Envolvimento dos genes de biossíntese de celulose na formação de biofilme pela bactéria Herbaspirillum rubrisubalbicans M1

Abstract

Resumo: Diversas espécies do gênero Herbaspirillum são organismos fixadores de nitrogênio atmosférico capazes de se associar endofiticamente com plantas de interesse econômico, como milho, arroz, trigo, sorgo e cana-de-açúcar. Herbaspirillum seropedicae e Herbaspirillum rubrisubalbicans são espécies próximas e apresentam um padrão de colonização contrastante quando inoculadas na variedade B-4362 de cana-de-açúcar. H. seropedicae é um diazotrofo que promove o crescimento vegetal e aumenta a produtividade, enquanto H.rubrisubalbicans é o causador da doença da estria mosqueada na variedade B-4352 de cana de açúcar e da estria vermelha em variedades susceptíveis de sorgo. Com o objetivo de entender o fenótipo contrastante e identificar os fatores possivelmente relacionados com a interação planta bactéria foram feitas comparações in silico entre os genomas das estirpes M1 e SmR1 de H.rubrisubalbicans e H. seropedicae, respectivamente. Entre as diferenças genômicas observadas foram encontrados genes envolvidos com o metabolismo de lipopolissacarídeos, genes que codificam para adesinas e proteínas efetoras do Sistema de Secreção do Tipo III. Também foi identificado, apenas em H.rubrisubalbicans,um cluster envolvido com a biossíntese de celulose (wss). A expressão dos genes relacionados com a biossíntese de celulose é aumentada quando a estirpe M1 está aderida a superfície de plântulas de milho. Neste trabalho foi construída uma estirpe mutante de H.rubrisubalbicans no gene wssD e a análise do seu fenótipo mostrou que a capacidade de formação de biofilme, o número de bactérias colonizando epifiticamente e endofiticamente raízes de milho diminuiu em comparação com a estirpe selvagem M1.. Estes dados mostram que a biossíntese de celulose está relacionada aos processos de interação planta bactéria e que a presença deste cluster de genes em H.rubrisubalbicans pode estar envolvido com as diferenças fenotípicas observadas entre as bactérias estudadas