Mecanismos moleculares y fisiológicos que participan en el diálogo simbiótico de Rhizobium tropici CIAT 899 y sus leguminosas hospedadoras: reguladores transcripcionales y vesículas de membrana

• Autores: Paula Ayala García
• Directores de la Tesis: Francisco Javier Ollero Márquez (dir. tes.), Francisco Pérez Montaño (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Sevilla ( España ) en 2024
• Idioma: español
• Número de páginas: 171
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  • Tesis en acceso abierto en: Idus
• Resumen

  • La simbiosis rizobio-leguminosa se define como la relación simbiótica mutualista que se establece entre las plantas leguminosas y bacterias del suelo llamadas rizobios. En esta simbiosis, los rizobios colonizan las raíces de las plantas leguminosas e inducen la formación de unas estructuras especializadas conocidas como nódulos, donde convierten el nitrógeno atmosférico (N2) a compuestos nitrogenados que son asimilables por la planta (NH4+). La proteína regualdora NodD de los rizobios juegan un papel crucial en la especificidad rizobioleguminosa y en el reconocimiento de ambos organismos en la rizosfera. Este regulador se activa en presencia de ciertos flavonoides presentes en los exudados radiculares. Una vez activo, lleva a cabo la transcripción de los genes de nodulación (genes nod), que codifican para proteínas encargadas de la síntesis y secreción de los factores de nodulación (NFs). En la rizosfera, los NFs son reconocidos por la planta, lo que desencadena la entrada de los rizobios a la raíz y el desarrollo de los nódulos. Rhizobium tropici CIAT 899, organismo de estudio en esta Tesis Doctoral, contiene en su genoma cinco copias del gen nodD, una característica atípica en la mayoría de rizobios. Además, esta estirpe rizobiana destaca por la capacidad de sintetizar y secretar NFs en presencia de apigenina (vía NodD1) y bajo un estrés osmótico independientemente de la presencia de un flavonoide activador (vía NodD2). Estudios previos han demostrado que el mismo grupo de genes simbióticos se activa en ambas condiciones, a excepción de dos genes, los genes nodD2 y rtciat899_pb01075, que se activan únicamente en condiciones de estrés osmótico. En la presente Tesis se ha estudiado el papel del gen rtciat899_pb01075 (onfD), que codifica para un regulador transcripcional de la familia AraC. Así se ha demostrado que OnfD es esencial en la síntesis de NFs en CIAT 899 bajo estrés osmótico, y que podría interaccionar con el regulador NodD2 llevando a cabo conjuntamente la activación transcripcional de los genes nod en presencia de estrés osmótico. Asimismo, con el objetivo de estudiar el papel de cada uno de los reguladores NodD de CIAT 899, se ha desvelado que la actuación de NodD2 en la activación de los genes simbióticos en presencia de estrés osmótico no se debe a la activación de este regulador por acción de una molécula señal en el medio, si no a un aumento de sus niveles citoplasmáticos, es decir, a un aumento de la expresión de nodD2. Además, la expresión constitutiva del gen nodD2 de CIAT 899 resulta en un aumento del rango de hospedador en otros rizobios. Parte de la presente Tesis Doctoral también se destina al estudio de las vesículas de membrana (MVs) liberadas por los rizobios en diferentes etapas del proceso simbiótico. De este modo, se describen dos protocolos que permiten asilar y analizar las MVs liberadas por CIAT 899 tanto en vida libre en presencia de un flavonoide activador, como a partir de los nódulos desarrollados en simbiosis con la leguminosa Phaseolus vulgaris. Como consecuencia de los estudios mencionados anteriormente, esta Tesis reúne un compendio de 4 publicaciones: dos artículos científicos y dos capítulos de libros.