BACTERIAS EDÁFICAS NATIVAS DEGRADADORAS DE GLIFOSATO Y PROMOTORAS DEL CRECIMIENTO VEGETAL

Keren Hernández Guijarro1*, Fernanda Covacevich1-2-3, Virginia Aparicio1-2, Eduardo De Gerónimo1-2

1. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria INTA-EEA Balcarce

2. CONICET

3. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología- Fundación para las Investigaciones Biológicas Aplicadas.

*Autor de contacto: * hernandez.keren@inta.gob.ar

El uso de bioinoculantes contribuye a la solución integral de problemas medioambientales generados por la producción agrícola, porque es conocido que los microorganismos contribuyen a la absorción de nutrientes por la planta, promueven el crecimiento vegetal y degradan agroquímicos, disminuyendo su carga ambiental.

La inoculación de microorganismos edáficos nativos, adaptados al medio, facilita su establecimiento y actividad en el suelo, minimizándose la competencia con la microbiota indígena. Además se potencian funciones que naturalmente están disminuidas por la alta capacidad buffer del suelo, como es la solubilización del P inmovilizado (Khan et al., 2014).

Por otro lado, prácticas agrícolas fuertemente extendidas en la región, como la aplicación de glifosato (GP), podrían afectar las funciones de los bioinoculantes porque se ha reportado que el herbicida produce efectos negativos sobre bacterias fijadoras de N, hongos formadores de micorrizas, Actinobacterias y otros grupos benéficos importantes (Angelini et al., 2013; Druille et al., 2013; Zaller et al., 2014; Newman et al., 2016).

En ocasiones se sugiere que las tasas de aplicación del GP son mayores que las tasas de disipación, favoreciendo su persistencia en el ecosistema (Primost et al., 2017). Basados en esto, los objetivos de este trabajo han sido, por una parte, aislar y caracterizar microorganismos nativos solubilizadores de P con tolerancia al herbicida GP y capacidad para degradarlo; y por otra, evaluar sus potencialidades PGPR.

Se realizó el aislamiento de bacterias solubilizadoras de P nativas de dos suelos de Balcarce (Buenos Aires, Argentina): uno prístino (P) y otro agrícola (A) bajo rotación trigo-soja con más de 5 años de aplicación del GP. Las cepas fueron identificadas como Enterobacterias, genéticamente similares a los géneros Pantoea y Enterobacter, basados en secuencias del gen del ARN ribosomal 16S. Existen reportes internacionales previos de  Enterobacterias seleccionadas como inoculantes promisorios por sus capacidades PGPR.

Tres de las nueve cepas solubilizaron P en un rango de 507- 620 µg mL-1 y además mostraron capacidad para degradar GP y producir AMPA (principal metabolito de la degradación), manteniendo la densidad celular en el medio de cultivo. Es de destacar que una de ellas disminuyó un 30 % la concentración inicial del herbicida en 72 hs (Figura 1). Las cepas con mayor capacidad degradadora de GP provinieron del suelo prístino lo que concuerda con lo reportado anteriormente, planteando que la mayoría de los microorganismos tienen la capacidad de degradar GP aun cuando no han sido expuestos al compuesto previamente (Sviridov et al., 2015; Hernández Guijarro et al., 2018). Dos de estas tres cepas favorecieron el crecimiento de plantas de maíz (DEKALB ® (Agropoints)) en condiciones controladas, aumentando el contenido de materia seca y fresca de las plantas (Tabla 1). Estas capacidades fueron observadas en inoculaciones de 2 suelos con características edáficas diferentes. La mayor respuesta a la inoculación se obtuvo en el suelo proveniente de Arroyo Corto, con mayor contenido de P disponible y materia orgánica, en comparación con el suelo proveniente de Líbano, ambas localidades de la provincia de Buenos Aires (Tabla 2).

Debido al uso generalizado del GP para la producción agrícola en nuestro país, la tolerancia microbiano al herbicida debería ser considerado para la selección de bioinoculantes dado que el herbicida podría limitar el desarrollo y establecimiento de las cepas luego de su inoculación. En este estudio detectamos tres cepas nativas de sitios con y sin historial de aplicación de GP que evidenciaron solubilizar P, degradar GP y además dos de ellas, favorecer el crecimiento de plantas de maíz. Futuros estudios deberían conducirse para evaluar su eficiencia en inoculaciones a campo, en cuanto a la promoción de crecimiento vegetal y la degradación del herbicida GP en suelos contaminados, así como de los posibles mecanismos de establecimiento en el suelo e interacciones con el resto de la comunidad microbiana edáfica.

Trabajo completo:

HERNÁNDEZ GUIJARRO K; COVACEVICH F; APARICIO VC; DE GERÓNIMO E. 2018. Bacterias nativas del suelo con potencial para la degradación de glifosato y promoción del crecimiento vegetal. Ciencia del Suelo (Argentina) 36 (2): 105-116

Figura 1. Evolución de la concentración de glifosato en el medio de cultivo inoculado con las diferentes cepas estudiadas (P1, A2 y P12). Barras verticales indican el desvío estándar (n=3). Letras iguales indican diferencias estadísticas no significativas en la concentración de GP a las 72 h de incubación (p<0,05; prueba de Tukey).

Tabla 1. Respuesta de plantas de maíz a la inoculación con bacterias solubilizadoras de P y degradadoras de glifosato.

Parámetros resaltados en negrita evidenciaron diferencias significativas por la inoculación (p<0,05). Valores entre paréntesis corresponden a desvíos estándar

RI: respuesta a la inoculación

Tabla 2. Características químicas de los suelos utilizados para el ensayo de inoculación en condiciones controladas.

C.I.C. Capacidad de intercambio catiónico

MO= Contenido de materia orgánica

BIBLIOGRAFÍA

Angelini, J; G Silvina; T Taurian; F Ibáñez; ML Tonelli; L Valetti; MS Anzuay; L Ludueña; V Muñoz & A Fabra. 2013. The effects of pesticides on bacterial nitrogen fixers in peanut-growing area. Arch. Microbiol. 195: 683-692.

Druille, M; M Omacini; RA Golluscio & MN Cabello. 2013. Arbuscular mycorrhizal fungi are directly and indirectly affected by glyphosate application. Appl. Soil Ecol. 72: 143-149.

Hernández Guijarro, K; V Aparicio; E De Gerónimo; M Castellote; E Figuerola; JL Costa & L Erijman. 2018. Soil microbial communities and glyphosate decay in soils with different herbicide application history. Sci.Total Environ. 634: 974-982.

Khan, MS; A Zaidi & E Ahmad. 2014. Mechanism of phosphate solubilization and physiological functions of phosphate-solubilizing microorganisms. En: MS Khan; A Zaidi; J Musarrat (eds.). Phosphate Solubilizing Microorganisms. pp 31-62. Springer. Cham.

Newman, MM; N Hoilett; N Lorenz; RP Dick; MR Liles; C Ramsier & JW Kloepper. 2016. Glyphosate effects on soil rhizosphere-associated bacterial communities. Sci Total Environ. 543: 155-160.

Primost, JE; DJG Marino; VC Aparicio; JL Costa & P Carriquiriborde. 2017. Glyphosate and AMPA, «pseudo-persistent» pollutants under real-world agricultural management practices in the Mesopotamic Pampas agroecosystem, Argentina. Environ. Pollut.  229: 771-779.

Sviridov, AV; TV Shushkova; IT Ermakova & AA Leontivsky. 2015. Microbial degradation of glyphosate herbicides. Appl. Biochem. Microbiol. 51: 183-190.

Zaller, JG; F Heigl; L Ruess & A Grabmaier. 2014. Glyphosate herbicide affects belowground interactions between earthworms and symbiotic mycorrhizal fungi in a model ecosystem. Sci. Rep. 4: 5634.

Trabajo Original:

Hernández Guijarro K; F Covacevich; V Aparicio & E De Gerónimo. 2018. Bacterias edáficas nativas degradadoras de glifosato y promotoras del crecimiento vegetal. Ciencia del Suelo. 36:105-114.

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