Azospirillum spp coloniza la rizósfera de trigo (Triticum aestivum L) var Pavón y promueve su crecimiento (página 2)

3. Condiciones del crecimiento
vegetal.

Se usó el sistema
semihidropónico de jarras de Leonard con 4kg de suelo no
estéril (5.3% de materia
orgánica, 0.26% de nitrógeno, 11.1 % humedad y
pH 7.4). El
sistema fue alimentado con la solución nutritiva de White
para plantas con la
siguiente composición: K2HPO4 1M,
1ml KH2PO4 1M, 1ml;
MgSO4x7H2O 1M, 1ml;
CaCl2x2H2O 1M-1 ml; FeSO4
trazas; pH 7.0, agua destilada
1000 ml. La solución de elementos menores utilizada fue:
ácido bórico, 2.6 g;
ZnSO4x7H2O, 0.22 g; KCl, 0.09 g;
NaMoO4, trazas; agua destilada, 100 ml por cada 1000
de la solución base mineral; pH 7.0 (23).

4. Inoculación de trigo con las
PGPR.

Las especies de Azospirillum y A
beijerinckii se crecieron en caldo nutritivo e incubaron en
agitación a 250 rpm por 24 h a 30°C. Se centrifugaron
a 3000 rpm/15 min, los paquetes celulares se lavaron dos veces
con solución salina (NaCl 0.85%) y se ajustaron a una
concentración de 3×1 03 UFC/ml; se tomó 1.0ml de
cada suspensión bacteriana por semilla, excepto en
aquellas inoculadas con la mezcla de las dos especies de
Azospirillum (0.5 ml de cada una). Se sembraron cuatro
semillas por jarra, cuando germinaron se dejaron dos y la
superficie se cubrió con aserrín estéril. Se
empleó un diseño
experimental de seis tratamientos con cuatro repeticiones cada
uno: a) trigo sin inocular y con 160 kg/ha de urea equivalente a
la dosis 100% (control
relativo); b) trigo inoculado con A. lipoferum y el
equivalente al 50% de la dosis completa de urea: 80 kg/ha; c)
trigo inoculado con A. brasilense y 80 kg/ha de urea; d)
trigo inoculado con la mezcla de las dos especies de
Azopirillum y 80 kg/ha de urea; e) trigo inoculado con
Az. beijerinckii y 80 kg/ha de urea y f) trigo sin
inocular, ni urea (control absoluto). Las jarras se mantuvieron
en invernadero durante 15 y 30 días. La solución
mineral para plantas se agregó además para mantener
la humedad del suelo constante al 60% de la capacidad de campo.
Las diferencias entre tratamientos se obtuvo por
comparación de medias de Tukey (18).

5. Variables-respuesta consideradas.

h) del trigo completo (parte aérea y radical)
inoculado con las PGPR y sin inocular: Además se
midió la altura de la parte aérea, la longitud de
la hoja y de la raíz (12).

6. Recuperación de A.
brasilense.

De las raíces del trigo inoculado se
intentó reaislar Abrasilense y A. lipoferum,
las raíces se lavaron con agua corriente para eliminar el
suelo, se desinfectaron superficialmente con alcohol al 96%
por 15 min y luego con hipoclorito de sodio al1 0% por 5 min; se
lavaron siete veces con agua destilada estéril, para
triturarse en un mortero con solución salina
estéril. Del macerado de raíz se tomó 0.1 ml
para sembrar en MB y en ML, y se incubaron por cinco a diez
días a 30°C (19).

Cuadro 1. Respuesta del trigo
(Triticum aestivum L var Pavón)

a la inoculación con bacterias
promotoras de crecimiento vegetal.

*Días después de la siembra. Todos
los valores
son el promedio de ocho plantas. Letras iguales no indican
diferencias estadísticamente significativas entre
tratamientos según Tukey (O.OI).**equivalente a 160
kg/Ha.

Resultados y discusión

Los resultados del cuadro 1 muestran que la
inoculación del trigo con las PGPR influyó
positivamente en principio en la germinación de sus
semillas y luego en las primeras etapas del desarrollo de
su raíz y en general de la planta, como se reporta en
otras gramíneas en las cuales sus productos de
excreción radical se utilizan las PGPR, como fuente de
carbono y
energía para luego transformarse en SPCV (16-20). Como se
sabe, estos compuestos aceleran la actividad radical para
aumentar su capacidad de absorción de minerales, como
el nitrógeno necesario para un crecimiento vigoroso,
semejante al observado en el trigo inoculado y que fue similar al
aspecto del trigo que se fertilizó sólo con la
dosis 100% de urea. Pues está demostrado que el exceso de
fertilizante nitrogenado de lo recomendado a un cultivo vegetal,
inhibe la acción
benéfica de las PGPR (23), además de causar
contaminación ambiental.

En contraste con la absorción radical del
nitrógeno del suelo por el trigo utilizado como control
absoluto (sin inocular y sin urea) estadística mente semejante a la del trigo
empleado como control relativo (sin inocular y la dosis 100% de
urea). Se encontró una respuesta positiva del trigo
inoculado con Azospiri11um en términos de peso
seco, comparado con la del trigo usado como control relativo, lo
que sugiere además que los patrones de conversión
de los exudados radicales en SPCV pueden ser específicos
para cada tipo PGPR 1(4,15), ya que Azospiri11um
causó un impacto positivo sobre el peso seco de la
raíz trigo (2,8,11) que Azotobacter no produjo
(7,21). Esto sugiere que la respuesta del trigo a la
inoculación con PGPR es dependiente de la gramínea
y la PGPR involucrada (10).

Las especies de Azospiri11um indujeron una mejor
respuesta del trigo a la absorción de urea, que aquel
inoculado con Az. beijerinckii en esterilidad, lo que
indica una interacción específica entre las
raíces de la variedad Pavón y las especies de
Azospiri11um utilizadas, las cuales aumentaron la eficiencia de
absorción radical del trigo por la urea en parte por las
SPCV que estimularon la proliferación de pelos radicales
lo que amplió el área de exploración de la
raíz y su capacidad de absorber el nitrógeno
derivado de la urea (13,19). Este hecho no se detectó con
Azotobacter a pesar de la ausencia de competencia por
los exudados radicales del trigo (17) en el suelo esterilizado.
Se observó un efecto positivo de las PGPR sobre la
longitud de la hoja, que sugiere que las SPCV de
Azospirillum influyen en ciertas etapas
fisiológicas y partes de la planta (10). En tanto que la
longitud de la raíz y su patrón de crecimiento
mostraron un efecto hormonal (23), que se relacionó
directamente con el incremento en el porcentaje en el peso fresco
y seco de la planta completa, el cual supone que los exudado s
radicales del trigo fueron convertidos en SPCV, como se reporta
en experimentos de
inoculación de PGPR en maíz, en
trigo y en arroz en donde se redujo la dosis de
fertilización nitrogenada utilizada para la producción de estas gramíneas
(2).

Figura 1. Dinámica de colonización de la
espennatósfera-rizósfera (ER) de trigo var
Pavón por bacterias promotoras del crecimiento vegetal.
Las PGPR se inocularon en semillas de trigo y se sembraron en un
suelo agrícola no estéril, se registró el
comportamiento
de cada PGPR en la ER del trigo con un medio selectivo
diseñado con ese propósito. Las plantas se
mantuvieron en condiciones de invernadero por 30
días.

Figura 2. Supervivencia de especies de
Azospirillum lipoferum y A. brasilense en suelo no
esterilizado, sin raíces. Las PGPR fueron inoculadas en un
suelo agrícola no estéril, sin raíces. La
determinación de su sobrevivencía se realizó
por recuento en placa con el uso de medios
diseñados para la recuperación de cada especie de
Azospirillum, para detalles ver texto.

La síntesis
de SPCV por las PGPR se reforzó con un ensayo
realizado en esterilidad, en el que semillas de trigo se trataron
con extractos libres de células de
Azospirillum y Azotobacter, en este caso se observó
una rápida germinación de las semillas entre 2-3
días, en comparación con las semillas del trigo
tratadas sólo con agua y que germinaron en 6 días
como promedio (8). Esto confirma que la influencia positiva de
las SPCV de Azospirillum se detecta desde la
germinación de las semillas del trigo, la cual
continúa en las primeras etapas del desarrollo radical,
debido a la atracción que la zona ER ejerce sobre
Azospirillum (6,15), de la misma manera Az. paspali
interactúa y ejerce su actividad positiva sobre el
crecimiento del sistema radical del pasto tropical. Paspalum
notatum (12,16).

En la figura 1 se presenta la dinámica de la
colonización de las raíces del trigo por las PGPR
en la que no se observó diferencia en la forma en la cual
estas bacterias ocuparon y dominaron esa zona del trigo, con un
período de adaptación de tres días, inducido
por la atracción de los exudados radicales liberados
durante la germinación de las semillas este proceso fue
acelerado por la utilización de los compuestos
orgánicos de desecho radical como fuentes de
carbono y energía, lo que se observó desde el
tercer día hasta el sexto, en que las PGPR alcanzaron su
máxima densidad celular,
este hecho es necesario para que el trigo responda favorablemente
a la inoculación con PGPR (l ,3).

Se recuperó A. brasilense del interior de
las raíces del trigo, ello sugiere que posee un mecanismo
para alcanzar esa zona del trigo (11) lo que indica que
está especie de PGPR esta adaptada tanto a la
utilización de los exudados de la raíz, como a las
sustancias que existen en su interior (2,5) y que A.
brasilense es bioquímicamente atraído por
los productos orgánicos de carbono existentes
exclusivamente en el interior del sistema radical (9),
ésta característica nutricional, única en
A. brasilense, se comprobó cuando se le
inoculó en el suelo no esterilizado sin raíces, en
donde no sobrevivió más de tres días, como
se muestra en la
figura 2. Este hecho, aunado a la competencia y
depredación de los microorganismos nativos de ese ambiente
contra las especies de Azospirillum impidieron su
supervivencia, lo que reafirma su condición como una
especie exclusiva de la rizósfera tanto en su exterior
como en su interior (15). A. lipoferum fue viable el doble
del tiempo,
probablemente por su capacidad para utilizar lentamente su
reserva energética, lo que prolongó su persistencia
en el suelo no estéril como se reporta para ciertas PGPR
en ausencia de raíces vegetales (9).

Estos resultados sugieren que la investigación sobre el tipo de exudados
radicales atrayentes para las PGPR y que posteriormente se
convierten en SPCV son aspectos clave para un pronóstico
de respuesta positiva del trigo a la inoculación con este
tipo de rizobacterias, que incluye la reducción de la
dosis de fertilización nitrogenada aplicada al cultivo;
con ello se evita el deterioro del suelo así como la
contaminación de las aguas superficiales y
subterráneas (18).

Agradecimientos. A la Agencia Internacional de
Energía Atómica de la FAO-UN, Viena, Austria.
Research contract No MEX 302-DI-MEX-7944, a la CIC de la UMSNH
por el proyecto 2.7
(2005-2006), a Beatriz Noriega-Gamboa por la escritura y
corrección de este trabajo.

Dedicatoria a Verónica, Maria del Consuelo,
Raúl, Sandra Luz y Mercedes
Sánchez Y, por su cariño y apoyo de
siempre.

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M*

1Microbiologia del del suelo, +Educación
ambiental. Facultad de Ciencias
Biológicas Universidad
Autónoma de Nuevo León, Monterrey, N.L.
México; 2Microbiología
Ambiental

*autor correspondiente

Instituto de Investigaciones
Químico Biológicas. Universidad Michoacana de San
Nicolás de Hidalgo. Morelia, Mich.
México.