Identificação de genes de herbaspirillum sp. envolvidos na interação planta-bactéria

Abstract

Resumo : Organismos diazotróficos são capazes de converter o nitrogênio atmosférico em amônio, forma assimilável pelas plantas. Ente estes organismos encontramos as bactérias do gênero Herbaspirillum. O gênero Herbaspirillum pertence a classe ß do Filo das Proteobactérias e compreende microrganismos gram-negativos e geralmente vibrióides. Dentre as várias espécies já descritas estão Herbaspirillum seropedicae e Herbaspirillum rubrisubalbicans, que possuem a capacidade de fixar nitrogênio atmosférico sob condições de microaerofilia e são encontradas em associação com plantas de interesse econômico, como milho, arroz e cana-deaçúcar. Herbaspirillum seropedicae é capaz de aumentar em até 120% os níveis de nitrogênio acumulado na planta, promovendo assim o crescimento vegetal. Já Herbaspirillum rubrisubalbicans é conhecido por ser o causador da doença da estria mosqueada na variedade B-4362 de cana-de-açúcar e da estria vermelha em variedades suscetíveis de sorgo. O estudo das diferenças fenotípicas e genotípicas dessas duas bactérias pode esclarecer por que o H. rubrisubalbicans pode se comportar como fitopatógeno em determinadas plantas e o H. seropedicae não. O estudo dos genes exclusivos de cada uma destas espécies pode ajudar a encontrar os fatores responsáveis pela alteração nos mecanismos de interação plantabactéria. Através da construção de uma Biblioteca Subtrativa, pudemos obter genes presentes na estirpe SmR1 de H. seropedicae e ausentes na estirpe M1 de H. rubrisubalbicans. Entre os genes encontrados está o gene AmpG, que codifica para uma muropeptídeo permease. Através de experimentos de colonização verificou-se que a estirpe mutante no gene AmpG possui uma menor capacidade de colonizar os tecidos internos de milho. Isso mostra que este gene pode estar relacionado com os processos de interação planta-bactéria, mesmo que indiretamente, já que o seu produto é conhecido por atuar nos processos de reciclagem de proteoglicanos da parede celular. Neste projeto também foi verificado se uma mutação no gene hrcN (codifica para ATPase do SST3) de H. rubrisubalbicans afetaria a colonização de raízes de milho por esta bactéria. Nossos resultados mostraram que o número de células desta estirpe mutante de H. rubrisubalbicans colonizando endofiticamente as raízes de milho é menor do que o número de bactérias das estirpe selvagem (M1) de H. rubrisubalbicans. Estes resultados indicam que o SST3 está envolvido na colonização do milho por H. rubrisubalbicans. Com o objetivo de comparar o padrão de adesão e colonização de raízes de milho pelas bactérias H. rubrisubalbicans M1 e H. seropedicae RAM10 nós realizamos experimentos de inoculação dessas bactérias separadas e em conjunto. Os resultados mostram que, quando consorciadas, a estirpe RAM10 de H. seropedicae aderiu menos e não foi capaz de colonizar os tecidos internos, sendo totalmente suprimida pela presença da estirpe M1 de H. rubrisubalbicans. Estes resultados mostram que existem vários fatores envolvidos nos processos de interação planta-bactéria e que as bactérias, quando inoculadas em conjunto, podem ter um padrão de interação diferenciado e inesperado.