Diversidad de rizobios que nodulan la soja en los suelos de la pampa húmeda e identificación de cepas para la fabricación de inoculantes comerciales

Tesis presentada para optar al Grado de Doctor en Ciencias NaturalesFil: Pastorino, Graciela Noemí. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo; Argentin

Identification of fast and slow growing rhizobia nodulating soybean (Glycine max [L.] Merr) by a multiplex PCR reaction

Two DNA fragments, a 730-bp and a 900-bp fragment, one homologous to host cultivar specificity genes nolBT of Sinorhizobium fredii and the other one homologous to RSα, an insertion-like sequence present in Bradyrhizobium japonicum, were generated by polymerase chain reaction (PCR) with two pairs of primers. The amount of each fragment generated by the multiplex PCR was proportional to the amount of template DNA present. The amplification of the 900-bp RSα fragment was more sensitive, since it was amplified from a smaller amount of template DNA than the 730-bp nolBT fragment. By running the multiplex reaction in the presence of template DNA isolated from different sources, we confirmed that the reaction can discriminate between S. fredii, Bradyrhizobium japonicum and Sinorhizobium xinjiangensis.Facultad de Ciencias Agrarias y ForestalesInstituto de Fisiología Vegeta

Enterobacterias aisladas de suelos agrícolas de Argentina con efecto promotor del crecimiento de plantas y biocontrol sobre fitopatógenos

Bacteria promote growth by different mechanisms like phosphate (Pi) solubilization, Indol Acetic Acid (IAA) synthesis and siderophores production. The purpose of this study was to isolate bacteria that promote the growth of plants and may also act as antagonistic organisms of plant pathogens. Pi solubilizing microorganisms that were isolated from the soils of Tres Arroyos, Buenos Aires; were also able to synthesize IAA and produce siderophores. The ability of these bacteria to solubilize Pi was directly related with the synthesis of organic acids that lowered the pH and was not related with phosphatase activity. The ability of the organisms to solubilize Pi was indirectly related with the amount of soluble Pi present in the media. Though Pi solubilizing microorganisms are mainly associated with the rhizoplane exudates, in this case did not induce Pi solubilization. In addition to promote plant growth, these bacteria proved to be antagonistic of plant pathogens such as Fusarium graminearum and F. solani.Las bacterias que promueven el crecimiento vegetal lo hacen por diferentes mecanismos como la solubilización de fósforo, la síntesis de ácido indolacético y la producción de sideróforos. El objetivo de este trabajo fue aislar bacterias que promuevan el crecimiento de plantas y que también puedan actuar como organismos antagónicos de los hongos fitopatógenos. Los microorganismos fueron aislados de suelos de Tres Arroyos, pcia de Bs As y se encontraron bacterias solubilizadoras de fosfato inorgánico, que también sintetizan ácido indol acético y sideróforos. La capacidad de estas bacterias para solubilizar fosfatos (Pi) podría estar directamente relacionada con la síntesis de ácidos orgánicos que disminuyen el pH y no guardan relación con la actividad de la fosfatasa. La capacidad de los organismos para solubilizar Pi se relacionó indirectamente con la cantidad de Pi soluble presente en los medios. La capacidad de los microorganismos solubilizadores de Pi está principalmente asociada con el efecto de los exudados presentes en el rizoplano, sin embargo, esto no ocurrió en el caso de las bacterias evaluadas en el presente trabajo. Además de promover el crecimiento de las plantas, estas bacterias demostraron ser antagónicas de patógenos de plantas como Fusarium graminearum y F. solani.Facultad de Ciencias Agrarias y Forestale

Identification of fast and slow growing rhizobia nodulating soybean (Glycine max [L.] Merr) by a multiplex PCR reaction

Two DNA fragments, a 730-bp and a 900-bp fragment, one homologous to host cultivar specificity genes nolBT of Sinorhizobium fredii and the other one homologous to RSα, an insertion-like sequence present in Bradyrhizobium japonicum, were generated by polymerase chain reaction (PCR) with two pairs of primers. The amount of each fragment generated by the multiplex PCR was proportional to the amount of template DNA present. The amplification of the 900-bp RSα fragment was more sensitive, since it was amplified from a smaller amount of template DNA than the 730-bp nolBT fragment. By running the multiplex reaction in the presence of template DNA isolated from different sources, we confirmed that the reaction can discriminate between S. fredii, Bradyrhizobium japonicum and Sinorhizobium xinjiangensis.Facultad de Ciencias Agrarias y ForestalesInstituto de Fisiología Vegeta

Volatile organic compounds profile synthesized and released by endophytes of tomato ( Solanum lycopersici L.) and their antagonistic role

The endophytic microbiome uses mechanisms such as the secretion of diffusible antibiotic molecules, synthesis and release of volatile organic compounds, and/or toxins to protect plants. The aim of this research was to study the volatile organic compounds (VOCs) profile as well as the diffusible secondary metabolites produced and released by endophytic bacteria isolated from tomato plants that in in-vitro assays prevented growth of pathogenic fungi. Bacteria belonging to seven genera (Acinetobacter, Arthrobacter, Bacillus, Microbacterium, Pantoea, Pseudomonas, and Stenotrophomonas) were isolated from different tissues of tomato plants with and without symptoms of Gray leaf spot, a disease provoked by Stemphylium lycopersici. In vitro, antagonistic assays were performed and the effect of volatile and soluble compounds released by endophytic bacteria on the growth of pathogenic fungi was determined. The VOCs synthesized by the endophytes were extracted, identified and quantified. These isolates representatives of seven bacterial genera inhibited the growth of three fungal pathogens of tomato S. lycopersici, Alternaria alternata and Corynespora cassiicola, which was related to the synthesis of soluble compounds as well as VOCs. Endophytes synthesize and release different VOCs, probably due to the different type of interaction that each bacterium establishes with the fungus, presenting a range of fungal growth inhibition.Centro de Investigaciones en Fitopatologí

Ensifer (Sinorhizobium) fredii Interacted More Efficiently than Bradyrhizobium japonicum with Soybean

Aims: The purpose of this work was to compare the efficiency of Bradyrhizobium japonicum and Ensifer fredii to infect and develop nodules on soybean. Furthermore we also evaluated the competitive ability of both species and how this was altered by the plant genotype and the soil pH. Study Design: The design of the experiments was completely at random and the number of replicates was different on each of the different experiments tested. Place and Duration of Study: The place of the studies was the Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales Universidad Nacional de La Plata and the duration of the study was a year and a half. Methodology: Roots of inoculated soybean plants were fixed and the number of infection initiation sites was evaluated by means of microscopic observation. The number of nodules developed by inoculated plants was also evaluated. Results: Bacteria were equally effective at developing infection initiation sites on soybean however, E. fredii induced more nodules than B. japonicum, probably due to the fact that E. fredii is more efficient than B. japonicum at nodulating soybean. However, Bradyrhizobium was more competitive than E. fredii which was unrelated to the soybean genotype but altered by the soil pH. Under the conditions described E. fredii was less competitive than B. japonicum probably due to the high cultivar-rhizobia specificity. Conclusion: E. fredii was as efficient as B. japonicum at nodulating soybeans. However Bradyrhizobium was a better competitor though this is affected by the plant genotype and the soil pH. The selection and use of fast growing rhizobia in inoculant production seems to depend on broadening the genetic base of soybean or in selecting cultivars with specificity for fast growing rhizobia.Facultad de Ciencias Agrarias y Forestale

Caracterización de bacterias de suelo que solubilizan fósforo inorgánico

El fósforo (P) es junto con el Nitrógeno (N) el nutriente que más frecuentemente limita el crecimiento de los cultivos pero, a diferencia del N, la atmósfera no es una fuente del mismo para los microorganismos. Sin embargo, en muchos casos el P si bien se encuentra en el suelo no está disponible para las plantas, es decir no se encuentra formando parte de la solución del suelo. En este sentido, los microorganismos del suelo cumplen un rol clave en la dinámica del P y la transformación del mismo en formas solubles disponibles para las plantas. Los microorganismos que promueven el crecimiento de las plantas (PGPR) lo hacen a través de diversos mecanismos como por ejemplo la producción de ácido Indolacético (AIA) y sideróforos. El AIA es una hormona vegetal que se cree inhibe la germinación de esporas y el crecimiento del micelio de los hongos patógenos. Los sideróforos bacterianos secuestran el hierro de la rizosfera, volviéndolo limitante del crecimiento especialmente en suelos neutros y alcalinos. El objetivo de este trabajo fue evaluar la solubilización del P inorgánico, la producción de AIA y sideróforos y el efecto de estos procesos en la actividad antifúngica. Los microorganismos aislados de los suelos se identificaron como Enterobacter sakasakii (GP 6 y 8), E. aglomerans (GP7), Pseudomona fluorecens (Pf), P. cichori (GP2), P. corrugata (GP3) y Kluyvera cryocrescens (GP9). Estos microorganismos solubilizaron P del suelo pero además sintetizaron AIA y sideróforos, cada aislamiento en distinta cantidad. Además se observó que algunos de estos aislamientos inhiben el crecimiento de hongos fitopatógenos. Si bien la capacidad de producción de AIA y de sideróforos contribuye a la capacidad bioncontroladora de estas bacterias, otros mecanismos serian los que determinan la capacidad para inhibir el crecimiento de hongos fitopatógenos como Fusarium.Facultad de Ciencias Agrarias y Forestale

Caracterización de bacterias de suelo que solubilizan fósforo inorgánico

El fósforo (P) es junto con el Nitrógeno (N) el nutriente que más frecuentemente limita el crecimiento de los cultivos pero, a diferencia del N, la atmósfera no es una fuente del mismo para los microorganismos. Sin embargo, en muchos casos el P si bien se encuentra en el suelo no está disponible para las plantas, es decir no se encuentra formando parte de la solución del suelo. En este sentido, los microorganismos del suelo cumplen un rol clave en la dinámica del P y la transformación del mismo en formas solubles disponibles para las plantas. Los microorganismos que promueven el crecimiento de las plantas (PGPR) lo hacen a través de diversos mecanismos como por ejemplo la producción de ácido Indolacético (AIA) y sideróforos. El AIA es una hormona vegetal que se cree inhibe la germinación de esporas y el crecimiento del micelio de los hongos patógenos. Los sideróforos bacterianos secuestran el hierro de la rizosfera, volviéndolo limitante del crecimiento especialmente en suelos neutros y alcalinos. El objetivo de este trabajo fue evaluar la solubilización del P inorgánico, la producción de AIA y sideróforos y el efecto de estos procesos en la actividad antifúngica. Los microorganismos aislados de los suelos se identificaron como Enterobacter sakasakii (GP 6 y 8), E. aglomerans (GP7), Pseudomona fluorecens (Pf), P. cichori (GP2), P. corrugata (GP3) y Kluyvera cryocrescens (GP9). Estos microorganismos solubilizaron P del suelo pero además sintetizaron AIA y sideróforos, cada aislamiento en distinta cantidad. Además se observó que algunos de estos aislamientos inhiben el crecimiento de hongos fitopatógenos. Si bien la capacidad de producción de AIA y de sideróforos contribuye a la capacidad bioncontroladora de estas bacterias, otros mecanismos serian los que determinan la capacidad para inhibir el crecimiento de hongos fitopatógenos como Fusarium.Facultad de Ciencias Agrarias y Forestale

Caracterización de bacterias de suelo que solubilizan fósforo inorgánico

El fósforo (P) es junto con el Nitrógeno (N) el nutriente que más frecuentemente limita el crecimiento de los cultivos pero, a diferencia del N, la atmósfera no es una fuente del mismo para los microorganismos. Sin embargo, en muchos casos el P si bien se encuentra en el suelo no está disponible para las plantas, es decir no se encuentra formando parte de la solución del suelo. En este sentido, los microorganismos del suelo cumplen un rol clave en la dinámica del P y la transformación del mismo en formas solubles disponibles para las plantas. Los microorganismos que promueven el crecimiento de las plantas (PGPR) lo hacen a través de diversos mecanismos como por ejemplo la producción de ácido Indolacético (AIA) y sideróforos. El AIA es una hormona vegetal que se cree inhibe la germinación de esporas y el crecimiento del micelio de los hongos patógenos. Los sideróforos bacterianos secuestran el hierro de la rizosfera, volviéndolo limitante del crecimiento especialmente en suelos neutros y alcalinos. El objetivo de este trabajo fue evaluar la solubilización del P inorgánico, la producción de AIA y sideróforos y el efecto de estos procesos en la actividad antifúngica. Los microorganismos aislados de los suelos se identificaron como Enterobacter sakasakii (GP 6 y 8), E. aglomerans (GP7), Pseudomona fluorecens (Pf), P. cichori (GP2), P. corrugata (GP3) y Kluyvera cryocrescens (GP9). Estos microorganismos solubilizaron P del suelo pero además sintetizaron AIA y sideróforos, cada aislamiento en distinta cantidad. Además se observó que algunos de estos aislamientos inhiben el crecimiento de hongos fitopatógenos. Si bien la capacidad de producción de AIA y de sideróforos contribuye a la capacidad bioncontroladora de estas bacterias, otros mecanismos serian los que determinan la capacidad para inhibir el crecimiento de hongos fitopatógenos como Fusarium.Facultad de Ciencias Agrarias y Forestale

Ensifer (Sinorhizobium) fredii Interacted More Efficiently than Bradyrhizobium japonicum with Soybean

Aims: The purpose of this work was to compare the efficiency of Bradyrhizobium japonicum and Ensifer fredii to infect and develop nodules on soybean. Furthermore we also evaluated the competitive ability of both species and how this was altered by the plant genotype and the soil pH. Study Design: The design of the experiments was completely at random and the number of replicates was different on each of the different experiments tested. Place and Duration of Study: The place of the studies was the Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales Universidad Nacional de La Plata and the duration of the study was a year and a half. Methodology: Roots of inoculated soybean plants were fixed and the number of infection initiation sites was evaluated by means of microscopic observation. The number of nodules developed by inoculated plants was also evaluated. Results: Bacteria were equally effective at developing infection initiation sites on soybean however, E. fredii induced more nodules than B. japonicum, probably due to the fact that E. fredii is more efficient than B. japonicum at nodulating soybean. However, Bradyrhizobium was more competitive than E. fredii which was unrelated to the soybean genotype but altered by the soil pH. Under the conditions described E. fredii was less competitive than B. japonicum probably due to the high cultivar-rhizobia specificity. Conclusion: E. fredii was as efficient as B. japonicum at nodulating soybeans. However Bradyrhizobium was a better competitor though this is affected by the plant genotype and the soil pH. The selection and use of fast growing rhizobia in inoculant production seems to depend on broadening the genetic base of soybean or in selecting cultivars with specificity for fast growing rhizobia.Facultad de Ciencias Agrarias y Forestale