Tolerance of chickpea mesorhizobia to acid and salt stress

Abstract

The main objectives of this thesis were to evaluate the tolerance of a collection of native Portuguese chickpea rhizobia to abiotic stresses, namely acidity and salinity, and to investigate the molecular bases of acidity and salinity tolerance. Additionally, the evaluation of the symbiotic performance of ACC deaminasetransformed strains under salinity was performed. The involvement of the chaperone ClpB in the response to abiotic stresses and in the symbiosis with chickpea was investigated by gene deletion in a Mesorhizobium strain. Chickpea rhizobia were assigned to several Mesorhizobium species. In both stress conditions, tolerant and sensitive rhizobia were found, including moderately acidophilic isolates. The analysis of the expression of the chaperone genes dnaK and groESL suggests their involvement in acid tolerance. ACC deaminase-transformed rhizobia strains showed an improvement of their symbiotic performance under salinity. The characterization of the ClpB knockout mutant indicated that ClpB is involved in the nodulation process; RESUMO:Os principais objetivos desta tese foram a avaliação da tolerância a stresses abióticos, nomeadamente acidez e salinidade, de uma coleção de rizóbios portugueses nativos de grão-de-bico, e investigar as bases moleculares da tolerância a ambos os stresses. Adicionalmente, avaliou-se a eficiência simbiótica de estirpes transformadas com o gene da ACC desaminase em condições de salinidade. Investigou-se ainda o envolvimento da chaperone ClpB na resposta a stresses abióticos e na simbiose com grão-de-bico através da deleção do gene. Os rizóbios de grão-de-bico pertencem a diferentes espécies de Mesorhizobium. Encontraram-se rizóbios tolerantes e sensíveis a ambos os stresses, incluindo isolados moderadamente acidófilos. A análise da expressão dos genes de chaperones dnaK e groESL sugere o seu envolvimento na tolerância à acidez. Estirpes de rizóbio transformadas com o gene da ACC desaminase apresentaram uma melhoria da sua eficiência simbiótica em condições salinas. A caracterização do mutante ClpB de Mesorhizobium indicou que esta chaperone está envolvida no processo de nodulação.