PROTOCOLO REGISTRO DE SEMILLA PRE-INOCULADA

Transcripción

1 Dirección General de Servicios Agrícolas Ministerio de Ganadería, Agricultura y Pesca República Oriental del Uruguay Av. Millán 4703, Montevideo. CP Teléfono: (598) Web: PROTOCOLO REGISTRO DE SEMILLA PRE-INOCULADA 1. Determinación de rizobios viables sobre la semilla en función del tiempo. El número de rizobios sobre la semilla se determinará a tiempo 0 y cada 7 días post inoculación mientras se mantenga la carga mínima de ufc/semilla requerida para cada tipo de semilla.se utilizará la técnica de recuento de viables en placa. Tomar 90 semillas de la muestra de pre inoculado en frascos con 90 ml de solución fisiológica estéril y 360 μl de solución dispersante (Tween % p/v). Agitar durante 15 minutos en agitador de golpes. Extraer 1 ml y diluir en solución fisiológica estéril sucesivamente, hasta completar la dilución Sembrar 0.1 ml de cada dilución por triplicado y por extensión en superficie con espátula de Drygalski sobre medio YEM. El medio YEM base contiene: K 2 HPO 4, 0.5g; MgSO 4.7H 2 0, 0.2g; NaCl, 0.1g; manitol, 10g; extracto de levadura, 0.5g; FeCl 3.6H 2 0, una gota de solución al 10%; MnSO 4, una gota de solución al 10%; Rojo Congo, 5 ml.l -1 de una solución 1/400; H 2 O csp 1L, agar, 15g.l -1 ; ph 6.8. Este medio se modifica por el agregado vancomicina (1mg.l -1 ) cuando corresponda (Penna et al. 2011). Mantener las placas invertidas en estufa a 28ºC de 7 a 10 días, finalizado el período de incubación contar aquellas que presenten entre 30 y 300 colonias verificando la proporcionalidad entre diluciones y promediando los resultados de las tres repeticiones. 2. Identificación de los microorganismos. Lisado Celular Tocar con la punta de un tip estéril una colonia bacteriana aislada y resuspender en 25 µl de buffer de lisis (0.05 % NaOH, 0.25 % SDS). Incubar a 95ºC por 10 min en baño seco. Agregar 225 µl de H2O mq estéril-filtrada y centrifugar por 5 min a rpm. Conservar el sobrenadante a -20ºC.

2 El buffer de lisis se guarda a temperatura ambiente Protocolo para PCR La reacción de PCR se lleva a cabo en un volumen total de 25μl conteniendo 2,5μl buffer-pcr 10X, 0,5 μl dntps 10mM, 0,5μl MgCl2 25mM, 1,25μl Primer BOX 10 μm, 0,5 μl BSA 50 mg.ml -1, 0,2μl Dream Taq polimerasa 5U.µl -1 y 2,0μl del lisado celular. El programa utilizado para la reacción de amplificación es: desnaturalización inicial por 7 min a 94ºC, seguido de 35 ciclos de 1 min a 94ºC, 1 min a 48ºC y 5 min a 72ºC, por último se realiza un ciclo de extensión final de 15 min a 72ºC. El tiempo total del ciclado es de 5 horas aprox. Los reactivos utilizados son marca Thermo Scientific (o Fermentas). La secuencia del Primer BOX es: 5` CTACGGCAAGGCGACGCTGACG Electroforesis Los productos de amplificación obtenidos se visualizan mediante electroforesis en gel de agarosa 2% (p/v) en buffer TBE 0,5% (Tris-Ácido bórico-edta), utilizando una cuba con 35 cm de distancia entre electrodos. El marcador de peso molecular utilizado es de 100pb marca Thermo Scientific (o Fermentas). Los geles se tiñen con Goodview y se exponen a la luz UV para su visualización. El tiempo total de la electroforesis es de 3-4 horas aprox. 3. Validación de la nodulación. Número más probable (NMP) diluciones e infección en plantas. El método involucra la inoculación de diluciones crecientes de la suspensión obtenida a partir de semilla pre-inoculada. A partir de los resultados positivos o negativos se estimará el número de células viables capaces de infectar un huésped específico en condiciones controladas. Seleccionar semillas de tamaño uniforme y desinfectarlas superficialmente (Vincent, 1970). Pregerminar en placas conteniendo agar-agua al 0.8% en estufa a 28ºC. Leguminosas forrajeras: sembrar una/dos (según tamaño de semilla) semillas pregerminadas en tubos con 20 ml de medio libre de nitrógeno (Jensen, 1942) para

3 crecimiento de plantas (Vincent, 1975). Siete días posteriores a la siembra inocular las plantas con 1 ml de cada dilución por duplicado. Mantener las plantas en condiciones controladas de fotoperíodo (12h luz) y temperatura entre 18ºC/20ºC (noche /día). La lectura definitiva se realizará a las 4 semanas post-siembra. La estimación del NMP se realizará a partir de la presencia o ausencia de nódulos en la serie de diluciones estudiadas (Somasegaran y Hoben, 1985). Leguminosas de grano (soja): Sembrar una semilla pregerminada en frascos adaptados con 400 ml de solución nutritiva para crecimiento de plantas (Somasegaran y Hoben, 1985) y papel absorbente poroso como soporte (Hungría y Araujo, 1994). Inocular las plantas dos días posteriores a la siembra con 1ml de cada dilución por triplicado. Mantener las plantas en condiciones controladas de fotoperiodo (14h luz) y temperatura entre 24ºC/26ºC (noche/día). La lectura definitiva se realizará a las 4 semanas post-siembra. La estimación del NMP se realizará a partir de la presencia o ausencia de nódulos en la serie de diluciones estudiadas (Hungría y Araujo, 1994). 4. Determinación de parámetros de nodulación y producción de biomasa aérea en condiciones controladas. Leguminosas forrajeras: Determinar la producción de biomasa aérea del tratamiento pre-inoculado (PI) en cada uno de los tiempos evaluados. Sembrar tubos conteniendo 20 ml de medio libre de nitrógeno (Jensen, 1942) para crecimiento de plantas (Vincent, 1975) con una/dos semillas del tratamiento mencionado. Incluir en todos los tiempos evaluados un tratamiento con inoculación convencional (Inoc Conv) con inoculante turba (2 x10 9 UFC/g) y adherente formulado en base a metilcelulosa tratado en el momento de la siembra, un testigo (T) sin inocular y un tratamiento sin inocular con N no limitante (KNO3 0.05%). Utilizar una dosis de 200 g de inoculante cada 25 kg de semilla. Emplear un diseño completamente al azar con 10 repeticiones. Mantener las plantas en condiciones controladas de fotoperíodo (12h luz) y temperatura entre 18ºC/20ºC (noche/día). Cosechar 30 días post-siembra y evaluar producción de biomasa aérea. Secar el material vegetal en estufa a 60ºC hasta peso constante. Realizar análisis de varianza por ANOVA-1 para determinar diferencias entre las medias de los tratamientos. Leguminosas de grano (soja): Determinar parámetros de nodulación y producción de biomasa aérea del tratamiento pre-inoculado en cada una de los tiempos evaluados. Sembrar cinco semillas del tratamiento mencionado (luego raleadas a tres) en macetas

4 con 700 g de arena lavada y neutralizada estéril. Incluir en todos los tiempos evaluados un tratamiento con inoculación convencional (Inoc Conv) con inoculante turba (2 x10 9 UFC/g) y adherente formulado en base a metilcelulosa tratado en el momento de la siembra y un testigo (T) sin inocular. Utilizar una dosis de 200 g de inoculante cada 50 kg de semilla. Emplear un diseño completamente al azar con 5 repeticiones. Regar las plantas periódicamente con solución nutritiva libre de nitrógeno (Somasegaran y Hoben, 1985) y mantener en condiciones controladas de fotoperíodo (14h luz) y temperatura entre 24ºC/26ºC (noche/día). Cosechar 35 días post-siembra. Evaluar nodulación (número y peso seco de nódulos) y producción de biomasa aérea. Secar el material vegetal en estufa a 60ºC hasta peso constante. Realizar análisis de varianza por ANOVA-1 para determinar diferencias entre las medias de los tratamientos. 5. Determinación de eficiencia agronómica a campo Es la etapa final del proceso de registro, tiene por objetivo verificar los efectos declarados por el fabricante. Tecnologías de inoculación: La validación de nuevas tecnologías que involucra la sobrevivencia de las bacterias en la semilla deberán ser sometidas a ensayos de laboratorio de sobrevivencia en semilla de acuerdo con la metodología antes descrita. El tiempo de sobrevivencia post-inoculación otorgado con pruebas de laboratorio deberá ser comparada en campo con un tratamiento testigo inoculado el mismo día de la siembra, para proteger a la bacteria de factores estresantes. Podrán ser realizados por terceras instituciones públicas o privadas. Este Departamento fiscalizará la instalación de los ensayos, realizará los muestreos correspondientes y evaluará la información presentada a los efectos del registro. Consideraciones: Se deben tener en cuenta las siguientes consideraciones: a) vehículo utilizado en la formulación del inoculante, b) agregado de aditivos o adyuvantes para eficiencia de adhesión del inoculante a la semilla, c) cuidados especiales luego de la preparación de la semilla inoculada durante la fase de pre-siembra (evitar exposición al sol, contacto con agrotóxicos, garantizar condiciones adecuadas de almacenamiento). Diseño experimental.- Los ensayos seguirán un diseño de bloques al azar con 4 repeticiones en parcelas o en líneas según el caso. Se tomarán recaudos respecto a contaminación y muestreos destructivos

5 Se instalaran como mínimo 2 ensayos a campo en suelos representativos de diferentes áreas agroecológicas, Se respetará el marco agronómico de la leguminosa considerada. Se pondrá especial atención a la presencia y características de las poblaciones nativas o naturalizadas de rizobios. Tratamientos.- Los ensayos tendrán controles sin inocular con y sin el agregado de N mineral no limitante, y controles activos con inoculante base turba formulado con las cepas recomendadas y aplicado de acuerdo a las recomendaciones de este Dpto, además del tratamiento con la tecnología a registrar. Parámetros a evaluar.- Población nativa o naturalizada de Caracterización química y física del suelo rizobios en suelo. a- Leguminosas de grano: Nodulación: Colectar 5 plantas por parcela con las raíces intactas inmediatamente antes de la floración (en caso de soja a los días pos emergencia) en las líneas centrales en las cabeceras de las parcelas: determinar número de nódulos por planta (no/planta) y Masa seca de nódulos por planta (mg/planta). Rendimiento de Grano: La recolección de granos se realizará en las 4 líneas centrales de cada parcela, descartándose un metro de cada cabecera. El rendimiento de granos debe ser corregido para 13% de humedad y expresado en kg/ha. b- Leguminosas forrajeras: Nodulación: Colectar 20 plantas por tratamiento elegidas al azar y extraídas cuidadosamente a las 4-6 semanas (o más si es necesario para una mejor diferenciación) de aquella parte de parcela no involucrada en la evaluación a cosecha. Se registrará la presencia o ausencia de nódulos, su localización sobre raíz primaria o secundaria y apariencia (grandes o pequeños, rosados o blancos). Evaluación progresiva: el cultivo debe ser evaluado visualmente por el vigor y color de las plantas varias veces durante el principal periodo de crecimiento. Cosecha: A los fines de determinar rendimiento se cosechará el total de una porción conveniente de cada tratamiento. Se determinará peso seco en horno (hasta peso

6 constante). La naturaleza detallada de la recolección dependerá de si se está trabajando con especies perennes o anuales. Para las anuales puede bastar una sola determinación. Para las perennes son necesarias recolecciones sucesivas. Análisis estadístico.- Los resultados serán sometidos a análisis de varianza y cuando el test F sea significativo al 5%, las medias de los tratamientos deberán compararse por el test t o test de Duncan también a nivel 5% de significancia. Si el test F no fuese significativo al 5% pero si al 10%, las medias de los tratamientos deberán ser comparadas por el test t o de Duncan a 10% de significancia. 6. Interpretación de los resultados y presentación. Para la obtención del registro de semilla pre-inoculada se deberán obtener recuentos de UFC/semilla iguales o superiores a los descritos en la Tabla adjunta según el tamaño de semilla. Estos se deberán corresponder con los recuentos obtenidos a partir de la técnica de NMP y no deberán presentar diferencias significativas respecto a la Inoc Conv para los parámetros número, peso seco de nódulos y/o producción de materia seca en los ensayos en condiciones controladas. En los ensayos de eficiencia agronómica en campo las tecnologías a validar deberán presentar respuesta igual o superior a la inoculación patrón u otras tecnologías ya recomendadas, y superior al control sin inoculación en los 2 ensayos. En caso de tener un mayor número de ensayos, el número de casos positivos debe representar por lo menos el 70% del total.

7 Tabla: Concentraciones mínimas de rizobios en semilla preinoculada, durante los tiempos evaluados. Tipo de semilla semilla pequeña: alfalfa, tréboles pequeños (ej:t. blanco), Lotus, Ornithopus, etc semilla mediana: arveja, chicharo,vicias, tréboles medianos (ej: T. incarnatum), etc. semilla grande: soja, poroto UFC/semill a