capacity of biofilm formation than the wild type strain. Our results indicate that mutations that eliminate the production of a particular surface molecule may influence the production and presence of other components of the bacterial surface, making it difficult to identify which specific surface molecule is directly responsible for the observed changes. In conclusion, mutation in Hsero_1294 gene enhances H. seropedicae adeshion to rice roots and biofilm formation. Key Words: H. seropedicae, plant growth promoting rhizobacteria, plant-bacteria interaction, biofilm, adhesin, hemagglutinin.