Extremophilic bacteria restrict the growth of Macrophomina phaseolina by combined secretion of polyamines and lytic enzymes

[EN] Extremophilic microorganisms were screened as biocontrol agents against two strains of Macrophomina phaseolina (Mp02 and 06). Stenotrophomonas sp. AG3 and Exiguobacterium sp. S58 exhibited a potential in vitro antifungal effect on Mp02 growth, corresponding to 52.2% and 40.7% inhibition, respectively. This effect was confirmed by scanning electron microscopy, where images revealed marked morphological alterations in fungus hyphae. The bacteria were found to secrete lytic enzymes and polyamines. Exiguobacterium sp. S56a was the only strain able to reduce the growth of the two strains of M. phaseolina through their supernatant. Antifungal supernatant activity was correlated with the ability of bacteria to synthesize and excrete putrescine, and the exogenous application of this polyamine to the medium phenocopied the bacterial antifungal effects. We propose that the combined secretion of putrescine, spermidine, and lytic enzymes by extremophilic microorganism predispose these microorganisms to reduce the disease severity occasioned by M. phaseolina in soybean seedlings.The authors acknowledge the generous financial support by the PICT V Bicentenario 2010 1788 Project (FONCyT, Argentina). This work was performed in the context of a project called ¿Análisis de Adaptación al Cambio Climático en Humedales Andinos¿. ID: 6188775¿8-LP13. Ministerio del Medio Ambiente, Región de Antofagasta. We are also grateful to Lic. C. Pérez Brandan for providing us with the M. phaseolina strains used in this study.Santos, AP.; Nieva Muratore, L.; Sole-Gil, A.; Farías, ME.; Ferrando Monleón, AR.; Blazquez Rodriguez, MA.; Belfiore, C. (2021). Extremophilic bacteria restrict the growth of Macrophomina phaseolina by combined secretion of polyamines and lytic enzymes. Plant Biotechnology Reports. 32:1-9. https://doi.org/10.1016/j.btre.2021.e00674S193

Exiguobacterium sp. S56a: promotora de crecimiento vegetal y potencial agente de control biológico

El hongo {Macrophomina phaseolina (Tassi) Goid} es un patógeno expandido mundialmente, con más de 500 especies de plantas hospedantes. Infecta, entre otros hospedantes de importancia agrícola, al sorgo, algodón, maní y soja causando en esta última, la enfermedad conocida como "podredumbre carbonosa". Esta enfermedad se la observa todos los años en las zonas sojeras de la Argentina, con una incidencia y severidad relacionadas directamente a períodos de estrés hídrico y térmico. El patógeno infecta tanto plantas jóvenes como adultas, produciendo en tallos y raíces; al principio lesiones negras y posteriormente manchas extensas de color gris blanquecino, en donde se localizan las estructuras reproductivas del patógeno (esclerocios y picnidios).Existen diferentes medidas de manejo integrado del hongo, entre las que destacan el manejo cultural (riegos, fertilización química, densidad de siembra) y el control químico, sin embargo, la conciencia actual sobre los efectos indeseables del uso intensivo de pesticidas y agroquímicos ha generado la necesidad de explorar alternativas de control, minimizando el impacto sobre el ambiente, como la utilización de agentes de control biológico. De especial interés son las bacterias denominadas PGPR de inglés plant growth-promoting rhizobacteria; son muy estudiadas por su capacidad para estimular el crecimiento de los cultivos así también como agentes de biocontrol. El objetivo de este estudio fue evaluar in vitro el efecto antagonista de {Exiguobacterium sp}. S56a frente a {M. phaseolina}, mecanismo de acción junto a la evaluación de sus propiedades promotoras en semillas de soja. Los resultados mostraron que nuestro aislamiento mediante la técnica de cultivo dual, muestra diferencias significativas frente al control, dicho aislamiento es capaz de inhibir a las tres cepas de {Macrophomina phaseolina} evaluadas, en un 25% aproximadamente. Se pudo ver que es capaz de producir sustancias con efecto antibiótico difusibles pero no volátiles. Observaciones con microscopía electrónica muestra el daño ocasionado en las hifas de las cepas ensayadas. Por otro lado, los métodos cualitativos realizados demostraron que {Exiguobacterium sp}. S56a produce enzimas degradadoras de la pared celular de hongos como glucanasas y proteasas. Además resultó productora de sideróforos y catalasa, aunque resultó negativa para la producción de HCN y ácidos orgánicos. {Exiguobacterium} es capaz de fijar nitrógeno, solubilizar fósforo, producir catalasa y ácido indol acético. Las semillas inoculadas disminuyen el tiempo de germinación comparadas con las semillas control (sin inocular). Estos resultados alientan a continuar estudiando el uso de {Exiguobacterium} como alternativa para la formulación de un bioinoculante.Fil: Nieva Muratore, Luciana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Santos, Ana Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Farias, Maria Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Belfiore, Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaXV Congreso Argentino de Microbiología; V Congreso Argentino de Microbiología de Alimentos; V Congreso Latinoamericano de Microbiología de Medicamentos y Cosméticos y XIV Congreso Argentino de Microbiología GeneralCiudad Autónoma de Buenos AiresArgentinaAsociación Argentina de Microbiologí