Induccion sistemica de la biosintesis de metabolitos secundarios en Mentha piperita mediada por rizobacterias

Abstract

En la actualidad, la agricultura depende en gran medida del empleo de productos químicos sintéticos como fertilizantes, pesticidas y herbicidas para lograr altos rendimientos, sin tener en cuenta los efectos deletéreos de los mismos sobre el medio ambiente. La utilización de microorganismos para incrementar la disponibilidad y toma de nutrientes por parte de los cultivos y controlar organismos fitopatógenos e insectos herbívoros es una alternativa biotecnológica que resulta interesante En el presente trabajo se determinó el efecto de la inoculación de las cepas Pseudomonas simiae WCS417r, Pseudomonas pulida SJO4 y Bacillus subtillis GB03 y de la co-inoculación de las cepas WCS417r + SJO4 y GB03 + SJO4 sobre diferentes parámetros de crecimiento vegetal, contenido de clorofila, densidad de estomas y tricomas glandulares, producción de metabolitos secundarios como monoterpenos y compuestos fenólicos y sobre la emisión de compuestos orgánicos volátiles (VOCs) y la actividad de la enzima fenilalanina amonio liasa (PAL) en plantas de Mentha piperita Plantas tratadas con cepas PGPR, en comparación a plantas control, presentaron un incremento en la biomasa aérea y radical, en la superficie foliar, en la densidad de tricomas glandulares y estomas y significativos cambios en el contenido y emisión de monoterpenos y en la concentración de compuestos fenólicos. La magnitud de los cambios registrados dependió de la/s cepa/s inoculada/s. Plantas tratadas con la combinación 1'. pulida SJO4 +B subí//lis GB03 presentaron el mayor desarrollo de la parte aérea. Plantas co-inoculadas con las cepas P. simiae WCS417r y P. pulida SJO4 tuvieron un contenido total de aceites esenciales (AE) 6 veces superior que plantas no tratadas; mencionadas plantas presentaron la mayor tasa de emisión de monoterpenos Con el objetivo de determinar si la inoculación de rizobacterias y la aplicación exógena de las fitohormonas metil jasmonato (MeJA) o ácido salicílico (SA) tenían un efecto sinérgico sobre la producción de biomasa y de metabolitos secundarios, se aplicaron exógenamente las fitohormonas anteriormente citadas, a diferentes concentraciones, sobre plantas inoculadas y sin inocular. A los 7 y 14 días posteriores a la aplicación, se determinaron los efectos sobre diferentes parámetros de crecimiento vegetal, contenido total de AE y de los monoterpenos mayoritarios: limoneno, linalool, mentona mentol y pulegona, y sobre la densidad de tricomas glandulares y la concentración de compuestos fenólicos El derivado metilado del ácido jasmónico (JA) produjo una inhibición del crecimiento vegetal y contrarrestó los mecanismos de promoción del crecimiento vi desencadenados por la inoculación de cepas PGPR; sin embargo produjo un considerable aumento en el contenido de AE y en la concentración de los monoterpenos mayoritarios. El MeJA también indujo la síntesis de compuestos fenólicos. El MeJA aplicado a una concentración 2 inM tuvo junto al tratamiento con rizobacterias un efecto sinérgico sobre la biosíntesis de terpenoides Mientras que el SA produjo un aumento del crecimiento vegetal y no afecto los mecanismos de promoción del crecimiento desencadenados por la inoculación de cepas PGPR. El tratamiento con SA estimulo la biosíntesis de AE en M. piperita, pero en un grado menor que el derivado metilado del JA. No existió un sinergismo entre las rizobacterias y el SA en la inducción de la síntesis de monoterpenos. La síntesis de compuestos fenólicos también fue inducida por el tratamiento con SA El conocimiento de factores que controlan o afectan la biosíntesis de metabolitos secundarios y la acumulación de monoterpenos permiten diseñar estrategias biotecnológicas para mejorar el cultivo y la productividad de plantas aromáticas y otros cultivos de interés agrícola, representado una alternativa al empleo de fertilizantes químicos y/o pesticidas de origen sintético.