Selección de cepas bacterianas con capacidad antifúngica contra fitopatógenos de alfalfa para constituir un consorcio bacteriano
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Resumen
El programa de mejoramiento de alfalfa requiere alternativas más amigables con el ambiente para incrementar la sanidad del cultivo. Las rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal (RPCV) y endófitos de semillas constituyen una opción para inhibir hongos patógenos por la producción de compuestos antifúngicos o enzimas hidrolíticas. En Argentina, la alfalfa es afectada principalmente por Colletotrichum trifolii (Ct) y Phytophthora megasperma (Pm). Los objetivos fueron seleccionar bacterias con capacidad antifúngica contra Ct y Pm, e identificar una compatible con el rizobio INTA5 con baja
emisión de N2O para constituir un consorcio bacteriano sustentable. Diez cepas mostraron capacidad antifúngica con medias de porcentaje de inhibición (PI) entre 41,74-91,28 para Ct y 56,23-77,59 relativos al control para Pm. B2, B4, SC6 y MN1 fueron seleccionadas por su mayor capacidad de biocontrol y se estudió la compatibilidad con INTA5. Sólo B4 resultó compatible, por ello fue evaluada contra Ct sobre plántulas de alfalfa en experimentos bajo condiciones controladas. Esta cepa incrementó el número de plántulas sobrevivientes cuando las mismas fueron inoculadas con Ct. La disponibilidad de un consorcio bacteriano que estimule tanto el biocontrol como la fijación biológica de nitrógeno representa la estrategia preferida por el programa de mejoramiento de alfalfa.
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Citas
Ahemad, M. and Kibret, M. (2014). Mechanisms and applications of plant growth promoting rhizobacteria: Current perspective. Journal of King Saud University- Science, 26, 1–20. https://doi.org/10.1016/j.jksus.2013.05.001 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jksus.2013.05.001
Astorga-Quirós, K., Meneses-Montero, K., Zúñiga-Vega, C., Brenes-Madriz, J. and Rivera-Méndez, W. (2014). Evaluación del antagonismo de Trichoderma sp. y Bacillus subtilis contra tres patógenos del ajo. Tecnología en Marcha, 27(2), 82-91. https://www.scielo.sa.cr/pdf/tem/v27n2/a08v27n2.pdf DOI: https://doi.org/10.18845/tm.v27i2.1929
Basigalup, D., Odorizzi, A. and Arolfo, V. (2020). Alfalfa (Medicago sativa L.) en Argentina. Editorial Académica Española.
Bigatton, E. D., Ayoub, I., Palmero, F., Berdini, A., Baldessari, J. J., Castillejo Sánchez, M. A., Lucini, E. I. and Haro, R. J. (2021). Plant growth promoting rhizobacteria: effects on root growth and yield of peanut (Arachis hypogaea L.) crop. South American Science, 2, e21126. https://doi.org/10.52755/sas.v2iedesp1.126 DOI: https://doi.org/10.52755/sas.v2iedesp1.126
Brambilla, S., Soto, G., Odorizzi, A., Arolfo, V., McCormick, W., Primo, E., Giordano, W., Jozefkowicz, C. and Ayub, N. (2019). Spontaneous mutations in the nitrate reductase gene napC drive the emergence of eco-friendly low-N2O-emitting alfalfa rhizobia in regions with different climates. Microbial Ecology, 79, 1044–1053. https://doi.org/10.1007/s00248-019-01473-w DOI: https://doi.org/10.1007/s00248-019-01473-w
Burgos-Toro, A. D. (2019). Antagonismo e inhibición de la comunicación bacteriana en bacterias cultivables aisladas de esponjas del caribe colombiano con biofouling y sin biofouling. Unpublished master thesis, Universidad Nacional de Colombia, Colombia. http://repositorio.unal.edu.co/bitstream/handle/unal/78125/1147687914.2020.pdf?sequence=1&isAllowed=y
Carruthers, F. L., Shum-Thomas, T., Conner, A. J. and Mahanty, H. K. (1995). The significance of antibiotic production by Pseudomonas aureofaciens PA 147-2 for biological control of Phytophthora megasperma root rot of asparagus. Plant and Soil, 170, 339–344. https://doi.org/10.1007/BF00010487 DOI: https://doi.org/10.1007/BF00010487
Díaz Herrera, S., Grossi, C., Zawoznik, M. and Groppa, M. D. (2016). Wheat seeds harbour bacterial endophytes with potential as plant growth promoters and biocontrol agents of Fusarium graminearum. Microbiological Research, 186-187, 37–43. http://dx.doi.org/10.1016/j.micres.2016.03.002 DOI: https://doi.org/10.1016/j.micres.2016.03.002
Di Rienzo, J. A., Casanoves, F., Balzarini, M. G., González, L., Tablada, M. and Robledo, C. W. (2018). InfoStat versión 2018. Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad Nacional de Córdoba, Argentina. http://www.infostat.com.ar
Douville, Y. and Boland, J. G. (1992). A note on the antibiotic properties of Bacillus subtilis against Colletotrichum trifolii. Phytoprotection, 73(1), 1–36. https://doi.org/10.7202/706018ar DOI: https://doi.org/10.7202/706018ar
Fathi, F., Saberi-Riseh, R. and Moradi, M. (2018). The effects of biocontrol Bacillus and Pseudomonas strains on plant growth and biochemical defense mechanisms in pistachio seedlings inoculated with Phytophthora drechsleri. Pistachio and Health Journal, 1(3), 15–26. https://doi.org/10.22123/phj.2018.144287.1010
Gagne-Bourgue, F., Aliferis, K. A., Seguin, P., Rani, M., Samson, R. and Jabaji, S. (2013). Isolation and characterization of indigenous endophytic bacteria associated with leaves of switchgrass (Panicum virgatum L.) cultivars. Journal of Applied Microbiology, 114(3), 836–853. https://doi.org/10.1111/jam.12088 DOI: https://doi.org/10.1111/jam.12088
Gieco, J., Moreno, M. V. and Basigalup, D. (2007). Enfermedades de la alfalfa y abordaje molecular de la selección por resistencia. In: D. Basigalup (Ed.), El cultivo de la alfalfa en la Argentina (pp. 451–475). Ediciones INTA.
Gouda, S., Kerry, R. G., Das, G., Paramithiotis, S., Shin, H. S. and Patra, J. K. (2018). Revitalization of plant growth promoting rhizobacteria for sustainable development in agriculture. Microbiological Research, 206, 131–140. http://doi.org/10.1016/j.micres.2017.08.016 DOI: https://doi.org/10.1016/j.micres.2017.08.016
Guo, D., Yuan, C., Luo, Y., Chen, Y., Lu, M., Chen, G., Ren, G., Cui, C., Zhang, J. and An, D. (2019). Biocontrol of PGPR strain Bacillus amyloliquefaciens Ba168 against Phytophthora nicotianae on tobacco. BioRxiv, 1–21. https://doi.org/10.1101/700757 DOI: https://doi.org/10.1101/700757
Guo, D., Yuan, C., Luo, Y., Chen, Y., Lu, M., Chen, G., Ren, G., Cui, C., Zhang, J. and An, D. (2020). Biocontrol of tobacco black shank disease (Phytophthora nicotianae) by Bacillus velezensis Ba168. Pesticide Biochemistry and Physiology, 165, 1–10. https://doi.org/10.1016/j.pestbp.2020.01.004 DOI: https://doi.org/10.1016/j.pestbp.2020.01.004
Hardoim, P. R., Hardoim, C. C., van Overbeek, L. S. and van Elsas, J. D. (2012). Dynamics of seed-borne rice endophytes on early plant growth stages. PLoS One 7, e30438. http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0030438 DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0030438
Jozefkowicz, C., Brambilla, S., Frare, R., Stritzler, M., Puente, M., Piccinetti, C., Soto, G. and Ayub, N. (2017). Microevolution rather than large genome divergence determines the effectiveness of legume-rhizobia symbiotic interaction under field conditions. Journal of Molecular Evolution, 85, 79–83. https://doi.org/10.1007/s00239-017-9808-6 DOI: https://doi.org/10.1007/s00239-017-9808-6
Li, H., Qiu, Y., Yao, T., Ma, Y., Zhang, H. and Yang, X. (2020). Effects of PGPR microbial inoculants on the growth and soil properties of Avena sativa, Medicago sativa and Cucumis sativus seedlings. Soil and Tillage Research, 199, 104577. https://doi.org/10.1016/j.still.2020.104577 DOI: https://doi.org/10.1016/j.still.2020.104577
López, J. L., Álvarez, F., Príncipe, A., Salas, M. E., Lozano, M. J., Draghi, W. O., Jofré, E. and Lagares, A. (2018). Isolation, taxonomic analysis and phenotypic characterization of bacterial endophytes present in alfalfa (Medicago sativa) seeds. Journal of Biotechnology, 267, 55–62. https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2017.12.020 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2017.12.020
López-López, A., Rogel, M. A., Ormeno-Orrillo, E., Martínez-Romero, J., and Martínez-Romero, E. (2010). Phaseolus vulgaris seed-borne endophytic community with novel bacterial species such as Rhizobium endophyticum sp nov. Systematic and Applied Microbiology, 33(6), 322–327. https://doi.org/10.1016/j.syapm.2010.07.005 DOI: https://doi.org/10.1016/j.syapm.2010.07.005
Malfanova, N., Lugtenberg, B. J. J. and Berg, G. (2013). Bacterial endophytes: who and where, and what are they doing there? In: F. J. DeBruijn (Ed.), Molecular Microbial Ecology of the Rhizosphere (pp. 391–403). Wiley-Blackwell Hoboken. https://doi.org/10.1002/9781118297674.ch36 DOI: https://doi.org/10.1002/9781118297674.ch36
Mukhopadhyay, K., Garrison, N. K., Hinton, D. M., Bacon, C. W., Khush, G. S., Peck, H. D. and Datta, N. (1996). Identification and characterization of bacterial endophytes of rice. Mycopathologia, 134, 151–159. https://doi.org/10.1007/BF00436723 DOI: https://doi.org/10.1007/BF00436723
Noori, F., Etesami, H., Zarini, H. N., Khoshkholgh-Sima, N. A., Salekdeh, G. H. and Alishahi, F. (2018). Mining alfalfa (Medicago sativa L.) nodules for salinity tolerant non-rhizobial bacteria to improve growth of alfalfa under salinity stress. Ecotoxicology and Environmental Safety, 162, 129–138. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2018.06.092 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2018.06.092
Odorizzi, A. S. (2015). Parámetros genéticos, rendimiento y calidad forrajera en alfalfas (Medicago sativa L.) extremadamente sin reposo con expresión variable del carácter multifoliolado obtenidas por selección fenotípica recurrente. [Tesis de doctorado]. Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad Nacional de Córdoba. Córdoba, Argentina. http://hdl.handle.net/11086/1834
Pini, F., Frascella, A., Santopolo, L., Bazzicalupo, M., Biondi, E. G., Scotti, C. and Mengoni, A. (2012). Exploring the plant-associated bacterial communities in Medicago sativa L. BMC Microbiology, 12, 78. http://dx.doi.org/10.1186/1471-2180-12-78 DOI: https://doi.org/10.1186/1471-2180-12-78
Qiao, J., Wu, H., Huo, R., Gao, X. and Borriss, R. (2014). Stimulation of plant growth and biocontrol by Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum FZB42 engineered for improved action. Chemical and Biological Technologies in Agriculture, 1, 12. https://doi.org/10.1186/s40538-014-0012-2 DOI: https://doi.org/10.1186/s40538-014-0012-2
Rodríguez, J., Ríos, Y. and Baró, Y. (2016). Efectividad de cepas de Azotobacter sp. y Bacillus sp. para el control de especies fúngicas asociadas a hortalizas. Cultivos Tropicales, 37, 13–19. http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0258-59362016000500002&script=sci_arttext&tlng=en
Rojas-Badía, M. M., Sánchez Castro, D., Rosales Perdomo, K. and Lugo Moya, D. (2017). Antagonismo de Bacillus frente a hongos fitopatógenos de cultivos hortícolas. Revista de Protección Vegetal, 32(2), 1–9. http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S1010-27522017000200005&script=sci_arttext&tlng=pt
Ruzzi, M. and Aroca, R. (2015). Plant growth-promoting rhizobacteria act as biostimulants in horticulture. Scientia Horticulturae, 196, 124–134. http://dx.doi.org/10.1016/j.scienta.2015.08.042 DOI: https://doi.org/10.1016/j.scienta.2015.08.042
Sundaramoorthy, S. and Balabaskar, P. (2013). Evaluation of combined efficacy of Pseudomonas fluorescens and Bacillus subtilis in managing tomato wilt caused by Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (Fol). Plant Pathology Journal, 12(4), 154–161. https://doi.org/10.3923/ppj.2013.154.161 DOI: https://doi.org/10.3923/ppj.2013.154.161
Xu, M., Sheng, J., Chen, L., Men, Y., Gan, L., Guo, S. and Shen, L. (2014). Bacterial community compositions of tomato (Lycopersicum esculentum Mill.) seeds and plant growth promoting activity of ACC deaminase producing Bacillus subtilis (HYT-12-1) on tomato seedlings. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 30, 835–845. https://doi.org/10.1007/s11274-013-1486-y DOI: https://doi.org/10.1007/s11274-013-1486-y
Yu, Y., Gui, Y., Li, Z., Jiang, C., Guo, J., and Niu, D. (2022). Induced Systemic Resistance for Improving Plant Immunity by Beneficial Microbes. Plants, 11, 386. https://doi.org/10.3390/plants11030386 DOI: https://doi.org/10.3390/plants11030386