Diversidad Genética y Potencial de Nodulación de Estrains en Frijol Vigna y Soja
Autores: Pereira de Moraes Carvalho, Camila; Oliveira, Alberto Fernandes; Rouws, Luc Felicianus Marie; dos Santos Dourado, Fernanda; Reed Rodrigues Coelho, Marcia; Alves, Bruno José Rodrigues; Zilli, Jerri Édson
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Diversidad genética
Relaciones simbióticas
Cepas nativas
Análisis filogenéticos
Secuenciación de genomas completos
Eficiencia simbiótica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 4
Citaciones: Sin citaciones
es un género genéticamente diverso que forma simbiosis con numerosas leguminosas, incluyendo cultivos importantes como el frijol de ojo negro y la soja. Comprender la diversidad genética y simbiótica de las cepas nativas es esencial para mejorar las tecnologías de inoculación y aumentar la fijación biológica de nitrógeno en sistemas agrícolas tropicales. Este estudio investigó cepas asociadas con estas dos leguminosas cultivadas en suelos tropicales adyacentes en Brasil para elucidar sus relaciones genéticas, clasificación taxonómica y compatibilidad con el hospedador. Un total de 34 cepas aisladas de nódulos de frijol de ojo negro y soja fueron caracterizadas utilizando análisis filogenéticos multilocus (16S rRNA). Las cepas seleccionadas fueron sometidas a secuenciación de genoma completo para análisis comparativos basados en la identidad promedio de nucleótidos (ANI) y la hibridación digital de ADN-ADN (dDDH). Se realizaron ensayos de cruzamiento de inoculación para evaluar la capacidad de nodulación y la eficiencia simbiótica en ambos hospedadores. Las cepas mostraron alta diversidad genética, formando múltiples clústeres filogenéticos. La mayoría se agruparon dentro del superclado, mientras que varias ocuparon linajes divergentes, algunos representando potencialmente nuevos taxones. Los análisis basados en el genoma respaldaron estos hallazgos, mostrando valores de ANI intracluster superiores al 95-96% y valores intercluster inferiores al 94%. Un grupo distinto de cepas derivadas de frijol de ojo negro exhibió alta eficiencia simbiótica pero baja similitud genómica con cepas tipo conocidas, sugiriendo la presencia de una nueva especie con potencial uso en inoculantes. En contraste, algunas cepas derivadas de soja eran genéticamente idénticas a inoculantes comerciales, indicando persistencia o reaislamiento de suelos previamente inoculados. Notablemente, la cepa BR 13971, aislada de soja, noduló eficientemente ambos hospedadores, demostrando un amplio rango de hospedador y sugiriendo un simbiovar único. Los ensayos de cruzamiento de inoculación mostraron que las cepas derivadas de soja nodularon efectivamente el frijol de ojo negro, mientras que las cepas derivadas de frijol de ojo negro no nodularon la soja, indicando compatibilidad asimétrica entre hospedadores. Particularmente para el frijol de ojo negro, las cepas BR 10926 y BR 10750 demostraron mayor eficiencia simbiótica que las cepas actualmente recomendadas para este cultivo. En general, estos hallazgos mejoran la comprensión de la diversidad en suelos tropicales y destacan cepas nativas prometedoras para el desarrollo futuro de inoculantes.
Descripción
es un género genéticamente diverso que forma simbiosis con numerosas leguminosas, incluyendo cultivos importantes como el frijol de ojo negro y la soja. Comprender la diversidad genética y simbiótica de las cepas nativas es esencial para mejorar las tecnologías de inoculación y aumentar la fijación biológica de nitrógeno en sistemas agrícolas tropicales. Este estudio investigó cepas asociadas con estas dos leguminosas cultivadas en suelos tropicales adyacentes en Brasil para elucidar sus relaciones genéticas, clasificación taxonómica y compatibilidad con el hospedador. Un total de 34 cepas aisladas de nódulos de frijol de ojo negro y soja fueron caracterizadas utilizando análisis filogenéticos multilocus (16S rRNA). Las cepas seleccionadas fueron sometidas a secuenciación de genoma completo para análisis comparativos basados en la identidad promedio de nucleótidos (ANI) y la hibridación digital de ADN-ADN (dDDH). Se realizaron ensayos de cruzamiento de inoculación para evaluar la capacidad de nodulación y la eficiencia simbiótica en ambos hospedadores. Las cepas mostraron alta diversidad genética, formando múltiples clústeres filogenéticos. La mayoría se agruparon dentro del superclado, mientras que varias ocuparon linajes divergentes, algunos representando potencialmente nuevos taxones. Los análisis basados en el genoma respaldaron estos hallazgos, mostrando valores de ANI intracluster superiores al 95-96% y valores intercluster inferiores al 94%. Un grupo distinto de cepas derivadas de frijol de ojo negro exhibió alta eficiencia simbiótica pero baja similitud genómica con cepas tipo conocidas, sugiriendo la presencia de una nueva especie con potencial uso en inoculantes. En contraste, algunas cepas derivadas de soja eran genéticamente idénticas a inoculantes comerciales, indicando persistencia o reaislamiento de suelos previamente inoculados. Notablemente, la cepa BR 13971, aislada de soja, noduló eficientemente ambos hospedadores, demostrando un amplio rango de hospedador y sugiriendo un simbiovar único. Los ensayos de cruzamiento de inoculación mostraron que las cepas derivadas de soja nodularon efectivamente el frijol de ojo negro, mientras que las cepas derivadas de frijol de ojo negro no nodularon la soja, indicando compatibilidad asimétrica entre hospedadores. Particularmente para el frijol de ojo negro, las cepas BR 10926 y BR 10750 demostraron mayor eficiencia simbiótica que las cepas actualmente recomendadas para este cultivo. En general, estos hallazgos mejoran la comprensión de la diversidad en suelos tropicales y destacan cepas nativas prometedoras para el desarrollo futuro de inoculantes.