INTRODUCCIÓN. Producción 6 505,000 t. Superficie superior a 500,000 ha. Entre los 5 países productores a nivel mundial

Transcripción

1 Potencialidad biotecnológica de los hongos micorrízico arbusculares y las rizobacterias en la citricultura noviembre de 2009

2 INTRODUCCIÓN La citricultura es una actividad desarrollada en regiones tropicales y subtropicales Superficie superior a 500,000 ha Producción 6 505,000 t Entre los 5 países productores a nivel mundial 38 millones de jornales en 23 estados de la República mexicana Sonora 10, ,846 Nuevo León 32, ,384 Tamaulipas 40, ,549 San Luís Potosí 44, ,944 Cítricos producidos: - Naranja (65.8%) - Limón mexicano (18.1%) - Limón persa (7.3%) - Mandarinas (5.4%) - Toronjas (2.8%) Colima 30, ,486 Michoacán 35, ,470 Veracruz 186,336 2,097,847 Yucatán 23, ,221 Otros Estados 100, ,356,511

3 1. Marcada estacionalidad del fruto 4. Presencia de plagas y enfermedades 2. Baja productividad 5. Incertidumbre de precios en el mercado 3. Importación de jugo, fruta y bebidas sustitutas 6. Tiempo de estancia de las plantas en vivero

4 Ambiente circundante Interacciones múltiples Plantas Microflora Microfauna Hongos formadores de micorriza arbuscular (HMA) Rizobacterias

5 Ecosistemas Sistema de producción en cítricos La biomasa Insectos microbiana, definida como la Actinomicetos porción viviente de ca. 214 la materia orgánica, 1% Hongos es responsable de más del 90% de la Acaulospora delicata actividad biológica Algas del suelo. Bacterias Protozoos Entrophospora infrequens

6 Se acepta que en un sistema suelo-planta existen tres grupos principales de microorganismos benéficos, los cuales son clave en el contexto de la sostenibilidad: 1) Los hongos formadores de micorrizas 2) Las rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal, y 3) Las especies de rhizobiáceas Hongos Bacterias *PGPR R, por sus siglas en in nglés (P Plant Grow wth Promot ting Rhizob bacteria) Hongos formadores de micorrizas i arbusculares (HMA) Bacterias diazotrofas de vida libre Absorción de agua y nutrimentos Fijación biológica del nitrógeno atmosférico Endomicorrizas Rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal*

7 Aspectos relevantes de la simbiosis hongo MA-planta La asociación que se da entre las raíces de las plantas superiores con el micelio de los hongos MA del suelo se denomina micorriza Plantas HMA (Brundrett et al., 1996) (Brundrett et al., 1996) R. Zulueta, R. Zulueta, 2

8 De entre los aspectos benéficos que se generan con esta interrelación pueden destacarse los siguientes: -Incremento en la superficie de absorción de los pelos radiculares. -Mejoramiento de la absorción iónica y acumulación más eficiente y selectiva de los macro y micro nutrimentos del suelo, especialmente en el caso del fósforo. -Incremento de la vida útil de las raíces absorbentes; las raíces colonizadas persisten durante mayor tiempo que las raíces no colonizadas (micorrizadas). i -Resistencia de raíces a infecciones causadas por hongos patógenos, tales como Phytophthora spp. Pythium spp., Fusarium spp. y Rhizoctonia, entre otras. - Incremento de la tolerancia a toxinas del suelo (orgánicas e inorgánicas), valores extremos de acidez del suelo y mayor resistencia a las sequías y sobrevivencia i de las plantas al trasplante t en campo Algunas especies de hongos micorrízico arbusculares pueden ser más beneficiosas que otras para el establecimiento exitoso de una especie vegetal (forestal, ornamental, hortícola, frutícola) bajo ciertas circunstancias de clima y suelo, sobre todo si ésta tiene una necesidad obligada de la asociación con el micobionte para desarrollarse mejor. P. ej. Glomus intraradices Especie que a menudo resulta ser muy eficaz

9 Superficie de área de absorción Cuando la disponibilidad de un nutrimento en el suelo es deficiente, el factor crítico de la raíz para la entrada de este es la superficie de absorción

10 Formación de agregados en el suelo

11 Aspectos relevantes de la simbiosis PGPR-planta Son diversas las definiciones acerca del término Rizobacterias Promotoras del Crecimiento vegetal (PGPR, según sus siglas en inglés) mas todas coinciden, al incluir a las bacterias que habitan la rizósfera de las plantas y que pueden tener un efecto positivo sobre los cultivos y las plantaciones forestales. Efectos Directos: Sobre el crecimiento de las especies a través de la estimulación del crecimiento vegetal, Indirectos: Cambio en el balance microbiano en la rizósfera

12 Tomado de Chin-A-Woeng et al., Pseudomonas fluorescentes creciendo sobre las raíces de plantas de tomate Algunos de los mecanismos que las PGPR manifiestan durante su actividad pueden ser los siguientes:

13 De entre los mecanismos por los que las PGPR s manifiestan su actividad pueden destacarse: - Recuperación de suelos degradados, y aceleran las cronosecuencias en la sucesión ecológica. -Inciden en la absorción de minerales, la fijación de nitrógeno y la solubilización de fosfatos (y otros nutrimentos), así como la movilización de los mismos. -Su participación en los ciclos biogeoquímicos de los elementos que pasan por unas etapas de libre disposición para las plantas y por otras que los estabilizan y quedan listos para su utilización posterior -Producción de fitohormonas: auxinas, giberelinas, citoquininas y etileno, ligadas a la promoción del crecimiento vegetal. -Protección contra el ataque de patógenos mediante la producción de compuestos bacterianos como sideróforos (secuestran el Fe 3+ ), antibióticos o ácido cianhídrico (HCN/CNH), liberación de enzimas como quitinasas y/o glucanasas que actúan sobre la pared de los hongos o la cubierta de los insectos, etc. -Intervienen en la inducción de una resistencia sistémica de toda la planta, a virus, bacterias y hongos.

14 Aspectos relevantes de la simbiosis dual hongos MA+ PGPR s-planta La asociación simultánea de estos microorganismos (hongos MA + PGPR s) en el mismo hospedante puede ocasionar que la acción individual se potencialice y, con ello, se obtengan reacciones más benéficas para las plantas Sinergismo Positivo HMA Rizobacterias (PGPR s)

15 HMA s No son específico-hospederos

16 HMA s en cítricos (Blaszkowski, 2003) Glomus intraradices en huertos de naranja agria (Citrus sinensis) con portainjertos de limón rugoso (Citrus jambhiri) Glomus fasciculatum y Gl. constrictum en huertos y viveros citrícolas de California y Florida (EUA) Glomus fasciculatum, Gl. etunicatum, Gl. macrocarpum, Gl,. occultum, Acaulospora scrobiculata, A. trappei y Gigaspora margarita en huertos de naranja (Citrus sinensis) y toronja (Citrus paradisi) injertadas en naranjo agrio (Citrus aurantium)

17 HMA s en cítricos Vesículas Absorción de agua y nutrimentos (P) Arbúsculos Hifas Kleinschmidt y Gerdemann (1972) El mayor problema del crecimiento de cítricos se debe a la ausencia de HMA s en suelos fumigados

18 Cítricos Incrementos en el crecimiento Incrementos en el área foliar Se favorecen: Altura,,p peso seco, contenido de P en follaje y volumen radical Se mejora el efecto de la simbiosis mediante uso simultáneo Se mejora el efecto de la simbiosis mediante uso simultáneo de fertilizantes inorgánicos (dosis adecuadas) e inoculación con HMA ( inoculación dual PGPR s?)

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20 Metabolismo de aminoácidos Producción de compuestos hormnonales Adaptación después del trasplante Apertura estomática Relaciones hídricas En plántulas micorrizadas Phytophtora parasitica Raíces Hifas P. nicotianae var. parasitica Radopholus citrophilus

21 Rizobacterias consideradas PGPR s Géneros con capacidad para promover el crecimiento y desarrollo vegetal Acetobacter Agrobacterium Azotobacter Azospirillum Beijerinckia Bradyrhizobium Clostridium Derxia Enterobacter Klebsiella Metanobacterium t Pseudomonas Rhizobium PGPR s Raíces Géneros cuyo potencial es muy importante para proteger a las plantas del ataque de patógenos del suelo Alcaligenes Bacillus Enterobacter Pseudomonas Serratia

22 Efectos potenciales de la interacción HMA s + PGPR s en plantas 1. Fijación de N atmosférico. 2. Producción de antibióticos. 3. Solubilización de P. 4. Promoción de la síntesis de hormonas. 5. Síntesis de metabolitos = agentes antagónicos. 6. Inducen la resistencia sistémica (RSI). 7. Aumentan la capacidad de absorción de agua y nutrimentos 8. Influyen sobre el metabolismo (aminoácidos/proteínas/compuestos hormonales).

23 HMA s PGPR s Gracias por su atención!