Taxonomy and phylogeny of Bradyrhizobium strains used in Brazilian commercial inoculants by MLSA (Multilocus Sequence Analysis) method

O gênero Bradyrhizobium compreende um diverso grupo de bactérias com capacidade de fazer simbiose com plantas da família Leguminosae. Estudos com Bradyrhizobium têm demonstrado uma elevada diversidade genética, principalmente com estirpes isoladas em regiões tropicais. A análise do gene ribossomal 16S (16S RNAr) tem sido a principal ferramenta utilizada em estudos de diversidade, taxonomia e também de filogenia bacteriana, mas devido ao alto nível de conservação da sequência nucleotídica deste gene, as informações obtidas podem limitar a determinação de novas espécies, como é o caso do gênero Bradyrhizobium. Desse modo, a metodologia de MLSA (Multilocus Sequence Analysis) tem sido recentemente proposta como uma ferramenta complementar em estudos de filogenia e taxonomia, bem como de diversidade em procariotos. Prévios estudos com as estirpes de Bradyrhizobium utilizadas neste trabalho demonstraram elevada diversidade genética do gene 16S RNAr com a hipótese de possíveis novas espécies. Utilizando a metodologia de MLSA, o objetivo do presente trabalho foi elucidar as relações filogenéticas de 12 estirpes de Bradyrhizobium e, assim, determinar sua posição taxonômica. Além do gene 16S RNAr, outros cinco genes housekeeping foram utilizados (atpD, glnII, gyrB, recA e rpoB). A árvore filogenética resultante da análise do MLSA dividiu as estirpes em dois grandes grupos com subgrupos bem definidos, sugerindo a descrição de novas espécies. O primeiro grande grupo incluiu as estirpes tipo de B. japonicum, B. liaoningense, B. yuanmingense, B. betae e B. canariense e o segundo grande grupo incluiu a estirpe tipo de B. elkanii USDA 76T. Uma grande diversidade foi observada na árvore filogenética do gene atpD, com a formação de um terceiro grande grupo formado por 4 estirpes e as estirpes tipo de B. betae LMG 21987T e B. liaoningense LMG 18230T. Os resultados obtidos demonstram uma elevada diversidade genética de Bradyrhizobium utilizados como inoculantes comerciais brasileiros, confirmando a existência de possíveis novas espécies. Portanto, a técnica de MLSA demonstrou ser um método rápido e eficaz em estudos filogenético e taxonômico de Bradyrhizobium.The genus Bradyrhizobium encompasses a variety of bacteria that can live in symbiosis with plants of the family Leguminosae. Studies with Bradyrhizobium strains have indicated a high genetic diversity, mainly with strains belonging tropical regions. The analysis of the 16S ribosomal gene (16S rRNA) has been the main tool in studies of phylogeny, taxonomy and also diversity of bacteria, but due to the high conservation of the nucleotide sequence, the information obtained may limit the determination of new species, such as occurs in the genus Bradyrhizobium. Thus, MLSA (Multilocus Sequence Analysis) method has been recently proposed as a strategy to determine the diversity in studies of taxonomy and phylogeny of prokaryotes. Previous studies using the 16S rRNA showed high diversity in the Bradyrhizobium strains of this work and the suggestion of the new species has been proposed. Using the MLSA method, the aim of this work was to elucidate the phylogenetic relationships and taxonomic positions of 12 Bradyrhizobium strains. In addition of the 16S rRNA gene, five housekeeping genes (atpD, glnII, gyrB, recA and rpoB) were used in the analysis. The phylogenetic tree resulting from analysis of MLSA divided the strains in two great groups with subgroups well defined, suggesting the description of new species. The first great group included the type strains of B. japonicum, B. liaoningense, B. yuanmingense, B. betae and B. canariense, and the second great group included the type strain of B. elkanii USDA 76T. The greatest variability was observed in the phylogenetic tree of atpD gene, and a third group formed by four strains and B. betae LMG 21987T and B. liaoningense LMG 18230T was observed. The results obtained showed a high genetic diversity of Bradyrhizobium strains used in commercial inoculants in Brazil and confirms the presence of new species. Thus, the MLSA method is a rapid and reliable tool to provide information about phylogenetic relationships and identify Bradyrhizobium strains potentially representative of novel species