Factores que afectan la composición y diversidad de la comunidad de bacterias endófitas en arroz (Oryza sativa)

BACTERIAS ENDÓFITAS

ARROZ

TESIS DE DOCTORADO

URUGUAY

Las bacterias endófitas son bacterias que viven dentro de los tejidos vegetales sin causar daño al organismo hospedero. Se ha postuladoque estas bacterias pueden aumentar la productividad de los cultivos por distintos mecanismos relacionados al aporte de nutrientes, producción de hormonas, y protección contra stress biótico y abiótico. En esta tesis se llevó a cabo el estudio de las comunidades de bacterias endófitas presentes en los distintos tejidos vegetales de arroz utilizando principalmente herramientas moleculares independientes del cultivo de microorganismos en el laboratorio. Se seleccionó este cultivo porque es de gran importancia económica y social para nuestro país y porque la planta y el suelo experimentan un cambio drástico durante el ciclo, como es la inundación. Se estudiaron la comunidad total y dos grupos fisiológicos particulares con relevancia biotecnológica y ambiental (bacterias diazótrofas y metanótrofas) así como distintos factores que pueden afectarlas (variedad de arroz utilizada, inundación del cultivo, tipo de suelo y su historia agrícola). Los resultados obtenidos revelaron que en las hojas de las tres variedades de arroz más sembradas en Uruguay la estructura de la comunidad de bacterias endófitases muy similar. Mientras Brevundimonas fue el género dominante en el análisis molecular (clonado del gen 16S rRNA) Pantoea ananatis y Pseudomonas syringae fueron las especies más frecuentemente aisladas en las tres variedades de arroz y en las dos zafras analizadas Se observó que la inundación como práctica habitual de manejo del cultivo de arroz tiene efectos muy importantes sobre la abundancia, diversidad y composición de las comunidades de bacterias diazótrofas endófitas de raíz. La abundancia de genes nifH, codificante para la dinitrogenasa reductasa, y su diversidad aumentan sustancialmente después de la inundación. Mientras que antes de inundar prevaleció la clase Gamaproteobacteria (66% de genoteca del gen nifH, dominando Stenotrophomonas con el 49% de las secuencias de nifH recuperadas), luego de la inundación se observó una gran diversidad de secuencias de genes nifH de bacterias anaerobias estrictas y facultativas (Spirochaetes, Chlorobi, Deltaproteobacteria y diversos Firmicutes). Estos resultados sugieren que los diazótrofos anaerobios podrían tener un rol importante en la fijación de nitrógeno en este ecosistema una vez que el cultivo de arroz es inundado. Asimismo, los diazótrofos endófitos de hoja se encuentran en una proporción casi 100 veces menor que en raíz y suelo de acuerdo a la cuantificación de genes nifH realizada por q-PCR. Las raíces de plantas de arroz sembradas en suelos de alta fertilidad con historia previa de cultivo de arroz presentaron una abundancia significativamente mayor que las raíces de las plantas sembradas en otros suelos, incluso mayor que aquellas sembradas en suelos similares que no habían sido utilizados previamente para el cultivo de arroz. La abundancia de las poblaciones diazótrofas endófitas de hoja parece ser independiente de las propiedades de los suelos en los las plantas se cultivan. Del mismo modo, no se observaron diferencias significativas en el número de copias del gen nifH en los distintos suelos, a pesar de sus características fisicoquímicas e historia de uso del suelo diferentes. 2 Por otra parte, las bacterias metanótrofas, de gran importancia porque contribuyen a mitigar las emisiones de metano producidas en el ecosistema arrocero, fueron detectadas en bajo número tanto en hojas como en raíces de plantas de arroz crecidas en suelo. Para ambos tejidos se obtuvieron cultivos altamente enriquecidos en metanótrofas capaces de crecer en ausencia de nitrógeno agregado indicando que se trata de metanótrofas diazótrofas. Esta propiedad podría ser importante en la interacción de este grupo fisiológico con la planta. La caracterización molecular de estos enriquecimeintos confirmó que Methylosinus trichosporium, una cepa metanótrofa C9 (aislada previamente de rizósfera de arroz en Uruguay) y Methylocystis hirsuta, se encuentran presentes en los tejidos internos de las hojas de arroz. El estudio realizado permitió generar nuevos conocimientos sobre las comunidades de bacterias endófitas nativas de arroz y profundizar en los factores que las afectan aportando información relevantesobre la interacción bacteria- planta. Asimismo, los conocimientos generados podrían ser útiles en la búsqueda de nuevas cepas con potencial biotecnológico y en la racionalización del uso potencial de inoculantes en el cultivo de arroz.

Montevideo : UdelaR-Facultad de Química

2013

Información sobre Derechos de Autor

(Por favor lea este aviso antes de abrir los documentos u objetos)

La legislación uruguaya protege el derecho de autor sobre toda creación literaria, científica o artística, tanto en lo que tiene que ver con sus derechos morales, como en lo referente a los derechos patrimoniales con sujeción a lo establecido por el derecho común y las siguientes leyes (LEY 9.739 DE 17 DE DICIEMBRE DE 1937 SOBRE PROPIEDAD LITERARIA Y ARTISTICA CON LAS MODIFICACIONES INTRODUCIDAS POR LA LEY DE DERECHO DE AUTOR Y DERECHOS CONEXOS No. 17.616 DE 10 DE ENERO DE 2003, LEY 17.805 DE 26 DE AGOSTO DE 2004, LEY 18.046 DE 24 DE OCTUBRE DE 2006 LEY 18.046 DE 24 DE OCTUBRE DE 2006)

ADVERTENCIA - La consulta de este documento queda condicionada a la aceptación de las siguientes condiciones de uso: Este documento es únicamente para usos privados enmarcados en actividades de investigación y docencia. No se autoriza su reproducción con fines de lucro. Esta reserva de derechos afecta tanto los datos del documento como a sus contenidos. En la utilización o cita de partes debe indicarse el nombre de la persona autora.

Papel

137 p.

Español

Tesis

576.8 FER