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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

Elsa Echeverría

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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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Page 1: Elsa Echeverría

“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

Page 2: Elsa Echeverría

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

Page 3: Elsa Echeverría

• 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.

Page 4: Elsa Echeverría

Marco teórico

Page 5: Elsa Echeverría

Mecanismos de acción de los HMA y Mecanismos de acción de los HMA y Pseudomonas fluorescensPseudomonas fluorescens

Page 6: Elsa Echeverría

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%

Page 7: Elsa Echeverría

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)

Page 8: Elsa Echeverría

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

Page 9: Elsa Echeverría

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

Page 10: Elsa Echeverría

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

Page 11: Elsa Echeverría

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

Page 12: Elsa Echeverría

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.

Page 15: Elsa Echeverría

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

Page 16: Elsa Echeverría

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%)

Page 17: Elsa Echeverría

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

Page 18: Elsa Echeverría

• 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

Page 19: Elsa Echeverría

• 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

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