Tesis:
Desarrollo de nuevos inoculantes de leguminosas mediante la mejora biotecnológica de la capacidad de reciclado de hidrógeno.
- Autor: BASCONES MERINO, María Elena
- Título: Desarrollo de nuevos inoculantes de leguminosas mediante la mejora biotecnológica de la capacidad de reciclado de hidrógeno.
- Fecha: 2002
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS AGRONOMOS
- Departamentos: BIOTECNOLOGIA
- Acceso electrónico:
- Director/a 1º: PALACIOS ALBERTI, José Manuel
- Resumen: Las leguminosas son capaces de utilizar el N2 atmosférico en simbiosis con bacterias del suelo de la familia Rhizobiaceae. En el proceso de fijación de N2, se desprende H2. La producción de H2 por los nódulos de las leguminosas supone una pérdida de energía y constituye la principal fuente de ineficiencia de la simbiosis. La introducción de la capacidad de reciclado de H2 en cepas carentes de ella es un medio potencial de mejora de la productividad de las correspondientes leguminosas hospedadoras. Con el fin de incorporar los genes de oxidación de H2 se construyó un minitransposón que permitió la incorporación de las 19 kb de la agrupación génica de la hidrogenasa de Rhizobium leguminosarum bv. viciae UPM791 en el genoma de diversas especies de Rhizobiaceae. Este transposón resultó ser un vehículo muy eficaz para la incorporación de forma estable del sistema hidrogenasa. La expresión de dicho sistema fue dependiente del fondo genético, siendo las asociaciones B. japonicum /soja, R. etli/judías, R. leguminosarum bv, viciae PRE/guisantes y M. loti/lotus las más permisivas para actividad hidrogenasa. Esta dependencia se produjo tanto a nivel de especie de rhizobio como a nivel de cepa. En las asociaciones simbióticas en las que el sistema hidrogenasa se expresó eficientemente, la presencia de una sola copia del sistema fue suficiente para reciclar la totalidad del H2 generado por la nitrogenasa. El acoplamiento del sistema hidrogenasa a la generación de ATP también fue dependiente del fondo genético, estando acoplado en el caso de la simbiosis B. japonicum /soja. Para poder utilizar los inoculantes construidos en ensayos de campo es necesario eliminar el gen de resistencia a espectinomicina que acompaña a los genes de oxidación de H2. Para ello se desarrolló una estrategia que además permitió caracterizar fácilmente el lugar en el que se ha producido la inserción del transposón. La actividad hidrogenasa en R. leguminosarum está limitada por la disponibilidad de Ni en la solución nutritiva del suelo. Con el objeto de analizar los pasos limitantes en la provisión de Ni para la síntesis de metaloenzimas en bacteroides se analizó el transporte de este elemento en células vegetativas y simbióticas de la cepa UPM791. Las células vegetativas incorporaron Ni a través de los canales de Mg, mientras que los bacteroides de esta cepa indujeron en simbiosis un transportador de Ni que presenta una afinidad media y una elevada capacidad de transporte y que es específico de Ni. Así mismo se ha demostrado que un la membrana peribacteroidal también existe un transportador independiente de Mg y que dicha membrana no supone una limitación al aporte de Ni al bacteroide. El sistema de transporte de Ni no está ligado al sistema hidrogenasa en R. leguminosarum.