La pared celular como target en la promoción del crecimiento de las plantas por Azospirillum

CECILIA M CREUS; MARÍA A. PEREYRA; MOLINA FAVERO CELESTE; RAMELLA NAHUEL; CASANOBAS MABEL ; CINTIA M. PEREYRA; ANDRES ARRUEBARRENA DI PALMA; LORENZO LAMATTINA; ROLANDO SUELDO; CARLOS BARASSI

Azospirillum sp.: cell physiology, plant response and agronomic research in Argentina.

Asociacion Argentina de MIcrobiologia (AAM)

Lugar: Buenos Aires; Año: 2008; p. 97 - 112

La utilización de bacterias benéficas en las prácticas agrícolas modernas ha abierto un sin número de posibilidades tanto en el campo de la promoción directa del crecimiento vegetal, como en lo relativo al control biológico de enfermedades. Este tipo de biotecnologías se consideran amigables para el ambiente en la medida en que implican una menor necesidad de fertilización química y una reducción en el uso de pesticidas. Sin embargo, el beneficio de la aplicación de estos microorganismos como inoculantes será potenciado si se comprenden las bases moleculares del efecto producido y la forma en que éste es afectado por factores bióticos y abióticos.En el año 2000 en el marco del Workshop Internacional sobre PGPR realizado en Córdoba,Argentina, presentamos el trabajo: ¿Puede Azospirillum mitigar los efectos del estrés abiótico en plantas?. En busca de las respuestas a esa amplia pregunta encontramos que la inoculación con A. brasilense mitiga en gran medida los efectos negativos del estrés hídrico en trigo y maíz, como así también del estrés por NaCl en trigo. Este efecto no sólo fue observado como un mayor crecimiento y un mejor estado hídrico de las plantas inoculadas, sino también en el caso de trigo, como una menor pérdida de rendimiento durante un período de sequía moderada en el estadío fenológico de antesis. Los vegetales han desarrollado mecanismos de respuesta a las condiciones ambientales desfavorables, que permiten en algunos casos la reparación del daño causado por el estrés y la continuación del ciclo de vida. A pesar de que las diferentes especies varían en su grado de sensibilidad y respuesta al estrés, puede asumirse que todas las plantas tienen la capacidad de percibir el estrés,producir señales y responder adaptándose. Uno de los mecanismos más comunes de respuesta al estrés es la tolerancia de las plantas a bajos potenciales agua. La mayoría de este tipo de plantas puede prevenir, disminuir o reparar el daño causado por la falta de agua por medio del mantenimiento de la turgencia celular, ya sea por ajuste osmótico, o por aumento de la elasticidad de las paredes celulares. La importancia de estos dos procesos es clara, permiten que no se dañe la membrana plasmática al posibilitar el mantenimiento de la turgencia y la absorción de agua.El análisis de las curvas Presión-Volumen en plantas inoculadas con A. brasilense Sp245 permitió establecer que la bacteria afecta los mecanismos de respuesta que las plantas desarrollan frentea condiciones de estrés. Esta metodología permite estudiar las variaciones del volumen celular en función del contenido de agua y caracterizar la respuesta elástica de la pared frente a condiciones de estrés. Plántulas de trigo inoculadas respondieron a las condiciones de estrés osmótico aumentando la elasticidad de las paredes celulares del coleoptilo. El aumento de la elasticidad de la pared es un mecanismo que le permite al tejido vegetal mantener su turgencia aún a potenciales agua muy negativos. Estudiando este fenómeno producido por Azospirillum sobre la pared celular, encontramos que también en trigo creciendo en condiciones de sequía a campo la inoculación aumentaba la elasticidad de la paredde la hoja bandera. Más aún, en condiciones controladas de buena disponibilidad hídrica la presencia de la bacteria también aumentó la elasticidad de la pared celular tanto del coleoptilo como de la hoja bandera.Se denomina apoplasto al conjunto de los espacios intercelulares y las paredes celulares vegetales,y es considerado el compartimiento que constituye la zona de contacto entre las células y el medio ambiente. Allí se inician las señales y detección de los diferentes tipos de estrés y estímulos ambienta-les. Teniendo en cuenta que el apoplasto constituye el hábitat de las cepas de Azospirillum con capacidad de colonizar el espacio intercelular, es relevante estudiar los efectos directos de la bacteria sobre las propiedades de la pared celular que determinan en gran medida el crecimiento vegetal.Las preguntas que nos planteamos entonces fueron: ¿Cuál es el mecanismo por el que Azospirillum afecta la pared celular? y ¿cuál es el rol que juega este cambio en el crecimiento de las plantas? En el presente capítulo se describen los resultados obtenidos a partir de experimentos planteados con el objetivo de estudiar los efectos de Azospirillum sobre la pared celular de las plantas.