Respuesta temprana al estrés hídrico de plantas de maíz inoculadas con diferentes cepas de Azospirillum brasilense

GARCÍA J.; CREUS C. ; SUÁREZ RODRÍGUEZ R.; RAMÍREZ-TRUJILLO J.A.; PERTICARI A.; GROPPA M.D.

Congreso; X Reunión Nacional Científico-Técnica de Biología del Suelo y Fijación Biológica de Nitrógeno. II Congreso Nacional de Biología Molecular de Suelos; 2015

RESPUESTA TEMPRANA AL ESTRÉS HÍDRICO DE PLANTAS DE MAÍZ INOCULADAS CON DIFERENTES CEPAS DE AZOSPIRILLUM BRASILENSE Julia Elena García1; Cecilia Creus2; Ramón Suárez Rodríguez3; José Augusto Ramírez-Trujillo3; Alejandro Perticari1 y María Daniela Groppa41Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola, INTA Castelar, Nicolás Repetto y de los Reseros s/n (1686), Hurlingham, Buenos Aires, Argentina. E-mail: garcia.julia@inta.gob.ar2Unidad Integrada Balcarce, Facultad de Ciencias Agrarias, UNMdP, EEA INTA Balcarce, Argentina.3Centro de Investigación en Biotecnología. Universidad Autónoma del Estado de Morelos, Cuernavaca, Morelos, México.4Facultad de Farmacia y Bioquímica, UBA. IQUIFIB, CONICET, Argentina.Para incrementar la tolerancia a la sequía es importante estudiar el rol de la biotecnología microbiana como un aporte complementario para el crecimiento de los cultivos bajo condiciones adversas. En este contexto, el uso de las rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPR) es una alternativa en sistemas de producción sustentables. Dentro de este grupo se destaca el género Azospirillum, rizobacteria diazotrófica capaz de incrementar hasta en un 30% el rendimiento de diversos cultivos (1). Se ha documentado también que las plantas inoculadas con PGPR exhiben mayor tolerancia a estreses abióticos, como el hídrico y el osmótico (2-4). En la colección BPCV, IMYZA, INTA Castelar se encuentran depositadas 35 cepas de Azospirillum aisladas de diferentes zonas del país. Si bien la cepa Az39 fue seleccionada por ser una cepa eficiente en el cultivo de trigo (5) y es la recomendada para uso en formulaciones comerciales (6), la tolerancia al estrés osmótico de esta cepa no fue evaluada. A su vez, el comportamiento de otras cepas nativas en la interacción con la planta de maíz bajo condiciones de estrés hídrico aún no fue estudiado. Las cepas de Azospirillum brasilense seleccionadas para este ensayo fueron la Az39 (usada como cepa de referencia), Az19 seleccionada por su mayor tolerancia al estrés osmótico producido por el agregado de polietilenglicol (20%) al medio de cultivo (datos no mostrados) y la cepa Na5, mutante de la Az39 generada por la exposición al agente mutagénico sulfonato de etil metano y seleccionada por su capacidad de tolerar estrés salino (NaCl) y de sobreacumular el disacárido trehalosa (datos no mostrados).El objetivo general del trabajo fue estudiar si la inoculación de plantas de maíz con diferentes cepas de Azospirillum brasilense favorece su tolerancia al estrés hídrico en una etapa temprana del cultivo. Semillas de un híbrido de maíz comercial, previamente desinfectadas superficialmente, se hicieron pre germinar en una cámara húmeda por 24 h a 25°C. Luego, se sembraron en vasos plásticos de 750 cm3 de capacidad y 12 cm de altura utilizando como sustrato una mezcla de arena, tierra, vermiculita estériles y perlita (3:3:3:1). El ensayo se condujo en una cámara de crecimiento a 26°C con un fotoperíodo controlado para este cultivo. Los inóculos fueron cultivados en medio Nfb líquido con agregado de NH4+ y se incubaron con agitación por 48 h utilizando un agitador rotatorio de 180 rpm y 2,5 cm de desplazamiento, en cuarto estufa a 30°C. Las células fueron cosechadas por medio de una centrifugación a 8.142 g por 10 min y se suspendieron en solución fisiológica (7). Las plántulas uniformes con radículas de 1 cm fueron inoculadas por inmersión durante 2 horas en un inóculo conteniendo 107 UFC por plántula (8). Los tratamientos resultaron de la combinación de dos factores A X B donde A) es el tratamiento con Azospirillum y cuyos cuatro niveles corresponden a los tratamientos con las cepas Az39, Az19, Na5 y a un control sin inocular y B) corresponde al factor de estrés hídrico cuyos dos niveles son con y sin deficiencia hídrica. Se sembraron 12 macetas por tratamiento y se dispusieron en un diseño completamente aleatorizado. Las macetas del tratamiento sin déficit hídrico se regaron a capacidad de campo un día antes de la siembra y se mantuvieron bajo riego a demanda durante todo el ensayo. Aquellas sometidas a estrés se regaron por única vez un día antes de la siembra con el 50% de la capacidad de campo. Luego de 15 días después de la siembra, las plantas se cosecharon y se midieron los parámetros de crecimiento de la parte aérea y de las raíces: largo y pesos fresco y seco y el contenido de clorofila en la segunda hoja expandida (Minolta, Spectrun Technologies Inc., Illinois, USA). Todos los datos mostrados representan el promedio de dos experimentos independientes. El análisis estadístico se realizó por medio de un ANOVA usando el test de Tukey (p ≤ 0.05). A los 7 días después de la siembra se determinó la colonización bacteriana por el método del número de bacterias más probable (NMP) por peso fresco de raíz (9). Los resultados de los ensayos indican que el efecto del estrés, de la inoculación, y de la interacción entre los factores fueron significativos en todos los parámetros de crecimiento aéreo. En las plantas regadas, se observó que aquellas inoculadas con Az39 presentaron diferencias significativas respecto a las no inoculadas tanto en el largo como en el peso seco de la parte aérea. La inoculación con Az19 sólo produjo incrementos significativos en el largo de la parte aérea. En las plantas que fueron estresadas, la inoculación con Na5 aumentó significativamente el largo y el peso fresco y seco de la parte aérea respecto al testigo sin inocular. El peso seco de las raíces de las plantas regadas no presentó diferencias significativas entre tratamientos de inoculación. Sin embargo, en aquellas plantas que fueron sometidas a estrés, la inoculación con la Az19 y Na5 incrementó significativamente este parámetro respecto al testigo sin tratar. En las plantas sin inocular, el estrés produjo una disminución significativa del peso seco de las raíces respecto al mismo tratamiento regado, en cambio cuando las plantas fueron inoculadas con cualquiera de las tres cepas y sometidas a sequía, este parámetro no se vio modificado significativamente con respecto al mismo tratamiento sin estresar. En el largo de raíces, fue significativo el efecto del estrés (p