La simbiosis que se establece entre las raíces de plantas leguminosas y bacterias de la familia Rhizobiaceae da como resultado la formación de los nódulos fijadores de nitrógeno. Para que esta relación se inicie se requiere de un intercambio de señales químicas entre ambos simbiontes y de la expresión y regulación coordinadas de genes tanto de la planta como de la bacteria. En nuestro grupo de trabajo estamos interesados en estudiar las etapas iniciales de la interacción simbiótica entre frijol, que es una leguminosa de gran importancia en México, con su microsimbionte, Rhizobium etli. En este proyecto, proponemos analizar la generación de especies de oxígeno reactivas (EOR) y el papel de las NADPH oxidasas en las raíces de Phaseolus vulgaris en el inicio de la simbiosis con R. etli. Para esto, se determinará el número de genes de las NADPH oxidasas de frijol y se llevará a cabo un análisis comparativo in silico de estas oxidasas en leguminosas. Se medirá la actividad de las NADPH oxidasas, en las raíces y en las raíces inoculadas con la bacteria a tiempos cortos (0,3,5,10,15 y 30 min, a 1,4,8,12,24,48 y 72 hr y 5 días); también analizaremos la generación de especies de oxígeno reactivas a los mismos tiempos. Se determinará la expresión espacio-temporal del transcrito de las NADPH oxidasas en las etapas tempranas de la interacción simbiótica, en las raíces inoculadas y sin inocular. Con el objetivo de analizar el papel de las NADPH oxidasas que se expresen en las raíces de frijol en simbiosis con rizobia, se inducirán raíces transgénicas de frijol silenciadas, mediante ARN interferente y se analizará su fenotipo en funcion del nivel de silenciamiento obtenido, en raíces inoculadas con la bacteria y sin inocular. Se medirán las actividades de las NADPH oxidasas y la producción de EOR en las raíces de las plantas silenciadas, así como los niveles del transcrito de las NADPH oxidasas. Con la integración de los resultados que se obtengan, pretendemos aportar conocimiento de frontera en relación al papel de las EOR y de las NADPH oxidasas en el inicio de la interacción simbiótica entre P. vulgaris y R. etli.

En este proyecto se analizará la generación de EOR y el papel que juegan las NADPH oxidasas en las etapas iniciales de la interacción simbiótica que se establece entre las raíces de frijol y la bacteria gram-negativa del suelo, Rhizobium etli, que es su microsimbionte. Este trabajo se llevará a cabo midiendo la actividad de las NADPH oxidasas, la producción de EOR desde tiempos cortos (minutos y horas) hasta 5 días en raíces sin inocular y en raíces después de la infección con rizobia; también se analizará la expresión espacio-temporal de los transcritos de estas enzimas. Los datos que arrojen estos estudios, nos permitirán determinar el papel de estas enzimas en el proceso simbiótico y definir si los FN sintetizados por Rhizobium etli, podrían modular positiva y negativamente la expresión de las NADPH oxidasas y por consiguiente, los niveles intracelulares de EOR, durante las etapas iniciales de la simbiosis frijol-rizobia. Con los resultados obtenidos en este proyecto, se podrá contribuir con conocimiento de frontera en el área de la interacción simbiótica leguminosa-rizobia y con la publicación de por lo menos un artículo en una revista de difusión internacional con arbitraje, así como la graduación de un estudiante de doctorado y el entrenamiento de dos estudiantes a nivel licenciatura.