Secuenciación y análisis funcional de la cepa B25 de Bacillus sp. antagonista a Fusarium verticillioides

Abstract

El control biológico es un importante enfoque en el manejo efectivo de las enfermedades de cultivos de interés, y la genómica y transcriptómica son escenciales para el entendimiento de los mecanismos moleculares empleados para el control de enfermedades. Bacillus sp. cepa B25 es un agente de control biológico contra Fusarium verticillioides (Fv), patógeno del maíz, así como de otros hongos fitopatógenos. El objetivo de este trabajo fue el análisis genómico, transcriptómico y comparativo de B25 para identificar y estudiar genes asociados con la actividad antifúngica para elucidar los mecanismos de biocontrol en la bacteria. Se secuenció el genoma de B25, y las secuencias obtenidas fueron ensambladas. Posteriormente, se realizó una predicción y anotación funcional de genes, obteniéndose un cromosoma de 5,110,703 pb, compuesto por 5,251 genes codificantes para proteínas. Se realizó una búsqueda de genes asociados con mecanismos de biocontrol, identificándose algunos implicados en la producción de enzimas líticas como quitinasas, lipasas, una posible endoglucanasa y una quitosanasa, así como los genes estructurales necesarios para la producción de sideróforos como bacilibactina y petrobactina, el antibiótico surfactina y la producción de biopelículas. Se realizó un análisis de genómica comparativa de B25, tanto con cepas asociadas con el grupo B. cereus, como con las cepas reportadas como agentes de control biológico del género Bacillus Pseudomonas y Serratia, observándose que los genes asociados con antagonismo se encuentran mayormente conservados entre las cepas filogenéticamente cercanas a B25 (grupo Bacillus cereus). Se llevó a cabo un bioensayo de confrontación entre B25y la cepa P03 de Fv para realizar un análisis transcriptómico con la intención de identificar genes asociados al antagonismo. En este análisis se encontraron genes involucrados con la producción y actividad de sideróforos, mismos que fueron expresados diferencialmente en etapas tempranas de la interacción con Fv, por lo que podrían encontrarse implicados en las primeras respuestas de B25 ante la presencia del hongo. Los resultados obtenidos demuestran que B25 posee genes implicados en una amplia variedad de mecanismos para el control de crecimiento de hongos fitopatógenos. Mediante análisis más profundos será posible elucidar todos los mecanismos génicos que B25 emplea para controlar hongos fitopatógenos.