Aislamiento y caracterización bioquímica de metabolitos producidos por rizobacterias que solubilizan fosfato

Abstract

El empleo de bacterias solubilizadoras de fosfato (BSP) para la solubilización de distintas rocas fosfatadas y de otras fuentes de fósforo es una alternativa para incrementar la cantidad de P disponible para las plantas. Se aislaron 147 BSP de la raíz y rizoplano de diferentes plantas cultivadas. El medio de cultivo denominado Medio Mínimo para Solubilización de Fosfato Colegio de Postgraduados con MgCl (MMSFCP-Mg) fue el más eficiente, debido a que en medio sólido se observaron halos de solubilización de hasta 3.8 cm a los catorce días, y en medio líquido se determinaron hasta 380 mg mL-1 de fosfato soluble a los seis días. Veintisiete de las mejores cepas fueron seleccionadas con base en la eficiencia de solubilización de fosfato tricálcico y roca fosfórica (RF). Usando modificaciones del medio de cultivo líquido MMSPCP-Mg con RF (fluoroapatita) y un consorcio bacteriano denominado C27 formado por las 27 BSP, se observó la mayor solubilización de roca fosfórica y producción de ácidos orgánicos. Durante la solubilización de la RF en todas las cepas se detectó la producción de ácido glucónico y 2-cetoglucónico, también se detectó la síntesis de ácidos oxálico, cítrico, maléico, málico, succínico, láctico, fumárico, fórmico, acético, propíonico, adípico y butírico. Las cepas fueron identificadas con base en sus características bioquímicas y fenotípicas con los sistemas API 20E y API 20 NE. Las bacterias aisladas pertenecieron a los géneros Burkholderia, Pseudomonas y Pantoea. En las cepas estudiadas, las fosfatasas alcalinas mostraron mayor actividad que las ácidas. Solo dos de las BSP produjeron ácido indol acético, Burkholderia cepacia RT12 y Pantoea spp AVN. Sin embargo, todos los aislamientos fueron capaces de oxidar el gluconato a ácido 2-cetoglucónico. En el estudio de inmunodetección en el tejido vegetal se determinó la capacidad de tres cepas de Burkholderia de penetrar y colonizar vía simplasto y/o apoplasto la zona apical y basal de las raíces de gramíneas, las bacterias se detectaron en epidermis, parénquima de la corteza y xilema. De acuerdo a la secuenciación del gene 16S rDNA estas cepas fueron identificadas como: Burkholderia gladioli 1T13, Burkholderia cepacia RT12 y Burkholderia cepacia CAFEA. El género Burkholderia, alberga especies patógenas oportunistas de humanos y multi-resistentes a antibióticos, por lo que su uso como biofertilizante podría verse limitado. _______________ ISOLATION AND BIOCHEMICAL CHARACTERIZATION OF METBOLITES PRODUCED BY PHOSPHATE SOLUBILIZING RHIZOBACTERIA. ABSTRACT: The use of phosphate solubilizing bacteria (PSB) for solubilization of different phosphate rocks and other phosphorous sources is a promissory alternative to increase the amount of available P for plant nutrition. A group of 147 PSB was isolated from roots and rhizoplane of different crop plants. The Minimum Medium for Phosphate Solubilization-Colegio de Postgraduados amended with MgCl (MMPSCP-Mg) was the most efficient culture medium, since solid and liquid medium exhibited solubilization halos and soluble P values bigger than 3.8 cm and 380 mg mL-1 at 14 and 6 days of incubation, respectively. According to the efficiency for tricalcic phosphate and rock phosphate (RP) solubilization, 27 strains were selected. The highest solubilization of rock phosphate and synthesis of organic acids were observed when the liquid medium MMPSCP-Mg was amended with RP (fluoroapatite) and inoculated with the bacterial consortium C27 (formed by the 27 PSB). During the RP solubilization all strains synthesized gluconic and 2-cetogluconic acids, also the presence of other acids such as oxalic, citric, maleic, malic, succinic, lactic, fumaric, formic, acetic propionic, adipic and butyric was detected. Base on the biochemical and phenotypic characteristics, the bacterial strains were identified using the API 20E and API 20 NE systems. The isolated bacteria belonged to the genera Burkholderia, Pseudomonas and Pantoea. Alkaline phosphatase activity was higher than acid phosphatase activity in the bacteria group studied. Indol acetic acid was produced only for the strains Burkholderia cepacia RT12 and Pantoea spp AVN. However, all accessions oxidized gloconate to 2-cetogluconic. In the bacteria immunodetection study, the ability of three strains of Burkholderia to penetrate and colonize the apical and basal zones of root tissue via symplast/apoplast was evaluated. The bacteria were detected in epidermis, cortex parenchyma and xylem. Based on the sequencing of 16S rDNA gene, the three accessions were identified as Burkholderia gladioli 1T13, Burkholderia cepacia RT12 and Burkholderia cepacia CAFEA. The genus Burkholderia comprises opportunistic pathogen species for humans, multi-resistant to antibiotics, which might limit their use as biofertilizers.