Producción de fitohormonas por Azospirillum sp. y la regulación del crecimiento y desarrollo vegetal.

CASSÁN, FABRICIO

Córdoba Capital

Workshop; I Internacional Workshop in Azospirillum (IWA-2007).; 2007

Asociación Argentina de Microbiología

A medida que la población mundial se incrementa, se torna necesario encontrar nuevos modos de mejorar la productividad agrícola y el aprovechamiento de los recursos disponibles. Una manera de lograrlo es desarrollar formulaciones bacterianas a base de PGPRs aisladas de la rizósfera con capacidad de mejorar la implantación de especies de interés económico así como su productividad y rendimiento aún en condiciones edáficas limitantes, tecnología que adicionalmente promueve un gradual beneficio de las condiciones edáficas debido a que las bacterias formuladas aumentan la disponibilidad  de nutrientes de suelo. Dentro de los microorganismos conocidos como rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal, el género Azospirillum ha sido uno de los más estudiados en los últimos años debido a su capacidad de mejorar significativamente el crecimiento y desarrollo, así como el rendimiento de numerosas especies vegetales de interés agrícola. Uno de los principales mecanismos propuestos en la actualidad para explicar la promoción del crecimiento vegetal en plantas inoculadas con Azospirillum sp., se relaciona con su capacidad de producir y metabolizar compuestos reguladores del crecimiento vegetal o fitohormonas. Desde el punto de vista de la Fisiología Vegetal, las fitohormonas son señales químicas que facilitan la comunicación entre las células de la planta y coordinan sus actividades, estando su respuesta controlada por la fluctuación de niveles endógenos de sus formas biológicamente activas, por un lado, y la sensibilidad de los tejidos blanco, por otro. Si bien las más conocidas son los cinco grupos de hormonas vegetales denominadas “clásicas” constituídos por las auxinas, giberelinas, citocininas, ácido abscísico y etileno, el avance científico en este campo ha incorporado cuatro nuevos grupos denominados jasmonatos, brasinoesteroides, salicilatos y poliaminas. Teniendo en cuenta que las células responden a las señales hormonales mediante un sistema de acoplamiento estímulo-respuesta que requiere el reconocimiento de la hormona por un receptor y la utilización subsecuente de una serie de moléculas capaces de transmitir la señal (cadena de transducción de señales), actualmente se sabe que las funciones de las hormonas vegetales se solapan ampliamente, por lo que la regulación hormonal del desarrollo de las plantas debe contemplarse desde la perspectiva de la interacción entre los distintos grupos de hormonas. Es lógico pensar entonces, que las fitohormonas producidas por microorganismos endofíticos no quedan exceptuadas del análisis. En lo referido específicamente a Azospirillum sp. existe evidencia de la interacción de fitohormonas producidas por el microorganismo con el background hormonal de las plantas inoculadas, por lo que se torna necesario profundizar en estudios básicos que podrían revelar interacciones específicas que tendrían como resultado la promoción del crecimiento vegetal. Obviamente, estos conocimientos  tendrían una fuerte implicancia tecnológica para la industria de inoculantes. Con este criterio, nuestro trabajo se basó en la dilucidación de los mecanismos potencialmente responsables de la promoción del crecimiento vegetal en cepas de Azospirillum seleccionadas por SENASA, comprobando (mediante técnicas físico-químicas inequívocas por el uso de estándares marcados) que A. brasilense Az39, la cepa más utilizada para la formulación de inoculantes en la República Argentina, junto con la cepa Cd, una de las más utilizadas para la investigación básica en el mundo, poseen la capacidad de producir y liberar fitohormas tales como AIA, Z, GA3, ABA y etileno. La producción de AIA en A. brasilense Az39 fue de 4.1 μg.ml-1 mientras que la de la cepa Cd fue de 10.8 μg.ml-1. La producción de Z fue 2.37 y 0.75 μg.ml-1 para las cepas Cd y Az39 respectivamente. La producción de GA3 fue significativamente superior en la cepa Cd (0.66 μg.ml-1) que en Az39 (0.30 μg.ml-1) mientras que la producción de ABA fue significativamente superior para  Az39 (7.70 ng.ml-1) que para  Cd (0.65 μg.ml-1). La biosíntesis de Etileno en medio de cultivo modificado por la adición de metionina, se comprobó para ambas cepas en presencia o ausencia del precursor, pero la producción mayoritaria se determinó en el  medio modificado por la adición del precursor en la cepa Cd (3.94 ng.ml.h-1). El hecho de que ambas cepas mostraron una capacidad intrínseca cualitativa y cuantitativamente diferencial de producir y liberar fitohormonas en medio químicamente definido se propone como herramienta valiosa de evaluación y selección de cepas para uso agrícola.