Estudios basicos en las señales de comunicacion mutualista entre Arachis hypogaea mani y bacterias asociadas, aplicables en la tecnologia de inoculantes

Abstract

El cultivo de maní (Arachis hypogaea L.) es importante en la alimentación humana y animalasí como en la industria, y Argentina es uno de sus principales exportadores mundiales. Laproductividad de este cultivo se ve afectada por la salinidad del suelo, condición que inhibeel crecimiento de las plantas. El nitrógeno es uno de los nutrientes más limitantes para laproductividad agraria, y en este sentido, la Fijación Biológica de Nitrógeno (FBN) constituyeuna de las principales fuentes de este elemento para las leguminosas que se asociansimbióticamente a bacterias denominadas rizobios. Además, las bacterias promotoras delcrecimiento vegetal (PGPR) benefician a las plantas gracias a su capacidad de estimularsu crecimiento por diversos mecanismos. Por ello, la aplicación de biofertilizantesbacterianos sobre el suelo o raíces de las plantas, constituye un método biotecnológicoque le reporta al vegetal beneficios de manera natural. La posibilidad de utilizar estosmicroorganismos para favorecer la nutrición, el desarrollo de las plantas y la tolerancia adiferentes estreses ambientales, ofrece nuevas alternativas para incrementar elrendimiento de cultivos de importancia agronómica como el maní, evitando el usoindiscriminado de fertilizantes químicos. Las raíces pueden modificar las característicasfísico-químicas del suelo a su alrededor debido a la liberación de compuestos orgánicos o?rizodeposiciones? que presentan amplia diversidad estructural y química y proveen fuentesde carbono y nitrógeno así como moléculas señalizadoras y quimioatrayentes para lasrizobacterias. Este proceso de liberación puede verse afectado por la presencia demicroorganismos o el estrés hídrico En este trabajo, en primer lugar se caracterizó el desarrollo de maní creciendo enausencia y presencia de estrés salino y de las rizobacterias beneficiosas Azospirillumbrasilense Cd (PGPR) y Ochrobactrum TAL1000 (rizobio de crecimiento rápido), yBradyrhizobium sp. C145 (rizobio de crecimiento lento). En ausencia de salinidad, lospesos secos de tallos y de raíces se incrementaron entre 50% para las inoculacionessimples (destacándose el efecto de A. brasilense Cd) y 80% para las coinoculaciones conla PGPR (destacándose el efecto de la combinación entre B. sp. C145 + A. brasilense Cd),con respecto al control. En presencia de salinidad, todos los pesos secos resultaronmenores a sus respectivos controles sin sal; no obstante, con este estrés y en respuesta alas inoculaciones, los pesos secos se incrementaron entre un 40% para las inoculacionessimples (destacándose el efecto de B. sp. C145) y un 80% para las coinoculaciones con laPGPR (preponderando el efecto de la combinación O. TAL1000 + A. brasilense Cd), conrespecto al control sin inocular. Los IRPA (índice raíz/parte aérea), no se modificaron por la salinidad, pero si resultaron aumentados en respuesta a las inoculaciones, indicando unefecto principal de las rizobacterias sobre la raíz de la planta, no así sobre el tallo En segundo lugar, se describió la composición molecular de las rizodeposiciones demaní, referente a ácidos grasos (AG) por cromatografía gaseosa (GC), y flavonoides,triptófano (Tpr) y ácido indol acético (AIA), por HPLC-masa. Los principales AGencontrados fueron 16:1, 16:0, 18:1, 18:0, 20:3 y 24:0. En ausencia de inóculos, sedetectaron los 5 AG mencionados, excepto 24:0. Los insaturados 16:1 y 18:1 redujeron susporcentajes por la salinidad, mientras que 20:3 se incrementó en respuesta al estrésaplicado; los saturados de 16 y 18 C se incrementaron debido a la salinidad. En presenciade A. brasilense Cd, los AG 16:0 y 18:0 fueron los principales, y sus niveles seincrementaron entre 10 y 20% en respuesta a la salinidad, mientras que para 18:1 ocurriólo contrario, reduciéndose su porcentaje por el estrés aplicado. Con el rizobio B. sp. C145,16:0 experimentó un incremento por la salinidad, mientras que 18:0 se redujo por dichofactor, y la coinoculación entre B. sp. C145 y A. brasilense Cd mostró a 16:0 respondiendoa la salinidad con un aumento en su porcentaje y a 18:0, con el comportamiento opuesto Por último, con el rizobio O. TAL1000, los principales AG fueron 18:0 que se incrementópor la salinidad y 24:0, que por el contrario, experimento una reducción. Este rizobiocombinado con A. brasilense Cd, generó rizodeposiciones que mostraron niveles de 16:0 y18:0 en condición control menores al 10% para ambos AG, pero en salinidad ambos seincrementaron para alcanzar entre 40 y 50%, y se destacó el nivel del AG 24:0 en lacondición control, el cual se redujo en respuesta a la salinidad Respecto a la fitohormona ácido indol acético, la misma no se detectó en ausenciade inóculos, paro sí en presencia de O. TAL1000, en cuyo caso los niveles de auxinafueron los mayores, y se observó un pronunciado incremento por la sal. En presencia delas coinoculaciones entre B sp. C145 y A. brasilense Cd y entre O. TAL1000 y A brasilense Cd, se detectó la auxina en condiciones salinas pero no en los controles sinsalinidad. Los niveles del aminoácido triptófano fueron superiores a los de la auxina entodas las condiciones, y al igual que lo sucedido con ella, en ausencia de inóculos no sedetectó. En cuanto a los flavonoides, se detectaron niveles significativos de: apigenina,genisteína, naringenina y naringina, y hubo niveles bajos de crisina en todos lostratamientos. En ausencia de inóculos, la salinidad redujo el número de flavonoidespresentes. Con A. brasilense Cd en presencia de sal, elevaron sus niveles apigenina,genisteína, naringenina y naringina, y crisina. Con B. sp. C145, genisteína fue el flavonoideprincipal, y redujo su concentración por la salinidad, mientras que con O. TAL1000, el principal fue naringina, cuyo nivel se elevó por la salinidad. En presencia de ambascoinoculaciones, el principal flavonoide fue naringina, el cual incrementó su nivel enrespuesta al estrés Los resultados obtenidos en el presente trabajo, permiten confirmar lascapacidades de las rizobacterias de beneficiar al maní en presencia de factoresambientales perjudiciales como la salinidad del suelo. Conjuntamente, los presentesresultados sugieren la existencia de roles en la interacción planta-microorganismosrizosféricos, para las moléculas componentes de las rizodeposiciones de maní, aportandolas primeras referencias en cuanto a su composición relativa a ácidos grasos, ácido indolacético, triptófano y flavonoides, creciendo en condiciones normales y en presencia desalinidad.