Interacción simbiótica Rhizobium-leguminosas arbóreas en sistemas contaminados con hidrocarburos policíclicos aromáticos

Abstract

En este estudio se evaluó el establecimiento de la simbiosis entre Rhizobium tropici CIAT899 y las leguminosas arbóreas Leucaena leucocephala (Lam.) y Acaciella angustissima (Mill.) en sistemas contaminados con naftaleno (NAF) y fenantreno (FEN), y contempló dos fases experimentales. En la primera fase se evaluó el efecto de NAF y FEN en la dinámica de formación de nódulos, así como la respuesta de la planta en el contenido de compuestos fenólicos totales, actividad antioxidante total y contenido total de clorofilas y carotenos. En la segunda fase se evaluó la degradación de 60 mg FEN kg-1 de arena, así como la actividad de la enzima nitrogenasa en las rizosfera de las plantas. La contaminación con NAF y/o FEN tuvo efectos tóxicos para la formación de nódulos en ambas especies vegetales. Sin embargo, mientras que Leucaena fue más susceptible al NAF, Acaciella fue ligeramente más susceptible a la contaminación por FEN. Además, para ambas especies, las plantas expuestas a 20 mg FEN L-1 no mostraron inhibición en la formación de nódulos. La simbiosis con Rhizobium, incrementó el peso seco total hasta 150% en el caso de Leucaena, y 100% en el caso de Acaciella. Para ambas especies, el contenido de compuestos fenólicos totales en hojas fue significativamente mayor en los tratamientos no inoculados en comparación con los tratamientos inoculados con Rhizobium, y significativamente mayor en las plantas expuestas a FEN con respecto a las expuestas a NAF. Los resultados de este trabajo apoyan la hipótesis que Leucaena leucocephala y Acaciella angustissima experimentan un estrés oxidativo inducido por hidrocarburos policíclicos aromáticos y que este estrés es mayor en ausencia de Rhizobium y en presencia de FEN. El FEN se degradó hasta en un 98.4% en Acaciella, un 98.2% en el testigo sin planta, un 98.1% en Leucaena y un 98% en Leucaena+Acaciella. Los tratamientos inoculados con Rhizobium presentaron significativamente mayor degradación de FEN (99.5%) que aquellos tratamientos sin Rhizobium (97.5%). La actividad de la enzima nitrogenasa no presentó efectos significativos por la presencia de FEN, pero fue significativamente mayor en Leucaena comparada con Acaciella y la combinación de ambas especies. _______________ SYMBIOTIC INTERACTION Rhizobium-LEGUME TREES IN CONTAMINATED SYSTEMS WITH POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONS. ABSTRACT: This study evaluated the establishment of the symbiosis between Rhizobium tropici CIAT899 and the leguminous trees Leucaena leucocephala (Lam.) and Acaciella angustissima (Mill.) in systems contaminated with naphtalene (NAF) and phenanthrene (FEN). The present work was divided in two experimental stages. First stage evaluated the effect of NAF and FEN in the dynamics of nodule formation, as well as the plant responses in total phenolic compound content, total antioxidant activity, and total content of chlorophylls and carotenoids. The second stage evaluated the degradation of 60 mg FEN kg-1, as well as the activity of the enzyme nitrogenase in the rhizosphere. As general conclusions, the contamination with NAF and/or FEN had inhibitory effects on nodule formation in both plants species. Nevertheless, whereas Leucaena was more susceptible to the NAF, Acaciella was slightly more susceptible to FEN contamination. In addition, both plants exposed to 20 mg FEN L-1 did not show inhibition on the formation of nodules. The inoculation with Rhizobium resulted in PST increases of 150% for Leucaena and 100% for Acaciella. For both plant species, the CFT in leaves was significantly greater in non-inoculated treatments when compared to those inoculated with Rhizobium, and significantly greater in plants under FEN contamination in comparison to NAF. Results support the hypothesis that L. leucocephala and A. angustissima faced an oxidative stress induced by the polycyclic aromatic hydrocarbons, and this stress is greater in the absence of Rhizobium, and under FEN contamination. The FEN was degraded in 98.4% in Acaciella, 98.2% in the control without plant, 98.1% in Leucaena, and 98% in Leucaena+Acaciella. Treatments inoculated with Rhizobium had significantly greater degradation of FEN (99.5%) that those treatments without Rhizobium (97.5%). The activity of the enzyme nitrogenase did not show significant effects due to FEN, but was significantly greater in Leucaena when compared to Acaciella, and the combination of both species.