Análisis y comparación genómica de Pseudomonas fluorescens UM270: una cepa con capacidades de biocontrol y promoción del crecimiento vegetal

Abstract

In the present study the analysis of the genomic sequence of a plant growth promoting bacterium Pseudomonas fluorescens UM270 was carried out, which has shown the capacity to produce volatile and diffusible compounds that participate in the protection and growth promotion in plants of Medicago truncatula in vitro assays. The strain P. fluorescens UM270 was isolated from the rhizosphere of Medicago sp. The genome of this bacterium is contained in a single circular chromosome, no plasmids were detected, with a size of 6,050,830bp, GC content of %60.8 and contains 5,388 coding DNA sequences (CDS). A phylogenetic analysis was performed and it was found that UM270 is related to the strain P. fluorescens Pf0-1, which was used as reference genome to carry out the ordering of the genes and to construct the chromosomal map of UM270. Additionally, the genomic comparison of this strain was carried out with seven complete P. fluorescens genomes. In this comparison, the functions were grouped according to the SEED database and highlighted those as more abundant related to metabolism, signaling, stress response, virulence, disease and defense, which are essential functions for survival. Furthermore, we determined the "core-genome" of the species P. fluorescens, which contains 3,039 genes. In this analysis it was observed that the UM270 strain contains a larger number of CDS shared with the genome of P. fluorescens F113. In addition, we identified the number of unique genes in the UM270 genome with 599 CDS, of which 192 have a reported function in other organisms and the remaining 407 are still unknown, which opens the possibility of further research.

En el presente estudio se llevó a cabo el análisis de la secuencia genómica de una bacteria promotora del crecimiento vegetal Pseudomonas fluorescens UM270, la cual ha mostrado la capacidad de producir compuestos volátiles y difusibles que participan en la protección y promoción de crecimiento en plantas de Medicago truncatula en ensayos in vitro. La cepa P. fluorescens UM270 fue aislada de la rizósfera de plantas de Medicago sp. El genoma de esta bacteria está contenido en un solo cromosoma circular, no se detectaron plásmidos, con un tamaño de 6,050,830pb, un porcentaje de contenido de GC de 60.8 y contiene 5,388 secuencias codificantes (CDS). Se realizó un análisis filogenético y se encontró que UM270 se encuentra relacionada a la cepa P. fluorescens Pf0-1, la cual se empleó como genoma de referencia para realizar el ordenamiento de los genes y construir el mapa cromosómico de UM270. Adicionalmete, se llevó a cabo la comparación genómica de esta cepa con siete genomas completos de P. fluorescens. En esta comparación se agruparon las funciones de acuerdo a la base de datos de SEED y resaltaron aquellas como más abundantes las relacionadas al metabolismo, señalización, respuesta al estrés, virulencia, enfermedad y defensa; que son funciones indispensables para la sobrevivencia. Por otro lado, se determinó el “coregenoma” de la especie P. fluorescens, el cual contiene 3,039 genes; en este análisis se observó que la cepa UM270 contiene un mayor número de CDS homólogos con el genoma de P. fluorescens F113. Además, se identificó el número de genes únicos con que cuenta el genoma de UM270 con 599 CDS, de los cuales 192 cuentan con función reportada en otros organismos y los 407 restantes son aún desconocidos, lo cual abre la posibilidad de nuevas investigaciones al respecto.