Dual Application of Brevundimonas vesicularis and Pseudomonas koreensis Confers Drought Stress Tolerance via Regulation of Gene Expression, Phytohormone Synthesis and Antioxidant Systems in Arabidopsis thaliana

Abstract

La investigación refiere al papel de rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPR), Brevundimonas vesicularis cepa S1T13 y Pseudomonas koreensis cepa S4T10, para contrarrestar los efectos de sequía en plantas de Arabidopsis thaliana, genotipos Col-0 y Atnced3 mutante deficiente en AtNCED3 gen, relacionado con la vía ABA. El efecto de S1T13 y S4T10 demuestra una recuperación positiva, luego del stress por sequía; reduciendo el daño causado por la oxidación de especies reactivas de oxígeno (ROS) como el peróxido de hidrógeno H₂O₂ y el anión superóxido -O₂, se redujo la fuga de electrolitos K+. Los antioxidantes se incrementaron por la acumulación de (ROS), eliminando compuestos oxidativos por superóxido dismutasa catalizando el -O₂ en H₂O y O₂, la peroxidosa cataliza el H₂O₂ en H₂O, el glutatión protege la membrana celular previniendo el daño oxidativo, polifenol oxida, aumenta la capacidad antioxidante favoreciendo la simbiosis de las raíces y (PGRs). La expresión baja de genes que codifican proteínas relacionados con ABA, como AtA03 y AtABA, mejorando la salud de la planta, controlando la apertura y cierre estomático. La expresión de los genes relacionados con la sequía como AtDREB2A y AtDREB2B, activaron el sistema de defensa de antioxidantes, induciendo una respuesta rápida a la sequía.

The research refers to the role of plant growth promoting rhizobacteria (PGPR), Brevundimonas vesicularis strain S1T13 and Pseudomonas koreensis strain S4T10, to counteract the effects of drought in Arabidopsis thaliana plants, genotypes Col-0 and Atnced3 mutant deficient in the AtNCED3 gene, related to the ABA pathway. The effect of S1T13 and S4T10 shows a positive recovery, after the drought stress; by reducing the damage caused by the oxidation of reactive oxygen species (ROS) such as hydrogen peroxide H2O2 and superoxide anion -O2, the leakage of K+ electrolytes was reduced. Antioxidants were increased by the accumulation of (ROS), eliminating oxidative compounds by superoxide dismutase catalyzing -O2 into H2O and O2, peroxidose catalyzes H2O2 into H2O, glutathione protects the cell membrane preventing oxidative damage, polyphenol oxidizes, increases the antioxidant capacity favoring the symbiosis of the roots and (PGRs). Low expression of genes encoding ABA-related proteins, such as AtA03 and AtABA, improves plant health by controlling stomatal opening and closing. The expression of genes related to drought, such as AtDREB2A and AtDREB2B, activated the antioxidant defense system, inducing a rapid response to drought.