Estudios fisiológicos y ómicos de la respuesta de Sinorhizobium meliloti a la acidez extracelular

Abstract

La acidez es un factor de estrés importante en muchos suelos de cultivo de diferentes lugares del mundo restringiendo de modo severo la supervivencia de diferentes rizobios, y su interacción simbiótica con leguminosas. En ese contexto, la simbiosis entre sinorizobios y alfalfa aparece entre las más fuertemente condicionadas por la acidez. En razón de la complejidad de los diferentes estreses abióticos en general, y del estrés ácido en particular, los estudios del crecimiento y la simbiosis en acidez han sido abordados desde diferentes perspectivas complementarias, incluyendo: a) la caracterización de los organismos participantes (especies, diversidad), b) el análisis de la aptitud de los mismos para hacer frente a la condición de estrés, c) la evaluación del desempeño simbiótico, y d) la búsqueda de determinantes genéticos implicados en el crecimiento y la supervivencia en acidez. En Argentina, donde existe una amplia región del centro del pais dedicada al cultivo de alfalfa, la paulatina y sostenida acidificación de una importante proporción de suelos es un hecho bien reconocido; así como la limitación que ello impone al desarrollo de simbiosis entre S. meliloti y alfalfa. A raíz de estas observaciones, y dado que la acidez es un factor de estrés simbiótico de importancia local y extendido a lo largo del globo, en nuestro laboratorio comenzamos hace más de 10 años a caracterizar de modo intensivo el tipo de rizobios noduladores de alfalfa que están presente en suelos de Argentina, comparado los mismos con aislamientos de otros suelos ácidos, y caracterizado los determinantes genéticos de cada grupo asociados a sus características de ácido tolerancia. Lamentablemente, la naturaleza multigénica de la tolerancia a la acidez en S. meliloti ha limitado el avance y aplicación del conocimiento colectado, planteando la necesidad de abordar la caracterización de la reacción y comportamiento de los rizobios frente a la acidez con nuevas herramientas experimentales. Para avanzar en esta última dirección hemos planteado los siguientes objetivos para el presente trabajo de tesis: Objetivo general: caracterizar con herramientas clásicas y ómicas la bioquímica del crecimiento de S. meliloti en condiciones de acidez. Investigar en ese contexto la inducción de estados de mayor tolerancia a la acidez, y su efecto sobre el comportamiento simbiótico de los rizobios. Objetivos específicos: - Caracterizar el crecimiento de los rizobios en cultivos continuos ácidos. Determinar el pHsHmtte de crecimiento en acidez. - Evaluar la ácido tolerancia de rizobios crecidos en cultivos ácidos continuos y batch para investigar la presencia de respuestas adaptativas de mayor ácido tolerancia (ATR, Acid Tolerance Adaptive Response). - Caracterizar con herramientas proteómicas y transcriptómicas marcadores cuya expresión sea dependiente de la acidez del medio. - Investigar la contribución al crecimiento en acidez de los marcadores de expresión diferencial. - Caracterizar variaciones en metabolitos de las rutas centrales de C y N con el propósito de ensayar asociacones entre dichos cambios y el tipo de marcadores diferenciales propios de cada estado. - Evaluar de la infectividad y competitividad para la nodulación en medio ácido de rizobios crecidos en condiciones subletales de acidez. Búsqueda de correlaciones entre la adaptación a la acidez y la capacidad simbiótica de los rizobios en medio ácido