A coordinated pathway for nitrate assimilation and nitric oxide detoxification in bradyrhizobium diazoefficiens

Abstract

Bradyrhizobium diazoefficiens es una α-proteobacteria, diazótrofo del orden Rhizobiales, capaz de crecer con NO3 - como única fuente de nitrógeno, tanto para asimilarlo, como aceptor final de electrones, para respirarlo, mediante la desnitrificación. B. diazoefficiens es conocido principalmente, por asociarse simbióticamente con plantas de soja (Glycine max). La asociación simbiótica entre la planta y B. diazoefficiens, se establece en unas estructuras especializadas de la raíz de la planta, llamadas nódulo, donde tiene lugar la fijación biológica del N2, y en el caso particular de B. diazoefficiens, también la desnitrificación. Estudios previos realizados por el Grupo del Metabolismo del Nitrógeno del Departamento de Microbiología del Suelo y Sistemas Simbióticos de la Estación Experimental del Zaidín (CSIC-Granada) habían demostrado que la hipoxia y el NO3 - inducen la formación de NO en los nódulos de soja. Debido al efecto inhibidor del NO sobre la actividad nitrogenasa, era de esperar la presencia de mecanismos que lo eliminaran dentro del nódulo. Estudios realizados por Meakin y colaboradores (2006) sugerían la existencia en los nódulos de sistemas para la destoxificación de NO adicionales a la propia enzima NO reductasa de la ruta de la desnitrificación.

Mediante diferentes aproximaciones experimentales, en esta Tesis Doctoral hemos podido demostrar la implicación de los genes blr2806-blr2809 y bll4572-73 en la asimilación de NO3- y NO2- de B. diazoefficiens. Así como, la función de Bjgb, como mecanismo para la eliminación del NO generado por NasC durante la asimilación de NO3-, lo que hace a este grupo de genes un sistema coordinado para la asimilación de NO3- y NO2- y destoxificación de NO, descrito por primera vez en bacterias.