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“Efecto de la interacción de hongos micorrícicos arbusculares y Pseudomonas fluorescens sobre el desarrollo y la nutrición de plántulas de tomate de árbol ( Solanum betaceum ) durante las primeras fases de crecimiento”. Elsa Echeverría. Junio, 2012. INTRODUCCIÓN. Justificación del problema. - PowerPoint PPT Presentation
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“Efecto de la interacción de hongos micorrícicos arbusculares y Pseudomonas fluorescens sobre el desarrollo y la nutrición de plántulas de tomate de árbol (Solanum betaceum) durante las
primeras fases de crecimiento”
Elsa Echeverría
Junio, 2012
Justificación del problema
Especie frutal de gran aceptación en el mercado nacional e internacional
Calidad organoléptica y por sus propiedades medicinales
Falta de tecnificación en el cultivo
Uso inadecuado de fertilizantes
Pérdidas económicas a los fruticultores y graves consecuencias ambientales
Métodos biotecnológicos que mejoren del rendimiento y calidad de producción
Aportan en la nutrición y protección vegetal
Frutos de calidad libres de contaminantes
Aportan en la nutrición y protección vegetal
Frutos de calidad libres de contaminantes
INTRODUCCIÓN
• Evaluar la interacción entre hongos micorrícicos arbusculares (HMA) y rhizobacterias Pseudomonas fluorescens en el desarrollo y la nutrición de plántulas de tomate de árbol durante las primeras fases de crecimiento.
Objetivo General
Objetivos Específicos• Identificar esporas de hongos micorrícicos arbusculares (HMA) en las zonas con cultivos de tomate
• Propagar los hongos micorrícicos arbusculares (HMA) en plantas huésped de avena.
• Aislar, identificar y propagar rizobacterias: Pseudomonas fluorescens, asociadas al cultivo.
• Establecer las concentraciones adecuadas de HMA y P. fluorescens para la aplicación de los inóculos en plantas de tomate de árbol, según el diseño experimental a utilizarse.
• Aplicar los inóculos de hongos micorrícicos arbusculares y de Pseudomonas fluorescens en plántulas de tomate de árbol.
• Evaluar la población de esporas, el % de colonización micorrícica y la población bacteriana de P. fluorescens en raíces y rizósfera presentes en las plantas de tomate de árbol.
• Determinar el porcentaje de supervivencia y el desarrollo de las plantas (altura, área foliar, biomasa aérea y radical)
• Evaluar la nutrición de las plantas mediante la capacidad de absorción de macro y microelementos en todos los tratamientos.
• Determinar el contenido de nutrientes del sustrato utilizado en todos los tratamientos.
Marco teórico
Mecanismos de acción de los HMA y Mecanismos de acción de los HMA y Pseudomonas fluorescensPseudomonas fluorescens
Desarrollo y colonizaciónDesarrollo y colonización de los HMA y P. fluorescensde los HMA y P. fluorescens
Pseudomonas sp. → degradar paredes celulares y la laminilla media entre las
células de la corteza de la raíz → faciliten la penetración del HMA
Fases: presimbiótica y simbiótica
HMA suplementarán a la planta de agua y nutrientes yla especie vegetal le proveerá de carbohidratos aprox.20%
Selección y recolección de muestras de rizósfera
MATERIALES Y MÉTODOS
Técnica de tamizado húmedo y decantación propuesta por Gerdeman y Nicholson, 1963, modificada por Herrera et al., 2004.
Técnica estandarizada por Phillips and Hayman, 1970Muestreo en forma de zig-zag
en diez puntos del terreno
Recolección 500g de suelo con raíces adheridas
Procesamiento de muestras para el aislamiento e identificación de HMA
Propagación de esporas de HMA
Se seleccionó el sitio de muestreo con > N°de
esporas → multiplicaron en plantas de avena (3 meses)
Aislamiento e identificación de Pseudomonas fluorescens
Bacterias observadas bajo luz UV 254nm
Bacterias en medio Agar F
Bacterias en medio TSA
Crec. a 4ºC y 42ºC
Oxidasa
Catalasa
AcetamidaL-Arginina
Medio TSI
Red. de nitratos
Licuefacción gelatina
Tinción Gram
Kit API 20 NE
Selección de 3 cepas de P. fluorescens por capacidad de solubilizar fosfato
Medio Pikovskaya’s Agar (CONTROL)
Halo de solubilización alrededor de la colonia
Tabla 1. Selección de las cepas de P. fluorescens solubilizadoras de fosfato inorgánico en el medio Agar Pikovskaya.
CEPA P.fluorescens
IS (3er día)
IS (5to día)
IS (7mo día) Solubilización
Z5P6 4,8 a 6,6 a 6,97 a ++
Z5P5 4,5 a 4,7 ab 6,5 a ++
Z2P6 3,53 ab 3,77 bc 4,47 ab ++
Z5P7R 2,93 b 2,97 bc 3,33 b +
Z4P1 2,9 b 2,33 c 2,4 b +
Z3P1 2,6 b 3,13 bc 3,2 b +
Z5P1 2,3 b 2,67 bc 3 b +
Z4P1R 2,3 b 2,8 bc 4,47 ab ++
Letras distintas indican diferencias significativas(p≤ 0,05)
Producción de ácidos orgánicos (acético, oxálico y
succínico)
Paredes- M. y Espinosa-V., 2010
Z5P6 tuvo >sinergismo
con los HMA
Agar Pseudomonas Isolation
DCA con arreglo factorial de 2 x 7, que consta de los siguientes factores y niveles:
Factor 2: dosis de inóculo de Pseudomonas fluorescens: B0: sin inóculo bacteriano (0 UFC/ml) B1.1: Cepa 1 (Z2P6) en una conc. de 1.50E+08 UFC/mlB1.2: Cepa 1 (Z2P6) en una conc. de 6.00E+08 UFC/mlB2.1: Cepa 2 (Z5P5)en una conc. de 1.50E+08 UFC/mlB2.2: Cepa 2 (Z5P5) en una conc. de 6.00E+08 UFC/mlB3.1: Cepa 3 (Z5P6)en una conc. de 1.50E+08 UFC/mlB3.2: Cepa 3 (Z5P6)en una conc. de 6.00E+08 UFC/ml
Factor 1: dosis de inóculo de micorrizas:
M0: 0 gramos de inóculo HMAM1: 180g de inóculo (1,09 esp/g)
Aplicación de inóculos de HMA y Pseudomonas fluorescens
Plántulas de tomate de árbol fueron infectadas con 180g de inóculo (que contenía 655 esporas de HMA) →1,09esp/g de suelo en c/u.
Después de 30 días se colocaron tres cepas de P. fluorescens: Z2P6, Z5P5 y Z5P6 en dos concentraciones 1.5x108 y 6.0x108UFC/ml
14 Tratamientos
Establecimiento del diseño experimental
RESULTADOS Y DISCUSIÓN Propagación de esporas de HMA del muestreo de cultivos de tomate de árbol
Figura 1. Densidad de esporas de HMA/g de suelo presente en las muestras de tomate de árbol
Muestreo en las Provincias de Cotopaxi, Pichincha y Tungurahua
Suelo de Panzaleo (Cotopaxi) con >N° de esporas 0,87esp/g
3,64esp/g de suelo y con un porcentaje de colonización 48%.
3 meses
Densidad poblacional de Pseudomonas sp. en las cinco zonas muestreadas
Densidad bacteriana entre 104 y 105UFC/g de raíces y suelo seco
• Fertilizantes→ Afectando la [ ] y biodiversidad microbiana en la rizósfera (Ogata, K. y Zuñiga D., 2008).
Bajsa, N., 2008 103 a 106 UFC/g en
suelos de ≠ orígenes
Figura 2. Densidad poblacional de P.fluorescens en raíces y rizósfera del tomate de árbol
Conteo de esporas y porcentaje de colonización
Trat.Esporas/g de
suelo% de
Colonización
M1_B0 17,63 a 61,33 a
M1_B3.1 14,20 b 60,67 a
M1_B3.2 9,63 d 56,00 ab
M1_B2.1 10,23 cd 52,33 c
M1_B2.2 9,50 d 41,67 cd
M1_B1.1 10,40 c 45,67 c
M1_B1.2 8,33 e 36,00 d
M0_B3.1 0,07 f 0,33 e
M0_B3.2 0 f 0 e
M0_B2.1 0,07 f 0 e
M0_B2.2 0,03 f 0 e
M0_B1.1 0,07 f 0 e
M0_B1.2 0 f 0 e
M0_B0 0 f 0 e
Conteo de la densidad poblacional de P.fluorescens de raíces y rizósfera
Kumar Choudhary y otros, 2009 un nivel de colonización óptimo de Pseudomonas sp. → 105 y 106UFC/g de raíces.
Tabla 2. Conteo de esporas y % de colonización al finalizar el ensayo.
DB 104 y 105
UFC/g en raíces y suelo
Tabla 3. Densidad poblacional en raíces y rizósfera al finalizar el ensayo.
Trat. UFC/g raíces UFC/g suelo
M0_B3.2 1,6E+05 2,2E+05
M0_B3.1 1,0E+05 1,8E+05
M0_B2.2 1,1E+05 1,4E+05
M0_B2.1 9,6E+04 1,6E+05
M0_B1.2 1,1E+05 2,1E+05
M0_B1.1 9,4E+04 1,6E+05
M1_B3.2 1,1E+05 1,5E+05
M1_B3.1 9,4E+04 1,1E+05
M1_B2.2 6,5E+04 9,4E+04
M1_B2.1 6,1E+04 8,4E+04
M1_B1.2 1,1E+05 1,2E+05
M1_B1.1 7,6E+04 1,1E+05
M1_B0 0,0E+00 2,7E+03
M0_B0 0,0E+00 1,4E+03
TratamientosAltura (cm)
Área foliar (cm2)
Biomasa aérea fresca (g)
Biomasa radical fresca (g)
M1_B3.2 18,70 a 65,88 a 12,07 a 8,93 a
M1_B3.1 18,41 ab 63,10 a 11,42 a 8,75 a
M1_B2.2 17,83 abc 56,90 a 11,00 a 8,52 a
M1_B2.1 17,14 abc 64,30 a 10,99 a 8,26 a
M1_B1.2 16,30 abc 61,26 a 10,92 ab 7,78 ab
M1_B1.1 15,46 c 57,40 a 10,34 ab 7,36 ab
M1_B0 16,10 bc 60,22 a 11,12 a 8,59 a
M0_B3.2 10,22 de 32,89 bc 6,71 c 4,20 cd
M0_B3.1 11,33 d 40,89 b 8,42 bc 5,69 bc
M0_B2.2 9,54 de 27,33 bc 6,14 c 4,30 c
M0_B2.1 10,31 de 28,67 bc 6,07 c 4,38 c
M0_B1.2 10,42 de 25,56 c 6,97 c 4,24 c
M0:B1.1 10,33 de 28,67 bc 6,73 c 4,52 c
M0_B0 8,57 e 19,42 c 3,32 d 1,99 d
Tabla 4. Efecto de la inoculación simple y combinada de los HMA y las cepas de P. fluorescens sobre el desarrollo del tomate de árbol.
Evaluación del desarrollo y nutrición de las plantas de tomate de árbol (Solanum betaceum)
= resultados por Cuesta y colaboradoes, 2004 → inoculación doble de P.
fluorescens y Glomus mosseae en plantas de Swietenia
macrophylla.
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M1B3.2 M1B0 M0B3.2 M0B0
Tratamiento
8,04
10,95
13,86
16,77
19,68
Altu
ra (c
m)
a
bc
de
e
a
bc
de
e
18,70
16,10
10,22 8,57
Tratamiento M1B3.2 presenta la media muestral > en altura
Altura
Figura 3. Efecto de la interacción simple y combinada entre los HMA y la cepa Z5P6 de P. fluorescens sobre la altura de las plantas de tomate de árbol.
Staley y colaboradores, 1992→ P. fluorescens y HMA en plantas de alfalfa y trébol
incrementaron en 23% h respecto a las plantas control.
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M1B3.2 M1B0 M0B3.2 M0B0
Tratamiento
16,95
30,53
44,10
57,67
71,25
Áre
a f
olia
r (c
m2
)
a
a
bc
c
a
a
bc
c
65,88
60,22
32,89
19,42
Área foliar
Figura 4. Efecto de la interacción simple y combinada entre los HMA y la cepa Z5P6 de P.fluorescens sobre el área foliar de las plantas de tomate de árbol.
Figura 5. Efecto de la interacción entre HMA y cepa Z5P6 sobre la biomasa aérea y radical de las plantas de tomate de árbol.
Biomasa aérea y radical
Cuesta y colaboradoes,2004→ inoculación doble de P. fluorescens y Glomus mosseae en plantas de
Swietenia macrophylla
Co-inoculación mejoró significativamente en peso seco radical y aéreo de las plántulas
Figura 6. Efecto de la interacción entre los HMA y la cepa Z5P6 sobre la absorción de fósforo
Figura 7. Efecto de la interacción entre los HMA y la cepa Z5P6 sobre la absorción de nitrógeno
Análisis de nutrientes a nivel foliar
Barea et. al., 1983→ P liberado en el suelo por P. fluorescens serían absorbidos por los HMA, que
posteriormente lo harán disponible para la planta
= resultados Chamizo, A. y colaboradores , 2009
→inoculación doble entre Glomus sp. y P. aeruginosa mejoraron el
contenido de N en alfalfa
Nivel normal (0,15 y 0,40%) Nivel normal (2,5 y 6,0%)
Trat. pHM.O.
%P
(ppm)
NO3
(ppm)
Mg (meq/ml)
Cu (ppm)
Zn (ppm)
B (ppm)
M0_B0 6,4 13,63 3,3 49,2 2,21 2,5 3,9 0,76
M0_B1.1 6,4 14,98 2,8 55,4 2,44 2,3 3,1 0,77
M0_B1.2 6,3 11,33 3,2 56,1 2,37 2,1 3,5 0,77
M0_B2.1 6,2 14,03 2,1 54,6 2,47 2,4 3,6 0,83
M0_B2.2 6,3 11,39 3,1 57,7 2,15 2,1 3,3 0,77
M0_B3.1 6,5 14,16 4 32,4 2,7 2,1 3,8 0,78
M0_B3.2 6,5 10,96 4,3 45,4 2,36 1,9 3,4 0,68
M1_B0 6,7 5,48 66 27 3,07 3,6 5,2 1,2
M1_B1.1 6,7 8,04 47 30,8 3,13 4 7,1 1,21
M1_B1.2 6,7 7,82 62 23,2 2,66 3,3 4,8 1,22
M1_B2.1 6,6 6,42 52 24,7 3,31 4,3 8,6 1,2
M1_B2.2 6,9 7,6 57,2 27 3,3 3,4 6,2 1,17
M1_B3.1 6,9 5,56 63,4 37,7 2,98 3,2 5,8 1,14
M1_B3.2 6,9 7,69 64 29,3 3,09 3,1 5,7 1,31RANGO
NORMALNeutro 2,0-40 7-100 70-170 0,33-8,0 1,0-6,0 3,0-9,0 1,0-4,0
Análisis de nutrientes a nivel suelo
Russell, E. y Wild, Alan, 1992 → necesario en el estado nutricional de las plantas adultas
Tabla 5. Análisis de nutrientes en el suelo de los tratamientos del ensayo
• Inóculo aplicado fue de 3,64esp/g, después de 4 meses de ensayo se obtuvo en las plantas micorrizadas 17,63 esp/g y 61,33% y en las co-inoculadas de 14,20 esp/g y 60,67%.
• DB de Pseudomonas sp. en las 5 zonas muestreadas variaron 104 y 105 UFC/g de raíces y suelo
• Cepas : Z2P6, Z5P5 y Z5P6 se colocaron en dos conc: 1,5x108 y 6,0x108UFC/ml, al finalizar el experimento se obtuvo una DB entre 104 y 105 UFC/g de raíces y entre 103 y 105 UFC/g de suelo seco.
• 90% de supervivencia, aquellas co-inoculadas con HMA y la cepa Z5P6 de P. fluorescens (en conc. de 6,0x108UFC/ml) presentaron el mejor crecimiento del tomate de árbol, aumentando h en 1 vez, af en 2, ba y br en 3 veces respecto los controles.
• Las plantas micorrizadas y co-inoculadas con HMA y P. fluorescens cepa Z5P6 evidenciaron una mayor absorción de los nutrientes fósforo y nitrógeno
• El sustrato de las plantas micorrizadas y co-inoculadas alcanzaron niveles normales de P y Mg; el NO3 fue deficiente en todos los tratamientos, sin embargo fue > en los tratamientos micorrizados
• Cu, Zn y B presentes en el suelo estuvieron dentro de los rangos óptimos para el desarrollo del tomate de árbol
CONCLUSIONESCONCLUSIONES
• Ensayos a nivel de invernadero con mayor número de repeticiones por tratamiento, para verificar si existe un incremento significativo en las variables de crecimiento de las plantas con interacción entre los HMA y la cepa Z5P6 de P.fluorescens.
• Medir las variables de producción del cultivo (rendimiento) a nivel de campo para determinar los beneficios de la aplicación de estos microorganismos promotores del crecimiento vegetal.
• Evaluar la contribución de los microorganismos (HMA y P. fluorescens) en el control biológico de patógenos radicales (nemátodos) y del filoplano (Colletotrichum gloeosporioides) del cultivo de tomate de árbol.
• Determinar la producción del compuesto 2,4DAPG en las cepas de P.fluorescens aisladas del cultivo en estudio.
• Identificar las especies de HMA que formaron el consorcio aplicado en el ensayo, a fin de probar el comportamiento en forma independiente o en interacción con P.fluorescens sobre el desarrollo y nutrición de las plantas de tomate de árbol.
RECOMENDACIONES