快生型大豆根瘤菌（Rhizobium fredii）与野大豆（Glycine soja）相互作用的研究

快生型大豆根瘤菌（Rhizobium fredii）能浸染野大豆（Glycine soja）和栽培大豆（Glycine max）根部并形成固氮的根瘤。本文研究了R.fredii对野大豆的识别和侵染。通过研究R.fredii与大豆植物凝集素（SBL）结合和根毛吸附，R. fredii的EPS缺失突变株结瘤能力分析。结瘤；能力下降的突变株表面多糖分析等。发现了R.fredii与野大豆识别和侵染过程的特殊性。研究表明，（1）发现R.fredii与B.Jiaponicum和宿主的识别有不同的方式， 这在世界上是首次证明同一豆科宿主对不同的共生根瘤菌有不同的识别机制。这对认识宿主牧民性控制，研究扩大结瘤固氮范围等有重要意义；（2）第一个进行了R.fredii的Exo~-突变型的分离和鉴定。发现R. fredii的EPS产量和组成的严重发迹并不影响识别和侵染。说明在其他一些根瘤菌中发现的EPS作为宿主防御机制的保护层的作用。在R.fredii-野大豆和栽培大豆的共生结瘤中并不着急丰富了对根瘤菌EPS功能的新认识。并提出EPS作为保护层的作用与宿主植物类型有关的假设；（3）首次获得了LPS发生变化的R. fredii突变株Exol。并研究了其结瘤能力下降的现象与侵染能力和表面多糖变化的关系。提出R. fredii SG2的LPS可能在野大豆根毛郑曲和根瘤菌侵染过程中起重要作用。

Evolución de poblaciones de Rhizobium Meliloti en turba

p.139-144

Falta de respuesta a la inoculación de Poroto Alubia con cepas de Rhizobium phaseoli en el Noroeste Argentino

p.263-270

Selección de cepas de Rhizobium japonicum para la inoculación de soja en el Noroeste Argentino

p.255-261

Cultivos de Rhizobium phaseoli en sistema sumergido

p.19-27

Cinética de sobrevivencia de Rhizobium meliloti B - 36 sobre semilla preinoculada con diferentes adhesivos y coberturas

p.167-171

Studies on the biodegradation of fosfomycin: Growth of Rhizobium huakuii PMY1 on possible intermediates synthesised chemically

The first step of the mineralisation of fosfomycin by R. huakuii PMY1 is hydrolytic ring opening with the formation of (1R, 2R)-1,2-dihydroxypropylphosphonic acid. This phosphonic acid and its three stereoisomers were synthesised by chemical means and tested as their ammonium salts for mineralisation as evidenced by release of P-i. Only the (1R, 2R)-isomer was degraded. A number of salts of phosphonic acids such as (+/-)-1,2-epoxybutyl-, (+/-)-1,2-dihydroxyethyl-, 2-oxopropyl-, (+/-)-2-hydroxypropyl-, (+/-)-1-hydroxypropyl- and (+/-)-1-hydroxy-2-oxopropylphosphonic acid were synthesised chemically, but none supported growth. In vitro C-P bond cleavage activity was however detected with the last phosphonic acid. A mechanism involving phosphite had to be discarded as it could not be used as a phosphorus source. R. huakuii PMY1 grew well on (R)- and ( S)- lactic acid and hydroxyacetone, but less well on propionic acid and not on acetone or (R)- and (+/-)-1,2-propanediol. The Pi released from (1R, 2R)-1,2-dihydroxypropylphosphonic acid labelled with one oxygen-18 in the PO3H2 group did not stay long enough in the cells to allow complete exchange of O-18 for O-16 by enzymic turnover.

Studies on the biodegradation of fosfomycin: Synthesis of 13C-labeled intermediates, feeding experiments with rhizobium huakuii PMY1, and Isolation of Labeled Amino Acids from Cell Mass by HPLC

Racemic (1R*,2R*)-1,2-dihydroxy-[1- ^{13C ₁]propylphosphonic acid and 1-hydroxy-[1- 13C ₁]acetone were synthesized and fed to R. huakuii PMY1. Alanine and a mixture of valine and methionine were isolated as their N-acetyl derivatives from the cell hydrolysate by reversed-phase HPLC and analyzed by NMR spectroscopy. It was found that the carbon atoms of the respective carboxyl groups were highly 13C-labeled (up to 65 %). Hydroxyacetone is therefore considered an obligatory intermediate of the biodegradation of fosfomycin by R. huakuii PMY1.}

Biodegradation of phosphonomycin by Rhizobium huakuii PMY1

The biodegradation by Rhizobium huakuii PMY1 of up to 10 mM phasphonomycin as a carbon, energy, and phosphorus source with accompanying P-1 release is described. This biodegradation represents a further mechanism of resistance to this antibiotic and a novel, phosphate-deregulated route for organophosphonate metabolism by Rhizobium spp.

Efeitos da toxicidade por metais pesados em Rhizobium leguminosarum bv. trifolii: diversidade e resposta de população isoladas de uma mina de chumbo

Nas últimas décadas verificou-se um aumento da contaminação dos solos com metais pesados resultante de processos antropogénicos. As descargas de efluentes industriais, a actividade mineira e a aplicação de lamas residuais e de fertilizantes são as principais fontes de metais pesados. Em certas regiões, a acumulação destes elementos nos solos tem atingido níveis preocupantes para o equilíbrio dos ecossistemas. Vários estudos têm demonstrado que os metais influenciam os microrganismos afectando adversamente o seu crescimento, morfologia e actividades bioquímicas resultando num decréscimo da biomassa e diversidade. Entre os microrganismos do solo, as bactérias pertencentes ao género Rhizobium têm um elevado interesse científico, económico e ecológico devido à sua capacidade para fixar azoto. Deste modo, o trabalho desenvolvido ao longo desta tese incidiu sobre o efeito da toxicidade imposta pelos metais nas bactérias fixadoras de azoto, em particular em Rhizobium leguminosarum bv. trifolii e teve como principais objectivos: determinar o efeito dos metais pesados na sobrevivência e na capacidade de fixar azoto dos isolados de rizóbio; avaliar a influência dos metais na diversidade das populações de rizóbio isoladas de solos contaminados; determinar os níveis de tolerância do rizóbio a diferentes metais e analisar a resposta ao stresse oxidativo imposto pelo cádmio. A Mina do Braçal foi o local de estudo escolhido uma vez que os seus solos estão muito contaminados com metais em resultado da extracção de minério durante mais de 100 anos. Foram escolhidos 3 solos com diferentes graus de contaminação, o solo BC com concentrações reduzidas de metais, escolhido por estar numa zona já fora da mina e designado por solo controlo e os solos BD e BA considerados medianamente e muito contaminados, respectivamente. O Pb e o Cd foram os metais predominantes nestes solos, assim como o metalóide As, cujas concentrações ultrapassaram largamente os limites previstos na lei. Sendo as enzimas do solo boas indicadoras da qualidade do mesmo, foi determinada a actividade de algumas como a desidrogenase (DHA) e a catalase (CAT). Ambas as enzimas correlacionaramse negativamente com as concentrações de metais nos solos. A dimensão das populações indígenas de rizóbio nos solos contaminados (BD e BA) foi bastante baixa, 9,1 bactérias g-1 de solo e 7,3 bactérias g-1 de solo, respectivamente, quando em comparação com a população do solo BC (4,24x104 bactérias g-1 de solo). Estes resultados parecem estar relacionados com o elevado conteúdo em metais e com o pH ácido dos solos. A capacidade simbiótica também foi afectada pela presença de metais, uma vez que os isolados originários do solo BD mostraram menor capacidade em fixar azoto do que os isolados do solo controlo. A diversidade das populações de rizóbio foi determinada com recurso à análise dos perfis de plasmídeos, perfis de REP e ERIC-PCR de DNA genómico e perfis de proteínas e lipopolissacarídeos. No conjunto dos 35 isolados analisados foram identificados 11 plasmídeos com pesos moleculares entre 669 kb e 56 kb. Embora a incidência de plasmídeos tenha sido superior nos isolados do solo BC verificou-se maior diversidade plasmídica na população isolada do solo BD. Resultados similares foram obtidos com os perfis de REP e ERIC-PCR e perfis de proteínas, que indicaram maior diversidade nas populações dos solos contaminados (BD e BA), contrariamente ao verificado por outros autores. O grau de tolerância aos metais pesados e ao arsénio dos vários isolados testados dependeu do metal e do local de origem. No geral, os isolados do solo BD mostraram maior tolerância aos metais do que os isolados do solo controlo, o que está de acordo com o esperado uma vez que geralmente as populações dos locais contaminados são mais tolerantes. Contudo, os isolados do local mais contaminado (BA) foram muito tolerantes apenas ao chumbo mostrando-se sensíveis aos restantes metais. A inoculação dos solos BC, BD e BA após irradiação com estirpes seleccionadas de rizóbio permitiu avaliar a sua sobrevivência ao longo de 12 meses em condições mais realistas. Verificou-se que após um decréscimo inicial, os isolados inoculados no solo BC conseguiram recuperar a dimensão das suas populações para números similares aos inicialmente introduzidos, contrariamente ao verificado no solo BD onde o número de rizóbios decresceu ao longo dos 12 meses. As condições adversas do solo BA apenas permitiram a sobrevivência de 4 isolados até aos 3 meses e apenas dois deles conseguiram sobreviver após 12 meses, designadamente C 3-1 e A 17-3. Estes isolados possuem um plasmídeo de 669 kb que poderá estar na base da sobrevivência destas estirpes. Por outro lado, o último isolado é originário do solo contaminado e por isso estará também mais adaptado a sobreviver às elevadas concentrações de Pb existentes no solo BA. Por fim, constatou-se que o cádmio, um dos metais presente em concentrações mais elevadas nos solos em estudo, é um indutor de stresse oxidativo nos isolados de rizóbio menos tolerantes o que foi confirmado pelo aumento de ROS e danos celulares ao nível dos lípidos.

Study of the Cd complexation mechanism by glutathione in Rhizobium leguminosarum

A associação simbiótica de plantas leguminosas com bactérias do género Rhizobium é o maior e mais eficiente contribuinte de azoto fixado biologicamente (Somasegaran e Hoben, 1994; Zahran, 1999). No entanto, o constante aumento da poluição em solos agrícolas, nomeadamente a contaminação por metais devido à aplicação de fertilizantes e de lamas, está a tornar-se um problema ambiental cada vez mais preocupante (Alloway, 1995a; Giller et al., 1998; Permina et al., 2006; Thorsen et al., 2009; Wani et al., 2008), influenciando de forma negativa a persistência destas bactérias nos solos agrícolas, assim como a sua eficácia de nodulação (Broos et al., 2005; Wani et al., 2008;. Zhengwei et al., 2005). Desta forma, o estudo dos mecanismos de tolerância de Rhizobium a metais tornou-se uma área de investigação de elevada importância. Com o trabalho apresentado nesta tese pretendeu-se perceber melhor a tolerância Rhizobium leguminosarum ao cádmio (Cd), dando particular atenção a um mecanismo de tolerância previamente descrito em R. leguminosarum (Lima et al., 2006): a complexação intracelular de Cd pelo tripéptido glutationa (GSH). Assim, o principal objectivo deste trabalho foi perceber melhor qual a importância deste mecanismo nos níveis de tolerância de rizóbio ao Cd. Como já tinha sido descrito em trabalhos anteriores (Figueira et al., 2005; Lima et al., 2006), foi possível verificar que a estirpe mais tolerante ao metal apresenta níveis mais elevados de Cd e GSH intracelulares. Demonstrou-se ainda que a tolerância ao Cd está dependente da maior eficiência no mecanismo de complexação observada na estirpe tolerante, logo durante as primeiras 12 h de crescimento. Gomes et al. (2002) verificou que a acumulação de complexos GSH-Cd no citoplasma inibe a entrada de metal na célula. Como neste trabalho se observou um aumento nos níveis de Cd intracelular na estirpe tolerante ao longo do tempo, surgiu a hipótese dos complexos serem excretados para o espaço periplasmático. Os elevados níveis de GSH e de Cd determinados no espaço periplasmático corroboraram esta hipótese. Neste trabalho demonstrou-se ainda que a eficácia do mecanismo de complexação, depende da actividade enzimática de uma isoforma específica de GST, que apresentou um elevado acréscimo de actividade na presença do metal. Desta forma, os resultados desta tese indicam que, a maior tolerância de R. leguminosarum ao Cd, depende da capacidade das estirpes para induzir a síntese de GSH na presença de Cd e, simultaneamente aumentar a actividade enzimática da GST específica, optimizando assim o mecanismo de complexação de Cd intracelular.