Aislamiento e identificación de potenciales rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal de una planta nativa que crece en condiciones áridas

Leslie Velarde-Apaza; Issaak Vásquez-Romero; Joao De Souza-Pacheco; Richard Solórzano-Acosta; Guido Sarmiento-Sarmiento

doi:10.17268/agroind.sci.2021.03.07

Authors

Leslie Velarde-Apaza Universidad Nacional de San Agustín
Issaak Vásquez-Romero Universidad Nacional Agraria La Molina
Joao De Souza-Pacheco Ecofertilizing SAC; Universidad Nacional Agraria La Molina
Richard Solórzano-Acosta Universidad Nacional Agraria La Molina; Universidad Nacional de Trujillo
Guido Sarmiento-Sarmiento Universidad Nacional de San Agustín

DOI:

https://doi.org/10.17268/agroind.sci.2021.03.07

Keywords:

PGPR, Glandularia, Bacillus; Pseudomonas, Rhadococcus

Abstract

Las rizobacterias promotoras del crecimiento de las plantas (PGPR) son microorganismos benéficos que pueden ser utilizados para mejorar las respuestas de las plantas contra estrés bióticos y abióticos en los agrosistemas, mejorando la productividad agrícola y la calidad ambiental. En el presente estudio se identificaron bacterias con potencial rol en la promoción del crecimiento vegetal aisladas de la planta nativa Glandularia clavata (Ruiz & Pavon) Botta, distrito de Yarabamba, departamento de Arequipa, Perú. Dicha planta creció en un ambiente árido, en donde estuvo sometida a estreses abióticos como: hídrico, nutricional y ambiental. Las cepas aisladas fueron nombradas inicialmente como LDVA-01, LDVA-02 y LDVA-03, siendo bacilos Gram positivos, diplobacilos Gram negativos y cocobacilos Gram positivos, respectivamente. Las pruebas bioquímicas se realizaron en medios diferenciales. Finalmente, su identificación se confirmó mediante el secuenciamiento del gen ADNr 16S y su posterior análisis filogenético, relacionando la cepa LDVA-01 con Bacillus pumilus, la cepa LDVA-02 con Pseudomonas fluorescens y la cepa LDVA-03 con Rhodococcus erythropolis. Debido a diferentes investigaciones que reportan actividad PGP a estas especies bacterianas, como adaptación de plantas cultivadas en condiciones edafoclimáticas desfavorables, las cepas aisladas de este trabajo podrían cumplir con estas características al favorecer el crecimiento de la planta nativa analizada.

References

Akinnuoye-Adelabu, D. B., Steenhuisen, S., & Bredenhand, E. (2019) Improving pea quality with vermicompost tea and aqueous biochar: Prospects for sustainable farming in Southern Africa. S. Afr. J. Bot., 123, 278–285.

Arancon, N. Q., Owens, J. D., & Converse, C. (2019) The effects of vermicompost tea on the growth and yield of lettuce and tomato in a non-circulating hydroponics system. J. Plant Nutr., 42, 2447–2458.

Bailón, L., González, R., & Cervantes, A. (2003). Atlas de pruebas bioquímicas para identificar bacterias. (U. N. A. de México, Ed.). Universidad Nacional Autónoma de México.

Basu, A., Prasad, P., Das, S. N., Kalam, S., Sayyed, R. Z., Reddy, M. S., & El Enshasy, H. (2021). Plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) as green bioinoculants: recent developments, constraints, and prospects. Sustainability, 13(3), 1140.

Christensen, J. H., Hewitson, B., Busuioc, A., Chen, A., Gao, X., Held, I., Jones, R., Kolli, R. K., Kwon, W. T., & Laprise, R. (2007) Regional climate projections. En: Solomon, S., et al. (Eds.), Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, NY, pp. 848–940.

David, B. V., Chandrasehar, G., & Selvam, P. N. (2018). Pseudomonas fluorescens: a plant-growth-promoting rhizobacterium (PGPR) with potential role in biocontrol of pests of crops. En Crop improvement through microbial biotechnology. Elsevier. pp. 221-243.

Di Filippo, M. L., Baldassini, P., & Vila, H. F. (2020). Morphological and physiological traits reveal differential salinity tolerance of two contrasting Glandularia cultivars. Theoretical and Experimental Plant Physiology, 32(3), 231-241.

Goswami, M., & Suresh, D. E. K. A. (2020). Plant growth-promoting rhizobacteria—alleviators of abiotic stresses in soil: a review. Pedosphere, 30(1), 40-61.

Hol, W. H. G., Bezemer, T. M., & Biere, A. (2013). Getting the ecology into interactions between plants and the plant growth-promoting bacterium Pseudomonas fluorescens. Frontiers in Plant Science, 4(April), 81.

Imhof, L., Suárez, M. A., Hick, E. C., Cáceres, N., Matoff, E. E., & Galetto, L. (2018). Selection of ornamental glandularia hybrids potentially used as pot or bedding plants. European Journal of Horticultural Science, 83(3), 135-141.

Instituto Nacional de Estadística e Informática (INEI). (2007) Mapa de Isoyetas. Lima.

Kabra, A., Khandare, R., Kurade, M., & Govindwar, S. (2011) Phytoremediation of a sulphonated azo dye Green HE4B by Glandularia pulchella (Sweet) Tronc. (Moss Verbena). Environ. Sci. Pollut. Res. 18, 1360–1373.

Kabra, A. N., Khandare, R. V., & Govindwar, S. P. (2013) Development of a bioreactor for remediation of textile effluent and dye mixture: a plant bacterial synergistic strategy. Water Res., 47,1035–1048.

Kesavan, P.C., & Swaminathan, M.S. (2018) Modern technologies for sustainable food and nutrition security. Curr. Sci., 115, 1876–1883.

Khairy, H., Wübbeler, J. H., & Steinbüchel, A. (2015). Biodegradation of the Organic Disulfide 4, 4' - Dithiodibutyric Acid by Rhodococcus spp. Applied and Environmental Microbiology, 81(24), 8294–8306.

Khandare, R. V., & Govindwar, S. P. (2015). Phytoremediation of textile dyes and effluents: Current scenario and future prospects. Biotechnology Advances, 33(8), 1697-1714.

Kuan, K. B., Othman, R., Rahim, K. A., & Shamsuddin, Z. H. (2016). Plant growth-promoting rhizobacteria inoculation to enhance vegetative growth, nitrogen fixation and nitrogen remobilisation of maize under greenhouse conditions. PLoS ONE, 11(3), 1–19.

Kumar, A., Patel, J. S., Meena, V. S., & Srivastava, R. (2019). Recent advances of PGPR based approaches for stress tolerance in plants for sustainable agriculture. Biocatalysis and agricultural biotechnology, 20, 101271.

Kumar, A., Singh, S., Mukherjee, A., Rastogi, R. P., & Verma, J. P. (2021). Salt-tolerant plant growth-promoting Bacillus pumilus strain JPVS11 to enhance plant growth attributes of rice and improve soil health under salinity stress. Microbiological Research, 242, 126616.

López, N. (2009). Aislamiento, identificación y actividad biocida de cepas nativas de Bacillus thuringiensis a partir de suelos agrícolas de diferentes áreas de la provincia de Arequipa, 2008. Universidad Católica Santa María.

Masood, S., Zhao, X. Q., & Shen, R. F. (2020). Bacillus pumilus promotes the growth and nitrogen uptake of tomato plants under nitrogen fertilization. Scientia Horticulturae, 272, 109581.

Mendoza, L., & Gutierrez, A. (2006). Identificación de bacterias hipolíticas de suelos desérticos de La Joya – Arequipa, mediante amplificación del ADN ribosomal 16S. Universidad Católica Santa María.

O'Leary, N., & Mulgura, M. E. (2014). Synopsis of tribe Verbeneae Dumortier (Verbenaceae) in Peru. Phytotaxa, 163(3), 121-148.

Raklami, A., Bechtaoui, N., Tahiri, A., Anli, M., Meddich, A., & Oufdou, K. (2019) Use of rhizobacteria and mycorrhizae consortium in the open field as a strategy for improving crop nutrition, productivity and soil fertility. Front. Microbiol., 10, 1106.

Rocha Miranda, A. J. (2015). Análisis de los factores que limitan la mejora económica de los productores rurales organizados en el distrito de Yarabamba, Provincia de Arequipa, Perú, 2015 (Doctoral dissertation, Universidad EAFIT).

Singh, S. K., Singh, P. P., Gupta, A., Singh, A. K., & Keshri, J. (2019). Tolerance of heavy metal toxicity using PGPR strains of Pseudomonas species. En PGPR Amelioration in Sustainable Agriculture. Woodhead Publishing. pp. 239-252.

Tamura, K., Stecher, G., Peterson, D., Filipski, A., & Kumar, S. (2013). MEGA6: molecular evolutionary genetics analysis version 6.0. Molecular biology and evolution, 30(12), 2725-2729.

Vessey, J. K. (2003) Plant growth promoting rhizobacteria as biofertilizers. Plant Soil, 255, 571–586.

Zenati, B., Chebbi, A., Badis, A., Eddouaouda, K., Boutoumi, H., El Hattab, M., Hentati, D., Chelbi, M., Sayadi, S., Chamkha, M., & Franzetti, A. (2018) A non-toxic microbial surfactant from Marinobacter hydrocarbonoclasticus SdK644 for crude oil solubilization enhancement. Ecotox Environ Safe, 154,100–107.