Bacterias endófitas de Stevia rebaudiana Bertoni con actividad promotora de crecimiento vegetal

Abstract

RESUMEN: rebaudiana Bertoni es una especie conocida como hierba dulce, en sus hojas acumula glucósidos de esteviol, compuestos con poder edulcorante de 100 a 400 veces mayor que la sacarosa. Para favorecer el crecimiento de plantas de S. rebaudiana, una estrategia biotecnológica puede ser el uso de bacterias endófitas usadas como inoculantes. Por lo que el objetivo de este trabajo fue aislar e identificar bacterias endófitas de S. rebaudiana cultivadas en México y determinar su actividad promotora de crecimiento vegetal. Se utilizaron hoja, tallo y raíz de plantas de S. rebaudiana cultivadas en Yucatán y se aislaron 12 cepas endófitas que fueron caracterizadas en cuanto a su capacidad de promoción de crecimiento. Se realizaron pruebas de producción de ácido indol-acético (AIA), solubilización de fosfatos y producción de sideróforos. Las 12 cepas son productoras de AIA en un intervalo de 31.3 a 72.4 μg mL-1, 11 cepas son capaces de solubilizar fosfato en agar y 6 bacterias solubilizaron entre 539 y 795 μg de fosfato mL-1 en medio líquido. 12 cepas produjeron sideróforos. Las cepas se identificaron mediante la amplificación del gen ribosomal 16 S rADN y corresponden a Enterobacter cloacae, E. hormaechei, E. kobel, E. xiangfangensis, Enterobaciae bacterium, Bacillus sp, B. safensis, Pseudomonas y Pantoea sp. La cepa E. cloacae se seleccionó por su producción de AIA (72.4 μg mL-1) y se utilizó para medir su actividad promotora de crecimiento en plantas de Arabidopsis thaliana. Los resultados mostraron que el sobrenadante de la cepa que contienen AIA inhibe el crecimiento de la raíz principal y promueve el crecimiento de raíces secundarias y pelos radiculares de A. thaliana. Se identificó que las cepas producen AIA e indoletanol. Se evidenció la colonización de la bacteria a la planta por microscopia confocal, utilizando la cepa E. cloacae transformada con la proteína roja fluorescente (mCherry) y se localizó en raíces de S. rebaudiana. Además se mostró la presencia de E. cloacae en hojas y raíces de S. rebaudiana a través del análisis de expresión por PCR. Con base a lo anterior se pudo concluir que las 12 bacterias tienen potencial para promover el crecimiento vegetal. ABSTRACT: Stevia rebaudiana Bertoni is a species known as sweet grass, in its leaves accumulates steviol glycosides, compounds with sweetening power 100 to 400 times greater than sucrose. To favor the growth of S. rebaudiana plants, a biotechnological strategy can be the use of endophytic bacteria. Therefore, the objective of this work was to isolate and identify endophytic bacteria of S. rebaudiana cultivated in Mexico and to determine its activity of plant growth promotion. Leaf, stem and root of a commercial crop of S. rebaudiana grown in Yucatan were used. Twelve endophytic strains were isolated, which were characterized in terms of their ability to promote growth. Indoleacetic acid (IAA), phosphate solubilization and siderophore production tests were carried out. Most of the strains presented multiple activities: the 12 were producers of IAA (31.3 to 72.4 μg mL-1), 11 solubilized phosphate in agar and six bacteria solubilized between 539 and 795 μg of phosphate mL-1 in liquid medium. The 12 isolates produced siderophores. The strains were identified by the 16 S rDNA ribosomal gene and belong to Enterobacter cloacae, E. hormaechei, E. kobel, E. xiangfangensis, Enterobaciae bacterium, Bacillus sp, B. safensis, Pseudomonas and Pantoea sp. The bacterium E. cloacae was selected for its highest production value of AIA (72.4 μg mL-1) and was used to measure its growth promoting activity in Arabidopsis thaliana plants. The results showed that the supernatant of the strain containing AIA, inhibits the growth of the main root and promotes the growth of secondary roots and root hairs. It was identified that the strains produce AIA and indoletanol. The colonization of the bacteria to the plant was demonstrated by confocal microscopy, using the E. cloacae strain transformed with the fluorescent red protein (mCherry) and it was localized in S. rebaudiana roots. In addition, the presence of E. cloacae in leaves and roots of S. rebaudiana was shown through the analysis of expression by PCR. Considering the above, it was concluded that the 12 strains isolated from S. rebaudiana have the potential to promote plant growth.