RESUMEN
In the S. tuberosum group phureja crops, mineral fertilizer and organic amendments are applied to meet the plants´ nutritional demands, however the effect of such practices on the associated rizospheric microbial communities are still unknown. Nitrogen plays an important role in agricultural production, and a great diversity of microorganisms regulates its transformation in the soil, affecting its availability for the plant. The aim of this study was to assess the structure of microbial communities related with the N cycle of S. tuberosum group phureja rizospheric soil samples, with contrasting physical-chemical properties and fertilization strategy. Few significant differences between the community composition at the phylum level were found, only Planctomycetes phylum was different between samples of different soil type and fertilization strategy. However, the analysis of nitrogen-associated functional groups made by ribotyping characterization, grouped soils in terms of such variables in a similar way to the physical-chemical properties. Major differences between soil samples were typified by higher percentages of the ribotypes from nitrite oxidation, nitrogen fixation and denitrification on organic amendment soils. Our results suggest that, the dominant rhizosphere microbial composition is very similar between soils, possibly as a result of population´s selection mediated by the rhizosphere effect. However, agricultural management practices in addition to edaphic properties of sampled areas, appear to affect some functional groups associated with the nitrogen cycling, due to differences found on soil´s physicalchemical properties, like the concentration of ammonium that seems to have an effect regulating the distribution and activity of nitrogen related functional groups in the S. tuberosum rhizosphere.
Fertilización mineral y enmiendas orgánicas son aplicadas para satisfacer las demandas nutricionales de los cultivos de S. tuberosum grupo phureja . Sin embargo, el efecto de esas prácticas sobre la comunidad microbiana asociada a la rizósfera aún no se conocen. El nitrógeno juega un papel importante en la producción agrícola y una gran diversidad de microorganismos regulan su transformación en el suelo, afectando su disponibilidad para la planta. El objeto de este estudio fue determinar la composición de la comunidad microbiana de la rizósfera de S. tuberosum grupo phureja , asociada con el ciclo del nitrógeno, en muestras de suelo contrastantes en sus propiedades fisicoquímicas y estrategia de fertilización. Pocas diferencias significativas entre la composición de la comunidad microbiana a nivel de phylum fueron encontradas, Í°nicamente el phylum Planctomycetes fue diferente entre las muestras de suelos con estrategias de fertilización diferentes. Sin embargo, el análisis de grupos funcionales asociados al nitrógeno llevado a cabo por la caracterización de ribotipificación, agrupó los suelos en términos de esas variables en una forma similar a las propiedades fisicoquímicas del suelo. Diferencias mayores entre las muestras de suelo fueron tipificadas por los altos porcentajes de ribotipos asociados a la oxidación de nitrito, fijación de nitrógeno y denitrificación sobre los suelos con enmiendas orgánicas. Nuestros resultados sugieren que la composición microbiana dominante es muy similar entre suelos, posiblemente como resultado de la selección de poblaciones mediada por el efecto rizosférico. Sin embargo, las prácticas del manejo agrícola en conjunto con las propiedades del suelo en las áreas muestreadas, parecen afectar algunos grupos funcionales asociados con el ciclo de nitrógeno, debido a las diferencias encontradas en las propiedades fisicoquímicas del suelo, como la concentración de amonio que parece tener un efecto regulando la distribución y actividad de los grupos funcionales relacionados con el ciclo del nitrógeno en la rizosfera de S. tuberosum.
RESUMEN
El objetivo de este trabajo fue conocer la capacidad de crecimiento y remoción de fenantreno (FEN) por el helecho Azolla caroliniana, utilizando bioaumentación con microorganismos hidrocarbonoclastas. A. caroliniana fue seleccionada de entre cuatro colectas de Azolla de México, por su tolerancia a concentraciones crecientes de FEN. Posteriormente, A. caroliniana fue expuesta a tres concentraciones de FEN: 20, 40 y 60mg·l-1, e/o inoculada con el complejo microbiano Bacillus stearothermophilus y Oscillatoria sp. (BST+OSC) con tolerancia in vitro a 100mg FEN·l-1 de medio de cultivo. A los 49 días después de la inoculación (DDI), la mayor producción de materia seca se presentó en el tratamiento con 20mg FEN y en el que se aplicó bioaumentación con BST+OSC en presencia de 40mg FEN. Ambos tratamientos superaron en 19,7% al testigo. Los tratamientos con mayor producción de materia seca presentaron mayor actividad nitrogenasa (7-12nmol C2H4·g-1·h-1), mientras que la menor actividad se observó en los tratamientos con 60mg FEN (3-4nmol C2H4·g-1·h-1). La menor remoción de FEN (45%) se observó en A. caroliniana sin BST+OSC con 20mg FEN; en contraste, la mayor remoción (80%) se presentó en A. caroliniana inoculada y/o sin inocular en presencia de 60mg FEN. Este trabajo es uno de los primeros reportes del efecto negativo de FEN sobre el crecimiento de Azolla y su microsimbionte, así como del potencial de remediación de FEN por A. caroliniana mediante el uso de bioaumentación.
The aim of this work was to evaluate the ability of Azolla caroliniana to grow and to dissipate phenanthrene (PHE) by using bioaugmentation with hydrocarbonoclastic microorganisms. A. caroliniana was selected from four Mexican strains based on its tolerance to increasing concentrations of PHE. Afterwards, A. caroliniana was exposed to PHE concentrations of 20, 40 and 60mg·l-1 and/or inoculated with the microbial consortium conformed by Bacillus stearothermophilus and Oscillatoria sp. (BST+OSC), strains previously tested for their tolerance to 100mg PHE·l-1. After 49 days, the higher dry mass production was observed at the treatment with 20mg PHE and at that with BST+OSC in presence of 40mg PHE·l-1; both treatments had 19.7% more dry mass than the control. Treatments with higher dry mass production also had higher nitrogenase activity (7-12nmolC2H4·g-1·h-1), whereas the lowest activity was observed at the treatments with 60mg PHE (3-4nmol C2H4·g-1·h-1). The lowest PHE dissipation (45%) was observed in A. caroliniana without BST+OSC in the presence of 20mg PHE; in contrast, the highest PHE dissipation (80%) was observed with A. caroliniana, either inoculated or not, when in presence of 60mg PHE. This is one of the first reports describing the negative effects of PHE on the growth of Azolla and its microsymbiont, as well as the potential of A. caroliniana for the dissipation of PHE with or without bioaugmentation.
O objetivo deste trabalho foi conhecer a capacidade de crescimento e remoção de fenantreno (FEN) pela Azolla Caroliniana (Azolla caroliniana), utilizando bioaumentação com microorganismos hidrocarbonoclásticas. A. caroliniana foi selecionada de entre quatro coletas de Azolla de México, por sua tolerância a concentrações crescentes de FEN. Posteriormente, A. caroliniana foi exposta a três concentrações de FEN: 20, 40 e 60 mg·l-1, e/ou inoculada com o complexo microbiano Bacillus stearothermophilus e Oscillatoria sp. (BST+OSC) com tolerância in vitro a 100mg FEN·l-1 de meio de cultivo. Aos 49 dias depois da inoculação (DDI), a maior produção de matéria seca apresentou-se no tratamento com 20mg FEN e naquele onde foi aplicada bioaumentação com BST+OSC na presença de 40mg FEN. Ambos tratamentos superaram em 19,7% ao testemunha. Os tratamentos com maior produção de matéria seca apresentaram maior atividade nitrogenase (7-12nmol C2H4·g-1·h-1), enquanto que a menor atividade foi observada nos tratamentos com 60mg FEN (3-4nmol C2H4·g-1·h-1). Observou-se a menor remoção de FEN (45%) em A. caroliniana sem BST+OSC com 20mg FEN; em contraposição, apresentou-se a maior remoção (80%) em A. caroliniana inoculada e/ou sem inocular na presença de 60mg FEN. Este trabalho e um dos primeiros relatórios a respeito do efeito negativo de FEN sobre o crescimento de Azolla e seu microsimbionte, assim como do potencial de remediação de FEN por A. caroliniana mediante o uso de bioaumentação.
RESUMEN
El uso desmedido de fertilizantes químicos nitrogenados y pesticidas ha traído graves consecuencias ambientales, por lo que se ha prestado gran atención al estudio de la microbiota nativa de los cultivos y sus beneficios a la planta, incluyendo la caña de azúcar. Este trabajo se realizó con el objetivo de caracterizar la microbiota nativa de la caña de azúcar. Se utilizaron 5 cepas bacterianas y 50 aislados provenientes del interior de este cultivo. Se determinó la actividad nitrogenasa y la influencia de la fuente de carbono, nitrógeno y el pH en la misma, mediante cromatografía gaseosa. Se detectó la producción de ácido indolacético por Dot-Immunobinding y el método de Salkowski. Del total de cepas y aislados, 19 mostraron actividad nitrogenasa, con valores entre 100 y 5000 //g/mL, y 6, Gluconacetobacter diazotrophicus PAl-5, Gluconacetobacter diazotrophicus 1-05, Gluconacetobacter diazotrophicus 4-02, aislado 17, aislado 30 y aislado 305; además, tienen la capacidad de producir AIA (valores entre 1,7 y 2,5 JMg/mL). Se demostró que las fuentes nutricionales y el pH del medio de cultivo influyen sobre la actividad nitrogenasa de las cepas representativas de la comunidad endófita.
Excessive application of chemical nitrogen fertilisers and pesticides has badly affected the environment. This has led to great interest being shown in studying a crops native microbial community and its benefit for plants. This paper was thus aimed at characterising sugarcanes endophytic microbial community. 5 sugar cane strains and 50 isolates were used. Gas chromatography was used for measuring nitrogenase activity and the influence of carbon and nitrogen sources and pH on cultures. Indol acetic (IAA) production was detected by Dot-Immunobinding and Salkowskis method. These results show that 19 strains and isolates had nitrogenase activity, values ranging from 100 to 5000 /zg/mL; 6 of them produced IAA (values ranging from 1,7 to 2,5 //g/mL): Gluconacetobacter iazotrophicus PAl-5, Gluconacetobacter diazotrophicus 1-05, Gluconacetobacter diazotrophicus 4-02, 17, 30 and 305. It was demonstrated that culture medium nutrient sources and pH affectedthe nitrogenase activity of the strains representing the endophytic community.