New insights into auxin metabolism in Bradyrhizobium japonicum

Bacterial metabolism of phytohormones includes several processes such as biosynthesis, catabolism, conjugation, hydrolysis and homeostatic regulation. However, only biosynthesis and occasionally catabolism are studied in depth in microorganisms. In this work, we evaluated and reconsidered IAA metabolism in Bradyrhizobium japonicum E109, one of the most widely used strains for soybean inoculation around the world. The genomic analysis of the strain showed the presence of several genes responsible for IAA biosynthesis, mainly via indole-3-acetonitrile (IAN), indole-3-acetamide (IAM) and tryptamine (TAM) pathways. However; in vitro experiments showed that IAA is not accumulated in the culture medium in significant amounts. On the contrary, a strong degradation activity was observed after exogenous addition of 0.1 mM of IAA, IBA or NAA to the medium. B. japonicum E109 was not able to grow in culture medium containing IAA as a sole carbon source. In YEM medium, the bacteria degraded IAA and hydrolyzed amino acid auxin conjugates with alanine (IAAla), phenylalanine (IAPhe), and leucine (IAPhe), releasing IAA which was quickly degraded. Finally, the presence of exogenous IAA induced physiological changes in the bacteria such as increased biomass and exopolysaccharide production, as well as infection effectiveness and symbiotic behavior in soybean plants.Fil: Torres, Daniela Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Ciencias Naturales. Laboratorio de Fisiología Vegetal y de la Interacción Planta-microorganismo; ArgentinaFil: Benavidez, Iliana. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Ciencias Naturales. Laboratorio de Fisiología Vegetal y de la Interacción Planta-microorganismo; ArgentinaFil: Donadío, Evelyn Florencia. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Ciencias Naturales. Laboratorio de Fisiología Vegetal y de la Interacción Planta-microorganismo; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Mongiardini, Elias Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Rosas, Susana Beatriz. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Ciencias Naturales. Laboratorio de Fisiología Vegetal y de la Interacción Planta-microorganismo; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Spaepen, Stijn. Max Planck Institute for Plant Breeding Research; Alemania. Katholikie Universiteit Leuven; BélgicaFil: Vanderleyden, Jozef. Katholikie Universiteit Leuven; BélgicaFil: Pencík, Ales. Palacký University; República ChecaFil: Novák, Ondrej. Palacký University; República ChecaFil: Strnad, Miroslav. Palacký University; República ChecaFil: Frébortová, Jitka. Palacký University; República ChecaFil: Cassan, Fabricio Dario. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Ciencias Naturales. Laboratorio de Fisiología Vegetal y de la Interacción Planta-microorganismo; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin