Bradirizobio

bradirizobio
Cortar un nódulo de soja ( Glycine max ). La imagen muestra una célula vegetal con el bacteroide Bradyrhizobium japonicum en su interior.
clasificación cientifica
Dominio:bacteriasTipo de:proteobacteriaClase:proteobacteria alfaOrdenar:rizobioFamilia:BradyrhizobiaceaeGénero:bradirizobio
nombre científico internacional
Bradyrhizobium Jordan 1982
Sinónimos
Agromonas Ohta y Hattori 1985
Especies [2]
B. arachidis Wang et al . 2013 B. betae Rivas et al . 2004 B. canariense Vinuesa et al . 2005 B. cytisi Chahbourne et al . 2011 B. daqingense Wang JY et al . 2012 B. denitrificans (Hirsch y Müller 1986) van Berkum et al . 2011 B. diazoefficiens Delamuta et al 2013 B. elkanii Kuykendall et al . 1993 B. ganzhouense Lu et al . 2014 B. huanghuaihaiense Zhang et al . 2012 B. icense Durán et al . 2014 B. Ingae da Silva et al . 2014 B. iriomotense Islam et al . 2010 B. japonicum (Kirchner 1896) Jordania 1982 simbiovariedad genistearum [1] simbiovariedad glicinearum [ 1] B. jicamae Ramírez-Bahena et al . 2009 B. lablabi Chang et al . 2011 B. liaoningense Xu et al . 1995 B. lupini Peix et al . 2015 B. manausense Silva et al . 2014 B. neotropical Zilli et al . 2014 B. oligotropicum (Ohta y Hattori 1985) Ramírez-Bahena et al . 2013 B. ottawaense Yu et al . 2014 B. pachyrhizi Ramírez-Bahena et al . 2009 B. paxllaeri Duran et al . 2014 B. retamae Guerrouj et al . 2013 B. rifense Chahboune et al . 2012 B. valentinum Durán et al . 2014 B. yuanmingense Yao et al . 2002
Sistemática en Wikiespecies Imágenes en Wikimedia Commons ES   956850 NCBI   374

Bradyrhizobium  (lat.)  es un género de bacterias gramnegativas del suelo , algunas de las cuales son capaces de fijar nitrógeno .

Características

Las especies del género Bradyrhizobium son bacilos  gramnegativos con un único flagelo polar o subpolar . Son organismos comunes del suelo y pueden entrar en una relación simbiótica con las leguminosas . Al igual que otras bacterias de nódulos , son capaces de fijar nitrógeno atmosférico en una forma accesible para otros organismos. A diferencia de las especies de Rhizobium , que se consideran bacterias de nódulos de crecimiento rápido, son organismos de crecimiento lento. En medios líquidos o decocción , las especies de Bradyrhizobium tardan de 3 a 5 días en provocar una turbidez significativa del medio y de 6 a 8 horas en duplicar su población. Crecen mejor en un medio con pentosas como fuente de carbono [3] . Algunas cepas (p. ej., USDA 6 y CPP) pueden oxidar el monóxido de carbono de forma aeróbica [4] . En las condiciones microaeróbicas de las raíces de las plantas, cuando el contenido de oxígeno es extremadamente bajo, algunas especies, como B. japonicum , cambian a respiración de nitrato , en la que el NO 3 - es el aceptor terminal de electrones , reducido a NO 2 - [5] [ 6] .

Fotosíntesis

Para el tipo representativo del género, Bradyrhizobium japonicum , y la cepa fotosintética Bradyrhizobium BTAi1, se demostró la posibilidad de fijar CO 2 en el ciclo de Calvin . El Bradyrhizobium fotosintético es capaz de entrar en simbiosis con plantas semiacuáticas del género Aeschynomene .

Es curioso que tales bacterias no tengan genes nodABC estándar , lo que significa que forman una simbiosis de acuerdo con un mecanismo completamente nuevo y desconocido sin el uso de factores Nod. Según los últimos datos, este proceso requiere proteínas CbbL , que pertenecen al grupo Rubisco . La adaptación al ambiente acuático ha llevado a estas bacterias a desarrollar una habilidad inusual para formar nódulos no solo en las raíces, sino también en los tallos de Aeschynomene [7] .

Otro representante inusual de este grupo es Bradyrhizobium sp. ORS278, bacteria fotosintética tropical capaz de fijar nitrógeno atmosférico, simbionte de leguminosas y endófito de arroz. Se cree que los representantes fotosintéticos de Bradyrhizobium pueden[ aclarar ] o representar nuevas especies de este género. Filogenéticamente, estos organismos ocupan una posición intermedia entre la bacteria púrpura Rhodopseudomonas palustris y el tipo representativo del género B. japonicum y tienen una serie de características distintivas, como la formación de nódulos en los tallos de Aeschynomene , la capacidad de fotosintetizar, un mecanismo inusual para la formación de simbiosis, incluidas las subunidades Rubisco, la capacidad de colonizar el sistema de raíces de las especies de arroz silvestre (por ejemplo, Oryza breviligulata ), la capacidad de algunas cepas, en particular ORS278, para sintetizar cantaxantina , que se utiliza en la industrias agroalimentarias, farmacéuticas y cosméticas como colorante y tiene propiedades fotoprotectoras [8] .

Diversidad de especies

Este género de bacterias es capaz de simbiosis tanto específica como no específica [3] . Algunas especies de Bradyrhizobium forman nódulos con una sola especie de planta en particular, mientras que otras pueden entrar en simbiosis con varias especies a la vez. Tradicionalmente , Bradyrhizobium ha sido considerado un grupo difícil para el análisis filogenético. Este grupo de bacterias tiene un ARN ribosomal extremadamente conservado , lo que hace que sea casi imposible usarlo como marcador de especie. En su lugar, se utiliza la hibridación ADN-ADN, que ha demostrado una diversidad de especies significativamente mayor. Sin embargo, hay muy pocas diferencias fenotípicas entre especies, lo que hace extremadamente difícil identificar y describir nuevas especies [9] .

Importancia para la ciencia

El género Bradyrhizobium es de particular importancia para la biología molecular, ya que sus representantes han sido encontrados como contaminante en kits de extracción de ADN y sistemas de ultrapurificación, lo que puede conducir a su aparición errónea entre la microbiota de las bases de datos metagenómicas [10] . La presencia de bacterias fijadoras de nitrógeno como contaminantes puede explicarse por el uso de nitrógeno gaseoso en sistemas de ultrapurificación de agua y tanques de almacenamiento. El nitrógeno se utiliza como sustituto del aire, evita que el dióxido de carbono y el oxígeno se disuelvan en el agua [11] .

Aplicación

Bradyrhizobium fija más nitrógeno del que la planta puede usar. Su exceso permanece en el suelo y queda disponible para otras plantas. Los cultivos compactados con leguminosas pueden reducir la necesidad de plantas en fertilizantes nitrogenados. Hay inóculos comerciales de Bradyrhizobium que se pueden aplicar como turba o líquido al suelo cuando se siembran las semillas.

Representantes

• Bradyrhizobium betae aislado de tumores de raíz de remolacha azucarera ; tienen un estado simbiótico poco claro [9] .
• Bradyrhizobium elkanii , Bradyrhizobium diazoefficiens y Bradyrhizobium liaoningense tienen una relación simbiótica con la soja [9] .
• Bradyrhizobium japonicum forma nódulos con soja , caupí , frijol mungo y Macroptilium atropurpureum [9] .
• Bradyrhizobium yuanmingense forma nódulos con Lespedeza [9] .
• Bradyrhizobium canariense forma nódulos con representantes del Genistoide , endémico de Canarias . También se encuentra en lupino y seradella del oeste de Australia y el sur de África [9] .

Notas

1. ↑ 1 2 Kalita M., Malek W. Genista tinctoria microsimbiontes de Polonia son nuevos miembros de Bradyrhizobium japonicum bv. Genistearum // Microbiología Sistemática y Aplicada. - 2010. - Vol. 33, núm. 5 . - Pág. 252-259. -doi : 10.1016/ j.syapm.2010.03.005 . — PMID 20452160 .
2. ↑ Lista de nombres procarióticos con posición en la nomenclatura: Bradyrhizobium . Fecha de acceso: 20 de julio de 2010. Archivado desde el original el 4 de mayo de 2010. (indefinido)
3. ↑ 1 2 Somasegaran P. Handbook for Rhizobia: Methods in Legume- Rhizobium Technology. - Nueva York: Springer-Verlag, 1994. - P. 1-6, 167. - ISBN 0-387-94134-7 .
4. ↑ King G. Análisis moleculares y basados ​​en cultivos de la diversidad de oxidantes de monóxido de carbono aeróbico  // Microbiología ambiental y aplicada. - 2003. - vol. 69, núm. 12 . — Pág. 7257–7265. -doi : 10.1128/ aem.69.12.7257-7265.2003 . — PMID 14660374 .
5. ↑ Bott M., Thöny-Meyer L., Loferer H., Rossbach S., Tully RE, Keister D., Appleby CA, Hennecke H. Bradyrhizobium japonicum El citocromo c550 es necesario para la respiración de nitrato pero no para la fijación simbiótica de nitrógeno  // Revista de Bacteriología. - 1995. - vol. 177, núm. 8 . - Pág. 2214-2217. — PMID 7721713 .
6. ↑ Polcyn W., Luciński R. Reducción de nitratos y nitritos aeróbicos y anaeróbicos en células de vida libre de Bradyrhizobium sp. ( Lupinus ) // Cartas de microbiología. - 2003. - doi : 10.1016/S0378-1097(03)00620-7 .
7. ↑ Gourion B., Delmotte N., Bonaldi K., Nouwen N., Vorholt JA, Giraud E. Bacterial RuBisCO es necesario para una simbiosis Bradyrhizobium / Aeschynomene eficiente. - 2011. - vol. 6, núm. 7 . - Pág. e21900. - doi : 10.1371/journal.pone.0021900 .
8. ↑ Una bacteria tropical, que es fotosintética, fija nitrógeno y es a la vez un simbionte de las leguminosas y un endófito del arroz . Consultado el 19 de junio de 2015. Archivado desde el original el 19 de junio de 2015. (indefinido)
9. ↑ 1 2 3 4 5 6 Rivas R., Martens M., De Lajudie P., Willems A. Análisis de secuencia multilocus del género Bradyrhizobium  // Microbiología sistemática y aplicada. - 2009. - Vol. 32.- Pág. 101-10. -doi : 10.1016/ j.syapm.2008.12.005 . —PMID 19201125 .
10. ↑ Salter S., Cox M., Turek E., Calus S., Cookson W., Moffatt M., Turner P., Parkhill J., Loman N., Walker A. La contaminación del reactivo puede tener un impacto crítico en los análisis de microbiomas basados ​​en secuencias // bioRxiv. - 2014. - doi : 10.1101/007187 .
11. ↑ Kulakov L., McAlister M., Ogden K., Larkin M., O'Hanlon J. Análisis de bacterias que contaminan el agua ultrapura en sistemas industriales  // Microbiología ambiental y aplicada. - 2002. - vol. 68. - Pág. 1548-1555. -doi : 10.1128/ AEM.68.4.1548-1555.2002 . — PMID 11916667 .