IDENTIFICATION OF ENDOPHYTIC BACTERIA OF SEEDS FROM Cedrela odorata L. (Meliaceae) WITH BIOTECHNOLOGICAL CHARACTERISTICS / Identificación de bacterias endófitas de semillas de Cedrela odorata L. (Meliaceae) con características biotecnológicas

ABSTRACT In the present study, 62 endophytic bacterial strains of cedar seeds (Cedrela odorata L.), collected in the municipalities of Huehuetán, Motozintla, and Pijijiapan in the state of Chiapas, Mexico were isolated. The goal was to identify characteristics of biotechnological interest such as biocontrol, promotion ofplant growth, and growth in aromatic compounds. The strains were identified by the partial sequence of the 16S ribosomal gene as belonging to the Bacillus genus. The biocontrol capacity of phytopathogenic fungi, production of indoleacetic acid (IAA), solubilization of phosphate, and growth in xenobiotic compounds (phenanthrene, benzene, anthracene, or phenol) were detected in 26 strains of the 62 isolates. 21 % of the strains inhibited the mycelial growth of Alternaria solani and Fusarium sp., and 13 % of the Phytophthora capsici oomycete. IAA production was detected in 24 isolates, phosphate solubilizing activity was identified in 18 isolates, while the ability to grow in the presence of phenanthrene and benzene was found in 26 isolates; 24 isolates grew in the presence of anthracene and only two isolates grew in phenol as the only carbon sources. This is the first report of the isolation and identification of endophytic bacteria from cedar seeds, where biotechnological characteristics were detected for biological control, promotion of plant growth, and growth in the presence of xenobiotic compounds.

RESUMEN En el presente estudio se aislaron 62 cepas bacterianas endófitas de semillas de cedro (Cedrela odorata L.) colectadas en los municipios de Huehuetán, Motozintla y Pijijiapan en el estado de Chiapas, México, con el objetivo de identificar características de interés biotecnológicas como biocontrol, promoción del crecimiento vegetal y crecimiento en compuestos aromáticos. Las cepas se identificaron por la secuencia parcial del gen 16S ribosomal como pertenecientes al género Bacillus. En 26 cepas de las 62 aisladas se detectaron la capacidad de biocontrol de hongos fitopatógenos, la producción de ácido indolacético (AIA), la solubilización de fosfato y el crecimiento en compuestos xenobióticos (fenantreno, benceno, antraceno o fenol). El 21 % de las cepas inhibió el crecimiento miceliar de Alternaria solani y Fusarium sp., y el 13 % del oomiceto Phytophthora capsici. La producción de ácido indolacético se detectó en 24 aislados y la actividad solubilizadora de fosfato se encontró en 18 aislados, mientras que la capacidad de crecer en presencia de fenantreno y benceno se manifestó en 26 aislados (24 aislados crecieron en presencia de antraceno y solo dos aislados crecieron en fenol como únicas fuentes de carbono). Es importante mencionar que este es el primer reporte del aislamiento e identificación de bacterias endófitas de semillas de cedro, en el que se detectaron características biotecnológicas para el control biológico, la promoción del crecimiento vegetal y el crecimiento en presencia de compuestos xenobióticos.

Burkholderia species associated with legumes of Chiapas, Mexico, exhibit stress tolerance and growth in aromatic compounds / Especies de Burkholderia asociadas a leguminosas de Chiapas, México exhiben tolerancia a estrés y crecimiento en compuestos aromáticos

Leguminous plants have received special interest for the diversity of β-proteobacteria in their nodules and are promising candidates for biotechnological applications. In this study, 15 bacterial strains were isolated from the nodules of the following legumes: Indigofera thibaudiana, Mimosa diplotricha, Mimosa albida, Mimosa pigra, and Mimosa pudica, collected in 9 areas of Chiapas, Mexico. The strains were grouped into four profiles of genomic fingerprints through BOX-PCR and identified based on their morphology, API 20NE biochemical tests, sequencing of the 16S rRNA, nifH and nodC genes as bacteria of the Burkholderia genus, genetically related to Burkholderia phenoliruptrix, Burkholderia phymatum, Burkholderia sabiae, and Burkholderia tuberum. The Burkholderia strains were grown under stress conditions with 4% NaCl, 45°C, and benzene presence at 0.1% as the sole carbon source. This is the first report on the isolation of these nodulating species of the Burkholderia genus in legumes in Mexico.

Las plantas leguminosas han recibido especial interés por la diversidad de β-proteobacteria que albergan en sus nodulos; algunas de estas bacterias son candidatas prometedoras para aplicaciones biotecnológicas. En el presente trabajo se aislaron 15 cepas bacterianas de los nodulos de las leguminosas Indigofera thibaudiana, Mimosa diplotricha, Mimosa albida, Mimosa pigra y Mimosa púdica, colectadas en 9 áreas de Chiapas, México. Las cepas fueron agrupadas en 4 perfiles de huellas genómicas por BOX-PCR e identificadas sobre la base de su morfología, pruebas bioquímicas API 20NE y secuenciación de los genes 16S ARNr, nifH y nodC como bacterias del género Burkholderia relacionadas genéticamente con Burkholderia phenoliruptrix, Burkholderia phymatum, Burkholderia sabiae y Burkholderia tuberum. Las cepas de Burkholderia crecieron en condiciones de estrés con NaCl al 4%, a una temperatura de 45°C y en presencia de benceno al 0,1% como única fuente de carbono. Este es el primer reporte del aislamiento de especies de Burkholderia nodulantes en leguminosas en México.

Residuos agroindustriales con potencial para la producción de metano mediante la digestión anaerobia / Agroindustrial wastes methanization and bacterial composition in anaerobic digestion

Las toneladas de residuos orgánicos que se generan anualmente en la agroindustria pueden aprovecharse como materia prima para la producción de metano. Para que los residuos orgánicos se puedan convertir a metano a gran escala, es importante que previamente se realicen sobre ellos pruebas de biodegradabilidad; un parámetro importante que conviene establecer es su potencial bioquímico de metano. En el presente trabajo se estudió la biodegradabilidad, la producción de metano y el comportamiento de poblaciones de eubacterias y arqueobacterias durante la digestión anaerobia de residuos de plátano, mango y papaya provenientes de la agroindustria, adicionando un inóculo microbiano. Los residuos de mango y plátano tenían mayor contenido de materia orgánica (94 y 75 %, respectivamente) que el residuo de papaya con base en su relación sólidos volátiles/sólidos totales. Después de 63 días de tratamiento, la mayor producción de metano se observó en la digestión anaerobia del residuo de plátano: 63,89 ml de metano por g de demanda química de oxígeno del residuo. Los resultados del potencial bioquímico de metano demostraron que el residuo de plátano tiene el mejor potencial para ser usado como materia prima en la producción de metano. A través de un análisis por PCR-DGGE con oligonucleótidos específicos se logró evaluar el tamaño y la composición de las poblaciones de eubacterias y arqueobacterias presentes en la digestión anaerobia de residuos agroindustriales a lo largo del proceso.

The tons of organic waste that are annually generated by agro-industry, can be used as raw material for methane production. For this reason, it is important to previously perform biodegradability tests to organic wastes for their full scale methanization. This paper addresses biodegradability, methane production and the behavior of populations of eubacteria and archaeabacteria during anaerobic digestion of banana, mango and papaya agroindustrial wastes. Mango and banana wastes had higher organic matter content than papaya in terms of their volatile solids and total solid rate (94 and 75 % respectively). After 63 days of treatment, the highest methane production was observed in banana waste anaerobic digestion: 63.89 ml CH4/per gram of chemical oxygen demand of the waste. In the PCR-DGGE molecular analysis, different genomic footprints with oligonucleotides for eubacteria and archeobacteria were found. Biochemical methane potential results proved that banana wastes have the best potential to be used as raw material for methane production. The result of a PCR- DGGE analysis using specific oligonucleotides enabled to identify the behavior of populations of eubacteria and archaeabacteria present during the anaerobic digestion of agroindustrial wastes throughout the process.