Antagonismo de rizobacterias sobre hongos fitopatógenos, y su actividad microbiana con potencial biofertilizante, bioestimulante y biocontrolador / Antagonism of rhizobacteria on phytopathogenic fungi, and their microbial activity with biofertilizer, biostimulant and biocontroller potential

RESUMEN Las rizobacterias forman parte de la gran cantidad de microorganismos que actúan como agentes de biocontrol, produciendo metabolitos que inducen resistencia sistémica en las plantas que inhiben el crecimiento de patógenos. El objetivo de esta investigación fue evaluar la capacidad de diez rizobacterias de los géneros Rhizobium, Bradyrhizobium, Sinorhizobium, Ochrobactrum y Pseudomonas para producir ácido cianhídrico (HCN), sideróforos y ácido indol-acético (AIA), disolver fosfato, fijar nitrógeno e inhibir el crecimiento de fitopatógenos. Se realizaron todas las pruebas fisiológicas y bioquímicas correspondientes, así como la prueba de antagonismo in vitro contra los fitopatógenos Fusarium oxysporum, Colletotrichum gloeosporioides y Rhizoctonia solani. Cinco cepas produjeron una mayor cantidad de AIA en relación a las otras en presencia de triptófano, la cepa ES1 (Ochrobactrum sp.) produjo HCN, el 50 % de las cepas evaluadas liberaron sideróforos, el 60 % disolvió fósforo, y todas resultaron positivas para la fijación de nitrógeno. Nueve cepas inhibieron el crecimiento de F. oxysporum entre 40 % y 65 %, la cepa Alf (Pseudomonas fluorescens) inhibió además el crecimiento de C. gloeosporioides en un 22 %, y ninguna inhibió el crecimiento de R. solani. Los rizobios evaluados y la cepa de Pseudomonas fluorescens podrían ejercer efectos beneficiosos sobre las plantas a través de mecanismos directos e indirectos, o una combinación de ambos, lo que las convierte en una opción sostenible para la producción de cultivos.

ABSTRACT Rhizobacteria are part of the large number of microorganisms that act as biocontrol agents, producing metabolites that induce systemic resistance in plants and inhibit the growth of pathogens. The objective of this research was to evaluate the capacity of ten rhizobacteria of the genera Rhizobium, Bradyrhizobium, Sinorhizobium, Ochrobactrum and Pseudomonas to produce hydrogen cyanide (HCN), siderophores and indole acetic acid (IAA), dissolve phosphate, fix nitrogen and inhibit the growth of phytopathogens. All the corresponding physiological and biochemical tests were carried out, in addition to an in vitro antagonism test against the phytopathogens Fusarium oxysporum, Colletotrichum gloeosporioides and Rhizoctonia solani. Five strains produced a greater amount of IAA with respect to the others in the presence of tryptophan, the strain ES1 (Ochrobactrum sp.) produced HCN, 50% of the evaluated strains released siderophores, 60% solubilized phosphorus and all were positive for nitrogen fixation. Nine strains inhibited the growth of F. oxysporum by 40% to 65%. The Alf strain (Pseudomonas fluorescens) inhibited the growth of C. gloeosporioides by 22% while none inhibited the growth of R. solani. The rhizobia tested and the Pseudomonas fluorescens strain may have favorable effects on plants through direct and indirect mechanisms, or a combination of both, making them a sustainable option for crop production.

Caracterización fenotípica y genotípica de doce rizobios aislados de diversas regiones geográficas de Venezuela

Phenotypic and genotypic characterization of twelve rhizobial isolates from different regions of Venezuela. Rhizobial taxonomy and systematics have progressed substantially, nevertheless, few studies have been developed on venezuelan species. This study evaluated the phenotypic and genetic variation between 12 venezuelan indigenous rhizobial isolates and 10 international referential strains, by phenotypical traits and DNA molecular markers. In this regard, a PCR-RFLP of the 16S rDNA gene, the presence of large plasmids, metabolic assays in solid media, salinity resistance, pH and temperature growth conditions, and intrinsic antibiotic resistance were assayed. In reference to the phenotypic attributes, we recognized three main groups: A group I, which comprised all the strains metabolizing between 67.5%-90% of the C and N sources. They were also acid-tolerant, as well as acid producers, capable of growing at 40ºC and in high salinity conditions (2-2.5% NaCl). With regard to the antibiotic sensitivity, this group was susceptible to a 30% of the antibiotic assayed. Strains belonging to Group II exhibited a lower salt tolerance (0.1-1.5%NaCl), as well as a lower acid tolerance, since they grew well at pH values equal or higher than 5.0. This group appeared to be resistant to all of the antibiotics assayed and only metabolized between 52.5%-82.5% of the C and N sources. Group III was represented by a single bacterial strain: it has a extremely low salt tolerance (0.1% NaCl). This strain grew at a pH equal or higher than 5.6, was susceptible to 50% of the antibiotics assayed and metabolized 72% of the C and N sources. On the basis of a PCR- RFLP of the 16S rDNA, three groups were also obtained. Members of the group A showed a close resemblance to Rhizobium tropici CIAT 899 and Sinorhizobium americanum CFN-EI 156, while Group B was closely related to Bradyrhizobium spp. Group C, was also represented by only one isolate. The Trebol isolate, was the only one strain able to form nodules and does not appear to be related to any of the referential rhizobial strains, suggesting a possible symbiotic horizontal gene transfer. Finally, in this work, there are evidences of a genetic diversity in the venezuelan rhizobial strains. A different geographical origin is perhaps an important factor affecting the diversity of the indigenous rhizobia in this study. Rev. Biol. Trop. 59 (3): 1017-1036. Epub 2011 September 01.

Rasgos fenotípicos y marcadores moleculares de ADN se utilizaron para investigar la variación fenotípica y genética entre 12 aislados rizobianos venezolanos y 10 cepas de referencia internacionales. Para ello, se realizó un PCR-RFLP del gen rDNA 16S, la presencia de plásmidos grandes, análisis metabólicos en medios sólidos, resistencia a la salinidad, condiciones del crecimiento a diferentes pH y temperaturas y la resistencia intrínseca a antibióticos. En referencia a las cualidades fenotípicas, se diferenciaron tres grupos principales, un grupo I que abarcó a todas aquellas cepas que metabolizaban entre 67.5% y 90% de las fuentes de C y de N. También eran tolerantes a la acidez y productoras de ácido, capaces de crecer a 40ºC y a altas condiciones de salinidad (NaCl 2-2.5%). Con respecto a la sensibilidad a antibióticos, este grupo era susceptible a un 30% de los antibióticos empleados. Las cepas que pertenecen al grupo II exhibieron una tolerancia salina más baja (0.1- 1.5%NaCl), así como una menor tolerancia a la acidez, puesto que crecieron bien en valores de pH iguales o mayores a 5.0. Este grupo era resistente a todos los antibióticos probados y metabolizaban solamente entre 52.5%-82.5% de las fuentes de C y de N. Una sola cepa bacteriana representó al grupo III, con una baja tolerancia salina (0.1% NaCl). Este aislado creció a un pH mayor o igual a 5.6, era susceptible a 50% de los antibióticos probados y metabolizó el 72% de las fuentes de C y de N. Al tener como base el PCR-RFLP del 16S rDNA, se diferenciaron también tres grupos. Los miembros del grupo A demostraron una estrecha relación con Rhizobium tropici CiAT 899 y Sinorhizobium americanum CFN-Ei156, mientras que el grupo B está estrechamente vinculado a Bradyrhizobium spp. El grupo C, está representado por solo un aislado. El aislado Trebol, fue la única cepa capaz de formar nódulos y no aparece relacionado con ninguna cepa de referencia, y sugiere una transferencia horizontal de genes simbióticos. Finalmente, en este trabajo se evidencia una diversidad genética en las cepas rizobianas venezolanas. El origen geográfico diverso de estas cepas, quizás sea un factor importante que influencie la diversidad de los rizobios indígenas utilizados en este estudio.