Descripción microbiológica

Rhizobium leguminosarum es una bacteria gramnegativa en forma de bacilo (0.5-0.9 × 1.2-3.0 µm), móvil por flagelos peritricos. No forma esporas y presenta una pared celular con LPS (lipopolisacárido) y cápsula de polisacáridos. Es aerobio estricto, oxidasa-positivo y quimioheterótrofo. En medios de cultivo (ej. agar YMA) forma colonias blancas, translúcidas y mucoides de 2-4 mm a 28°C. Su característica distintiva es la capacidad de establecer simbiosis mutualista con leguminosas, formando nódulos radiculares para fijar nitrógeno atmosférico (N₂).

Características distintivas

• Tinción: Gram-negativo, bacilo, no esporulado.
• Metabolismo: Respiración aeróbica; fija N₂ solo en condiciones microaerófilas (dentro de nódulos).
• Genoma: Contiene plásmidos simbióticos (pSym) con genes nod, nif y fix.
• Especificidad: Variantes biovares según la leguminosa hospedera (ej. bv. viciae para arvejas, bv. trifolii para tréboles).

Ecología y simbiosis

Habita suelos agrícolas y rizosfera de leguminosas (Fabaceae). La simbiosis inicia con señales químicas: flavonoides de la planta inducen la expresión de factores Nod en la bacteria, que a su vez provocan la formación de nódulos. Dentro de estos, R. leguminosarum se diferencia en bacteroides y expresa la enzima nitrogenasa para convertir N₂ en amonio (NH₄⁺), recibiendo carbohidratos de la planta a cambio. Sobrevive en suelo sin hospedero mediante quistes o biofilms.

Factores ambientales

• Supervivencia: Hasta 5 años en suelo sin hospedero, sensible a pH <5.5.< /li>
• Temperatura óptima: 25-30°C (actividad simbiótica), inhibición >37°C.
• Requerimientos: Suelos bien drenados con Ca²⁺ y Mo (cofactor de nitrogenasa).

Mecanismos de simbiosis

El proceso involucra múltiples etapas coordinadas:

Etapa	Mecanismo bacteriano	Respuesta vegetal
Reconocimiento	Producción de Nod factores (lipoquitoligosacáridos)	Curvatura de pelos radiculares
Infección	Formación de hilo de infección	División celular en corteza radicular
Fijación de N2	Expresión de nitrogenasa (proteína Fe-Mo)	Suministro de leghemoglobina (protege O2)

Aplicaciones agrícolas

• Biofertilizantes: Inóculos comerciales aumentan rendimiento en leguminosas (20-30% vs. químicos).
• Rotación de cultivos: Leguminosas inoculadas enriquecen suelos para cereales.
• Suelos degradados: Recuperación de terrenos mediante fijación biológica de N.
• Reducción de contaminación: Disminuye uso de fertilizantes sintéticos (menor eutrofización).

Identificación y manejo

Técnicas de estudio:

1. Aislamiento en medios selectivos (agar YMA + Congo Red).
2. PCR para genes nodC o nifH (especificidad simbiótica).
3. Secuenciación del gen 16S rRNA o multilocus (MLSA).

Optimización agrícola:

• Inoculación: Cepas seleccionadas por eficiencia (ej. CIAT 899 para frijol).
• Compatibilidad: Uso de biovares específicos para cada cultivo.
• Protección: Evitar fungicidas (especialmente basados en cobre).

Datos relevantes

• Fija 50-200 kg de N/ha/año según cultivo (equivale a 110-440 kg de urea).
• Inóculos comerciales contienen 10⁹-10¹⁰ UFC/g de turba como vehículo.
• Responsable del 65% del N biológico en agricultura global.