Análisis de las alteraciones estructurales y/o regulatorias en los genes de nodulación y fijación de nitrógeno, en aislados de Bradyrhizobium japonicum que difieren en su capacidad de fijar nitrógeno

La fijación biológica de nitrógeno (N) que consiste en la reducción de N2 atmosférico a NH3 realizada por algunos organismos procariotas, constituye el mayor aporte de nitrógeno a la biosfera. Entre estos organismos, los que fijan el nitrógeno asociándose simbióticamente con las plantas de la familia de las leguminosas son los que realizan el mayor aporte. Las interacciones bacteria-planta conducen a la formación de nódulos como parte de un proceso complejo, de numerosos intercambios de señales entre los simbiontes. La superficie cultivada con soja en la Argentina es de alrededor de 19 millones de hectáreas, esto y el valor de su producción lo convierten en el cultivo más importante del país. La soja es exótica en Argentina y América del Sur y por ello el 90 % de la superficie se inocula con bacterias del género Bradyrhizobium en el momento de la siembra. La incorporación de bacterias simbiontes de la soja durante muchos años hizo que las poblaciones de las mismas se naturalizaran en los suelos. Estas bacterias alóctonas pertenecen al género Bradyrhizobium e inducen la formación de nódulos en soja. En general estos rizobios alóctonos o naturalizados no son eficientes fijadores de nitrógeno en relación a las cepas seleccionadas para la formulación de inoculantes comerciales. La explicación es que si bien derivan de cepas eficientes, cuando se establecen en los suelos, sufren cambios genéticos que contribuyen a su sobrevivencia en el medio ambiente; si bien esto conduce a una mejora en su capacidad competitiva, habitualmente estas se ven alteradas negativamente en su capacidad de fijación de nitrógeno. En este sentido, uno de los problemas del uso de cepas fijadoras de N seleccionadas es que no suelen ser tan competitivas como las poblaciones naturalizadas en los suelos. El género Bradyrhizobium fue descrito en 1982 y dentro de este género la especie B. japonicum es el simbionte por excelencia de la soja. El genoma de B. japonicum contiene un alto número de secuencias repetitivas entre las que se han descripto RSα y RSβ. En B. japonicum y probablemente en el resto de las especies, estas secuencias se concentran en los fragmentos de ADN que contienen gran parte de los genes que codifican las enzimas de fijación de N (genes nif y fix). Estas secuencias repetitivas poseen características estructurales de los elementos de inserción de los procariotas y fueron asociadas con mecanismos de recombinación de los genomas. Esto y el hecho de que en la naturaleza es frecuente la aparición de mutantes espontáneos que difieren en su capacidad para fijar N, sugiere que los mutantes naturales probablemente se generan por rearreglos del genoma que ocurren particularmente en la isla simbiótica, en los que las regiones repetitivas podrían jugar un rol clave. Esto podría explicar los cambios en la capacidad de fijación que suele caracterizar a los mutantes naturales. El objetivo de este trabajo se focalizó en analizar las diferencias genéticas presentes en los fragmentos del genoma en donde se concentran gran parte de los genes de nodulación y fijación de N en 12 cepas de Bradyrhizobium. Estas fueron aisladas de suelos bajo diversos sistemas de manejo y se seleccionaron en base a su capacidad diferencial de fijación de N. Se propuso además realizar una caracterización fisiológica de los aislados y establecer en base a diversos marcadores moleculares, la relación que existe entre los rizobios aislados con los que se han utilizado en formulaciones comerciales de inoculantes. Además se analizó la expresión de genes clave de los procesos de nodulación y fijación de nitrógeno. Los estudios confirmaron que las cepas naturalizadas en los suelos difieren de los fenotipos de las cepas de origen que fueron B. japonicum y B. elkanii. La colección de los aislados estudiados provino exclusivamente de las cepas utilizadas en inoculantes comerciales (B. japonicum y B. elkanii) y si bien se encontró que son cepas estrechamente relacionadas, el análisis de las regiones repetitivas del genoma (Southern blot) demostró diversidad genética. Un grupo de estos aislados de B. japonicum que fijan nitrógeno con mayor eficiencia presentaron adaptaciones que podrían beneficiar su vida saprofítica; entre las que se destacaron una mayor supervivencia sobre semilla, mayor tolerancia al glifosato; mayor síntesis de exopolisacáridos e inducción de la formación de biopelículas por exudados de semillas de soja. El análisis más detallado de la isla simbiótica no mostró diferencias entre los aislados y la cepa E109 (comercial), excepto la secuencia del gen nopP que fue diferente en los aislados 2112 y 366. Al comparar los perfiles de expresión de genes de fijación de nitrógeno entre el aislado 366 y la cepa E109, se detectaron diferencias en la expresión de alguno de ellos, que no estuvieron asociadas a ningún fenotipo en particular. Estudios proteómicos de las proteínas secretadas en la interacción simbiótica bradyrizobio-soja que establecen E109 y 366, mostraron diferentes perfiles de expresión en las cepas, que además no respondieron a la presencia de exudados de semillas en el medio de cultivo. Las diferencias entre las dos cepas se centraron en la expresión de proteínas relacionadas con la motilidad bacteriana. Se concluyó que los fenotipos de fijación de N en los aislados no estuvieron vinculados a rearreglos ocasionados por regiones repetitivas en la isla simbiótica, si bien estos ocurrieron en otras regiones del genoma. La supervivencia, infectividad, producción de exopolisacáridos, formación de biofilm y agregados bacterianos y la motilidad, son características de las cepas alóctonas que probablemente contribuyen a su adaptación en el suelo. En las cepas naturalizadas son frecuentes los cambios vinculados a los mecanismos que modifican la motilidad de los mismos en el suelo. Es claro que la motilidad de los rizobios es un elemento clave que influye en las características competitivas de las bacterias. El estudio en profundidad de cada una de las características diferenciales entre los aislados que se naturalizan y la implicancia de estas en el resultados final del proceso de nodulación y fijación biológica de nitrógeno, pueden contribuir a una selección de cepas que mejoren la eficiencia de la relación simbiótica entre el inoculante y la planta de soja.Doctor en Ciencias Exactas, área Ciencias Biológica

Análisis de las alteraciones estructurales y/o regulatorias en los genes de nodulación y fijación de nitrógeno, en aislados de <i>Bradyrhizobium japonicum</i> que difieren en su capacidad de fijar nitrógeno

La fijación biológica de nitrógeno (N) que consiste en la reducción de N2 atmosférico a NH3 realizada por algunos organismos procariotas, constituye el mayor aporte de nitrógeno a la biosfera. Entre estos organismos, los que fijan el nitrógeno asociándose simbióticamente con las plantas de la familia de las leguminosas son los que realizan el mayor aporte. Las interacciones bacteria-planta conducen a la formación de nódulos como parte de un proceso complejo, de numerosos intercambios de señales entre los simbiontes. La superficie cultivada con soja en la Argentina es de alrededor de 19 millones de hectáreas, esto y el valor de su producción lo convierten en el cultivo más importante del país. La soja es exótica en Argentina y América del Sur y por ello el 90 % de la superficie se inocula con bacterias del género Bradyrhizobium en el momento de la siembra. La incorporación de bacterias simbiontes de la soja durante muchos años hizo que las poblaciones de las mismas se naturalizaran en los suelos. Estas bacterias alóctonas pertenecen al género Bradyrhizobium e inducen la formación de nódulos en soja. En general estos rizobios alóctonos o naturalizados no son eficientes fijadores de nitrógeno en relación a las cepas seleccionadas para la formulación de inoculantes comerciales. La explicación es que si bien derivan de cepas eficientes, cuando se establecen en los suelos, sufren cambios genéticos que contribuyen a su sobrevivencia en el medio ambiente; si bien esto conduce a una mejora en su capacidad competitiva, habitualmente estas se ven alteradas negativamente en su capacidad de fijación de nitrógeno. En este sentido, uno de los problemas del uso de cepas fijadoras de N seleccionadas es que no suelen ser tan competitivas como las poblaciones naturalizadas en los suelos. El género Bradyrhizobium fue descrito en 1982 y dentro de este género la especie B. japonicum es el simbionte por excelencia de la soja. El genoma de B. japonicum contiene un alto número de secuencias repetitivas entre las que se han descripto RSα y RSβ. En B. japonicum y probablemente en el resto de las especies, estas secuencias se concentran en los fragmentos de ADN que contienen gran parte de los genes que codifican las enzimas de fijación de N (genes nif y fix). Estas secuencias repetitivas poseen características estructurales de los elementos de inserción de los procariotas y fueron asociadas con mecanismos de recombinación de los genomas. Esto y el hecho de que en la naturaleza es frecuente la aparición de mutantes espontáneos que difieren en su capacidad para fijar N, sugiere que los mutantes naturales probablemente se generan por rearreglos del genoma que ocurren particularmente en la isla simbiótica, en los que las regiones repetitivas podrían jugar un rol clave. Esto podría explicar los cambios en la capacidad de fijación que suele caracterizar a los mutantes naturales. El objetivo de este trabajo se focalizó en analizar las diferencias genéticas presentes en los fragmentos del genoma en donde se concentran gran parte de los genes de nodulación y fijación de N en 12 cepas de Bradyrhizobium. Estas fueron aisladas de suelos bajo diversos sistemas de manejo y se seleccionaron en base a su capacidad diferencial de fijación de N. Se propuso además realizar una caracterización fisiológica de los aislados y establecer en base a diversos marcadores moleculares, la relación que existe entre los rizobios aislados con los que se han utilizado en formulaciones comerciales de inoculantes. Además se analizó la expresión de genes clave de los procesos de nodulación y fijación de nitrógeno. Los estudios confirmaron que las cepas naturalizadas en los suelos difieren de los fenotipos de las cepas de origen que fueron B. japonicum y B. elkanii. La colección de los aislados estudiados provino exclusivamente de las cepas utilizadas en inoculantes comerciales (B. japonicum y B. elkanii) y si bien se encontró que son cepas estrechamente relacionadas, el análisis de las regiones repetitivas del genoma (Southern blot) demostró diversidad genética. Un grupo de estos aislados de B. japonicum que fijan nitrógeno con mayor eficiencia presentaron adaptaciones que podrían beneficiar su vida saprofítica; entre las que se destacaron una mayor supervivencia sobre semilla, mayor tolerancia al glifosato; mayor síntesis de exopolisacáridos e inducción de la formación de biopelículas por exudados de semillas de soja. El análisis más detallado de la isla simbiótica no mostró diferencias entre los aislados y la cepa E109 (comercial), excepto la secuencia del gen nopP que fue diferente en los aislados 2112 y 366. Al comparar los perfiles de expresión de genes de fijación de nitrógeno entre el aislado 366 y la cepa E109, se detectaron diferencias en la expresión de alguno de ellos, que no estuvieron asociadas a ningún fenotipo en particular. Estudios proteómicos de las proteínas secretadas en la interacción simbiótica bradyrizobio-soja que establecen E109 y 366, mostraron diferentes perfiles de expresión en las cepas, que además no respondieron a la presencia de exudados de semillas en el medio de cultivo. Las diferencias entre las dos cepas se centraron en la expresión de proteínas relacionadas con la motilidad bacteriana. Se concluyó que los fenotipos de fijación de N en los aislados no estuvieron vinculados a rearreglos ocasionados por regiones repetitivas en la isla simbiótica, si bien estos ocurrieron en otras regiones del genoma. La supervivencia, infectividad, producción de exopolisacáridos, formación de biofilm y agregados bacterianos y la motilidad, son características de las cepas alóctonas que probablemente contribuyen a su adaptación en el suelo. En las cepas naturalizadas son frecuentes los cambios vinculados a los mecanismos que modifican la motilidad de los mismos en el suelo. Es claro que la motilidad de los rizobios es un elemento clave que influye en las características competitivas de las bacterias. El estudio en profundidad de cada una de las características diferenciales entre los aislados que se naturalizan y la implicancia de estas en el resultados final del proceso de nodulación y fijación biológica de nitrógeno, pueden contribuir a una selección de cepas que mejoren la eficiencia de la relación simbiótica entre el inoculante y la planta de soja.Facultad de Ciencias Exacta

Closely related strains of <i>Bradyrhizobium</i> contained in commercial inoculates of soybean are identified by a set of PCR reactions

The aim of this work was to identify closely related rhizobia, used to formulate commercial inoculants, using polymerase chain reaction (PCR). Repetitive extra-genic palindromic (REP) and BOX fingerprints hardly discriminate among a set of commercial strains. PCR targeted at repetitive RSα successfully allow discriminating within representatives of Bradyrhizobium. These fingerprints clustered isolates at a higher level of similarity and proved to be an important tool to complement the information provided by the other markers. The results suggest that mutants occur along the bacterial culture, during inoculant production. However, independently of the number of amplification reactions used to characterize and identify organisms, mispriming always generates artifactual diversity. In addition to this, it seems that combining reactions such as BOX or REP fingerprinting with reactions targeted at the RSα sequence, generates a more reliable identification tool to characterize closely related bradyrhizobia.Facultad de Ciencias Agrarias y Forestale

Combinación de herramientas moleculares para la identificación de estirpes comerciales de Bradirhizobios para la soja

La soja es una planta exótica en la Argentina en donde los suelos carecen de los simbiontes específicos que nodulan esta leguminosa. A partir de la introducción de su cultivo en la Argentina se establecieron en los suelos poblaciones naturales que habitualmente compiten con los rizobios incorporados por medio de los inoculantes. De esta manera se ve comprometido el éxito de un proceso clave como es el de la inoculación, para que la planta desarrolle nódulos fijadores de N con las estirpes de rizobios seleccionados. En la Argentina, Brasil y Uruguay se utilizan distintas cepas para la formulación de inoculantes comerciales, por lo que es importante disponer de herramientas que permitan diferenciar rápidamente a estas estirpes de Bradyrhizobios. Por ello el objetivo de este trabajo fue desarrollar un conjunto de reacciones que permitan discriminar a los Bradyrhizobios de los inoculantes comerciales. Es decir, que permitan controlar la calidad de un inoculante comercial en lo que hace a su contenido. Para tal fin se combinaron reacciones de amplificación utilizando REP-PCR, BOX-PCR, multiplex-PCR y la amplificación de un fragmento interno de RS alfa. Los inoculantes comerciales que se utilizan en Brasil, Uruguay y Argentina se formulan preferentemente con cinco cepas, tres Bradyrhizobium japonicum (E109, SEMIA5079 y SEMIA5080) y dos Bradyrhizobium elkanii (SEMIA587 y SEMIA5019). La combinación de las reacciones mencionadas permite diferenciar a estas cepas en cultivos puros y a partir de colonias

Closely related strains of <i>Bradyrhizobium</i> contained in commercial inoculates of soybean are identified by a set of PCR reactions

The aim of this work was to identify closely related rhizobia, used to formulate commercial inoculants, using polymerase chain reaction (PCR). Repetitive extra-genic palindromic (REP) and BOX fingerprints hardly discriminate among a set of commercial strains. PCR targeted at repetitive RSα successfully allow discriminating within representatives of Bradyrhizobium. These fingerprints clustered isolates at a higher level of similarity and proved to be an important tool to complement the information provided by the other markers. The results suggest that mutants occur along the bacterial culture, during inoculant production. However, independently of the number of amplification reactions used to characterize and identify organisms, mispriming always generates artifactual diversity. In addition to this, it seems that combining reactions such as BOX or REP fingerprinting with reactions targeted at the RSα sequence, generates a more reliable identification tool to characterize closely related bradyrhizobia.Facultad de Ciencias Agrarias y Forestale

Temporal dynamics of revision during the writing of reviews at university

En este estudio analizamos desde un enfoque cognitivo la distribución temporal de las actividades de revisión de estudiantes universitarios en el proceso de producción de reseñas académicas. El supuesto de partida es que la distribución temporal de las actividades de revisión tiene impacto en la calidad textual. Con la finalidad de indagar tal supuesto, estudiamos mediante técnicas online cómo se distribuyen a lo largo del proceso de escritura dos actividades de revisión: “leer el texto escrito hasta el momento” y “modificar el propio texto”. Indagamos tal distribución temporal atendiendo a tres momentos (inicio, medio y fin) y consideramos la relación de la distribución en el tiempo con la calidad de la reseña escrita (calidad baja y alta). Los resultados obtenidos sugieren la existencia de diferencias en la distribución temporal de la revisión en función de la calidad textual. Así, mientras que los escritores de textos de calidad baja incrementan más notoriamente al final el tiempo dedicado a la revisión, los escritores de textos de calidad alta aumentan la revisión progresivamente de principio a fin. En relación con las dos actividades de revisión, los resultados muestran que los escritores de textos de calidad alta, hacia el final del proceso, dan prioridad a la lectura de su propio escrito frente a la modificación del mismo, al contrario de lo que sucede con los escritores de textos de calidad baja.The present study aims to analyze the orchestration of revision activities in reviews written by university students. On the basis of a cognitive approach, we use online techniques to collect data. We assume that temporal distribution of revision activities impacts on text quality. In this study we considered two revision activities: text reading and text modification. These activities were identified by students during the writing process. We have evaluated how the orchestration of the revision activities alters the text quality (either high or low text quality), according to three temporal intervals of equal length (beginning , middle and end). The obtained results suggest differences in the temporary distribution of texts’ revision based on the text quality. Thus, while low quality texts writers increase the amount of time spent on texts’ revision, high quality texts writers conspicuously increase their review progressively from beginning to end. In relation to the two revision activities, the results show that high quality writers prioritize reading their own texts over modifying them towards the end of the process, contrary to what low quality text writers do.Fil: Aguirre, Luis Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Filosofía y Letras; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ingeniería; ArgentinaFil: Negri, Silvina Analía. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Filosofía y Letras; ArgentinaFil: López, Silvina Marianela Yanil. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad del Aconcagua; Argentin

Análisis de inoculantes comerciales

Analisis de inoculantes comerciales, mediante recuento de unidades formadoras de colonias, aislamiento, PCRmultiplex y RS α y REP-PCR

Enterobacterias aisladas de suelos agrícolas de Argentina con efecto promotor del crecimiento de plantas y biocontrol sobre fitopatógenos

Bacteria promote growth by different mechanisms like phosphate (Pi) solubilization, Indol Acetic Acid (IAA) synthesis and siderophores production. The purpose of this study was to isolate bacteria that promote the growth of plants and may also act as antagonistic organisms of plant pathogens. Pi solubilizing microorganisms that were isolated from the soils of Tres Arroyos, Buenos Aires; were also able to synthesize IAA and produce siderophores. The ability of these bacteria to solubilize Pi was directly related with the synthesis of organic acids that lowered the pH and was not related with phosphatase activity. The ability of the organisms to solubilize Pi was indirectly related with the amount of soluble Pi present in the media. Though Pi solubilizing microorganisms are mainly associated with the rhizoplane exudates, in this case did not induce Pi solubilization. In addition to promote plant growth, these bacteria proved to be antagonistic of plant pathogens such as Fusarium graminearum and F. solani.Las bacterias que promueven el crecimiento vegetal lo hacen por diferentes mecanismos como la solubilización de fósforo, la síntesis de ácido indolacético y la producción de sideróforos. El objetivo de este trabajo fue aislar bacterias que promuevan el crecimiento de plantas y que también puedan actuar como organismos antagónicos de los hongos fitopatógenos. Los microorganismos fueron aislados de suelos de Tres Arroyos, pcia de Bs As y se encontraron bacterias solubilizadoras de fosfato inorgánico, que también sintetizan ácido indol acético y sideróforos. La capacidad de estas bacterias para solubilizar fosfatos (Pi) podría estar directamente relacionada con la síntesis de ácidos orgánicos que disminuyen el pH y no guardan relación con la actividad de la fosfatasa. La capacidad de los organismos para solubilizar Pi se relacionó indirectamente con la cantidad de Pi soluble presente en los medios. La capacidad de los microorganismos solubilizadores de Pi está principalmente asociada con el efecto de los exudados presentes en el rizoplano, sin embargo, esto no ocurrió en el caso de las bacterias evaluadas en el presente trabajo. Además de promover el crecimiento de las plantas, estas bacterias demostraron ser antagónicas de patógenos de plantas como Fusarium graminearum y F. solani.Facultad de Ciencias Agrarias y Forestale

Volatile organic compounds profile synthesized and released by endophytes of tomato ( Solanum lycopersici L.) and their antagonistic role

The endophytic microbiome uses mechanisms such as the secretion of diffusible antibiotic molecules, synthesis and release of volatile organic compounds, and/or toxins to protect plants. The aim of this research was to study the volatile organic compounds (VOCs) profile as well as the diffusible secondary metabolites produced and released by endophytic bacteria isolated from tomato plants that in in-vitro assays prevented growth of pathogenic fungi. Bacteria belonging to seven genera (Acinetobacter, Arthrobacter, Bacillus, Microbacterium, Pantoea, Pseudomonas, and Stenotrophomonas) were isolated from different tissues of tomato plants with and without symptoms of Gray leaf spot, a disease provoked by Stemphylium lycopersici. In vitro, antagonistic assays were performed and the effect of volatile and soluble compounds released by endophytic bacteria on the growth of pathogenic fungi was determined. The VOCs synthesized by the endophytes were extracted, identified and quantified. These isolates representatives of seven bacterial genera inhibited the growth of three fungal pathogens of tomato S. lycopersici, Alternaria alternata and Corynespora cassiicola, which was related to the synthesis of soluble compounds as well as VOCs. Endophytes synthesize and release different VOCs, probably due to the different type of interaction that each bacterium establishes with the fungus, presenting a range of fungal growth inhibition.Centro de Investigaciones en Fitopatologí

Los suelos con historia del cultivo de soja contienen cepas de Bradyrhizobium que difieren en su capacidad para metabolizar el glifosato

En este estudio se comparan los efectos de aplicar diferentes concentraciones de glifosato, sobre el desarrollo y crecimiento bacteriano de un conjunto de 10 cepas entre las que se incluyen como controles, B. japonicum, cepas E109 y SEMIA5080 y B. elkanii, cepa SEMIA587