Descifran un nuevo genoma de bacterias implicadas en el aprovechamiento agronómico del nitrógeno atmosférico

Un grupo de investigadores de la Estación Experimental del Zaidín (EEZ), centro perteneciente a la Agencia Estatal Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha descifrado el genoma completo de una nueva estirpe (GR4) de la bacteria Sinorhizobium meliloti.

Esta secuenciación ha requerido tan sólo la participación de cinco investigadores pertenecientes a la EEZ, a diferencia de lo que sucedía hace algunos años, cuando eran necesarios grandes consorcios de investigación internacionales para llevar a cabo proyectos de esta envergadura.

“La secuencia definitiva se ha obtenido gracias a una gran cobertura de lecturas, estimada en 70 veces el tamaño del genoma, lo que ha permitido ensamblar el rompecabezas de la secuencia genómica completa de la bacteria. En la actualidad, es una tarea que se desarrolla en pocos meses a diferencia de los años que se requerían hasta hace poco tiempo”, declara Francisco Martínez-Abarca Pastor, uno de los científicos que ha participado en el estudio.

Esta bacteria, perteneciente al género Sinorhizobium, es capaz de fijar el nitrógeno atmosférico posibilitando así la asimilación de éste por las plantas leguminosas con las que establece asociaciones simbióticas en la naturaleza. Este género de bacterias pertenece a un grupo más amplio de microorganismos fijadores de nitrógeno a los que se conoce colectivamente como rizobios y que están asociados a plantas leguminosas forrajeras de gran importancia agronómica.

De esta asociación mutualista, la leguminosa consigue un aporte de nitrógeno que favorece su desarrollo, obteniéndose una mayor producción en los cultivos. Un valor añadido de estas simbiosis es que evita la necesidad de utilizar abonos nitrogenados, ya que la bacteria se encarga de que la planta tenga el correcto aporte de nitrógeno, lo que supone un gran ahorro económico en la agricultura y se evita el deterioro ambiental que causa el uso de fertilizantes químicos.

Genoma GR4

En concreto, la bacteria que ha sido secuenciada por el grupo de investigación de Ecología Genética de la Rizosfera, del Departamento de Microbiología del Suelo y Sistemas Simbióticos de la EEZ-CSIC, es la estirpe de Sinorhizobium meliloti GR4. Este aislado se lleva estudiando desde finales de los años 70 en la EEZ. Es una cepa predominante en colecciones de suelos de Granada en la cual se habían encontrado determinantes genéticos que confieren una mayor competitividad por la formación de nódulos en las raíces de plantas de alfalfa (Medicago sativa).

Este genoma se une a los de otros cuatro aislados de esta especie, Sinorhizobium meliloti, disponibles actualmente en las bases de datos.

El genoma de GR4 consta de 5 unidades replicativas independientes.Las primeras estimaciones apuntan a codifica 6.700 proteínas, y al menos 1066 moléculas de ácido ribonucleico RNA que no se traducen finalmente a proteínas, pero que como éstas pueden tener funciones biológicas muy relevantes, todas ellas por descubrir.

“El estudio funcional de este genoma permitirá profundizar en las bases genético-moleculares que rigen el establecimiento de las simbiosis mutualistas entre los rizobios y las leguminosas así como la optimización de la explotación biotecnológica de estas interacciones de tanta importancia para la sostenibilidad del planeta” concluye Martínez-Abarca.