INTRODUCCIN

Los ecosistemas terrestres dependen, en buena medida de la actividad microbiana del suelo. Los microorganismos benficos intervienen en diversas funciones benficas para las plantas con las que se asocian. Alrededor del 80% de las plantas terrestres conocidas forman la simbiosis micorrzica arbuscular (Dickson, 2004). El vocablo micorriza que significa literalmente raz fungosa, describe la relacin simbitica con los sistemas radiculares (Bucher, 2006). Los hongos endomicorrzicos o arbusculares penetran, sin matar, a las clulas de la raz estableciendo una membrana para el intercambio de nutrientes.

Los HMA detentan un gran potencial como bioprotectores y biofertilizantes (Deepika et al, 2008). Existen numerosos reportes en

donde se mencionan los beneficios que esta simbiosis aporta a la planta hospedera, dentro de los cuales destacan: a) El HMA tiene prolongaciones conocidas como hifas que penetran al interior de las races del husped. Lo anterior conforma una interface entre el suelo y la planta que favorece la absorcin de nutrientes desde la solucin del suelo, hasta el interior de las races (Sekhara et al, 2007; Toljander et al, 2007; Toussaint et al, 2007; Jurkiewics et al, 2010). El HMA absorbe P, N, K, Zn, Cu, S, Fe, Mg, Ca y Mn para cederlos posteriormente a la raz de la planta hospedera (Sundar et al, 2009).

b) Los hongos micorrzicos incrementan el rea de contacto de la raz con el suelo, asegurando la continuidad entre la superficie

Identificacin y propagacin de hongos micorrzicos arbusculares en Valle de Bravo, Edo. de Mx.

RESUMEN

En los ecosistemas actuales las plantas han evolucionado junto con los hongos micorrzicos arbusculares (HMA) durante millones de aos. La micorriza arbuscular es una simbiosis mutualista en la cual las plantas proporcionan hidratos de carbono a los hongos y estos a su vez los nutrientes minerales disponibles para la planta como el fosforo y el nitrgeno. En Mxico la diversidad de HMA ha sido poco estudiada, la mayora son inventarios de riqueza de especies en ecosistemas o agroecosistemas. El objetivo de este trabajo fue aislar, identificar y propagar los hongos micorrzicos arbusculares presentes en la rizsfera de diferentes plantas en el rancho Valle la Paz, ubicado en el Municipio de Valle de Bravo. Los gneros que predominan son Scutellospora, Acaulospora, Gigaspora y Entrophospora.

absorbente radicular y la solucin del suelo. De esta manera se optimiza la interaccin del suelo con las races (Jurkiewics et al, 2009; Sundar et al, 2009).

c) Ante un escenario de estrs hdrico, la micorriza es capaz de tomar los lquidos an bajo este estado de carencia, en contraste con la incapacidad que se manifestara por la planta sin esta simbiosis. Es as que la simbiosis micorrzica tiene el potencial para disminuir los efectos nocivos de la sequa y la salinidad (Giri et al, 2005; Giri et al, 2007)

d) Cuando la planta sufre una lesin en los foliolos dejando comprometido el sistema fotosinttico y por tanto los fotosintatos, las vesculas cumplen una funcin de almacn cubriendo la carencia de sustancias nutritivas (Jurkiewics et al, 2010; Deepika et al, 2008).

e) La colonizacin de hongos micorrzicos induce un cambio en el microambiente de las races, de tal forma que se modifica el nicho ecolgico de los patgenos que pueden atacar a la planta hospedera. Adems, la colonizacin favorece la lignificacin de las races incrementando su resistencia, as como la activacin de mecanismos de defensa del husped (Pozo y Azcn, 2008).

f) Se reporta la tolerancia a contaminantes a travs de la simbiosis micorrzica, disminuyendo la captacin de metaloides y la translocacin de los mismos al husped (Kapoor et al, 2007).

g) Existen diversos reportes que mencionan un efecto positivo en el incremento de metabolitos secundarios en las plantas. Mismo que representa un alto potencial para la implementacin de esta simbiosis en la produccin de plantas medicinales (Kapoor et al, 2007; Guerra, 2008).

OBJETIVO

Identificar, evaluar y propagar hongos micorrizzicos arbusculares a partir de la recoleccin suelo rizosfrico de las plantas medicinales en Valle la Paz, Estado de Mxico, con miras a implementar un desarrollo biotecnolgico que impacte significativamente en la calidad y produccin de las plantas medicinales.

METODOLOGIA

Identificacin taxonmica

Se tomaron 21 muestras de suelo de las distintas parcelas productivas, que consisti en la recoleccin de 200g de suelo prximo a las races de la planta con una profundidad de 20cm.

Se pesan 100 g de suelo y se agregan a 1 litro de agua; se mezcla hasta formar una suspensin y se hace pasar por los tamices de acuerdo con el mtodo de tamizado hmedo y decantacin (Gerdemann y Nicolson, 1963).

Posteriormente, las esporas se lavaron con abundante agua para evitar su plasmlisis (ruptura). La suspensin obtenida se coloc en una caja de Petri mantenindose hmeda para impedir su desecacin y mejorar la observacin microscpica.

La identificacin de los distintos gneros se bas en la caracterizacin morfolgica de las esporas, considerando que algunas de estas estructuras que son determinantes en su clasificacin. Para dicho fin se realiz el siguiente procedimiento descrito por Gonzlez-Chvez en 1993. Las esporas del suelo sin aparente dao mecnico, fueron examinadas al microscopio y mediante agujas de diseccin fueron aisladas y seleccionadas por tamao, ornamentacin, hifa sustentora y

contenido citoplasmtico. Una vez clasificadas las esporas, se fijaron en preparaciones permanentes. Se colocaron de 20 a 25 esporas intactas en un portaobjetos y se montan con polivinil-alcohol-cido lctico (PVLG).

Una vez terminadas las preparaciones fueron observadas al microscopio de campo claro, para realizar mediciones de las esporas. Para corroborar los hallazgos taxonmicos, se emple el mtodo de reacciones qumicas de la pared celular de las esporas, a travs del reactivo de Melzer`s. Finalmente, la identificacin se bas en las claves de Schenck y Prez (1990), as como en los especmenes incluidos en la pgina web del INVAM (2008). A partir de las preparaciones, se tomaron fotografas en campo claro o Nomarski con el microscopio ptico (Olympus, Modelo BX5) para observar las estructuras.

Evaluacin del porcentaje de colonizacin de races.

Dentro de las 21 muestras de suelo que se realizaron en Valle la Paz, se recolectaron races secundarias a fin de determinar el porcentaje de colonizacin. Este es un indicador del grado de virulencia de las esporas nativas, as como su afinidad con las plantas medicinales.

Las races son procesadas conforme a la tcnica de Phillips y Hayman, (1970) mediante el clareo con KOH al 10 %, acidificacin con HCl al 10% y tincin de races con una solucin colorante de Azul de tripano al 0.05 %. Posteriormente eliminar el colorante y dejar las races en una solucin de lactoglicerol. Una vez teidas, se proceder a cortar las races en segmentos y se montarn en laminillas utilizando lactoglicerol como

liquido de montaje Se observarn las races al microscopio ptico a 40X de aumento y se registrar por separado la frecuencia

de las estructuras fngicas micorrzicas en las clulas corticales (arbsculos, vesculas o hifas) y segmentos de races no colonizadas.

Considerando que solo el 80% de las plantas forma simbiosis con los HMA, es muy importante determinar cul de las plantas medicinales en Valle la Paz, establece esta relacin simbitica con el hongo. Es entonces que el porcentaje de colonizacin ayuda a determinar las plantas que son susceptibles de ser estudiadas bajo la influencia de los HMA.

Propagacin

Una vez identificadas las especies, se estableci un sistema de propagacin a travs del mtodo estandarizado con plantas trampa.

Las muestras de suelo rizosfrico se utilizan para establecer cultivos trampa con el fin de propagar los HMA. Los cultivos trampa utilizando Zea Maiz como hospedante, se realizaron al colocar una capa de aproximadamente 150 g del suelo rizosfrico sobre arena estril contenida en macetas con capacidad de 1 kg. Esta capa se cubri con arena estril y posteriormente, se procedi a la siembra de semillas de maz. Las macetas fueron irrigadas cada 15 das con 150 mL de lixiviados. La propagacin de los HMA se realiz durante tres meses, en condiciones de invernadero cuya temperatura promedio mnima y mxima fue de 16 y 32 C, respectivamente.

Transcurridos los tres meses se retir el maz de las macetas, colectando races secundarias y una muestra del sustrato a fin de

determinar la esporulacin y el porcentaje de colonizacin en las races.

Una vez extrado el maz, se procedi a la siembra de trbol en las macetas,

considerando que esta especie, tiene una germinacin acelerada y que cubre una gran superficie del subsuelo con races tiernas.

DISCUSIN

Con los ltimos estudios se estn develando patrones de interaccin complejos entre las comunidades de HMA y de plantas, por lo que es necesario realizar ms muestreos en zonas estratgicas y desarrollar metodologas ms sensibles para la deteccin de todas las especies de HMA. Se ha observado que los patrones poblacionales y la diversidad de los HMA son fuertemente afectados por varios factores como: las propiedades del suelo, las condiciones ambientales, la planta hospedera y las prcticas agrcolas, en el caso de los cultivos (Lugo y Cabello, 2002). Aun cuando la diversidad de los HMA tiene un papel importante, la abundancia de cada especie que conforma a un consorcio puede ser determinante en la promocin del crecimiento vegetal (Lovelock et al. 2003). Sin embargo, no se descarta la posibilidad de que las especies identificadas de HMA en los consorcios puedan estar subestimadas debido a la dificultad de caracterizar aquellas especies de HMA no esporulantes (Douds & Millner 1999).

CONCLUSIONES

Se identificaron cuatro grupos taxonmicos de hongos micorrzicos arbusculares obtenidos de la rizsfera de plantas (Scutellospora, Acaulospora, Gigaspora y Entrophospora).

Este trabajo resalta la necesidad de estudiar la diversidad autctona de HMA para usarlos como inoculantes en la produccin comercial de plantas.

Las esporas muestreadas en suelo presentan altos ndices de latencia, as como baja viabilidad y parasitismo que dificultan su propagacin.

En las plantas muestreadas en las parcelas de Valle la Paz, se observa una simbiosis mayor al 60%.

Escudo

b

Hifa

c

Hifa

d

Pared de la espora

Escudo

e

a

Hifa Escudo

RESULTADOS

Ide ntificacin morf olg ica de es poras nativas pre se nte s e n la parce la A 5

Figur a I: a) Espora de Scutellospora cerradensis, b) Amplificacin del escudo de germinacin; c) Espora de Scutellospora sp; d) Amplificacin de la hifa y de la pared de la espora; e) Espora rota de Scutellospora sp; f) Ampliacin del escudo de germinacin

e d f

i h g

b c

Ide ntificacin morf olg ica de e sporas nativ as pre se nte s en la Mil pa

Figu ra II : a) Acaulospora laevis (objetivo10x); b) Acaulospora laevis (objetivo 40x); c) Scutellospora sp (objetivo 10x); d) Scutellospora pellucida (objetivo10x); e) Scutellospora pellucida (objetivo 40x); f) Gigaspora sp (objetivo 10x); g) Entrophospora infrecuens (objetivo 10x); h) Entrophospora infrecuens (objetivo 40x); i) Acaulospora sp (objetivo 10x).

a

f e

c d

b a

Ide ntificacin morf olg ica de es poras nativas pre se nte s e n la milpa (rizs fe ra de fri jol )

Figu ra I II : a) Scutellospora sp (objetivo 20x); b) Scutellospora aff. calospora (objetivo 10x); c) Entrophospora infrecuens (objetivo 10x); d) Entrophospora infrecuens (objetivo 40x); e) Scutellospora sp (objetivo 10x); f) Scutellospora sp (objetivo 40x).

a b

c d

Ide ntificacin morf olg ica de es poras nativas pre se nte s e n la tabl a J4

Figu ra IV: a) Acaulospora sp (PVLG); b) Acaulospora sp (PVLG+MELZER); c) Acaulospora sp (PVLG); d) Acaulospora sp (PVLG+MELZER)

a b

c

Ide ntificacin morf olg ica de es poras nativas pre se nte s e n la tabl a J4

Figu ra V: a) Acaulospora sp (PVLG); b) Acaulospora sp (PVLG+MELZER); c) Acaulospora sp (PVLG); d) Acaulospora sp (PVLG+MELZER).

a b

c d

Ide ntificacin morf olg ica de es poras nativas pre se nte s e n la tabl a J4

Figu ra VI: a) Scutellospora aff. cerradensis Acaulospora sp (PVLG); b) Acaulospora sp (PVLG + MELZER); c) Gigaspora sp (10X); d) Gigaspora sp

a

b

Ide ntificacin morf olg ica de es poras nativas pr es en tes e n l a tabla J 4

Figu ra VII : a) Gigaspora sp (10X); b) Gigaspora sp (40X)

BIBILIOGRAFA

Deepika, S; Kapoor, R; Ashok K. (2008) Arbuscular mycorrhizal (AM) technology for the conservation of Curculigo orchioides Gaertn: an endangered medicinal herb. World J Microbiol Biotechnol 24: 395-400.

Dickson, S. (2004) The Arum-Paris continuum of mycorrhizal symbioses. New Phytologist. 163: 187-200.

Douds DDJR & P Millner (1999) Biodiversity of arbuscular mycorrhizal fungi in agroecosystems. Agriculture Ecosystems and Environment 74: 77-93.

Lovelock CE, K Andersen & JB Morton (2003) Arbuscular mycorrhizal communities in tropical forests are affected by host tree species and environment. Oecologia 135: 268-279.

Lugo, A. M. y Cabello, N. M. 2002. Native arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) from mountain grassland (Crdoba, Argentina) I. Seasonal variation of fungal spore diversity. Mycologia. 94: 579-586.

Read, D.J., 1991. Mycorrhizas in ecosystems.Experienta47:376-391.

Redecker, D. & Raab, P. (2006) Phylogeny of the Glomeromycota (arbuscular mycorrhizal fungi): recent developments and new gene markers. Mycologia 98(6), 885 895.

Varela, F.L. y D. Trejo. (2001) Los hongos micorrizogenos arbusculares como componentes de la biodiversidad del suelo en Mxico. Acta Zool. Mex. (No. Especial) 1:39-51.

Velzquez, S y Cabello M. (2011) Occurrence and diversity of arbuscular mycorrhizal fungi in trap cultures from El Palmar National Park soils. European Journal of Soil Biology. 47: 230-235.