Synthetic multi-antibiotic resistant plasmids in plant-associated bacteria from agricultural soils

Objectives: Unlike higher organisms such as domestic animals and cultivated plants, which display a robust reproductive isolation and limited dispersal ability, microbes exhibit an extremely promiscuous gene flow and can rapidly disperse across the planet by multiple ways. Thus, microbial plasmids, including synthetic replicons, containing antibiotic resistance genes are a serious risk to public health. In this short communication, we explored the presence of synthetic elements in alfalfa symbionts (Ensifer meliloti strains) from agricultural soils. Methods: A total of 148 E. meliloti isolates from alfalfa plants growing under field conditions were collected from January 2015 to June 2019. Antimicrobial susceptibility testing was performed under laboratory conditions. We identified five kanamycin-resistant E. meliloti strains (named K1-K5). Whole genome sequencing analysis and conjugations were used to identify and study the plasmids of K strains. Results: We found that the genomes of K strains contain ampicillin, kanamycin and tetracycline resistance genes, the reporter gene lacZ from Escherichia coli and multiple cloning sites. These sequences were found within <58-kb plasmids related to the self-transmissible IncP plasmid RP4 from human pathogen Pseudomonas aeruginosa. Conjugation experiments confirmed the ability of K strains to transfer antibiotic resistance via conjugation to the Pseudomonas background. Conclusion: In addition to the traditional analysis of plant growth-promoting factors, the commercial deregulation of putative natural inoculants should also include genomic studies to ensure a reasonable balance between innovation and caution.Instituto de GenéticaFil: Brambilla, Silvina Maricel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Genética; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Frare, Romina Alejandra. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Genética; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Stritzler, Margarita. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Genética; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Soto, Gabriela Cinthia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Genética; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Berini, Carolina Andrea. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Jozefkowicz, Cintia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Genética; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Ayub, Nicolás Daniel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Genética; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Elimination of GlnKAmtB affects serine biosynthesis and improves growth and stress tolerance of Escherichia coli under nutrient-rich conditions

Nitrogen is a most important nutrient resource for Escherichia coli and other bacteria that harbor the glnKamtB operon, a high-affinity ammonium uptake system highly interconnected with cellular metabolism. Although this system confers an advantage to bacteria when growing under nitrogen-limiting conditions, little is known about the impact of these genes on microbial fitness under nutrient-rich conditions. Here, the genetically tractable E. coli BW25113 strain and its glnKamtB-null mutant (JW0441) were used to analyze the impact of GlnK-AmtB on growth rates and oxidative stress tolerance. Strain JW0441 showed a shorter initial lag phase, higher growth rate, higher citrate synthase activity, higher oxidative stress tolerance and lower expression of serA than strain BW25113 under nutrient-rich conditions, suggesting a fitness cost to increase metabolic plasticity associated with serine metabolism. The overexpression of serA in strain JW0441 resulted in a decreased growth rate and stress tolerance in nutrient-rich conditions similar to that of strain BW25113, suggesting that the negative influence on bacterial fitness imposed by GlnK-AmtB can be traced to the control of serine biosynthesis. Finally, we discuss the potential applications of glnKamtB mutants in bioproduction processes.Fil: Frare, Romina Alejandra. Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria. Centro de Investigacion En Ciencias Veterinarias y Agronomicas. Instituto de Agrobiotecnologia y Biologia Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genetica "ewald A. Favret" Al Iabimo | Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Agrobiotecnologia y Biologia Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genetica "ewald A. Favret" Al Iabimo.; ArgentinaFil: Stritzler, Margarita. Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria. Centro de Investigacion En Ciencias Veterinarias y Agronomicas. Instituto de Agrobiotecnologia y Biologia Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genetica "ewald A. Favret" Al Iabimo | Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Agrobiotecnologia y Biologia Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genetica "ewald A. Favret" Al Iabimo.; ArgentinaFil: Pascuan, Cecilia Gabriela. Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria. Centro de Investigacion En Ciencias Veterinarias y Agronomicas. Instituto de Agrobiotecnologia y Biologia Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genetica "ewald A. Favret" Al Iabimo | Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Agrobiotecnologia y Biologia Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genetica "ewald A. Favret" Al Iabimo.; ArgentinaFil: Liebrenz, Karen Ivana. Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria. Centro de Investigacion En Ciencias Veterinarias y Agronomicas. Instituto de Agrobiotecnologia y Biologia Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genetica "ewald A. Favret" Al Iabimo | Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Agrobiotecnologia y Biologia Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genetica "ewald A. Favret" Al Iabimo.; ArgentinaFil: Galindo Sotomonte, Luisa. Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria. Centro de Investigacion En Ciencias Veterinarias y Agronomicas. Instituto de Agrobiotecnologia y Biologia Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genetica "ewald A. Favret" Al Iabimo | Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Agrobiotecnologia y Biologia Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genetica "ewald A. Favret" Al Iabimo.; ArgentinaFil: Soto, Gabriela Cynthia. Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria. Centro de Investigacion En Ciencias Veterinarias y Agronomicas. Instituto de Agrobiotecnologia y Biologia Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genetica "ewald A. Favret" Al Iabimo | Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Agrobiotecnologia y Biologia Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genetica "ewald A. Favret" Al Iabimo.; ArgentinaFil: Nikel, Pablo Iván. Technical University of Denmark; DinamarcaFil: Ayub, Nicolas Daniel. Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria. Centro de Investigacion En Ciencias Veterinarias y Agronomicas. Instituto de Agrobiotecnologia y Biologia Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genetica "ewald A. Favret" Al Iabimo | Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Agrobiotecnologia y Biologia Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genetica "ewald A. Favret" Al Iabimo.; Argentin

Efficient CRISPR/Cas9 Genome Editing in Alfalfa Using a Public Germplasm

Because its ability to acquire large amounts of nitrogen by symbiosis, tetraploid alfalfa is the main source of vegetable proteins in meat and milk production systems in temperate regions. Alfalfa cultivation also adds fixed nitrogen to the soil, improving the production of non-legumes in crop rotation and reducing the use of nitrogen fertilizers derived from fossil fuel. Despite its economic and ecological relevance, alfalfa genetics remains poorly understood, limiting the development of public elite germplasm. In this brief article, we reported the high-efficiency of alfalfa mutagenesis by using the public clone C23 and the CRISPR/Cas9 system. Around half of the GUS overexpressing plants (35S-GUS under C23 genomic background) transformed with an editing plasmid containing two sgRNAs against the GUS gene and the Cas9 nuclease exhibited absence of GUS activity. Nucleotide analysis showed that the inactivation of GUS in CRISPR/Cas9-editing events were produced via different modifications in the GUS gene, including frameshift and non-sense mutations. Using the CRISPR/Cas9 system and two sgRNAs, we have also edited the alfalfa gene NOD26, generating plants with different doses of alleles at this locus, including complete gene knockout at high efficiency (11%). Finally, we discuss the potential applications of genome-editing technologies to polyploid research and to alfalfa improvement public programs.Fil: Bottero, Ana Emilia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genética "Ewald A. Favret" al Iabimo | Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genética "Ewald A. Favret" al Iabimo; ArgentinaFil: Massa, Gabriela Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Innovación Para la Producción Agropecuaria y El Desarrollo Sostenible. - Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires Sur. Estacion Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación Para la Producción Agropecuaria y El Desarrollo Sostenible.; Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Agrarias; ArgentinaFil: Gonzalez, Matías Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Innovación Para la Producción Agropecuaria y El Desarrollo Sostenible. - Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires Sur. Estacion Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación Para la Producción Agropecuaria y El Desarrollo Sostenible.; ArgentinaFil: Stritzler, Margarita. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genética "Ewald A. Favret" al Iabimo | Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genética "Ewald A. Favret" al Iabimo; ArgentinaFil: Tajima, Hiromi. University of California; Estados UnidosFil: Gómez, Cristina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genética "Ewald A. Favret" al Iabimo | Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genética "Ewald A. Favret" al Iabimo; ArgentinaFil: Frare, Romina Alejandra. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genética "Ewald A. Favret" al Iabimo | Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genética "Ewald A. Favret" al Iabimo; ArgentinaFil: Feingold, Sergio. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Innovación Para la Producción Agropecuaria y El Desarrollo Sostenible. - Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires Sur. Estacion Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación Para la Producción Agropecuaria y El Desarrollo Sostenible.; ArgentinaFil: Blumwald, Eduardo. University of California; Estados UnidosFil: Ayub, Nicolás Daniel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genética "Ewald A. Favret" al Iabimo | Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genética "Ewald A. Favret" al Iabimo; ArgentinaFil: Soto, Gabriela Cynthia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genética "Ewald A. Favret" al Iabimo | Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genética "Ewald A. Favret" al Iabimo; Argentin

Plant Growth-Promoting Genes can Switch to be Virulence Factors via Horizontal Gene Transfer

There are increasing evidences that horizontal gene transfer (HGT) is a critical mechanism of bacterial evolution, while its complete impact remains unclear. A main constraint of HGT effects on microbial evolution seems to be the conservation of the function of the horizontally transferred genes. From this perspective, inflexible nomenclature and functionality criteria have been established for some mobile genetic elements such as pathogenic and symbiotic islands. Adhesion is a universal prerequisite for both beneficial and pathogenic plant-microbe interactions, and thus, adhesion systems (e.g., the Lap cluster) are candidates to have a dual function depending on the genomic background. In this study, we showed that the virulent factor Lap of the phytopathogen Erwinia carotovora SCRI1043, which is located within a genomic island, was acquired by HGT and probably derived from Pseudomonas. The transformation of the phytopathogen Erwinia pyrifoliae Ep1/96 with the beneficial factor Lap from the plant growth-promoting bacterium Pseudomonas fluorescens Pf-5 significantly increased its natural virulence, experimentally recapitulating the beneficial-to-virulence functional switch of the Lap cluster via HGT. To our knowledge, this is the first report of a functional switch of an individual gene or a cluster of genes mediated by HGT.Fil: Stritzler, Margarita. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Genética; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Soto, Gabriela Cynthia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Genética; ArgentinaFil: Ayub, Nicolás Daniel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Genética; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Heterologous expression of Arabidopsis ABF4 gene in potato enhances tuberization through ABA-GA crosstalk regulation

Potato (Solanum tuberosum L.) tuberization is regulated by many signals, such as abscisic acid (ABA),sucrose and gibberellic acid (GA). ABA and sucrose are positive modulators, while GA is an inhibitor of the process. ABF (ABRE-binding factor) proteins are transcription factors involved in ABA and stress signaling. Previously, we reported that S. tuberosum StABF1 could mediate the ABA effects on tuberization. The aim of the present study was to evaluate the potential use of ABF genes to enhance tuberization and to determine the molecular mechanism involved. For this purpose, transgenic potato plants expressing the Arabidopsis ABF4 or ABF2 genes were generated, and their tuberization capacity and response to tuberization-related signals were analyzed in vitro. The results indicate that both ABF4 and ABF2 proteins positively regulate potato tuber induction; however, only ABF4 expression significantly increases the number and weight of the tubers obtained, without stunting growth. ABF4 and ABF2 transgenic plants exhibit ABA hypersensitivity during tuberization, accompanied by a GA-deficient phenotype. ABF4 expression triggers a significant rise in ABA levels in stolons under tuber-inducing conditions as compared with wild-type plants and a transcriptional deregulation of GA metabolism genes. Our results demonstrate that Arabidopsis ABF4 functions in potato ABA-GA signaling crosstalk during tuberization by regulating the expression of ABA and GA-metabolism genes. ABF4 gene might be a potential tool to increase tuber production, since its heterologous expression in potato enhances tuber induction without affecting plant growth.Fil: Muñiz García, María Noelia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular; ArgentinaFil: Stritzler, Margarita. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular; ArgentinaFil: Capiati, Daniela Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular; Argentin

A synthesis of functional contributions of rhizobacteria to growth promotion in diverse crops

The endophytic microbes are known to live asymptomatically inside their host and play crucial roles in the growth, development, fitness, and diversification of plants. The plant-endophyte association ranges from mutualism to pathogenicity helping the host to combat a diverse array of biotic and abiotic stressful conditions, thus reducing the impact of chemical fertilizers on the environment. The present review is focused on the role of plant growth-promoting bacteria in sustainable production of legume and non-legume crops. Specifically, we described the inoculants used in the production of soybean (Glycine max), alfalfa (Medicago sativa), common bean (Phaseolus vulgaris), subclover (Trifolium subterraneum), different Lotus species, yellow lupin (Lupinus luteus), white carob tree (Prosopis alba), rice (Oryza sativa), maize (Zea mays), wheat (Triticum aestivum), quinoa (Chenopodium quinoa), tomato (Solanum lycopersicum), guinea grass (Megathyrsus maximus) and canola (Brassica napus) in South America.Fil: Brambilla, Silvina Maricel. Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria. Centro de Investigacion En Ciencias Veterinarias y Agronomicas. Instituto de Agrobiotecnologia y Biologia Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genetica "ewald A. Favret" Al Iabimo | Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Agrobiotecnologia y Biologia Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genetica "ewald A. Favret" Al Iabimo.; ArgentinaFil: Stritzler, Margarita. Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria. Centro de Investigacion En Ciencias Veterinarias y Agronomicas. Instituto de Agrobiotecnologia y Biologia Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genetica "ewald A. Favret" Al Iabimo | Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Agrobiotecnologia y Biologia Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genetica "ewald A. Favret" Al Iabimo.; ArgentinaFil: Soto, Gabriela Cynthia. Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria. Centro de Investigacion En Ciencias Veterinarias y Agronomicas. Instituto de Agrobiotecnologia y Biologia Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genetica "ewald A. Favret" Al Iabimo | Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Agrobiotecnologia y Biologia Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genetica "ewald A. Favret" Al Iabimo.; ArgentinaFil: Ayub, Nicolás Daniel. Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria. Centro de Investigacion En Ciencias Veterinarias y Agronomicas. Instituto de Agrobiotecnologia y Biologia Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genetica "ewald A. Favret" Al Iabimo | Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Agrobiotecnologia y Biologia Molecular. Grupo Vinculado Instituto de Genetica "ewald A. Favret" Al Iabimo.; Argentin

Plant growth-promoting bacterium Pseudomonas fluorescens FR1 secrets a novel type of extracellular polyhydroxybutyrate polymerase involved in abiotic stress response in plants

Objectives: Identification of novel microbial factors contributing to plant protection against abiotic stress. Results: The genome of plant growth-promoting bacterium Pseudomonas fluorescens FR1 contains a short mobile element encoding a novel type of extracellular polyhydroxybutyrate (PHB) polymerase (PhbC) associated with a type I secretion system. Genetic analysis using a phbC mutant strain and plants showed that this novel extracellular enzyme is related to the PHB production in planta and suggests that PHB could be a beneficial microbial compound synthesized during plant adaptation to cold stress. Conclusion: Extracellular PhbC can be used as a new tool for improve crop production under abiotic stress.Fil: Stritzler, Margarita. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Diez Tissera, Ana Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas; ArgentinaFil: Soto, Gabriela Cynthia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Ayub, Nicolás Daniel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Understanding the intracellular-to-extracellular localization switch of polyhydroxybutyrate polymerase in pseudomonas backgrounds as a microevolutionary process

After gene duplication, paralogous genes evolve independently, and consequently, the new proteins encoded by these duplicated genes are exposed to changes in their subcellular location. Although there are increasing evidence that phylogenetically related proteins play different functions in different subcellular compartments, the number of evolutionary steps required for the emergence of a novel protein with a novel subcellular localization remains unclear. Regarding this intriguing topic, here we examine in depth our previous reports describing both intracellular and extracellular polyhydroxybutyrate polymerases (PhaC) in the Pseudomonadales group. The recapitulation of the intracellular-to-extracellular localization switch of PhaC in these strains shows a gradual evolution from a simple cytosolic PhaC form to a complex extracellular PhaC form specifically secreted via the type 1 secretion system. This gradual evolution includes several adaptive and pre-adaptive changes at the genomic, genetic and enzymatic levels, which are intimately related to the lifestyle of organisms during the evolution of protein localization. We conclude that the protein localization switch can be an extremely complex process in nature.Instituto de GenéticaFil: Stritzler, Margarita. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Genética; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Berini, Carolina Andrea. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y SIDA; ArgentinaFil: Jozefkowicz, Cintia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Genética; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Soto, Gabriela Cinthia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Genética; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Ayub, Nicolás Daniel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Genética; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

The plasma membrane H+-ATPase gene family in Solanum tuberosum L. Role of PHA1 in tuberization

This study presents the characterization of the plasma membrane (PM) H+-ATPases in potato, focusing on their role in stolon and tuber development. Seven PM H+-ATPase genes were identified in the Solanum tuberosum genome, designated PHA1?PHA7. PHA genes show distinct expression patterns in different plant tissues and under different stress treatments. Application of PM H+-ATPase inhibitors arrests stolon growth, promotes tuber induction, and reduces tuber size, indicating that PM H+-ATPases are involved in tuberization, acting at different stages of the process. Transgenic potato plants overexpressing PHA1 were generated (PHA1-OE). At early developmental stages, PHA1-OE stolons elongate faster and show longer epidermal cells than wild-type stolons; this accelerated growth is accompanied by higher cell wall invertase activity, lower starch content, and higher expression of the sucrose?H+ symporter gene StSUT1. PHA1-OE stolons display an increased branching phenotype and develop larger tubers. PHA1-OE plants are taller and also present a highly branched phenotype. These results reveal a prominent role for PHA1 in plant growth and development. Regarding tuberization, PHA1 promotes stolon elongation at early stages, and tuber growth later on. PHA1 is involved in the sucrose?starch metabolism in stolons, possibly providing the driving force for sugar transporters to maintain the apoplastic sucrose transport during elongation.Fil: Stritzler, Margarita. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; ArgentinaFil: Muñiz García, María Noelia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; ArgentinaFil: Schlesinger, Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; ArgentinaFil: Cortelezzi, Juan Ignacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; ArgentinaFil: Capiati, Daniela Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; Argentin

High-quality forage production under salinity by using a salt-tolerant AtNXH1-expressing transgenic alfalfa combined with a natural stress-resistant nitrogen-fixing bacterium

Alfalfa, usually known as the “Queen of Forages”, is the main source of vegetable protein to meat and milk production systems worldwide. This legume is extremely rich in proteins due to its highly efficient symbiotic association with nitrogen-fixing strains. In the last years, alfalfa culture has been displaced to saline environments by other important crops, including major cereals, a fact that has reduced its biomass production and symbiotic nitrogen fixation. In this short communication, we report the high forage production and nutrient quality of alfalfa under saline conditions by alfalfa transformation with the AtNHX1 Na+/H+ antiporter and inoculation with the stress-resistant nitrogen-fixing strain Sinorhizobium meliloti B401. Therefore, the incorporation of transgenic traits into salt-sensitive legumes in association with the inoculation with natural stress-resistant isolates could be a robust approach to improve the productivity and quality of these important nitrogen-fixing cropsJournal of biotechnology 276–277 : 42-45. (20 June 2018)Instituto de GenéticaFil: Stritzler, Margarita. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Genética; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Pagano, Elba Maria. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Genética; ArgentinaFil: Berini, Carolina Andrea. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y SIDA; ArgentinaFil: Gomez, Maria Cristina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Genética; ArgentinaFil: Ayub, Nicolás Daniel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Genética; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Soto, Gabriela Cinthia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Genética; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin