Mejorando rasgos beneficiosos en subsp. TE3 a través de cambios genómicos inducidos por UV
Autores: Morales Sandoval, Pamela Helué; Ortega Urquieta, María Edith; Valenzuela Ruíz, Valeria; Montañez Acosta, Kevin; Campos Castro, Kevin Alejandro; Parra Cota, Fannie I.; Santoyo, Gustavo; de los Santos Villalobos, Sergio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Mejorando rasgos beneficiosos en subsp. TE3 a través de cambios genómicos inducidos por UV
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Bioprospección
Inducción de mutaciones
Inoculantes microbianos
Mutación inducida por UV
Rasgos agrobiotecnológicos
Biocontrol
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
Es esencial buscar nuevas tecnologías que promuevan prácticas sostenibles para los agroecosistemas; así, la bioprospección de microorganismos beneficiosos complementada con técnicas de inducción de mutaciones para mejorar sus rasgos genómicos, metabólicos y funcionales es una estrategia prometedora para el desarrollo de inoculantes microbianos sostenibles. La cepa TE3, un agente de promoción del crecimiento de plantas y control biológico previamente reconocido, fue sometida a inducción de mutaciones por UV para mejorar estos rasgos agrobiotecnológicos. Se realizaron diluciones que se esparcieron en placas de Petri y se colocaron bajo una lámpara UV de 20 W en intervalos de 10 minutos durante 60 minutos. Después de la mutación inducida por UV de esta cepa, 27 colonias bacterianas mostraron diferencias morfológicas en comparación con la cepa tipo salvaje; sin embargo, solo una cepa llamada TE3-UV25 mostró una mejora del 53.6% en el biocontrol frente a la cepa tipo salvaje, por competencia de nutrientes y espacio (solo detectada en la cepa mutante), así como metabolitos difusibles. Además, se evaluó la capacidad de promover el crecimiento del trigo realizando experimentos bajo condiciones específicas de invernadero, considerando tratamientos no inoculados, cepa TE3 y cepa TE3-UV25. Así, después de 120 días, se cuantificaron rasgos biométricos en plántulas y se realizaron análisis estadísticos, que mostraron que la cepa TE3-UV25 mantuvo su capacidad para promover el crecimiento del trigo en comparación con la cepa tipo salvaje. Por otro lado, utilizando herramientas bioinformáticas como ANI, GGDC y TYGS, se realizaron el Índice de Relación Genómica Global (OGRI) y la relación filogenómica de la cepa mutante TE3-UV25, confirmando que cambió su afiliación taxonómica de subsp. a . Además, el análisis del genoma mostró que la cepa mutante, la cepa tipo salvaje y las cepas compartieron 3654 genes ortólogos; sin embargo, se encontró un mayor número de genes compartidos (3954) entre la cepa mutante TE3-UV25 y 168, mientras que la cepa mutante compartió 3703 genes con la cepa tipo salvaje. Se realizó minería del genoma utilizando el servidor web AntiSMASH v7.0 y mostró que las cepas mutante y tipo salvaje compartieron seis grupos de genes biosintéticos asociados con el biocontrol, pero además, el grupo de ácido pulquerriminico solo se detectó en el genoma de la cepa mutante y la Rhizocticina A se detectó exclusivamente en el genoma de la cepa tipo salvaje. Finalmente, utilizando la herramienta PlaBase, se detectaron diferencias en el número de genes (17) asociados con funciones beneficiosas en agroecosistemas en el genoma de la cepa mutante frente a la cepa tipo salvaje, tales como biofertilización, biorremediación, colonización del sistema de plantas, exclusión competitiva, fitohormona, estimulación de la respuesta inmune de las plantas, funciones putativas, control del estrés y biocontrol. Así, la mutación inducida por UV fue una estrategia exitosa para mejorar la bioactividad de subsp. TE3 relacionada con las aplicaciones agrobiotecnológicas. La cepa mutante obtenida, TE3-UV25, es una cepa prometedora para ser estudiada más a fondo como ingrediente activo para la bioformulación de inoculantes bacterianos para migrar hacia una agricultura sostenible.
Descripción
Es esencial buscar nuevas tecnologías que promuevan prácticas sostenibles para los agroecosistemas; así, la bioprospección de microorganismos beneficiosos complementada con técnicas de inducción de mutaciones para mejorar sus rasgos genómicos, metabólicos y funcionales es una estrategia prometedora para el desarrollo de inoculantes microbianos sostenibles. La cepa TE3, un agente de promoción del crecimiento de plantas y control biológico previamente reconocido, fue sometida a inducción de mutaciones por UV para mejorar estos rasgos agrobiotecnológicos. Se realizaron diluciones que se esparcieron en placas de Petri y se colocaron bajo una lámpara UV de 20 W en intervalos de 10 minutos durante 60 minutos. Después de la mutación inducida por UV de esta cepa, 27 colonias bacterianas mostraron diferencias morfológicas en comparación con la cepa tipo salvaje; sin embargo, solo una cepa llamada TE3-UV25 mostró una mejora del 53.6% en el biocontrol frente a la cepa tipo salvaje, por competencia de nutrientes y espacio (solo detectada en la cepa mutante), así como metabolitos difusibles. Además, se evaluó la capacidad de promover el crecimiento del trigo realizando experimentos bajo condiciones específicas de invernadero, considerando tratamientos no inoculados, cepa TE3 y cepa TE3-UV25. Así, después de 120 días, se cuantificaron rasgos biométricos en plántulas y se realizaron análisis estadísticos, que mostraron que la cepa TE3-UV25 mantuvo su capacidad para promover el crecimiento del trigo en comparación con la cepa tipo salvaje. Por otro lado, utilizando herramientas bioinformáticas como ANI, GGDC y TYGS, se realizaron el Índice de Relación Genómica Global (OGRI) y la relación filogenómica de la cepa mutante TE3-UV25, confirmando que cambió su afiliación taxonómica de subsp. a . Además, el análisis del genoma mostró que la cepa mutante, la cepa tipo salvaje y las cepas compartieron 3654 genes ortólogos; sin embargo, se encontró un mayor número de genes compartidos (3954) entre la cepa mutante TE3-UV25 y 168, mientras que la cepa mutante compartió 3703 genes con la cepa tipo salvaje. Se realizó minería del genoma utilizando el servidor web AntiSMASH v7.0 y mostró que las cepas mutante y tipo salvaje compartieron seis grupos de genes biosintéticos asociados con el biocontrol, pero además, el grupo de ácido pulquerriminico solo se detectó en el genoma de la cepa mutante y la Rhizocticina A se detectó exclusivamente en el genoma de la cepa tipo salvaje. Finalmente, utilizando la herramienta PlaBase, se detectaron diferencias en el número de genes (17) asociados con funciones beneficiosas en agroecosistemas en el genoma de la cepa mutante frente a la cepa tipo salvaje, tales como biofertilización, biorremediación, colonización del sistema de plantas, exclusión competitiva, fitohormona, estimulación de la respuesta inmune de las plantas, funciones putativas, control del estrés y biocontrol. Así, la mutación inducida por UV fue una estrategia exitosa para mejorar la bioactividad de subsp. TE3 relacionada con las aplicaciones agrobiotecnológicas. La cepa mutante obtenida, TE3-UV25, es una cepa prometedora para ser estudiada más a fondo como ingrediente activo para la bioformulación de inoculantes bacterianos para migrar hacia una agricultura sostenible.