Efecto de la contaminación del suelo sobre sistemas de Quorum Sensing de microorganismos rizosfericos

Abstract

Los microbiota rizosférica influencia el estado de la planta y la calidad del suelo. Muchas PGPR (plant growth promoting rhizobacteria) poseen un sistema regulatorio de Quorum Sensing (QS). Los sistemas de QS permiten a los microorganismos comunicarse entre ellos y coordinar su fisiología mediante la síntesis, liberación y captación de moléculas señal. En este trabajo se estudió la influencia del Cu(II), en la interacción mediada por sistemas de QS entre bacterias y levaduras rizosféricas de la planta de tomate, cultivo de interés agronómico. Se empleó Pseudomonas capeferrum WCS358 como modelo de PGPR y Papilotrema laurentii YL2 como modelo de levadura rizosférica. Se evaluó la influencia del sistema de QS y del Cu(II) en el crecimiento de YL2. Se observó que el Cu(II) afecta negativamente a la levadura cuando esta crece junto a la bacteria, pero no cuando esta crece sola. A su vez, se observó que en determinadas condiciones la levadura puede crecer más cuando WCS358 tiene su sistema de QS silenciado [WCS358 (pME6863)] que cuando está activo [WCS358 (pME6000)]. Se evaluó la capacidad de YL2 de degradar moléculas señal de QS bacteriano. Los resultados mostraron que YL2 tiene la capacidad de degradar moléculas señal y que el Cu(II) no tiene un efecto apreciable sobre esta actividad. Se determinó el efecto del Cu(II) y de YL2 en la expresión de ppui, ppoR y rsaL, involucrados en el sistema de QS de WCS358. En cultivo puro, se observó que, en medio de cultivo líquido el Cu(II) tuvo un efecto negativo en la transcripción de los 3 genes; en medio de cultivo sólido suplementado con Cu(II) no se observaron diferencias en los niveles transcripcionales de rsaL. La presencia de YL2 tuvo un efecto variable en los genes estudiados. Se realizó un análisis proteómico del efecto del Cu(II) en el sistema de QS de WCS358. Se observó que el Cu(II) tuvo efectos diferentes entre WCS358 (pME6000) y WCS358 (pME6863). Proteínas relacionadas al procesamiento de la información del ambiente, al metabolismo de aminoácidos, la movilidad, la producción de biofilm y la resistencia al estrés oxidativo presentaron mayor abundancia en WCS358 (pME6000) que en WCS358 (pME6863). Se evaluó el rol del sistema de QS y la influencia de YL2 en la resistencia al Cu(II). Se observó que, tanto en cultivo puro como en cocultivo con YL2, WCS358 (pME6863) fue más sensible al metal que WCS358 (pME6000). En ausencia de Cu(II) y de YL2, WCS358 (pME6863) no sólo presentó menos movilidad que WCS358 (pME6000), sino que también presentó patrones de movilidad distintos. En presencia de YL2 se observó un cambio en el perfil de movilidad de WCS358 (pME6000), volviéndose similar al de WCS358 (pME6863). El Cu(II) inhibió la movilidad de la bacteria en todas las condiciones. Los resultados muestran que la contaminación con Cu(II) tiene una influencia en la actividad QS de WCS358 y en la manera en que esta interacciona con otros microorganismos como las levaduras, lo que no sólo podría afectar la calidad del suelo sino también la fisiología de la planta hospedera.