Solubilización de fosfatos inorgánicos por bacterias con características promotoras de crecimiento vegetal

Abstract

La presente investigación tiene por objetivo determinar la capacidad solubilizadora de fosfatos de bacterias promotoras de crecimiento vegetal (PGP) con el fin de mejorar las condiciones de sobrevivencia, crecimiento y desarrollo de plántulas de Musa acuminata Var. Valery durante el periodo de aclimatación ex vitro. De un total de 30 cepas, fueron seleccionadas Rahnella aquatilis AZO16M2 (OQ256130), Pantoea sp. TSFLT10 (OQ256131) y CSFLT10. Se utilizaron tres fuentes de fósforo: roca fosfórica (RF), Ca3(PO4)2 y K2HPO4 y dos tipos de sustrato: arena:vermiculita (1:1) y PREMIX® N°8. El análisis factorial de la varianza (p<0,05) demostró que AZO16M2 y TSFLT10, solubilizaron Ca3(PO4)2 en medio sólido, con índices de solubilización (IS) máximos a 28°C (pH 6.8) de 3.77 y 3.04, respectivamente. En medio líquido, AZO16M2 presentó 29.6 mg/L P soluble (pH 4.4), TSFLT10 obtuvo 28.2 mg/L P (pH 4.8). Además, de sintetizar ácidos orgánicos (oxálico, D-glucónico, 2-cetoglucónico y málico), ácido indol-3-acético (AIA), sideróforos y fosfatasas (ácidas y alcalinas). Se confirmó la presencia del gen pqqA del cofactor pirroloquinolina-quinona en sus genomas. Plántulas de M. acuminata inoculas con AZO16M2 y TSFLT10 en sustrato arena:vermiculita con RF, tuvieron efecto superior al control sobre el peso fresco aéreo (PFA), peso seco aéreo (PSA), peso seco de raíz (PSR) y contenido de clorofila. En tanto, TSFLT10 promovió un 13.33% más hojas y plantas 28% más grandes (LP). En PREMIX® N°8 con RF, AZO16M2 y TSFLT10 incrementa el PFA, PFR y contenido de clorofila, mientras que, AZO16M2 generó raíces 31.49% más largas (LR). Con Ca3(PO4)2, tanto AZO16M2 como TSFLT10 favoreció el PFR y contenido de clorofila, respecto al control. Respecto a CSFLT10 solo mejoró la longitud de las plantas entre un 20.76% con RF y 23.24% con fosfato tricálcico, respecto al control. Así mismo, ambas cepas mejoran la disponibilidad de iones de calcio, potasio y magnesio, e incrementar el porcentaje de sobrevivencia en presencia de Ca3(PO4)2 como única fuente de fósforo disponibles. Se concluyó que la aplicación de R. aquatilis y Pantoea sp., favorecen la disponibilidad de P en el suelo y mejoran el establecimiento y supervivencia de M. acuminata var. Valery en condiciones ex vitro.

The present research aims to determine the phosphate solubilizing capacity of plant growth promoting bacteria (PGP) in order to improve the conditions of survival, growth and development of seedlings of Musa acuminata Var. Valery during the ex vitro acclimatization period. From a total of 30 strains, Rahnella aquatilis AZO16M2 (OQ256130), Pantoea sp. TSFLT10 (OQ256131) and CSFLT10 were selected. Three phosphorus sources were used: rock phosphate (RF), Ca3(PO4)2 and K2HPO4 and two types of substrate: sand:vermiculite (1:1) and PREMIX® N°8. The factorial analysis of variance (p<0.05) showed that AZO16M2 and TSFLT10, solubilized Ca3(PO4)2 in solid medium, with maximum solubilization indices (SI) at 28°C (pH 6.8) of 3.77 and 3.04, respectively. In liquid medium, AZO16M2 presented 29.6 mg/L soluble P (pH 4.4), TSFLT10 obtained 28.2 mg/L P (pH 4.8). In addition, they synthesized organic acids (oxalic, D-gluconic, 2-ketogluconic and malic), indole-3-acetic acid (IAA), siderophores and phosphatases (acid and alkaline). The presence of the pyrroloquinoline quinone cofactor gene pqqA was confirmed in their genomes. M. acuminata seedlings inoculated with AZO16M2 and TSFLT10 in sand:vermiculite substrate with RF had superior effect to the control on aerial fresh weight (AFW), aerial dry weight (ADW), root dry weight (RDW) and chlorophyll content. Meanwhile, TSFLT10 promoted 13.33% more leaves and 28% larger plants (LP). In PREMIX® N°8 with RF, AZO16M2 and TSFLT10 increased PFA, PFR and chlorophyll content, while AZO16M2 generated 31.49% longer roots (LR). With Ca3(PO4)2, both AZO16M2 and TSFLT10 favored PFR and chlorophyll content, with respect to the control. CSFLT10 only improved plant length by 20.76% with RF and 23.24% with tricalcium phosphate, compared to the control. Likewise, both strains improved the availability of calcium, potassium and magnesium ions, and increased the percentage of survival in the presence of Ca3(PO4)2 as the only available phosphorus source. It was concluded that the application of R. aquatilis and Pantoea sp. favors the availability of P in the soil and improve the establishment and survival of M. acuminata var. Valery under ex vitro conditions.