Estudio de la interacción de plantas con cepas del género Streptomyces

Abstract

El uso de microorganismos benéficos del suelo ha demostrado ser una alternativa ecológica importante con múltiples ventajas sobre los fungicidas y fertilizantes químicos para la protección fitosanitaria y el aumento en el rendimiento de diversos cultivos. Nuestro grupo comenzó aislando actinobacterias de la rizósfera de plantas de soja, entre ellas, la cepa Streptomyces sp. N2A mostró ser buena promotora del crecimiento vegetal y biocontroladora de fitopatógenos. En este trabajo de tesina se inició el estudio de las posibles vías de biosíntesis de γ-butirolactonas (GBLs) producidas por Streptomyces sp. N2A y su relación con el control biológico en plantas. Mediante análisis genómico y bioinformático se identificaron dos genes que codifican proteínas con homología a sintasas de GBLs (ScbA y AfsA) descriptas en otras especies del género Streptomyces. La producción de GBLs por la cepa Streptomyces sp. N2A se confirmó mediante un bioensayo con la cepa reportera Streptomyces coelicolor M145, observándose producción a las 96 horas de crecimiento en medio de cultivo rico. Se construyeron mutantes por inactivación de los genes codificantes de sintasa, las cuales mantuvieron la producción de GBLs, indicando redundancia funcional. Por otro lado, la expresión heteróloga de uno de los genes de sintasa de Streptomyces sp. N2A en la mutante S. coelicolor ΔScbA restauró la producción de GBLs, confirmando su función biosintética. Finalmente, los tratamientos con esta bacteria y sus mutantes en Arabidopsis thaliana y Glycine max (soja) sugieren que las GBLs cumplirían un rol en la promoción del crecimiento vegetal y en la inducción de mecanismos de respuesta de defensa frente a patógenos como el hongo Macrophomina phaseolina. Estos estudios mostraron que mientras la cepa salvaje promueve el desarrollo radicular y la ramificación de A. thaliana, las cepas mutantes mostraron una reducción en dicho efecto y en la capacidad de biocontrol en soja, evidenciando una posible participación de las GBLs en la comunicación planta– microorganismo. Las perspectivas a futuro de nuestro grupo de trabajo radican en poder identificar las estructuras de las GBLs, construir mutantes dobles en los genes de las sintasas y realizar estudios de complementación de las cepas mutantes para validar los resultados observados.