Taxonomía polifásica de poblaciones de microorganismos que establecen simbiosis con Phaseolus vulgaris

Abstract

La alubia, Phaseolus vulgaris, es un cultivo de gran importancia en la Península Ibérica, lo que la convierte en un modelo muy adecuado para el estudio de poblaciones endófitas en distintos suelos. En este estudio se han elegido una serie de suelos en el Noroeste de Portugal, que presentan la particularidad de ser suelos de montaña que han sido sometidos a técnicas de cultivo tradicional, sin abonos químicos, durante muchísimos años, y sobre los que se ha cultivado alubias de una variedad local de generación en generación. Se han aislado microorganismos endosimbiontes a partir de nódulos de plantas de Phaseolus vulgaris, y se ha realizado la caracterización polifásica de las cepas aisladas mediante la utilización de métodos fenotípicos y moleculares. Los resultados más sobresaliente fueron: Se aislaron 186 cepas de microorganismos endófitos de Phaseolus vulgaris, de las cuales 180 fueron capaces de producir nódulos efectivos y el resto fueron capaces de penetrar en sus raíces sin originar estructuras diferenciadas. La caracterización genotípica y fenotípica permitió la identificación de todas las cepas aisladas a nivel de especie y/o subespecie. De acuerdo con los resultados obtenidos, el 82% de las cepas fueron identificadas como Rhizobium rhizogenes, el 15% como Rhizobium tropici tipo A y el 3% como cepas del género Herbaspirillum. Por primera vez se aislaron cepas de R. rhizogenes (Agrobacterium rhizogenes) capaces de formar nódulos en plantas de Phaseolus vulgaris. De acuerdo con los resultados de los perfiles de TP-RAPD dentro de la especie Rhizobium rhizogenes puede haber más de una subespecie, hecho que será necesario comprobar en posteriores estudios. Se ha demostrado que existen cepas de Rhizobium tropici tipo A en la Península Ibérica y que, además, estas cepas portan en el gen 16S el mismo “inserto” que las cepas americanas. Se ha caracterizado e identificado una nueva especie del género Herbaspirillum que se ha denominado Herbaspirillum lusitanum. La especie Herbaspirillum lusitanum es la primera que se describe como endófito de leguminosas.

The common bean, Phaseolus vulgaris, is a staple grain-legume in the Iberian Peninsula and, therefore, a very appropriate model for studying the soil bacterial endophytic populations. In this study, different mountain soils from the north-west of Portugal were chosen because they have been cultivated following traditional agronomical practices from the antiquity, avoiding the use of chemical fertilizers, and where a local genotype of of Phaseolus has been recurrently planted. Endosymbiont microorganisms were isolated from nodules of Phaseolus vulgaris plants, and their polyphasic characterization performed by using phenotypic and genotypic methods. The main results were: From a total of 186 isolates, 180 formed effective root nodules in Phaseolus vulgaris plants. The remainder six strains were able to infect Phaseolus vulgaris roots but they did not form any differentiated structure. Their genotypic and phenotypic characterization allowed to identify all these isolates at a taxonomic level of species and/or subspecies. From the 186 isolates, the 82% was identified as Rhizobium rhizogenes, 15 % as Rhizobium tropici type A, and the remaining 3 % as members of the genus Herbaspirillum. To the best of our knowledge, strains of R. rhizogenes (Agrobacterium rhizogenes) able to nodulate Phaseolus vulgaris plants were isolated by the first time. The TP-RAPD profiles indicated that there could be more than one subespecies of Rhizobium rhizogenes, although more detailled studies should be done to verify that result. It has been demonstrated that Rhizobium tropici type A strains can be found in soils from the Iberian Peninsula. These strains showed a “insert” in its 16S rRNA gen that is identical to that found in strains from American origen. It has been characterized and identified a new species of the genus Herbaspirillum designated as Herbaspirillum lusitanum. To our knowledge, this is the first report on the undoubted association of a bacterium of the genus Herbaspirillum with a leguminous plant.