Particiacióm del Óxido Nítrico y Nitrato Reductasa en la inhibición por nitrato de la interacción leguminosa-rizobio.

Abstract

El nitrógeno en las plantas es de vital importancia, siendo el principal macronutriente que más condiciona el crecimiento y desarrollo de las mismas. Las principales fuentes de nitrógeno para las plantas son nitra tos, nitrito y amonio. Las formas oxidadas como nitrato y nitrito deben ser reducidas a amonio para poder ser asimiladas en cadenas carbonadas formando aminoácidos y nucleótidos. En dicha reducción partici- pan las enzimas Nitrato Reductasa (NR) y Nitrito Reductasa (NiR). A pesar de que la atmósfera posee un 79% de nitrógeno, el mismo no está disponible de manera directa para las plantas. La Fijación Biológica del Nitrógeno(FBN), mediado por el complejo Nitrogenasa,el cual solamente es codificado en organismos procariotas, permite la reducción y asimilación del nitrógeno atmosférico. Este proceso ocurre tanto en bacterias de vida libre como en bacterias que establecen simbiosis con plantas. La interacción entre leguminosas y bacterias fijadoras de nitrógeno se generó hace uno 40 millones de años y significó una importante ventaja evolutiva para esta familia de plantas, las cuales tienen altos requerimientos de nitrógeno debido que las proteínas son una forma principal de reservas seminales. La interacción simbiótica leguminosa rizobio conlleva la formación de un nuevo órgano: el nódulo, donde tiene lugar la FBN dado que este nuevo órgano brinda las condiciones micro anaeróbicas óptimas para la actividad Nitrogenasa. La interacción leguminosa- rizobios es un proceso finamente regulado y mediado por un diálogo molecular entre planta y bacteria, sumamente sensible y dependiente de las condiciones ambientales en la que se encuentran tanto hospedante como huésped. Una de estas condiciones es la disponibilidad de nitrógeno en el suelo, que cuando es limitante favorece y cuando es óptima o excesiva inhibe la interacción simbiótica. Otra condición es la presencia o ausencia de oxígeno. Se sabe que el O2 es necesario para la actividad respiratoria de los bacteroides y que en ambientes denominados anóxicos, carentes de oxígeno,con disponibilidad de nitrito y nitrato como aceptores de electrones,suele producirse la desnitrificación, proceso por el cual el nitrato y el nitrito reemplazan al oxígeno en la cadena de trans- porte de electrones. Este proceso integra cuatro etapas de reducción secuenciales, catalizados por diversas enzimas, entre ellas la nitrito reductasas y nitrato reductasa. El óxido nítrico (ON) es una molécu la señal involucrada en numerosos procesos fisiológicos, los que a nivel de raíz incluyen: formación de raíces laterales, elongación de pelos radicales, respuesta gravitrópicas, y también en las diferentes etapas de la interacción simbiótica leguminosa rizobio. A diferencia de animales, las plantas no presen tan gen de la óxido nítrico sintasa. Existen numerosas evidencias que indican que una de las fuentes principales de ON en plantas estaría relacionado con la actividad Nitrato Reductasa. Con este marco conceptual y dado que no existe información sobre la participación del ON generado por actividad NR, como mediador en la inhibición de nodulación mediada por nitratos, se planteó la siguiente hipótesis: La inhibición de la nodulación en soja por nitratos se debe, al menos en parte, a la producción de óxido nítrico mediado por la actividad nitrato reductasa. Para contrastar esta hipótesis el Objetivo del trabajo fue estudiar la participación del óxido nítrico y nitrato reductasa en la inhibición de la interacción simbiótica leguminosa-rizobio mediada por nitrato. Bajo este marco de estudio se evidenció que la presencia de nitrato e hipoxia aumentó los niveles de proteína Nitrato Reductasa y su actividad, además indujo la generación de ON en las raíces mantenidas en condiciones no inhibitorias de la nodulación. Al mismo tiempo que se demostró que el ON actuaría como una molécula inhibidora de la interacción simbiótica con B. japonicum en raíces de soja.