Rev. Fac. Agron. (LUZ). 1999, 16: 495-508
Caracterización de cepas autóctonas de Bradyrhizobium sp.
aisladas de Lupinus spp
Characterizacion of indegenous strains of Bradyrhizobium sp (Lupinus) isolated from Lupinus spp
Recibido el 06-04-1999 l Aceptado
el 26-09-1999
Universidad de Los Andes, Fac. de Ciencias, Depto de Biología, Lab. de Cultivos in
vitro, Núcleo Universitario La Hechicera, Mérida, 5101. Tel. 074-401293, Fax
74-401286. E-mail: mvielma1@ula.ciens.ve
M. Vielma A.
Resúmen
Bradyrhizobium sp. es una bacteria fijadora de nitrógeno que
forma nódulos en las raíces de las plantas del género Lupinus. Esta leguminosa
está ampliamente distribuida en los páramos andinos y las semillas de algunas especies
como L. mutabilis tienen un alto contenido proteico. Bradyrhizobium sp.
tiene un gran potencial como inoculante por lo que se trató de caracterizar cepas
aisladas de nódulos radicales de L. mutabilis y L. meridanus usando como
criterios: capacidad de nodulación, incorporación de materia seca, resistencia a
antibióticos, formación de pigmentos y presencia de plásmidos de alto peso molecular.
Gran variabilidad de estas características fueron observadas en las cepas aisladas de
ambas especies de Lupinus, confirmando una vez más la gran diversidad de las
poblaciones de bacterias fijadoras de nitrógeno. Sin embargo, estas características
específicas pueden ser usadas para seleccionar las cepas 105, 120, 2005, 2006, 2007 y
5017 como las más eficientes y realizar con ellas pruebas como inoculantes en cultivos en
el campo.
Palabras clave: nódulos, fijación de nitrógeno, plásmidos, resistencia a
antibióticos.
Abstract
Bradyrhizobium sp. is a nitrogen fixer bacterium which forms
nodules on roots of Lupinus genus. This leguminous plant is largely distributed on
the Andean paramos, and some species like L.mutabilis possess a high proteic
content. Great potencial as an inoculant is also found in Bradyrhizobium sp. For
instance, we tried to characterize isolated strains of radical nodules on L. mutabilis and L. meridanus using the following criterious: nodulation capacity,
incorporation of dry matter, antibiotics resistence, pigments formation, and presence of
high molecular weight plasmids. Great variability of these characteristics on isolated
strains of both Lupinus species was observed, confirming again the great diversity
of the nitrogen fixer bacterium population. However, these specific characteristic may be
used to select more efficient strains such as: 105, 120, 2005, 2006, 2007 and 5017, in
order to run tests with them as inoculants in field crops.
Key words: nodules, nitrogen fixation, plasmids, antibiotic resistence.
Introducción
Las bacterias fijadoras de nitrógeno forman parte de la familia
Rhizobiacea, en la cual se encuentran los géneros Rhizobium y Bradyrhizobium formadores de nódulos radicales con las raíces de las leguminosas. Rhizobium forma nódulos en raíces de leguminosas de zonas templadas y Bradyrhizobium en
leguminosas tropicales y en algunas de zonas templadas (13). La amplia distribución
geográfica de Rhizobium y Bradyrhizobium está relacionada con una gran
diversidad genética encontrada cuando se hacen estudios de poblaciones (18). La
caracterización de cepas autóctonas de estas bacterias se hace necesario para determinar
las más eficientes para los estudios de inoculación ya que las interacciones
planta-microorganismos pueden ser altamente específicas y la colección de germoplasma
exótico de sitios autóctonos también requiere colección de muestras de rizosfera para
el aislamiento de germoplasma bacteriano apropiado (28).
Bradyrhizobium sp. forma nódulos en el género Lupinus,
el cual se encuentra ampliamente distribuido en el Páramo merideño, siendo L.
meridanus Moritz la especie más representativa (27). Los granos de algunas especies
de esta leguminosa son de gran contenido proteico siendo usados en regiones del altiplano
andino como fuente proteica (9, 25). L. meridanus (especie autóctona) y L.
mutabilis Sweet (especie foránea de gran potencial proteico) pueden ser cultivadas
extensivamente como plantas pioneras para el enriquecimiento en nitrógeno de los suelos
pobres en nutrientes del páramo andino.
En Venezuela no se han realizado aislamientos y caracterizaciones de
cepas nativas competitivas de Bradyrhizobium sp. que puedan asegurar el éxito como
inoculantes para la explotación de este sistema fijador de nitrógeno. En este trabajo
fueron aisladas numerosas cepas de Bradyrhizobium sp. provenientes de nódulos de L.
meridanus Moritz y L mutabilis Sweet. Hartman (10) propone hacer una
descripción cuantitativa y cualitativa de las poblaciones bacterianas para determinar en
que caso el componente bacteriano puede ser limitante para la simbiosis con la leguminosa.
El objetivo del trabajo fue aislar los bradyrizobios de nódulos de L.
meridanus y L. mutabilis y determinar características fenotípicas que puedan
servir para definir su eficiencia para ser usadas como inoculantes en cultivos en el
campo. Por lo tanto, la caracterización fue realizada tomando en cuenta propiedades
simbióticas como especificidad de huésped, infectividad en su huésped natural y
eficiencia (10), resistencia a antibióticos (1, 14), presencia de pigmento (2, 5, 12) y
presencia de plásmidos de alto peso molecular (4, 6, 7, 8, 16, 21, 22).
Materiales y métodos
Cepas bacterianas y condiciones de cultivo. Las cepas de Bradyrhizobium sp. fueron obtenidas de nódulos de L. meridanus y L. mutabilis colectadas en la Estación Experimental Mucuchies del FONAIAP, estado Mérida, Venezuela.
El aislamiento se realizó según Vincent (29). El crecimiento fue realizado a 28°C, en
medio TY (medio con extracto levadura) o en MR (medio Rhizobium) (3, 29). Las
bacterias usadas en el trabajo se describen, en cuanto a nodulación y formación de
pigmento, en el cuadro 1. En el cuadro 2 se listan otras bacterias de los géneros Rhizobium y Bradyrhizobium usadas también en el trabajo.
Resistencia a antibióticos. Para el análisis de resistencia a
antibióticos fueron seleccionadas cepas con diferente capacidad de nodulación y
eficiencia (cuadros 1 y 2). Fueron usados antibióticos a diferentes rango de
concentración (µg/ml): rifampicina (Rif): 10 -100, cloran-fenicol (Cl), 5 -100; sulfato
de estreptomicina (Sm), 5 - 50; vancomicina (Van), 5 -35; espectinomicina (Sp), 5 - 40 y
ampicilina (Ap), 5- 50; tomando en cuenta resultados de resistencia a antibióticos en Rhizobium (1, 14).
Análisis de nodulación. Las propiedades simbióticas de las
diferentes cepas fueron examinadas en L. meridanus. Las semillas esterilizadas
superficialmente con hipoclorito de sodio al 1% durante 15 min y lavadas con agua
destilada estéril fueron sembradas en cajas de Petri con medio Jensen e incubadas en la
oscuridad a 25ºC, y una vez germinadas, se colocaron en tubos Nutman con medio Jensen
(29). Diez plántulas con la primera hoja verdadera fueron inoculadas con 2 ml del cultivo
bacteriano correspondiente, crecido en TY hasta una DO [densidad óptica a 620 rm de 0,5
(107 - 108 cel/mL, dependiendo de la cepa)]. Para la inoculación
todas las cepas fueron lavadas dos veces con una solución de buffer fosfato, diluido a la
mitad. Las plantas crecieron en condiciones de 16 h diarias de luz a 22 ºC. El sistema
radical fue examinado semanalmente para evaluar la aparición de nódulos. Según Hartman
(10) la eficiencia de una cepa está dada fundamentalmente por la cantidad de materia seca
producida por las plantas inoculadas y comparada con un control no inoculado; de manera
tal, que en este trabajo la eficiencia fue evaluada determinando peso seco de las plantas.
Al cabo de 8-9 semanas los nódulos fueron contados y medidos, y las plantas de cada
tratamiento fueron secadas en la estufa a 100 º C durante 48 h hasta peso continuo. Los
nódulos se clasifican de acuerdo al tamaño en grande (Q), mediano (M) y pequeño (P). El
número de nódulos ponderados por planta se calculo utilizando la ecuación:
(NG+NM+NP)/Ptas totales, donde: NG: Nódulos grandes. NM: Nódulos medianos. NP: Nódulos
pequeños.
Cuadro 1. Caracteristicas de cepas de Bradyrhizobium sp:
nodulación y formación de pigmento.
Cepa |
Lupinus |
Nodulación |
Pigmentación |
5 |
mutabilis |
- |
+ |
505 |
" |
++++ |
- |
102 |
" |
+ |
- |
103 |
" |
- |
- |
105 |
" |
++++ |
+ |
110 |
" |
++ |
- |
113 |
" |
++ |
- |
120 |
" |
+++ |
- |
2004 |
meridanus |
- |
- |
2005 |
" |
++++ |
- |
2006 |
" |
++++ |
+ |
2007 |
" |
++++ |
+ |
2011 |
" |
- |
- |
2012 |
" |
++++ |
- |
3004 |
" |
+++ |
- |
3009 |
" |
++++ |
- |
3010 |
" |
++ |
- |
4008 |
" |
++++ |
- |
4013 |
" |
+ |
- |
4018 |
" |
- |
+ |
5004 |
" |
+ |
- |
5017 |
" |
++++ |
- |
Nodulación: +pocos nódulos, ++algunos nódulos, +++numerosos
nódulos, generalmente pequeños, ++++numerosos nódulos grandes y pequeños. - sin
nódulo Pigmentación : +presencia de pigmentos, -ausencia de pigmentos.
Cuadro 2. Cepas de otras especies de Rhizobium y Bradyrhizobium.
Cepa |
Genero |
Infectividad |
Efectividad |
Fuente |
41 |
R. meliloti |
++ |
++ |
INRA |
L5-30 |
" |
+ |
++ |
" |
B19 |
" |
+ |
++ |
INTA |
A16 |
R. trifolii |
+ |
++ |
" |
2453 |
Bradyrhizobium sp. * |
Nc ** |
Nc |
CIAT |
* Aislado de Macroptillium sp.
** No conocida.
Perfil de plásmidos. El perfil de plásmidos de las cepas
bacterianas fue visualizado de acuerdo al método de la lisis alcalina descrito en
Maniatis et al. (17) y modificado al permitir la precipitación del ADN en alcohol
isopropílico durante 24 h. El estudio se realizó en las cepas 5, 107, 102, 105, 103,
118, 120, 505, 508, 2004, 2006, 2007, 2011, 2012, 4008, 4013 y 4018 de Bradyrhizobium sp; en las cepas 41 y L530 de Rhizobium meliloti y C58 de Agrobacterium
tumefaciens.
Resultados y discusión
Nodulación y efectividad. Los resultados de nodulación e
incorporación de materia seca son mostrados en los cuadros 1 y 3. Fue calculado el
número de nódulos ponderados por el número total de plantas finales de cada tratamiento
(Nd.Pd /Nº Pt) y el peso seco de plantas tratadas menos peso seco del control (Ps- Ct).
De las 22 cepas de Bradyrhizobium sp. estudiadas, 17 fueron
infectivas, mostrando gran variabilidad en esta característica como se muestra en los
cuadros 1 y 3. Para determinar las diferencias se analizó la capacidad de nodulación en
21 cepas al igual que el número de nódulos y el peso seco (cuadro 3). El 27,2 % de las
cepas no es infectiva y el número de nódulos fue variable de 4, 6, 10,11, 13, 17, 23,
26, 32 y 46, presentándose éste último con una frecuencia de 4,76 % (cuadro 3). Los
números de nódulos 7 y 14 aparecieron con una frecuencia de 9,52 % ambos. Cuando se
compara el peso seco de las diferentes cepas (cuadro 3) se observa que la cepa 4018 no es
nodulante y tiene menor cantidad de materia seca (8,93 mg) que el control (11,00 mg), lo
que puede ser explicado por diferencias intrínsecas de las plantas. La cepa 102 que es
nodulante, pero con 10 nódulos pequeños y 1 mediano, acumuló una cantidad de materia
seca (13,99 mg) muy cercana al control; posiblemente las características intrínsecas y
nódulos ineficientes pueden explicar este comportamiento. Las cepas 3009 y 120 presentan
la relación Nd.Pd / Nº Pt muy parecidas, pero la acumulación de materia seca y el
número de nódulos es muy diferente, indicando una alta efectividad de los 7 nódulos de
la cepa 120. Las cepas 3004, 2007 y 105 muestran NdPd / Nº Pt similares, pero 3004
acumuló menor cantidad de materia seca. Entre 113 y 505 el incremento de peso seco no es
muy grande. La cepa 2006 presenta la mayor acumulación de materia seca (37,22 mg/pt), por
encima de 5017 y 2006 y forma el mayor número de nódulos, 46 en total.
No se observa ninguna regularidad entre la capacidad de nodulación
(presencia, Nº y tamaño de nódulos) y la capacidad de incorporar materia seca en las
diferentes cepas . La cepa 3010 con solo 4 nódulos incorpora 22,03 mg de materia seca,
mientras la 2006 con 46 nódulos de diferente tamaño incorpora 37, 22 mg y la 5017 con 31
nódulos (23 grandes) solo incorpora 37,17 mg de materia seca. Sin embargo, cepas como
2005, 2006 y 2007, todas aisladas de una misma planta, presentan gran cantidad de nódulos
y alta eficiencia medida como incorporación de materia seca. Las cepas 2006, 2007, 5004 y
5017 también presentan resistencia a un amplio espectro de antibióticos (cuadro 4) lo
cual permitiría la inoculación de estas cepas y un buen rendimiento en la fijación y
seguimiento en el suelo en condiciones de laboratorio. La capacidad de nodulación y la
eficiencia de una cepa son finalmente el resultado de las interacciones especificas de
genotipo bacteriano - genotipo vegetal y de condiciones del medio ambiente que permiten la
expresión de los genes simbióticos. Por lo tanto, en una población de bradirizobios
como la estudiada es normal conseguir diferencias de este tipo.
Resistencia a antibióticos. El cuadro 4 presenta los patrones
de resistencia/sensibilidad a antibióticos de 10 cepas de Bradyrhizobium sp. dos
de R. meliloti, una de R. trifolii y una de R. cowpea.
Todas las cepas de Bradyrhizobium sp., presentan
resistencia a más de un antibiótico. Las cepas 2006 y 2007 poseen resistencia a los 7
antibióticos y la cepa 2012 mostró resistencia para los 6 antibióticos examinados;
estas cepas fueron aisladas de la misma planta. Las cepas 5004 y 5017 tienen un patrón de
resistencia parecido, aunque 5017 no es resistente a rifampicina. Los patrones de
resistencia de 105, 110, 3010 y 4017 son muy diferentes entre ellos. Se observan grupos de
patrones tales como 2006, 2007 y 2012 con resis-tencia a rifampicina, cloranfenicol,
estreptomicina, vancomicina, espectinomicina y ampicilina; la resistencia a kanamicina no
fue probada en la cepa 2012. Las cepas 105, 110 y 2004 tienen el mismo nivel de
resistencia a espectinomicina, pero 105 y 110 se diferencian de 2004 porque son
resistentes a los niveles de cloranfenicol ensayados. La cepa 2004, a pesar de ser aislada
de la misma planta que 2006 y 2007, no presenta resistencia a cloranfenicol, kanamicina,
vancomicina y ampicilina. En la cepa 3010 no fue probada la resistencia a kanamicina y
vancomicina. y la cepa 4017 es sensible a rifampicina, cloranfenicol y vancomicina, siendo
resistente solo a espectinomicina. Las cepas 5004 y 5017 son muy parecidas, siendo
sensible ambas a kanamicina, 5004 tiene menor nivel de resistencia a cloranfenicol y 5017
es sensible a rifampicina.
Cuadro 3. Peso seco, tamaño y Nº de nódulos, Nº de nódulos
ponderados/ planta y peso seco trat/ peso seco control de plantas de Lupinus meridanus inoculadas con cepas de Bradyrhizobium sp.
Tratamiento |
Peso seco (mg) |
Tamaño de nódulos |
Ndpd / Pt |
Incremento de
peso seco |
|
|
G |
M |
P |
|
|
Control |
11,00 |
- |
- |
- |
0,000 |
0,00 |
4018 |
8,93 |
- |
- |
- |
0,000 |
-2,07 |
102 |
13,99 |
- |
1 |
10 |
3,000 |
2,99 |
2012 |
16,62 |
- |
- |
- |
0,000 |
5,62 |
2011 |
16,80 |
- |
- |
- |
0,000 |
5,80 |
5 |
18,69 |
- |
- |
- |
0,000 |
7,69 |
103 |
19,63 |
- |
- |
- |
0,000 |
8,63 |
2004 |
19,82 |
- |
- |
- |
0,000 |
8,82 |
3004 |
21,57 |
2 |
2 |
3 |
1,857 |
10,57 |
3010 |
22,03 |
4 |
- |
- |
0,800 |
10,03 |
110 |
24,30 |
- |
- |
- |
0,000 |
13,30 |
4013 |
24,50 |
1 |
- |
5 |
0,889 |
13,50 |
3009 |
28,21 |
- |
3 |
20 |
2,189 |
17,21 |
5004 |
28,60 |
7 |
2 |
5 |
- |
17,60 |
113 |
29,03 |
8 |
4 |
5 |
4,625 |
18,03 |
2005 |
29,35 |
13 |
7 |
6 |
5,900 |
18,35 |
120 |
30,01 |
2 |
1 |
4 |
2,400 |
19,01 |
505 |
33,76 |
13 |
0 |
1 |
4,444 |
22,76 |
2007 |
34,63 |
- |
1 |
9 |
1,222 |
23,63 |
105 |
35,02 |
- |
2 |
11 |
1,660 |
24,02 |
5017 |
37,17 |
23 |
6 |
3 |
8,400 |
26,17 |
2006 |
37,22 |
18 |
13 |
15 |
10,556 |
26,22 |
Tamaño de nódulos : G= grande; M= mediano; P= pequeño Ndpd / Pt =
Nº de nódulos ponderados por planta. Incremento de peso seco: Ps - ct (mg)= Peso seco de
la muestra - peso seco del control - = sin nódulos
Cuadro 4. Niveles de resistencia a varios antibióticos de cepas de Bradyrhizobium
sp y especies de Rhizobium.
Antibiótico |
Rif 10-100
mg/ml |
Cl 5-100
mg/ml |
Sm 5-50
mg/ml |
Km 10-80
mg/ml |
Van 5-35
mg/ml |
Sp 5-40
mg/ml |
Ap 5-50
mg/ml |
Cepa |
|
|
|
|
|
|
|
Bradyrhizobium sp |
|
|
|
|
|
|
|
105 |
- |
5-10 |
- |
- |
- |
5-40 |
5-10 |
110 |
- |
5-10 |
- |
- |
- |
5-40 |
- |
2004 |
- |
- |
- |
- |
- |
5-40 |
- |
2006 |
10-20 |
5-10 |
5-50 |
10-80 |
5-35 |
5-40 |
5-50 |
2007 |
10-100 |
5-100 |
5-50 |
10-80 |
5-35 |
5-40 |
5-50 |
2012 |
20 |
5-100 |
5-12 |
NP* |
5-35 |
5-40 |
5-50 |
3010 |
10 |
5-10 |
5-12 |
- |
- |
5-40 |
NP |
4017 |
- |
- |
NP |
NP |
- |
5 |
NP |
5004 |
10-100 |
5-50 |
5-25 |
- |
5-35 |
5-10 |
5-10 |
5017 |
- |
5-100 |
5-25 |
- |
5-35 |
5-40 |
5-50 |
R. meliloti |
|
|
|
|
|
|
|
L530 |
10-30 |
5-50 |
5-50 |
25 |
5-35 |
5-40 |
5-50 |
B19 |
- |
5-100 |
5-50 |
- |
5-35 |
5-40 |
25 |
R. trifolii |
|
|
|
|
|
|
|
A16 |
- |
5-100 |
5-50 |
25 |
5-35 |
5-40 |
5-50 |
R. cowpea |
|
|
|
|
|
|
|
2453 |
20 |
5-25 |
5-12 |
- |
- |
40 |
5-10 |
* No probado = NP*
- Ningun crecimiento; Sensibilidad.
A las cepas de R. meliloti L530 y B19, R. trifolii A16 y R.
cowpea 2453, se les estudió su patrón de resistencia /sensibilidad a antibióticos
para tener una referencia de la posible relación entre infectividad, efectividad,
resistencia a antibióticos y su perfil de plásmidos en cepas de Rhizobium spp.
L530 presentó resistencia a todos los antibióticos, B19 es sensible a rifampicina y
kanamicina; A16 se parece a L530, pero es sensible a rifampicina.
Estos resultados son comparables a los observados en poblaciones de R. phaseoli (1) y de R. trifolii (14), donde cada cepa tiene un patrón de
resistencia a antibióticos muy particular, indicando que son una población muy
heterogénea. Beynon y Josey (1) observaron 56 tipos de patrones de resistencia en 259
cepas estudiadas.
Según Hartman (10) el espectro de resistencia intrínseca a
antibióticos pone de manifiesto la gran diversidad genética en las poblaciones de Rhizobium,
por lo tanto patrones de resistencia a antibióticos en cepas silvestres de Bradyrhizoium sp. permiten separarlas entre sí y hacer un seguimiento fácil cuando son inoculadas en
el campo.
Formación de pigmento. La formación de pigmento pardo durante
el envejecimiento se observa en las cepas 5, 105, 2006, 2007 y 4018 (cuadro 1). Este
pigmento fue formado en placas de Petri con MR o TY y en tubos con MR. Las cepas 2005 y
2006 formaron pigmento en medios con antibióticos. Dada la formación constante de
pigmento en estas cepas, esta característica puede ser usada como marcador genético.
Numerosas especies bacterianas producen pigmentos como carotenoides y antocianinas cuyos
determinantes genéticos se encuentran en plásmidos (2). En Erwinia herbicola (5) la presencia de pigmentos está relacionada con un plásmido de 500 kb; en R.
phaseoli (2) y R. leguminosarum (12) genes requeridos para la síntesis de
melanina también lo son para la fijación de nitrógeno.
Perfil de plásmidos. La evidencia física de la presencia de
plásmidos en 17 cepas de Bradyrhizobium sp. es mostrada en las figuras 1, 2 y 3. Rhizobium
meliloti 41, L530 y Agrobacterium tumefaciens C58 poseen plásmidos de
alto peso molecular. De 17 cepas estudiadas 10 poseen plásmidos. En el género Rhizobium los genes simbióticos se encuentran en plásmidos (pSym) (4, 10, 19, 21). Para el caso de
las funciones simbióticas en el género Bradyrhizobium no se puede asegurar que
éstas se encuentren relacionadas con la presencia de material extracromosómico.
En B. japonicum los genes simbióticos están en los cromosoma
de manera que la presencia de plásmidos de alto peso molecular en las cepas 107, 105,
103, 118, 120, 2004, 2006, 2007, 2012 y 4008 no se puede relacionar con su capacidad de
nodulación y de fijación (20, 24, 26). La cepa 103 presenta un plásmido de peso
molecular más bajo (figura 1). Estos plásmidos puden tener las mismas funciones que en Azospirillum (7) y Enterobacter (15).
Figura 1. Electroforésis en gel de agarosa de aislados de las
cepas de R. meliloti: (a) 41 y (b) L530; (j) A.
tumefaciens C58; Bradyrhizobium sp.; (c) 5; (d) 107; (e)
102; (f) 105; (g) 103; (h) 118; (i) 120. Las flechas indican la posición de los
plásmidos de las cepas de R. meliloti 41 y L530 y A. tumefaciens C58.
Figura 2. Electroforésis en gel de agarosa de aislados de las cepas de R.
meliloti: (a) 41 y (b) L530; (k) A.. tumefaciens; Bradyrhizobium sp.; (c) 505; (d) 505; (e) 508; (f) 2004; (g) 2006; (h) 2007; (i) 2011; (j) 2012. Las
flechas indican la posición de los plásmidos de las cepas de R. meliloti 41 y
L530 y A. tumefaciens C58.
Figura 3. Electroforésis en gel de agarosa de aislados de las cepas de R.
meliloti: (a) 41 y (b) L530; (k) A.. tumefaciens C58 (f); Bradyrhizobium sp; (c) 4008; (d) 4013 y (e) 4018. Las flechas indican la
posición de los plásmidos de las cepas de R. meliloti 41 y L530 y A..
tumefaciens C58.
La presencia de plásmidos de alto peso molecular (aproximadamente 200 MD) se puede
observar en cepas nodulantes y no nodulantes lo cual confirma una vez más que en el
género Bradyrhizobium los determinantes genéticos para la nodulación y la
fijación de nitrógeno no se encuentran en plásmidos como el género Rhizobium.
Las cepas 102, 103, 105, 107, 118 y 120 son todas aisladas de nódulos de una misma
planta de L mutabilis y a excepción de 102 todas presentan plásmidos. Igual
sucede con las cepas 2004, 2006, 2007, 2011 y 2012 aislados de una planta de L. meridanus,
donde solo 2011 no presenta plásmidos. Lo anterior indica que posiblemente la población
de bradyrizobios que ha infectado a una sola planta, puede originarse de una población
base que se ha multiplicado y puede existir pérdidas de material genético plasmídico en
algunos de sus miembros.
En las cepas 2006, 2007 y 2012 resistentes a rifampicina también se evidenció la
presencia de plásmidos de alto peso molecular (figuras 1 y 2) posiblemente relacionados
con la resistencia a rifampicina; en las cepas 3010 y 5004 no se determinó presencia de
plásmidos.
Plásmidos de alto peso molecular también están presentes en las cepas de R. meliloti L530 (4,5) y B19, R. trifolii A16 y R. cowpea 2453 (trabajo no
publicado) las cuales son infectivas , efectivas y con resistencia a varios antibióticos.
Estos plásmidos están relacionados con la capacidad de fijación (2, 4, 15, 22, 23) y
posiblemente con la resistencia a antibióticos como sucede en R. trifolii (8).
El pigmento marrón se observó en las cuatro cepas con plásmidos (105, 2006, 2007 y
4018) y en la 5 que posee plásmidos. Esto contradice lo encontrado en otras especies de
bacterias donde la formación de melanina está codificada en un plásmido; sin embargo,
es posible que también haya información codificada para la formación de pigmento en
otro componente del genoma bacteriano ya que la cepa 5 fue varias veces analizada para
determinar la presencia de plásmido y siempre fue negativo el resultado, sin embargo,
siempre formó pigmento marrón.
En estudios de poblaciones naturales de Rhizobium y Bradyrhizobium,
Hartmann (11) determinó que son heterogéneas; su diversidad utilizando diferentes
métodos de caracterización es importante sin que el nivel de diversidad obtenida por los
diferente métodos sean siempre correlacionado, Este autor confirma que el estudio de
cualquier característica en poblaciones de Rhizobium y Bradyrhizobium pone en evidencia la diversidad de fenotipos simbióticos.
Estos resultados nos llevan a concluir que la población de Bradyrhizobium sp.
aislada de nódulos de L. meridanus y L. mutabilis provenientes del
páramo merideño, presenta gran diversidad en su capacidad de nodulación, eficiencia,
formación de pigmento y presencia de plásmidos de alto peso molecular. Tal diversidad
permite seleccionar las cepas más eficientes y con marcadores naturales para ser usadas
como inoculantes en el campo.
Conclusiones
El estudio de cepas de Bradyhrizobium spp. aisladas de L. meridanus y L. mutabilis, ha mostrado que son una población heterogénea con diferencias en
su capacidad de nodulación, fijación de nitrógeno, resistencia a antibióticos,
formación de pigmentos y perfil de plásmidos. Las cepas 105, 505, 120, 2007, 5017 y
2006, eficientes en la fijación de nitrógeno, medida como incorporación de materia
seca, pueden ser usadas como inoculantes en campo y su seguimiento puede realizarse con
marcadores como la resistencia a antibióticos y su perfil de plásmidos.
Estos resultados indican que la población de Bradyhrizobium spp. aislada de
nódulos de L. meridanus y L mutabilis provenientes del páramo
merideño, presenta gran diversidad en su capacidad de nodulación, eficiencia, formación
de pigmento y presencia de plásmidos de alto peso modecular. Tal diversidad permite
seleccionar las cepas más eficientes y con marcadores naturales para ser usadas como
inoculantes en el campo.
Agradecimientos
Al Dr. Manuel Dagert por su colaboración en la visualización de los
plásmidos. A la Sra. Beatriz Urrecheaga por la preparación de los medios de cultivo y al
Sr. Sócrates Pérez por la reproducción del material fotográfico.
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