Synthesis and degradation of indole-3-acetic acid by burkholderia phytofirmans PsJN

Se ha descrito que las rizobacterias promotoras del crecimiento de plantas (PGPR) usan múltiples mecanismos para producir su efecto benéfico sobre las plantas, tal como la síntesis de la fitohormona auxina ácido indol-3-acético (IAA). Se han propuesto varias vías de biosíntesis del IAA en bacterias, con triptófano como su principal precursor. Por otro lado, se han reportado bacterias capaces de utilizar IAA como única fuente de carbono y energía, asociando esta habilidad con los genes iac, aunque la función y regulación de estos genes es escasamente comprendida. Además, es sabido que las plantas usan múltiples mecanismos para alcanzar la homeostasis de auxinas, incluyendo su biosíntesis y catabolismo.

En este contexto, se ha propuesto que las bacterias que poseen simultáneamente genes relacionados a síntesis y degradación de IAA podrían controlar las asociaciones planta-bacteria. Este sería el caso de la β-proteobacteria Burkholderia phytofirmans PsJN, capaz de establecer interacciones benéficas con plantas, debido a que posee habilidades de biosíntesis y degradación de IAA.

Se determinó que la cepa PsJN produciría IAA mediante al menos tres vías funcionales diferentes de biosíntesis dependientes de triptófano. Además, se observó que la cepa PsJN usa IAA como única fuente de carbono y energía empleando los genes iac para este propósito, y se propusieron los pasos en que cada gen estaría involucrado en la degradación de IAA. Asimismo, se reportó que los genes iacA, iacF e iacG presentan redundancia funcional y se encontraron algunas pistas sobre la regulación de los genes iac. Adicionalmente, se determinó que la degradación de IAA juega un papel en la promoción de crecimiento de plantas. Por otra parte, se observó que la degradación de IAA a través de los genes iac fue reprimida por la presencia de triptófano, pero, sorprendentemente, cuando el metabolismo de triptófano está activado el IAA es degradado a través de una vía independiente de los genes iac.

En conclusión, estos resultados sugieren que existe una compleja regulación en el metabolismo de IAA en B. phytofirmans PsJN.

• Nombre: Raúl Donoso Luna
• Laboratorio: Biotecnología - UAI
• Mención: Genética Molecular y Microbiología
• Director Tesis: Bernardo González

Artículos Publicados

1.   Zúñiga A, Poupin MJ, Donoso R, Ledger T, Guiliani N, Gutiérrez RA, González B. (2013) Quorum sensing and indole-3-acetic acid degradation play a role in colonization and plant growth promotion of Arabidopsis thaliana by Burkholderia phytofirmans PsJN. Mol Plant Microbe Interact. 26(5): 546-53

2.   Donoso R, Zuñiga A, Leiva-Novoa P, Gonzalez B. Indole-3-acetic acid (auxin phytohormone) degradation and interplay with it biosyntesis by the plant growth promoting bacterium Burkholderia phytofirmans PsJN. En preparación.