Empleo de Bacterias Promotoras del Crecimiento en Sustitución al Uso de Productos de Síntesis en el Cultivo de Fresa

Transcripción

1 Empleo de Bacterias Promotoras del Crecimiento en Sustitución al Uso de 1. Introducción 2. Ensayos de promoción de crecimiento 2.1 Descripción del ensayo 2.2 Resultados 3. Ensayos de biocontrol frente a Macrophomina phaseolina 3.1. Descripción de los ensayos 3.2. Resultados 4. Conclusiones

2 Empleo de bacterias promotoras del crecimiento en sustitución al uso de productos de síntesis en el cultivo de la fresa. María Camacho y Berta de los Santos. Alcalá del Río (Sevilla). Consejería de Agricultura, Pesca y Desarrollo Rural, Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera, p. Formato digital (e-book) (Agricultura y Medio Ambiente) Fresa - PGPR - Biocontrol Macrophomina promoción crecimiento Este documento está bajo Licencia Creative Commons. Reconocimiento-No comercial-sin obra derivada. Empleo de bacterias promotoras del crecimiento en sustitución al uso de productos de síntesis en el cultivo de la fresa. Edita JUNTA DE ANDALUCÍA. Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera. Consejería de Agricultura, Pesca y Desarrollo Rural. Alcalá del Río, Enero de Autoría: María Camacho Martínez-Vara de Rey Berta de los Santos Garcia de Paredes IFAPA, Centro Las Torres-Tomejil

3 1. Introducción Las denominadas bacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPR) pueden influir en el crecimiento de planta de dos maneras distintas. Por una parte de manera directa, mediante la fijación de nitrógeno atmosférico, producción de fitohormonas, solubilización de fosforo, etc., y por otra, ejerciendo actividades de biocontrol. Estas últimas pueden ser debidas a la producción, por parte de la bacteria, de antibióticos o de enzimas capaces de degradar la pared celular, así como por desarrollar resistencia sistémica inducida en la planta.1 Las enfermedades fúngicas ocasionan importantes pérdidas en Andalucía (España) en varios cultivos hortícolas. Entre ellos, cabe destacar, por su importancia económica, la fresa, cultivo en el que Andalucía se sitúa a la cabeza nacional, produciendo el 70% de la producción total. Últimamente se han detectado nuevas enfermedades que han impactado severamente en este cultivo, como la podredumbre carbonosa, cuyo agente causal es Macrophomina phaseolina. El incremento de la prevalencia de esta enfermedad parece estar relacionado con el abandono del uso del bromuro de metilo como desinfestante de suelos, ya que los productos alternativos usados en la actualidad, no son suficientemente eficaces para eliminar estos patógenos.2 Gamalero E y Glick BR (2011). Mechanisms Used by Plant Growth-Promoting Bacteria. p En: Dinesh K. Maheshwari (ed.). Bacteria in Agrobiology: Plant Nutrient Management. ISBN: Springer-Verlag Berlin Heidelberg. 2 López-Aranda JM, Mirada L, Medina JJ, Soria C, De los Santos B, Romero F, Pérez-Jiménez RM, Talavera M, Fennimore SA, Santos BM. (2009). Methyl Bromide Alternatives for High-Tunnel Strawberry Production in Southern Spain. Hort Technology 19: /12

4 1. Introducción Ante esta tesitura, el agricultor no sabe cómo actuar. Este trabajo tiene como Objetivo el empleo de bacterias PGP para 1) aumentar el sistema radical de la planta y 2) ejercer actividades de biocontrol contra la podredumbre carbonosa, seleccionando aquellas con una capacidad potencial de uso en explotaciones comerciales e intentar así, dar alternativas viables y respetuosas con el medio ambiente a estos problemas en el cultivo de la fresa Para alcanzar este Objetivo, se han planteado dos ensayos con bacterias PGP. En el primero de ellos (ensayo de promoción de crecimiento), bacterias procedentes de suelos de Marismas y previamente caracterizadas por producir auxinas, se inocularon en plantas de fresa en un ensayo de invernadero. En el segundo (ensayo de biocontrol), en primer lugar se seleccionaron aquellas bacterias capaces de controlar in vitro, el crecimiento del hongo patógeno M. phaseolina y, posteriormente se evaluó en un ensayo en cámara de cultivo, bajo condiciones controladas, la capacidad de estas bacterias de inhibir, in vivo, a dicho patógeno 4/12

5 2. Ensayo de promoción de crecimiento 2.1 Descripción del ensayo Las bacterias Hv16, C58, C59, AG9 y RTE9, seleccionadas por producir auxinas, se crecieron en los medios de cultivos apropiados, suplementados con triptofano para optimizar la producción de la misma. Una vez crecidas, se centrifugaron y resuspendieron en sales minerales. Las raíces de las plantas de fresa (cv. Candonga) se embebieron durante 60 min en una suspensión bacteriana (108 celulas ml-1) antes de la siembra (Fig 1A), que se realizó en macetas de 20 cm de diámetro, rellenas de turba estéril (Fig. 1B) Se siguió un diseño experimental de bloques al azar, con 6 repeticiones por tratamiento, incluyendo un control no inoculado (Fig. 1C). Las bacterias se re-inocularon cada mes, a razón de 5 ml de suspensión bacteriana por planta durante los 4 meses de duración del ensayo. Figura 1. Esquema de realización de ensayo de invernadero 5/12

6 2. Ensayo de promoción de crecimiento 2.2 Resultados Para determinar el efecto de las inoculaciones bacterianas sobre las plantas de fresa, se evaluaron tanto parámetros productivos (precocidad en la floración, precocidad en frutos y, número y peso de frutos), como vegetativos (peso seco de raíz y de parte aérea) Los resultados muestran que todos los tratamientos bacterianos incrementaron, de forma significativa, los parámetros vegetativos (peso seco de raíz y de parte aérea) de las plantas de fresa, así como los productivos (número y peso fresco de frutos)(tabla 1). Tratamiento Peso Seco Parte aerea (g) Peso Seco Raíz (g) Número Frutos Peso Fresco Frutos (g) C A 5.14 BC 10.2 A 82.4 A RTE A 7.71 A 7.0 AB 58.5 AB C A 6.09 AB 8.2 AB 66.4 AB AG A 5.88 AB 8.8 AB 66.2 AB Hv A 5.46 B 9.6 A 74.3 AB Control 3.34 B 3.10 C 5.8 B 45.7 B Tabla 1. Parámetros vegetativos y productivos de las plantas de fresa en el ensayo de invernadero. En una columna, valores seguidos de una misma letra no difieren significativamente según test MDS P<0,05 6/12

7 2. Ensayo de promoción de crecimiento 2.2 Resultados Como observamos en la Figura 3, la mayoría de los tratamientos bacterianos (a excepción de RTE9) adelantan en una semana la aparición de los primeros frutos. Todos ellos, ademas, mantienen durante todo el periodo, una mayor producción. Destacan los tratamientos C58 y Hv16, que llegan casi a duplicar el número de frutos producidos por el tratamiento control Semanas desde la aparición del primer fruto Figura 3. Número de frutos en el ensayo de invernadero 7/12

8 3. Ensayo de biocontrol frente a Macrophomina phaseolina 3.1 Descripción de los ensayos Efecto de las bacterias sobre el crecimiento in vitro de hongos patógenos Se probó la capacidad de 145 aislamientos bacterianos procedentes de un suelo de Marisma, para inhibir, in vitro, el crecimiento del hongo M. phaseolina. El ensayo se realizó en placas Petri de 9 cm de diámetro con 20 ml por placa de caldo nutritivo. Se distribuyeron cuatro gotas de 10 µl del inóculo bacteriano (agua destilada en las placas control) en direcciones perpendiculares y a una distancia de 1,75 cm del centro de la placa. Cuando la bacteria hubo crecido (24-48h), se dispuso en el centro de la placa un disco de micelio del aislado del hongo patógeno tomado del borde de una colonia en crecimiento activo. Tras incubar las placas durante 12 dias a 28ºC y oscuridad, se calculo el porcentaje de inhibición3 de cada cepa en comparación con el diámetro micelial del control, estableciéndose cuatro grupos en función de éste: inhibición del 100 %, inhibición mayor al 75 % (no completa), inhibición entre el 25 y el 50 % y por último inhibición inferior al 25 % o nula Ensayo in vivo sobre plantas de fresa variedad Camarosa Con las bacterias seleccionadas in vitro, se realizó un ensayo en cámara de cultivo, siguiendo la metodología ya descrita para el ensayo de promoción de crecimiento, utilizando la variedad de fresa Camarosa. A los 15 días tras la plantación, se re-inocularon las plantas a razón de 5 ml de suspensión bacteriana por planta, y al dia siguiente, se inoculó el hongo patógeno mediante riego con 50mL de una suspensión de esclerocios (104 esclererocios ml-1). Transcurridos 4 meses se evaluó el porcentaje de plantas muertas. Royse DJ, Rais SM Influence of fungi isolated from peach twigs on the pathogenicity of Cytospora cincta. Phytopathology 68: /12

9 3. Ensayo de biocontrol frente a Macrophomina phaseolina 3.2 Resultados Efecto de las bacterias sobre el crecimiento in vitro de M phaseolina El 12% de todas las estirpes (17 cepas) mostró una actividad antifúngica frente a M. phaseolina alta o muy alta presentando un porcentaje de inhibición contra el crecimiento del patógeno por encima del 75%. Como se observa en la Figura 4, en el 5% de los casos el porcentaje de inhibición fue del 100% impidiendo por completo el desarrollo micelial del hongo. En la Figura 5 se observa como el hongo crece ocupando la totalidad de la placa en el tratamiento control (izquierda) mientras que en las placas inoculadas con las bacterias, tan solo observamos el inóculo incial (disco central) sin ningún crecimiento miceliar posterior. Figura 4. Porcentajes de cepas mostrando diferentes grados de inhibición frente a M. phaseolina en placa Figura 5. Efecto de los aislamientos bacterianos de inhibicion del 100% sobre el crecimiento in vitro del hongo patógeno 9/12

10 3. Ensayo de promoción de de biocontrol frente a Macrophomina phaseolina 3.2 Resultados Efecto protector de las bacterias contra M phaseolina Los resultados del ensayo realizado in vivo, en plantas de fresa de la variedad Camarosa, se muestran en la Figura 6. Como observamos en ella, tres de los tratamientos bacterianos (M5, C6 y C8), retrasaron la aparición de la enfermedad hasta 3 meses despues de la inoculación con el hongo patógeno. Otros tratamientos (C25, Hvs2 y Hvs8) disminuyeron de forma significativa el porcentaje de plantas muertas, llegando el último de ellos a mantener un 100% de las plantas vivas en este mismo periodo. Figura 6. Incidencia de plantas muertas (%) a lo largo del tiempo (DPI = días post-inoculación con M. phaseolina). En una columna, valores seguidos de una misma letra no difieren significativamente según test MDS P<0,05 10/12

11 4. Conclusiones Los resultados de estos estudios ponen de manifiesto la posibilidad de usar bacterias PGP en sustitución de productos químicos de síntesis en el cultivo de la fresa, en condiciones controladas. Las cepas C58 y Hv16 son candidatas a ser usadas en la mejora del crecimiento y de la producción de plantas de fresa. Las cepas Hvs2, C25 y Hvs8, son candidatas a ser usadas como elementos de biocontrol frente al hongo patógeno M. phaseolina. Futuros estudios acerca de su comportamiento en campo, abriran la posibilidad a su uso de forma comercial. 11/12

12 Empleo de Bacterias Promotoras del Crecimiento en Sustitución al Uso de Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera Edificio Administrativo Bermejales Avda. de Grecia, s/n Sevilla (Sevilla) España Teléfonos: Fax: webmaster.ifapa@juntadeandalucia.es Este trabajo ha sido cofinanciado al 80% por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional, dentro del Programa Operativo FEDER de Andalucía