Promoción de crecimiento vegetal de Bacillus subtilis EA-CB0575, colonización rizosférica y potencial genómico y bioquímico

Abstract

Cultivos de interés agrícola como el banano y el tomate son de importancia económica a nivel mundial y con el fin de abastecer la demanda, emplean agroquímicos que reducen la presencia de enfermedades y mantienen su productividad. Sin embargo, el uso extensivo de estos productos genera problemas ambientales y sociales como la polución de aire y fuentes de agua, erosión de suelos y acumulación de nitratos y nitritos en el ambiente; por lo que se requieren paquetes tecnológicos que permitan la mitigación de estos impactos sin afectar la producción. Este estudio se centró en evaluar el potencial de B.subtilis EA-CB0575 a nivel genómico, bioquímico e in planta, para promover el crecimiento vegetal; su colonización rizosférica en los cultivos de interés, capacidad de producción de lipopéptidos (LPs) en la raíz y el efecto de la aplicación del microorganismo en la microbiota nativa de la planta de banano. Se determinó que esta cepa puede promover el crecimiento de plantas de banano (Musa AAA) variedad Williams y tomate (Lycopersicum esculentum) variedad Chonto, a nivel in vitro o en invernadero, posee genes relacionados con diferentes mecanismos de acción de las PGPR´s y puede colonizar la rizósfera de los cultivos evaluados; detectándose hasta por 30 días después de la inoculación (DDI). Se encontró también que la cepa produce LPs de las familias surfactinas y fengicinas, aunque sólo se pudieron detectar surfactinas en raíces. Finalmente, se determinó que la microbiota de banano in vitro se compone principalmente de los géneros Bacillus y Paenibacillus en mayor proporción y de Acinetobacter, Arthrobacter, Methylobacterium, Microbacterium, Micrococcus, Pseudomonas, entre otros, en proporciones menores; además se determinó que cuando la cepa EA-CB0575 se aplica a las plantas de banano variedad Williams in vitro, se genera un efecto de enmascaramiento ó antagonismo de las poblaciones nativas de banano, posiblemente debido la dominancia de la PGPR en las raíces de la planta.

Abstract: Crops of agricultural interest such as bananas and tomatoes are important worldwide and in order to supply the demand agrochemicals have been used for reducing the presence of diseases and maintaining their productivity. However, the extensive use of these products could generate environmental and social problems as water and air pollution, erosion and accumulation of nitrates and nitrites; for these reasons, technological packages are required for mitigating these impacts without affecting production. The objective of this study was to evaluate the potential of B.subtilis EA-CB0575 for plant growth promotion at genomic, biochemical and in plant level, its rhizosphere colonization, lipopeptide (LPs) production in roots and the effect of its application on the native microbiota of the banana plant. It was determined that this strain can promote growth in both crops, in vitro or in greenhouse, bacteria genome has genes related to different mechanisms of action of PGPR´s and can colonize the rhizosphere of the plants, detecting up it to 30 days after inoculation, in Spanish, (DDI). It was also found that the strain produces LPs of the surfactin and fengycin families, although only surfactins were detected in roots. Finally, it was determined that microbiota of banana variety Williams in vitro is composed mainly by the genera Bacillus and Paenibacillus and secondarily by genera as Acinetobacter, Arthrobacter, Methylobacterium, Micrococcus, Microbacterium, Pseudomonas, among others. Additionally it was determined a "masking" or antagonistic effect of native banana populations when EA-CB0575 strain is applied to banana plants in vitro, this effect could be originated due to the dominance of the PGPR strain in plant roots