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Bioinformatics Tools for the Analysis of Plant-Associated Bacterial Genomes

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Memoria presentada por Pedro Manuel Martínez García para optar al grado de Doctor por la Universidad de Málaga Bioinformatics tools for the analysis of plant-associated bacterial genomes Directores: Dr. Cayo J. Ramos Rodríguez Dr. Pablo Rodríguez Palenzuela Catedrático. Área de Genética Catedrático. Área de Bioquímica Departamento de Biología Celular# y Biología Molecular Genética y $isiología Departamento de Biotecnología Universidad de Málaga Universidad Politécnica de Madrid Instituto de Hortofruticultura Subtropical Centro de Biotecnología y Mediterránea )*a Mayora” (IHSM) y Genómica de Plantas (CBGP) Universidad de Málaga Málaga, 0123 AUTOR: Pedro Manuel Martínez García EDITA: Publicaciones y Divulgación Científica. Universidad de Málaga Esta obra está sujeta a una licencia Creative Commons: Reconocimiento - No comercial - SinObraDerivada (cc-by-nc-nd): Http://creativecommons.org/licences/by-nc-nd/3.0/es Cualquier parte de esta obra se puede reproducir sin autorización pero con el reconocimiento y atribución de los autores. No se puede hacer uso comercial de la obra y no se puede alterar, transformar o hacer obras derivadas. Esta Tesis Doctoral está depositada en el Repositorio Institucional de la Universidad de Málaga (RIUMA): riuma.uma.es COMITÉ !"#$ADOR Presidente Dr' José Manuel Palacios Alberti Departamento de Biotecnología Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas (CBGP) Universidad Politécnica de Madrid Secretario Dr' Javier &uíz "lbert Departamento de Biología Celular# Genética y $isiología Instituto de Hortofruticultura Subtropical y Mediterránea (IHSM) Universidad de Málaga Vocales Dr' Miguel &edondo Nieto Departamento de Biología Universidad 4ut/noma de Madrid Dr' Antonio Jesús Pérez Pulido Departamento de Biología Molecular e Ingeniería Bioquímica Universidad Pablo de Olavide Dr' José María Vinardell González Departamento de Microbiología Universidad de Sevilla Suplentes Dra. Carmen Beuzón López Departamento de Biología Celular# Genética y $isiología Instituto de Hortofruticultura Subtropical y Mediterránea (IHSM) Universidad de Málaga Dr' /rancisco Ja*ier López Baena Departamento de Microbiología Universidad de Sevilla Área de Genética. Departamento de Biología Celular# Genética y $isiología. Instituto de Hortofruticultura Subtropical y Mediterránea (IHSM) Universidad de Málaga-Consejo Superior de Investigaciones Científicas Dr. C"0O (' RAMOS &ODRÍGUEZ# Catedrático del Área de Genética del Departamento de Biología Celular# Genética y $isiología de la Universidad de Málaga, y Dr. PABLO &ODRÍGUEZ P"# +3$ #"# Catedrático del Departamento de Biotecno- logía de la Universidad Politécnica de Madrid y Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas (CBGP), INFORMAN: Que, PEDRO MA+$ # MARTÍNEZ G"&CÍA ha realizado en este Departamento y bajo su dirección el trabajo titulado )Bioinformatics tools for the analysis of plant-associated bacterial genomes+# .ue constituye su memoria de ;esis Doctoral para aspirar al grado de Doctor por la Universidad de Málaga. < para .ue así conste, y tenga los efectos .ue correspondan, en cumplimiento de la legislación vigente# extienden el presente informe. En Málaga, a 21 de 4bril de 2015. Fdo. Cayo J. Ramos Rodríguez Fdo. Pablo Rodríguez Palenzuela "GRADECIMIENTOS Durante estos dos años y medio son muchas las personas .ue han intervenido directa o indirectamente en el presente trabajo, con lo .ue no puedo más .ue dedicarles a ellos esta ;esis Doctoral. En primer lugar# .uiero agradecer a mis dos directores, Cayo y Pablo, por confiar en mi para desarrollar este proyecto. Gracias por todo lo .ue me habéis enseñado y por todas y cada una de las sugerencias .ue han hecho .ue esta ;esis llegue a buen puerto. Gracias a los dos por valorar mi trabajo y considerar siempre mis opiniones. Cayo, gracias por elegir el papelito sin 'oto .ue era mi currículum cuando los azares de la administración andaluza lo hicieron llegar a tu despacho. ;e la jugaste conmigo, y no sabes cuánto te lo agradezco. Pablo, gracias por tu respaldo constante en todo lo .ue hago y por las conversaciones y elucubraciones .ue hemos compartido en este tiempo. Quiero también dar las gracias a Emilia, mi jefa number three. Gracias por contar conmigo en tus proyectos, por tus consejos científicos y por dedicarme tiempo siempre .ue lo he necesitado. @o puedo olvidar al resto de compis del 285. 4 nuestras alumnas Bea y Silvia, por refrescar el labo con esa juventud .ue tanto envidiamos. 4 Mariela, por venir todos los días con un sonrisón latino .ue .uita el sentío. 4 Chec:u, por tantas conversaciones, trascendentales o cotidianas, pero siempre interesantes. 4 Saray# la burgalesa menos siesa .ue haya conocido un andaluz. Ha sido un gustazo compartir contigo estos meses, me llevo una compi de las buenas. 4 mi Isabella, .ue hasta mi llegada fue la más guapísima del CBGP. Gracias por tu compañía estos años, no sabes cómo te echamos de menos. < sobre todo a mi Piluca de mi corazón! Mi super secre, mi confidente y mi reina mora...gracias por todo lo .ue has hecho por mi y por ser taaaaaaaaan buenísima gente. 4 todos mis compañeros del CBGP# en especial a Bea, Marco, 4dri y los Ale=# los “otros+ bioinformáticos. Gracias por 'ormar parte del rato de ocio diario .ue han sido nuestros almuerzos. Gracias a Bea, mi gurC del aprendizaje automático. 4 Ale= Junior# por tu complicidad salmantina y tantas frikadas .ue he aprendido contigo. < gracias también a Ale= Senior# por tus consejos técnicos, procedimentales, y cómo no, por alguna .ue otra noche loca .ue nos hemos pegao por Lega y Madrid. 4 los compañeros y jefazos de las áreas de Genética y Microbiología de la Universidad de Málaga, en especial a Antonio de Eicente. Gracias por tu eficiencia en la gestión de todo lo referente al genoma de la UMAF0158 y por tus expertas indicaciones necrosis-apicalianas. < por supuesto gracias a Conchita, mi única compi de despacho en estos años. Por efímera .ue fuera tu estancia, me encant/ tenerte conmigo esos meses. Los cromosomas circulares van por ti! @o .uerría pasar sin dar las gracias a Jesús Mercado por confiar en nosotros para la anotación y análisis del genoma de la PICF7. Ha sido un placer colaborar contigo. Gracias a todos los amig@s .ue he ido dejando en ;omares, Sevilla, Salamanca, Florencia, Madrid# Copenhage y Barcelona, sin e=cepción. Gracias a *uisito, Mateo, Juan, Jorge, Enrique y Pedro por el pasado y el presente juntos. Gracias a Arbe, Julito, Chico, Rafa, Javi, María, Mariwa# Pedro Ángel, Esther# Gloria, Juanma, Grego, Magneto, Antuan, Quinito, Carlete, Carmela, Recu, Gema y Joselito, mis tomareños del alma. Por todos los momentos juntos. Los fines de año locos en la sierra, las infinitas 'erias y carnavales. Por los Al Rumbos habidos y por haber. Siempre todos. Siempre juntos. ;odos sois parte de mi y como tal todos y cada uno sois parte de este trabajo. Sin vosotros no sería el piltrafa en el .ue me he convertido. Gracias a Benavente, *uisma, Moro y Elvi, mis europeos perpetuos. 4 mis primos, en especial a Chio y Alberto, sois más .ue 'amilia. 4 Rodri, Agus, Morta y Antonio, mi 'amilia salmantina. 4 $ernan y Laura, mi 'amilia fiorentina. 4 Peter# Thomas y (teven, mi 'amilia danesa. 4 Ro y Arlette, mi 'amilia catalana. 4 Mari, Patas y Aza, mi 'amilia madrileña (gracias por la portada Patorras!!). 4 $idel, ;ito, Sulas y Madaleno, por amenizar los inamenizables años de 'acultad. 4 mis padres y hermana. Por vuestro eterno apoyo y cariño, tan incondicionales .ue sólo la genética puede explicarlos. 4 Julia. Por todo. Por ser el mejor público para mis chistes, la mejor comensal cuando cocino y la mejor receptora involuntaria de cuantas parrafadas y comeduras de tarro me han surgido en el desarrollo de esta ;esis. Por.ue tu amor incondicional no lo explica la genética. ;e .uiero. Gracias a todos los políticos de esta nuestra madre patria por vuestra inconmensurable labor# tan necesaria en estos momentos difíciles. @o :ay dinero en el mundo .ue recompense el esfuerzo y dedicación .ue prestáis al servicio público. Euestro constante compromiso para con la sociedad os eleva a la condición de mártires del bien común, tributos con .ue las deidades del presente han tenido a bien agasajarnos para compensar con vuestro sacrificio los privilegios y desplantes propios de nosotros los contribuyentes. Quiero dar las gracias a José *uis Rodríguez Zapatero, en especial a la curvatura de sus cejas y su inspiradora pusilanimidad. Gracias a Mariano Ra7oy por el afán con .ue ha impulsado la educación pública, la sanidad y# sobre todo, la ciencia. @o puedo olvidar a Josep Antoni Duran i Lleida y sus siempre constructivas críticas a un pueblo, el andaluz, .ue sin duda tiene en su más alta estima y lleva grabado en el corazón. Por último, no .uerría pasar sin enarbolar el inestimable empeño de Doña Esperanza 4guirre y Gil de Biedma, condesa consorte de Bornos y grande de España, por hacer de Madrid una ciudad limpia de las chabacanerías propias de la plebe, cuyos prosaicos .uehaceres no tienen cabida en la capital del otrora imperio. )Hace falta imaginar, experimentar cosas y cambiar algo. Hace falta arriesgarse. Yo ya sabía de antemano lo que iba a pasar, claro. Es que los puristas no experimentan nada de nada. Si se queda uno s/lo con los puristas nos quedaríamos siempre en el mismo sitio. Están metidos en un círculo del que no se salen, y yo creo que hay que salirse un poco, ¿no? Experimentar.+ José Monge Cruz Este trabajo ha sido financiado por los proyectos P1064GR63FJF de la Junta de Andalucía y 4 *0011-30343-C02-01 del Plan @acional %+D del Ministerio de Economía y Competitividad (ambos cofinanciados por FEDER-# así como por el Campus de >=celencia Internacional Andalucía TECH. ÍNDICE Índice Prefacio 5 &esumen 6 Introducción General 7 1. Bioinformática y análisis genómico . 22 1.1. Análisis de secuencias biológicas . 20 1.2. Bases de datos biológicas . 2K 1.3. Herramientas de anotación .
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    List of bacterial type strains available for distribution at CRB-JD Species name CRB-JD code Other collections code References LMG 1266 = WR 111 = ATCC NEW (P.B.) and TCHAN (Y.T.): Azomonas macrocytogenes (ex Azomonas macrocytogenes BR 10692 12335 = CIP 103928 = DSM 721 = Baillie, Hodgkiss, and Norris 1962, 118) nom. rev. Int. J. Syst. NCAIM B.01790 = NCIMB 8700 Bacteriol., 1982, 32, 381-382. DREYFUS (B.), GARCIA (J.L.) and GILLIS (M.): Characterization of LMG 6465 = ORS 571 = ATCC Azorhizobium caulinodans gen. nov., sp. nov., a stem-nodulating Azorhizobium caulinodans BR 5410 43989 = BCRC 15787 = DSM 5975 nitrogen-fixing bacterium isolated from Sesbania rostrata. Int. J. Syst. Bacteriol., 1988, 38, 89-98. MOREIRA (F.M.S.), CRUZ (L.), FARIA (S.M.), MARSH (T.), MARTÍNEZ- LMG 9993 = SEMIA 6401 = DSM ROMERO (E.), PEDROSA (F.O.), PITARD (R.M.) and YOUNG (J.P.W.): Azorhizobium doebereinerae BR 5401 18977 Azorhizobium doebereinerae sp. Nov. Microsymbiont of Sesbania virgata (Caz.) Pers. Syst. Appl. Microbiol., 2006, 29, 197-206. LMG 3864 = ATCC 23833 = CCUG THOMPSON (J.P.) and SKERMAN (V.B.D.): Azotobacteraceae: the Azorhizophilus paspali BR 10345 53674 = CECT 4095 = DSM 2283 = taxonomy and ecology of the aerobic nitrogen-fixing bacteria. (Azotobacter paspali) NBRC 102228 Academic Press, London, 1980, 405 pp. TARRAND (J.J.), KRIEG (N.R.) and DÖBEREINER (J.): A taxonomic study of the Spirillum lipoferum group, with descriptions of a new Sp 7 = ATCC 29145 = DSM 1690 = Azospirillum brasilense BR 11001 genus, Azospirillum gen. nov. and two species, Azospirillum BCRC 12270 = LMG 13127 lipoferum (Beijerinck) comb. nov. and Azospirillum brasilense sp.