Resistencia a cadmio (Cd) de bacterias endófitas y bacterias rizosféricas aisladas a partir de Oriza sativa en Colombia

Nataly Ayubb T, Armando Cerra G, Leonardo Chamorro A, Alexander Pérez C

Resumen


El presente estudio tuvo como objetivo evaluar in vitro la resistencia de bacterias endófitas y rizosféricas a diferentes concentraciones de Cadmio (Cd). Se evaluó in vitro la promoción de crecimiento vegetal mediante la fijación de nitrógeno, solubilización de fosfato y producción de sideróforos de bacterias endófitas aisladas de diferentes tejidos de variedades de arroz comerciales y de bacterias aisladas de la rizósfera en las plantaciones de arroz de los corregimientos de Nechí (Antioquía) y Achí (Bolívar). Se colectaron muestras de raíz, tallos y hojas de plantas de arroz y de muestras de suelo rizosférico. A cada muestra se les determinó la densidad poblacional por medio de conteo en UFC/ g de tejido y se separaron morfotipos por forma, color, tamaño y apariencia en medios de cultivos. Se observaron diferencias significativas para densidad poblacional de bacterias con respecto a tejido, con mayores valores en raíz (4x1011 g/raíz), seguida de tallo (3x1010 g/tallo), hoja (5x109 g/hoja), hoja bandera (3x109 g/hoja bandera) y menor densidad en panícula (4x108 g/panícula). Los resultados de la identificación con kit API20E confirmaron la presencia de la bacteria endófita Burkholderia cepaceae y la bacteria rizosférica Pseudomona fluorescens con capacidad de tolerar diferentes concentraciones de Cd, fijar nitrógeno, solubilizar fosfatos y producir sideróforos.


Palabras clave


Bacteria endófita; rizósfera; tolerancia; Cadmio

Texto completo:

PDF

Referencias


ADHYA, T.K.; KUMAR, N.; REDDY, G.; PODILE, A.R.; BEE, H.; SAMANTARAY, B. 2015. Microbial Mobilization of Soil of Phosphorus and Sustainable P Management in Agricultural Soils. Current Science. 108:1280-1287.

ALARCÓN, A.; FERRERA C.R. 2012. Biofertilizantes: Importancia y utilización en la agricultura. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas. 26 (2): 191-203.

ARAUJO, W. L.; MARCON, W.J.; MACCHERONI, E.J.; VAN, J.W.; AZEVEDO, J.L. 2002. Diversity of endophytic bacterial populations and their interaction with Xylella fastidiosa in citrus plants. Applied Environmental Microbiology. 68:4906-4914.

BEHERA, B.; SINGDEVSACHAN, S.; MISHRA, R.; DUTTA, S.; THATOI, H. 2014. Diversity, mechanism and biotechnology of phosphate solubilising microorganism in mangrove, a review. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology. 3(2): 97-110

BELIMOV, A.; HONTZEAS, N.; SAFRONOVA, V.; DEMCHINSKAYA, S.; PILUZZA, G.; BULLITTA, S.; GLICK, B. 2005. Cadmium tolerant plant growth-promoting bacteria associated with the roots of Indian mustard (Brassica juncea LC zern.). Soil Biology & Biochemistry. 37:241-50.

BEVIVINO, A.; DAMALSTRI, C.; TABACCHIONI, S.; CHIARINI, L. 2000. Efficacy of Burkholderia cepacia MCL 7 in disease suppression and growth promotion of maize. Biology and Fertility of Soils. 31(4): 225-231.

CABALLERO M.J.; ONOFRE L.J.; ESTRADA, D.P.; MARTINEZ, A.L. 2007. The tomato rhizosphere, an environment rich in nitrógen-fixing Burkholderia species with capabilities of interest for agriculture and biorremediation. Applied Environmental Microbiology. 73(3): 5308-5319.

CAÑIZARES, R. 2000. Bioabsorción de metales pesados mediante el uso de biomasa microbiana. Revista Latinoamericana de Microbiología 42:131- 143.

CHUN YU, J.; XIA-FANG, S.; MENG, Q.; QING-YA, W. 2008. Isolation and characterization of a heavy metal resistant Burkholderia sp. from heavy metal contaminated paddy feld soil and its potential in promoting plant growth and heavy metal accumulation in metal-polluted soil. Chemosphere. 72(2):57-64.

COMPANT, S.; DUFFY, B.; NOWAK, J.; CLEMENT, C.; BARKA, E.A. 2005. Use of plant growth-promoting bacteria for biocontrol of plant diseases: principles, mechanisms of action, and future prospects. Applied Environmental Microbiology. 71:4951-4959.

DEMANECHE, S.; KAY, E.; GOURBIERE, F.; SIMONET, P. 2001. Natural transformation of Pseudomonas fluorescens and Agrobacterium tumefaciens in soil. Applied and Environmental Microbiology. 67 (6): 2617-2621.

DI TOPPI, L.S.; GABBRIELLI, R. 1999. Response to cadmium in higher plants. Environmental and Experimental Botany. 41: 105- 130.

DUGAN, M. 2004. Field Training Manual For Laboratory Analysts. Disponible en: www.home.alltel.net/mikeric/chap 10up/chapter 10 Nitrogen. Htm.

GUERRA, B.; SANDOVAL, A.; MANRIQUE, L.; BARRERA, S. 2014. Ensayos preliminares in vitro de bioabsorción de cadmio por cepas fúngicas nativas de suelos contaminados. Innovaciencia 2014; 2 (1): 53 – 58

GONZALEZ, A.G. 2006. El fósforo y los microorganismos del suelo, Departamento Desarrollo, Rizobacter Argentina. S.A.

HERNÁNDEZ, A.; MEDINA, N.; QUIÑÓNEZ, M.; HOFTE, M.; HENDRICH, M.; HERNÁNDEZ, A. N. 2004. Strain identification of Burkholderia cepacia and Pseudomonas fluorescens associated to maize crop by pholyphasic taxonomi. Revista Mexicana de Fitopatología. 22(2): 198-207

HIRONOBU, M.; HISAU M. 2008. Endophytic bacteria in the plant rice. Microbes Environmental. 23:19-117.

JONES, D. L.; OBURGER, E. 2011. Solubilization of phosphorus by soil microorganisms. Phosphorus in Action (pp. 169-198): Springer.

KAMALAKANNAN, S.; KRISHNAMOORTHY R. 2006. Isolation of mercury resistant bacteria and influence of abiotic factors on bioavailability of mercury –a case study in Pulicat Lake north of Chennai, south east India. Science of the Total Environment. 367:341-353

KAMIKA, I.; MOMBA, M.N. 2013. Assessing the resistance and bioremediation ability of selected bacterial and protozoan species to heavy metals in metal rich industrial wastewater. BMC Microbiology. 10(4):13- 28

LODEWYCKX, C.; TAGHAVI, S.; MERGEAY, M.; VANGRONSVELD, J.; CLIJSTERS, H.; VAN DER LELIE, D. 2001. The effect of recombinant heavy metal resistant endophytic bacteria in heavy metal uptake by their host plant. International Journal of Phytoremediation. 3:173- 187

LÓPEZ, D.B.S.; HOYOS, A.M.G.; PERDOMO, F.A.R.; BUITRAGO, R.R.B. 2014. Efecto de rizobacterias promotoras de crecimiento vegetal solubilizadoras de fosfato en Lactuca sativa cultivar White Boston. Revista Colombiana de Biotecnología. 16(2): 122-128.

MA, Y.; RAJKUMAR, M.; LUO, Y.; FREITAS, H. 2011. Inoculation of endophytic bacteria on host and non-host plants effects on plant growth and Ni uptake. Journal of Hazardous Materials. 196:230-7.

MADHAIYAN, M.; POONGUZHALI, S.; SA, T. 2007. Metal tolerating methylotrophic bacteria reduces nickel and cadmium toxicity and promotes plant growth of tomato (Lycopersicon esculentum L.). Chemosphere. 69: 220-228

MANO, H.; TANAKA, F.; WATANABE, A.; KAGA, H.; OKUNISHI, S.; MORISAKI, H. 2006. Culturable surface and endophytic bacterial flora of the maturing seeds of rice plants (Oryza sativa) cultivated in a paddy feld. Microbes Environmental. 21:86-100

MOCALI, S.; BERTELLI, E.; MENGONI A.; SFALANGA, A.; VILIANI, F.; CACIOTTI, A & TEGLI S.G. 2003. Fluctuation of bacteria isolated from elm tissues during different seasons and from different plant organs. Research in Microbiology. 154:105-114

MOHAMMAD, G.; PRASAD, R. 1998. Influence of microbial fertilizers on biomass accumulation in polypotted Eucalyptus calmadulensis. Journal of Tropical Ecology. 4:74-7.

MOSSIALOS, A.; MEYER, J.M.; BUDZIKIEWICZ, H.; WOLFF, U.; KOEDAM, N.; BAYSSE, C.; ANJAIAH, V.; CORNELIS, P. 2000. Quinolobactin, a New Siderophore of Pseudomonas fluorescens ATCC 17400, the production of wich is repressed by the cognate Pyoverdine. Applied and environmental Microbiology. 66(2): 487-492.

NAVA, P.E.; GARCÍA, G.C.; CAMACHO, B.J.R.; VÁZQUEZ, M.E.L. 2012. Bioplaguicidas: una opción para el control biológico de plagas. Ra Ximhai. 8(3): 17-29.

ORELIO, C.C.; BEIBOER, H.W.; MORSINK, M.C.; TEKTAS, S.; DEKTER, H.E.; VAN LEEUWEN, W.B. 2014. Comparison of Raman spectroscopy and two molecular diagnostic methods for Burkholderia cepacia complex species identification. Journal Microbiology Methods 107:126-132.

O’SULLIVAN, D.J.; O’GARA, F.1992. Traits of fluorescent Pseudomonas spp. involved in suppression of plant root pathogens. Microbiology Reviews. 56:662-676.

PÉREZ, C.; DE LA FUENTE, L.; ARIAS, A.; ALTIER, N. 2000. Uso de Pseudomonas fluorescens nativas para el control de enfermedades de implantación en Lotus corniculatus L. Agrociencia. 4(1):41-47.

PÉREZ, C.; ROJAS, J.; FUENTES, C. 2010. Diversidad de bacterias totales y endófitas asociadas a raíces del pasto Bothriochloa pertusa (L) A. Camus. Revista Colombiana de Ciencia Animal. 2(1): 58-72.

PEREZ, A.; CHAMORRO, L. 2013. Endophytic bacteria: a new field of research for development of agricultural sector. Revista Colombiana de ciencia Animal. 5(2):439-462.

PÉREZ, C.; TUBERQUIA, A.; AMELL, D. 2014. Actividad in vitro de bacterias endófitas fijadoras de nitrógeno y solubilizadoras de fosfatos. Revista Agronomía. Mesoamericana. 25(2):213-223.

PÉREZ, A.; MARTÍNEZ, D.; BARRAZA, Z.; MARRUGO, J. 2016. Bacterias endófitas asociadas a los géneros Cyperus y paspalum en suelos contaminados con mercurio. Revista U.D.C.A Actualidades & Divulgación Científica. 19(1): 67-76,

PILLAY, V.K.; NORWARK, J. 1997. Inoculam, density, temperature, and genotype effect on in vitro growth promotion and epiphytic and endophytic colonization of tomato (Lycopersicon esculentum L.), seeding inoculated with a pseudomonal bacterium. Canadian Journal of Microbiology. 43:354-61.

RATHNAYAKE, I.V.N.; MALLAVARAPU, M.; KRISHNAMURTI, G.S.R.; BOLAN N.S.; NAIDU R. 2013. Heavy metal toxicity to bacteria – Are the existing growth media accurate enough to determine heavy metal toxicity. Chemosphere 90:1195-1200.

ROCKNE, K.; SANFORD, J.; SANFORD, R.; BRIAN, P.; JAMES, T.; STALEYAND, S. 2000. Anaerobic naphthalene degradation by microbial pure cultures under nitrate-reducing conditions. Applied and Environmental Microbiology. 66: (4)1595-1601.

RIERA, M. C. 2003. Manejo de la biofertilización con hongos micorrízicos arbusculares y rizobacterias en secuencias de cultivos sobre suelo Ferralítico rojo. [Tesis en opción al grado de Doctor en Ciencias Agrícolas]. La Habana: Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas. 120.

RYAN, R. P.; GERMAINE, K.; FRANKS, A.; RYAN, D. J.; DOWLING, D. N. 2008. Bacterial endophytes: recent developments and applications. FEMS Microbiology Letters. 278(1): 1-9.

SÁNCHEZ, D.B.; GARCÍA, A.M.; ROMERO, F.A.; BONILLA, R.R. 2014. Efecto de rizobacterias promotoras de crecimiento vegetal solubilizadoras de fosfato en Lactuca sativa cultivar White Boston. Revista Colombiana de Biotecnología. 16(2): 122-128.

SCHWYN, B.; NEILANDS, J.B. 1987.Universal chemical assay for the detection and determination of siderophores. Analytical Biochemistry. 160: 47-56.

SHANKAR, B.; SHASHIKALA, J.; KRISHNAMURTHY, Y.L. 2009. Study on the diversity of endophytic communities from rice (Oryza sativa L.) and their antagonistic activities in vitro. Microbiology Research. 164:290-6

SHENG, X.; XIA, J.; JIANG, C.; HE, L.; QIAN, M. 2008. Characterization of heavy metal-resistant endophytic bacteria from rape (Brassica napus) roots and their potential in promoting the growth and lead accumulation of rape. Environmental Pollution. 156: 1164–1170.

SOMEYA, N.; TSUCHIYA, K.; SUGISAWA, S.; NOGUCHI, M; YOSHIDA, T. 2008. Growth Promotion of Lettuce (Lactuca sativa L.) by a Rhizobacterium Pseudomonas fluorscens Strain LRB3W1 under Iron-Limiting Condition. Environmental Control in Biology. 46(2):139-146.

SUN, L.N.; ZHANG, Y.F.; HE, L.Y.; CHEN, Z.J.; WANG, Q.Y.; QIAN, M. 2010. Genetic diversity and characterization of heavy metal-resistant-endophytic bacteria from two copper tolerant plant species on copper mine wasteland. Bioresource Technology 101:501-509

VIKRAM, A. 2007. Efficacy of phosphate solubilizing bacteria isolated from Vertisols on growth and yield parameters of sorghum. Research Journal of Microbiology. 2: 550-559.

WEISBERG, M.; JOSEPH, P.; HALE, B.; BEYERSMANN, D. 2003. Molecular and cellular mechanisms of cadmium carcinogenesis. Toxicology. 192: 95-110.

ZHANG, Y.F.; HE, L.Y;CHEN, Z.J.; ZHANG, W.H.; WANG, Q.Y.; QIAN, M.; SHENG, X.F. 2011. Characterization of leadresistant and ACC deaminase-producing endophytic bacteria and their potential in promoting lead accumulation of rape. Journal of Hazardous Materials. 186:1720-1725.




DOI: https://doi.org/10.24188/recia.v9.n2.2017.610

Métricas de artículo

Vistas de resumen
7




Cargando métricas ...

Enlaces refback

  • No hay ningún enlace refback.




Licencia Creative Commons
Revista Colombiana de Ciencia Animal - RECIA está distribuido bajo una Licencia Creative Commons Atribución-CompartirIgual 4.0 Internacional.
 
Sistema de Bibliotecas
Biblioteca Pompeyo Molina
Universidad de Sucre