Tesis
Diversidad de rizobios asociados a seis cultivares de frijol en dos tipos de suelos
Fecha
20/01/2011Registro en:
Verástegui Valdés, Myrthala Monique. (2009). Diversidad de rizobios asociados a seis cultivares de frijol en dos tipos de suelos. (Maestría en Ciencias Quimicobiológicas). Instituto Politécnico Nacional, Sección de Estudios de Posgrado e Investigación, Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, México.
Autor
Verástegui Valdés, Myrthala Monique
Institución
Resumen
ABSTRACT: Widely cultivated in the world, common bean (Phaseolus vulgaris L.) is able to form root nodules with various rhizobial species in different geographic regions. However, little information is available about the effects of plant genetic characters and soil features on the rhizobial communities. In the present study, the abundance of rhizobia in two soils with different pH and nutrient contents sampled from Hidalgo and Zacatecas, two states of México was estimated by the most probable number (MPN) method using 6 cultivars as the trapping plants. After the quantification, the rhizobia were isolated from nodules obtained in the soil of Zacatecas to analyze the effect of cultivars on the rhizobial community composition. The isolates were characterized with restriction fragment length polymorphism and/or sequencing of 16S rRNA gene, the symbiotic genes nifH and nodC, and the 16S-23S rRNA intergenic spacer, amplified by DNA polymerase chain reaction. The results indicated that the MPN of rhizobia nodulating with the cultivars Flor de Durazno and Flor de Mayo M38 was greater than that with the remaining cultivars in the soil of Zacatecas (pH 7.3); meanwhile the number of rhizobia in the soil of Hidalgo (pH 4.4) was very low for all the 6 cultivars. The isolates from the soil of Zacatecas were identified into two groups respectively similar with Rhizobium etli and Rhizobium leguminosarum. The cultivar Flor de Durazno was capable to form nodules with both rhizobial groups and the remaining nodulated only with R. etli. Considering that rhizobia in the soil of Hidalgo have been identified as R. leguminosarum and R. giardinii, we could conclude that the soil types has the main effect on rhizobial community (both in numbers and composition) and the bean cultivars have different capacities of nodulation, but little effect on the rhizobial community composition in soil. In addition, a isolate was identified as Corynebacterium by the sequencing data of 16S rRNA gene, but a nifH gene similar to that of R. etli was detected, suggesting a horizontal transfer of symbiotic genes might happened between rhizobia and endophytic bacteria in rhizosphere or in nodule. The community composition of Rhizobium etli and Rhizobium leguminosarum in the soil of Zacatecas and the Corynebacterium isolate with nifH similar to that of R. etli are new finding about the rhizobial distribution and evolution in México. RESUMEN: El frijol común (Phaseolus vulgaris L.), cultivado en diferentes regiones geográficas en el mundo, es capaz de establecer una simbiosis con varias especies de rizobios o bacterias simbióticas que fijan nitrógeno. Actualmente existe poca información útil sobre el efecto de las características del suelo y de la planta sobre la composición de la comunidad de rizobios simbiontes del frijol. En este trabajo se cuantificó la abundancia de rizobios en dos muestras de suelo colectados en los estados de Hidalgo y Zacatecas, que difieren en sus características de pH y nutrientes, por el método de Número Más Probable (NMP) usando plantas de frijol de diferentes cultivares como trampa para los rizobios. Se realizó el aislamiento de los rizobios en nódulos obtenidos del suelo de Zacatecas para analizar el efecto de los cultivares de frijol sobre la composición de la comunidad de los rizobios. Los aislados se caracterizaron por polimorfismo en la longitud de los fragmentos de restricción y/o secuenciación de los genes 16S rRNA, nifH, nodC y el espacio intergénico (IGS) 16S-23S rRNA, amplificados por PCR. Con base en los resultados obtenidos, el NMP de rizobios en los cultivares Flor de Durazno y Flor de Mayo M38 fue mucho mayor que en los otros cultivares en suelo de Zacatecas, mientras que en la muestra de Hidalgo la cantidad de rizobios en todos los cultivares se mantuvo baja. Los aislados de suelo de Zacatecas se identificaron como rizobios similares a Rhizobium etli y Rhizobium leguminosarum. El cultivar Flor de Durazno es capaz de formar nódulos con éstas 2 especies de rizobios, mientras que el resto de los cultivares sólo establecieron simbiosis con rizobios del grupo de R. etli. Considerando que en un trabajo anterior los rizobios de suelo de Hidalgo se identificaron como R. leguminosarum y R. giardinii, podemos concluir que el tipo de suelo podría ser el factor principal que determina la cantidad y composición de la comunidad de los rizobios, y aunque los cultivares de frijol tienen diferentes capacidades de nodulación, presentan un menor efecto sobre ésta composición. También se aisló una bacteria con una alta similitud a Corynebacterium variabilis, la cual tiene un gen de nifH similar al de R. etli, sugiriendo una transferencia horizontal de genes simbióticos entre rizobios y bacterias endofíticas en rizósfera o en nódulos. Estos datos acerca de la composición de la comunidad bacteriana en nódulos en suelo de Zacatecas son los primeros de su clase en México.