Endophytic bacteria promote growth and increase the aloin content of Aloe vera / Las bacterias endofíticas promueven el crecimiento y aumentan el contenido de aloína del Aloe vera

Aloe vera is among the world's economically most important medicinal plants, but as the growth of this plant and, consequently, the accumulation of metabolites is slow, we tested the hypothesis that root endophytic bacteria isolated from A. vera plants can promote growth and increase the accumulation of aloin in the gel and latex. For this, we inoculate seedlings with four endophytic bacteria and a combination of them. We confirmed the hypothesis and identified two strains with potential for the formulation of inoculants to improve the cultivation of A. vera. The bacterium 149H Paraburkholderiasp. increases the number of leaves and the accumulation of biomass, but on the other hand, 35V Enterobacter ludwigii inoculation increased the content of aloin in the gel and in the latex. Further research should focus on the association of these two strains in a single inoculant, to both promote growth and increase the synthesis of metabolites.

Aloe vera se encuentra entre las plantas medicinales económicamente más importantes del mundo, pero como el crecimiento de esta planta y, en consecuencia, la acumulación de metabolitos es lento, probamos la hipótesis de que las bacterias endofíticas de raíces aisladas de las plantas de A. vera pueden promover el crecimiento y aumentar la acumulación de aloína en el gel y látex. Para ello, inoculamos plántulas con cuatro bacterias endofíticas y una combinación de ellas. Confirmamos la hipótesis e identificamos dos cepas con potencial para la formulación de inoculantes para mejorar el cultivo de A. vera. La bacteria 149H Paraburkholderia sp. aumenta el número de hojas y la acumulación de biomasa, pero, por otro lado, la inoculación con Enterobacter ludwigii 35V aumentó el contenido de aloína en el gel y en el látex. La investigación adicional debe centrarse en la asociación de estas dos cepas en un solo inoculante, tanto para promover el crecimiento como para aumentar la síntesis de metabolitos

HALOBACTERIAS PROMOTORAS DE CRECIMIENTO VEGETAL ASOCIADAS A Lippia palmer! (VERBENACEAE) EN LA ZONA ÁRIDA DEL NOROESTE DE MÉXICO / Plant growth promoting halobacteria associated to plant growth promoting halobacteria associated to Lippia palmeri (Verbenaceae) in the arid zone of northwestern Mexico

RESUMEN La producción de orégano es de relevancia económica en el noroeste de México. Sin embargo, los productores para obtener altos rendimientos recurren a la fertilización química, pero su mal uso, agudiza la salinidad. Lippia palmeri crece de manera natural en suelos áridos, pobres en materia orgánica, alta salinidad y temperatura en el noroeste de México. En el contexto de una agricultura sustentable, los microorganismos mantienen la fertilidad del suelo e incrementan la productividad de la planta. Actualmente existe interés en proponer biofertilizantes en la agricultura de alta intrusión salina y elevadas temperaturas para el cultivo de orégano. Las Halobacterias Promotoras del Crecimiento de Plantas (HPCP), se han destacado por beneficiar a los cultivos nutrimentalmente y mitigar el efecto de la salinidad. El objetivo del presente trabajo consistió en identificar termo- y halo-tolerantes HPCP asociadas a la rizosfera de L. palmeri; se evaluó la actividad solubilizadora de fosfatos, producción de ácidos orgánicos, sideróforos y fijación de nitrógeno; se identificaron mediante el gen ARNr-16S aquellas con alta actividad evaluándose su efecto en la germinación y longitud radicular. Quince diferentes colonias sobresalieron al crecer en NaCl (0.25, 0.50 y 0.75 M) a 35 y 45 °C, destacando tres bacterias identificadas: Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus subtilis y Bacillus licheniformis. El efecto en la longitud radicular es significativo por la aplicación de B. amyloliquefaciens. Estudios relacionados con la promoción vegetal deben ser considerados en posteriores estudios. Este es el primer informe de B. amyloliquefaciens como una bacteria fijadora de nitrógeno asociada a L. palmeri.

ABSTRACT The production of oregano is of economic relevance in northwestern Mexico. However, to obtain high yields, producers resort to chemical fertilization, but its misuse increases salinity. Lippia palmeri Watts is a species of oregano that naturally grows in arid soils with poor organic matter, high salinity and temperature in the northwestern Mexico. In the context of sustainable agriculture, microorganisms activate soil fertility and increase plant productivity. Currently there is interest in proposing biofertilizers in the agriculture with high saline intrusion and temperatures for the cultivation of oregano. The Plant Growth Promoting Halobacteria (HPCP) have stood out by the beneficiary of the nutritious crops and mitigate the effect of the salinity. The goal of this work was to identify HPCP associated to the rhizosphere of L. palmeri, thermo and halotolerant; phosphate solubilizing activity, organic acid production, siderophores and nitrogen fixation were evaluated; the highest activity colonies were identified by the rRNA-16S gene and the effect on germination and root length was evaluated. Fifteen different colonies stood out when growing in NaCl (G.25, G.5G and G.75 M) at 35 and 45 °C, from which three bacteria were identified: Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus subtilis and Bacillus licheniformis. The effect on root length was significant for B. amyloliquefaciens. Studies related to plant promotion should be involved in subsequent studies. This is the first report of Bacillus amyloliquefaciens as a nitrogen fixing bacteria associated with Lipia palmeri.

Epiphytic and endophytic bacteria that promote growth of ethnomedicinal plants in the subtropical forests of Meghalaya, India / Bacterias epífitas y endófitas que promueven el crecimiento de plantas etnomedicinales en los bosques subtropicales de Meghalaya, India

The present study was aimed to investigate the endophytic and epiphytic bacteria associated with selected ethnomedicinal plants from the pristine subtropical forests of Meghalaya and analyse them for plant growth promotion and antagonistic ability. This study is an attempt to explore plant associated bacteria which are beneficial to host plants, and thus aid in the conservation of ethnomedicinal plants of the studied subtropical forests, which are dwindling due to exploitation. The plant growth promotion parameters like indole acetic acid (IAA) production, mineral phosphate solubilisation, acid phosphatase activity, presence of 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid deaminase (ACC) gene, nitrogen fixation, cellulose digestion, chitin and pectin degradation were screened among the isolates. The study revealed significant differences in bacterial population not only between the epiphytic and endophytic microhabitats, but also amongst the host plants. Out of the 70 isolated plant associated bacteria, Bacillus sp., Serratia sp., Pseudomonas sp., Pantoea sp., and Lysinibacillus sp. showed potent plant growth promotion properties. Bacillus siamensis C53 and B. subtilis cenB showed significant antagonistic activity against the tested pathogens. This study indicated the isolates inhabiting the plants prevalent in the subtropical sacred forests could be explored for use as plant growth promoters while practising the cultivation and conservation of ethnomedicinal plants. Rev. Biol. Trop. 62 (4): 1295-1308. Epub 2014 December 01.

El presente estudio tuvo como objetivo investigar las bacterias endófitas y epífitas asociadas con plantas medicinales seleccionadas de los bosques subtropicales prístinos de Meghalaya, para estimular el crecimiento de plantas y la capacidad antagónica. Este estudio es un intento de explorar las plantas asociadas a bacterias que benefician a la planta hospedera, y así ayudar en la conservación de plantas medicinales de los bosques subtropicales estudiados, los cuales son cada vez más escasos debido a la explotación. Los parámetros de promoción de crecimiento de las plantas, tales como: índice de producción de ácido acético (IAA), solubilización de fosfato mineral, actividad de la fosfatasa ácida, presencia del gen 1-aminociclopropano-1-ácido carboxílico desaminasa (ACC), fijación de nitrógeno, digestión de celulosa, quitina y pectina fueron seleccionados entre los aislamientos. El estudio reveló diferencias significativas en la población bacteriana, no sólo entre los microhábitats epífitos y endófitos, sino también entre las plantas hospederas. De las 70 bacterias aisladas de plantas asociadas, Bacillus sp., Serratia sp., Pseudomonas sp., Pantoea sp. y Lysinibacillus sp. mostraron potentes propiedades estimulantes del crecimiento vegetal. Bacillus C53 siamensis y B. subtilis cenB mostraron actividad antagónica significativa contra los patógenos probados. Este estudio indicó que los aislamientos que habitan en las plantas predominantes en los bosques sagrados subtropicales podrían explorarse para su uso como promotores del crecimiento vegetal, mientras se practica el cultivo y conservación de plantas medicinales.

Selección y caracterización de rizobacterias promotoras de crecimiento vegetal (RPCV) asociadas al cultivo de algodón (Gossypium hirsutum) / Selection and characterization of plant growth promoting rhizobacteria (PGPR’s) associated with cotton crop (Gossypium hirsutum)

Como parte de las estrategias de una agricultura sostenible, se hace necesario disminuir el uso de fertilizantes nitrogenados de síntesis, mediante la utilización de los biofertilizantes. En particular, los géneros Azotobacter y Azospirillum son utilizados como agentes promotores de crecimiento vegetal debido a su capacidad para fijar nitrógeno atmosférico y producir hormonas de tipo indólico. Por tal razón, en este estudio se aislaron bacterias diazotróficas de los géneros Azotobacter y Azospirillum a partir de la rizósfera de cultivos de algodón en el Espinal (Tolima). Las poblaciones microbianas se caracterizaron fenó­picamente en los medios de cultivo semiespecificos: Ashby y LG (Azotobacter sp.) y NFb, LGI y Batata (Azospirillum sp.). La promoción de crecimiento vegetal se determinó mediante la actividad de la enzima nitrogenasa por medio de la técnica de reducción de acetileno y producción de índoles por el método colorimérico de Salkowsky. Se obtuvieron 9 aislamientos tentativos de Azotobacter sp. y 4 de Azospirillum sp. Se presentaron diferencias significativas en la prueba de reducción de acetileno con las cepas presuntivas de Azotobacter sp.: NAT 9 (206.43 nmol C2H2 mL-1.h-1), NAT 4, (292.77 nmol C2H2 mL-1.h-1), y NAT 6 (460.60 nmol C2H2 mL-1.h-1) y en la producción de índoles de las cepas NAT 19 (19.87 íµg.mL-1) y NAT 13 (20.08 íµg.mL-1). Por su eficiencia In vitro en la promoción de crecimiento vegetal se seleccionaron las cepas NAT9, NAT4, NAT6, NAT19 y NAT13 para ser evaluadas como principio activo en futuros inoculantes para el algodón en esta zona del departamento del Tolima.

As part of strategies for sustainable agriculture, it is necessary to reduce the use of synthetic nitrogen fertilisers through the use of biofertilisers. In particular, the genera Azotobacter and Azospirillum are used as plant growth promoters because of their ability to fix atmospheric nitrogen and indolic type hormones. For this reason, in this study were isolated diazotrophic bacteria of the genera Azotobacter and Azospirillum from the rhizosphere of cotton crops in Espinal (Tolima). The microbial populations were characterized phenotypically in specific semi culture media: Ashby and LG (Azotobacter sp.) and NFb, LGI and Batata (Azospirillum sp.). The promotion of plant growth was determined by the enzyme nitrogenase activity through acetylene reduction technique and production of indoles by the salkowsky colorimetric method. 9 isolates were obtained tentative Azotobacter sp. and 4 of Azospirillum sp. Significant differences in acetylene reduction test with presumptive strains of Azotobacter sp.: NAT 9 (206.43 nmol C2H2 mL-1.h-1), NAT, 4, (292.77 nmol C2H2 mL-1.h-1), and NAT 6 (460.60 nmol C2H2 mL-1.h-1) and indole production strains NAT 19 (19.87 µg.mL-1) and NAT 13 (20.08 µg.mL-1). In vitro efficiency in promoting plant growth were selected strains NAT9, NAT4, NAT6, NAT19 and NAT13 to be evaluated as active in future inoculants on cotton in this part of the department of Tolima.

CARACTERIZACIÓN DE BACTERIAS DIAZOTRÓFICAS ASIMBIÓTICAS ASOCIADAS AL EUCALIPTO (Eucalyptussp.) EN CODAZZI, CESAR (COLOMBIA) / Characterization of Diazotrophic Bacteria Non-Symbiotic Associated with Eucalyptus (Eucalyptussp.) in Codazzi, Cesar (Colombia)

Se evaluó el efecto de las épocas climáticas (lluvia y sequía) y del estrato de la muestra (suelo rizosférico, raíces y hojas) sobre la población de los géneros Azotobacter, Beijerinckia, Derxia, Azospirillum, Herbaspirillum, Gluconacetobacter y Burkholderia en el Eucalipto (Eucalyptus sp.). Así mismo, se evalúo su capacidad en la producción de compuestos indólicos como promotores del crecimiento vegetal y su actividad de reducción de acetileno como indicador de la fijación biológica de nitrógeno. Los resultados no registraron diferencias estadísticas significativas en el test de Tukey (P ≤ 0.05) en la población con respecto a la época climática. Con respecto al estrato de muestra, los aislamientos tentativos de Herbaspirillum sp. y Azospirillum sp. presentaron diferencias significativas en suelo rizosférico y raíces. Se obtuvieron 44 aislamientos de los cuales se agruparon por caracterización fenotípica como: 14 presuntivos de Beijerinckia sp., 12 de Azotobacter sp., ocho de Derxia sp., cuatro de Herbarpirillum sp., cinco de Azospirillum sp., uno de Gluconacetobacter sp. y uno de Burkholderia sp. Por su alto potencial fueron seleccionados y criopreservados los aislamientos C27, C26 y C25, las cuales presentaron los mejores valores de eficiencia in vitro, superando valores de producción de las cepas de referencia utilizadas (A. chroococcum (AC1) y A. brasilense (SP7)).

The effect of climatic seasons (rainy and dry) and the stratum sample (rhizospheric soil, roots and leaves) the population of the genera Azotobacter, Beijerinckia, Derxia, Azospirillum, Herbaspirillum, Gluconacetobacter and Burkholderia in soil rhizosphere, roots and leaves of Eucalyptus (Eucalyptus sp.). It also assesses their ability to produce indoles compounds as plant growth promoters and their acetylene reduction activity as an indicator of biological fixation of nitrogen. The results showed no statistically significant differences in the Duncan test (P ≤ 0.05) in the population with respect to the climate epoch, suggesting that these bacteria are able to tolerate stress conditions by different physiological mechanisms. With respect to the stratum sample isolates attempts of Herbaspirillum sp. and Azospirillum sp. significant differences in rhizospheric soil and roots. We obtained 44 isolates of which were grouped by phenotypic characterization as 14 suspected of Beijerinckia sp., 12 Azotobacter sp., 8 Derxia sp., 4 Herbaspirillum sp., 5 Azospirillum sp., 1 Gluconacetobacter sp. and 1 Burkholderia sp. Due to their high potential were selected isolates C27, C26 and C25. These four strains present the best values of efficiency in vitro, exceeding production values of the reference strains used (A. chroococcum (AC1) and A. brasilense (SP7)).