Publicado
Potencial biotecnológico de hongos endófitos de gulupa (Passiflora edulis f. edulis; Passifloraceae)
BIOTECHNOLOGICAL POTENTIAL OF PURPLE PASSION FRUIT ENDOPHYTIC FUNGI (Passiflora edulis f. edulis; Passifloraceae)
DOI:
https://doi.org/10.15446/abc.v28n3.98933Palabras clave:
agente antifúngico, agente de control biológico, endosimbiontes, hongo fitopatógeno, microbiota (es)antifungal agent, biological control agent, endosymbionts, microbiota, phytopathogenic fungus (en)
Descargas
La evidencia muestra que todas las plantas conviven con endófitos, lo cual indica que desempeñan un papel fundamental aún por dilucidar. El objetivo de este trabajo fue evaluar el potencial biotecnológico de endófitos provenientes de Passiflora edulis f. edulis, en dos aspectos: como acción promotora de crecimiento vegetal y como controladores del patógeno Fusarium oxysporum. Se empleó una fase in vitro en la que se estudió la actividad antifúngica en cultivo dual, encontrándose que los hongos UNE075 y UNE004 lograron inhibir el crecimiento radial del patógeno hasta en un 67,63 % y 63,89 %, respectivamente. Adicionalmente, por acción de compuestos orgánicos volátiles sobre F. oxysporum, se observaron que los mayores porcentajes de inhibición fueron dados por los hongos UNE075 (33,78 %) y UNE098 (32,32 %). Asimismo, se cuantificó la producción de Acido indolacético (AIA) como compuesto promotor del crecimiento, destacándose UNE017 (11,99 µg/mL) y UNE022 (7,59 µg/mL). Por otra parte, se determinó la capacidad de los hongos para solubilizar el fósforo. UNE098 fue la cepa que generó mayor solubilización mediante la reducción del pH en el medio de cultivo. En la fase in vivo en invernadero se evaluó el efecto de la inoculación con endófitos sobre el crecimiento de plantas de gulupa, se determinó la acumulación de biomasa, sobresaliendo UNE067 por su efecto sobre el peso fresco, el peso seco total y el área foliar. En general, se observó que los endófitos evaluados tienen potencial biotecnológico para uso en programas de manejo del cultivo orgánico y para control biológico.
There is evidence that all plants coexist with endophytes, indicating a fundamental role that is unknown. The objective was to evaluate the biotechnological potential of endophytes from Passiflora edulis f. edulis in two aspects: as a plant growth promoter and as a control for the pathogen Fusarium oxysporum. An in vitro phase was used in which the antifungal activity in a dual culture was studied, where the UNE075 and UNE004 fungi inhibited the radial growth of the pathogen by up to 67.63 % and 63.89 %, respectively. Additionally, higher inhibition percentages were seen with UNE075 (33.78 %) and UNE098 (32.32 %) because of the action of volatile organic compounds on F. oxysporum. Likewise, the production of indoleacetic acid (IAA) as a growth-promoting compound was quantified, with notable results with UNE017 (11.99 µg/mL) and UNE022 (7.59 µg/mL). The capacity of the fungi to solubilize phosphorus was determined. UNE098 generated the greatest solubilization by reducing the pH culture medium. In the in vivo phase in the greenhouse, the effect of inoculation with endophytes on the growth of P. edulis f. edulis plants was evaluated. Biomass accumulation and leaf area were determined, where UNE067 stood out because of its effect on fresh weight, total dry weight. In general, the evaluated endophytes have biotechnological potential for use in organic crop management programs and for biological control.
Referencias
Adesemoye, A.O., Torbert, H.A. and Kloepper, J.W. (2009). Plant growth-promoting rhizobacteria allow reduced application rates of chemical fertilizers. Microbial Ecology, 58(4), 921-929. https://doi.org/10.1007/s00248-009-9531-y.
Angulo, V. C., Sanfuentes, E. A., Rodríguez, F., and Sossa, Y. K. E. (2014). Caracterización de rizobacterias promotoras de crecimiento en plántulas de Eucalyptus nitens. Revista Argentina de Microbiologia, 46(4), 338–347. https://doi.org/10.1016/S0325-7541(14)70093-8
Arango, J., Gilchrist, E., and Pérez, J. (2012). Evaluación de microorganismos con potencial de promoción de crecimiento vegetal y biocontrol de Spongospora subterranea. (Spanish). Revista Colombiana de Biotecnología, 14(1), 157–170. http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=trueydb=fuayAN=85945253ylang=esysite=ehost-live
Arbeláez-Torres, G. (2000). Algunos aspectos de los hongos del género Fusarium y de la especie Fusarium oxysporum. Agronomia Colombiana, 17(1–3), 11–16.
Badalyan, S. M., Innocenti, G., and Garibyan, N. G. (2004). Interactions between xylotrophic mushrooms and mycoparasitic fungi in dual-culture experiments. Phytopathologia Mediterranea, 43(1), 44–48. https://doi.org/10.21474/IJAR01/679
Barrientos-Llanos, H., Del Castillo-Gutiérrez, C. R., and García-Cárdenas, M. (2015). Análisis De Crecimiento Funcional , Acumulación de Biomasa Y Translocación de Materia Seca de ocho Hortalizas Cultivadas en Invernadero. Revista de Investigacion e Innovacion Agropecuario y de Recursos Naturales, 2(1), 76–86.
Forbes Staff. (2023, abril 21). Exportaciones de gulupa colombiana crecieron 15% en 2022. Revista Forbes. https://forbes.co/2023/04/21/economia-y-finanzas/exportaciones-de-gulupa-colombiana-crecieron-15-en-2022
Corrales, L. C., Arévalo, Z. Y., and Moreno, V. E. (2014). Solubilización de fosfatos: una función microbiana importante en el desarrollo vegetal. Nova, 12(21), 67. https://doi.org/10.22490/24629448.997
De Jesus, O. N., Lima, L. K. S., dos Santos, I. S., dos Santos, M. A., & Rosa, R. C. C. (2023). Bright red passion fruitevaluation of colorimetry and physicochemical quality for the fresh fruit market. Scientia Horticulturae, 317, 112016. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2023.112016
Dos Santos, M., Bongiorno, V., Azecedo, J., and Pamphile, J. (2011). Atividade antagonística in vitro de fungos foliares isolados de Passiflora spp. L. (Passifloraceae) contra o fungo fitopatogênico Fusarium sp. (CESUMAR –).
Duarte-Leal, Y., Pozo-Martínez, L., and Martínez-Coca, B. (2018). Antagonismo in vitro de cepas de Trichoderma asperellum Samuels, Lieckfeldt y Nirenbergfrente a aislados de Fusarium spp. Revista de Protección Vegetal, 33(1), 00–00.
Echeverri, J. (2018). Dinámica del fósforo en suelo-planta en regiones tropicales [Monografía, Universidad Nacional de Colombia]. http://bdigital.unal.edu.co/71606/2/39456768.2018.pdf
Elkhateeb, W. A., and Daba, G. M. (2019). Epicoccum Species as Potent Factories for the Production of Compounds of Industrial, Medical, and Biological Control Applications. Biomed journal of scientific and technical research, 14(3), 10616–10620. https://doi.org/10.26717.BJSTR.2019.14.002541
Espinosa-Zaragoza, S., Sánchez-Cruz, R., Sanzón-Gómez, D., and Escobar-Sandoval, M. C. (2021). Identificación de bacterias endófitas de semillas de Cedrela odorata L . ( Meliaceae ) con características biotecnológicas. Acta Biológica Colombiana, 26(2), 196–206. https://doi.org/10.15446/abc.v26n2.85325
Ezziyyani, M., Pérez-Sánchez, C., Requena, M., Rubio, L., and Candela-Castillo, M. E. (2004). Biocontrol por Streptomyces rochei -Ziyani-, de la podredumbre del pimiento (Capsicum annuum L.) causada por Phytophthora capsici. Anales de biología, 26, 69–78. https://revistas.um.es/analesbio/article/view/30471
Fávaro, L. C., Sebastianes, F. L., and Araújo, W. L. (2012). Epicoccum nigrum P16 , a Sugarcane Endophyte, Produces Antifungal Compounds and Induces Root Growth. PLoS ONE, 7(6), 1–10. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0036826
Fernández-Barbosa, R. J., and Suárez-Meza, C. L. (2009). Antagonismo in vitro de Trichoderma harzianum Rifai sobre Fusarium oxysporum Schlecht f. sp passiflorae en maracuyá (Passiflora edulis Sims var. Flavicarpa) del municipio Zona Bananera Colombiana. Revista Facultad Nacional de Agronomía, 62(1), 4743–4748.
Garay-Arroyo, A., Sánchez, M. de la P., García-Ponce, B., Álvarez-Buylla, Elena R., and Gutiérrez, C. (2014). La homeostasis de las auxinas y su importancia en el desarrollo de Arabidopsis thaliana. Revista de educación bioquímica, 33(1), 13–22.
Garbeva, P., Van Veen, J. A., and Van Elsas, J. D. (2004). Microbial diversity in soil: Selection of microbial populations by plant and soil type and implications for disease suppressiveness. Annual Review of Phytopathology, 42(29), 243–270. https://doi.org/10.1146/annurev.phyto.42.012604.135455
Glickmann, E., and Dessaux, Y. (1995). A critical examination of the specificity of the Salkowski reagent for indolic compounds produced by phytopathogenic bacteria. Applied and Environmental Microbiology, 61(2), 793–796. https://doi.org/10.1128/aem.61.2.793-796.1995
Golparyan, F., Azizi, A., and Soltani, J. (2018). Endophytes of Lippia citriodora (Syn. Aloysia triphylla) enhance its growth and antioxidant activity. European Journal of Plant Pathology, 152(3), 759–768. https://doi.org/10.1007/s10658-018-1520-x
Gravel, V., Antoun, H., and Tweddell, R. J. (2007). Growth stimulation and fruit yield improvement of greenhouse tomato plants by inoculation with Pseudomonas putida or Trichoderma atroviride: Possible role of indole acetic acid (IAA). Soil Biology and Biochemistry, 39(8), 1968–1977. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2007.02.015
Guerrero-López, E., Potosí-Guampe, C., Melgarejo, L. M., and Hoyos-Carvajal, L. (2012). Manejo agronómico de gulupa (Passiflora edulis Sims) en el marco de las Buenas Prácticas Agrícolas (BPA). En Ecofisiología del cultivo de la gulupa (Passiflora edulis Sims) (pp. 123–144). https://www.academia.edu/3229535/Ecofisiolog%C3%ADa_del_cultivo_de_la_gulupa_Passiflora_edulis_Sims_
Gupta, J., and Sharma, S. (2020). Endophytic fungi: A new hope for drug discovery. En New and Future Developments in Microbial Biotechnology and Bioengineering (pp. 39–49). https://doi.org/10.1016/b978-0-12-821006-2.00004-2
Hossain, M. M., Sultana, F., and Islam, S. (2017). Plant growth-promoting fungi (PGPF): Phytostimulation and induced systemic resistance. In Singh, D., Singh, H., Prabha, R. (eds.), Plant-Microbe Interactions in Agro-Ecological Perspectives (Vol. 2, pp. 135–191). Springer. https://doi.org/10.1007/978-981-10-6593-4_6
Hurtado, S. (2020). Aislamiento de endófitos en gulupa (Passiflora edulis Sims f.) y su potencial para promoción de crecimiento de la planta y control del Fitopatógeno Fusarium oxysporum. [Tesis de maestría, Universidad Nacional de Colombia]. https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/79386
Lara, C., Oviedo, L., y Aleman, A. (2011). Aislados nativos con potencial en la producción de ácido indol acético para mejorar la agricultura. Biotecnología en el Sector Agropecuario y Agroindustrial, 9(1), 17–23.
Li, N., Alfiky, A., Wang, W., Islam, M., Nourollahi, K., Liu, X., and Kang, S. (2018). Volatile Compound-Mediated Recognition and Inhibition Between Trichoderma Biocontrol Agents and Fusarium oxysporum. Frontiers in Microbiology, 9, 1–16. https://doi.org/10.3389/fmicb.2018. 02614
Medina, S., Collado-González, J., Ferreres, F., Londoño-Londoño, J., Jiménez-Cartagena, C., Guy, A., Durand, T., Galano, J. M., and Gil-Izquierdo, A. (2017). Quantification of phytoprostanes – bioactive oxylipins – and phenolic compounds of Passiflora edulis Sims shell using UHPLC-QqQ-MS/MS and LC-IT-DAD-MS/MS. Food Chemistry, 229, 1–8. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.02.049
Mehta, S., and Nautiyal, C. S. (2001). An efficient method for qualitative screening of phosphate-solubilizing bacteria. Current Microbiology, 43(1), 51–56. https://doi.org/10.1007/s002840010259
Montgomery, D. C. (2004). Diseño y analisis de experimentos (Segunda). Limusa Wiley.
Numponsak, T., Kumla, J., Suwannarach, N., Matsui, K., and Lumyong, S. (2018). Biosynthetic pathway and optimal conditions for the production of indole-3-acetic acid by an endophytic fungus, Colletotrichum fructicola CMU-A109. PLoS ONE, 13(10). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0205070
Oono, R., Lefèvre, E., Simha, A., and Lutzoni, F. (2015). A comparison of the community diversity of foliar fungal endophytes between seedling and adult loblolly pines (Pinus taeda). Fungal Biology, 119(10), 917–928. https://doi.org/10.1016/j.funbio.2015.07.003
Ortiz, E. H. (2012). Etiología de enfermedades asociadas a fusariosis en el cultivo de gulupa (Passiflora edulis Sims) en la región del Sumapaz. [Tesis de maestria, Universidad Nacional de Colombia].
Ortiz, E., and Hoyos-Carvajal, L. (2016). Standard methods for inoculations of F. oxysporum and F. solani in Passiflora. African Journal of Agricultural Research, 11(17), 1569–1575. https://doi.org/10.5897/ajar2015.10448
Patiño-Torres, C. O., and Sanclemente-Reyes, O. E. (2014). Los microorganismos solubilizadores de fósforo (MSF): una alternativa biotecnológica para una argricultura sostenible. Entramado, 10(2), 288–297.
Priyadharsini, P., and Muthukumar, T. (2017). The root endophytic fungus Curvularia geniculata from Parthenium hysterophorus roots improves plant growth through phosphate solubilization and phytohormone production. Fungal Ecology, 27, 69–77. https://doi.org/10.1016/j.funeco.2017.02.007
Rincón, N., and Ospino, U. (2021). Exportación de Gulupa en 2020. Informe de exportaciones de gulupa. https://www.analdex.org/2021/02/25/exportacion-de-gulupa-en-2020/#:~:text=Rafael
Ríos, Y., Rojas, M., Ortega, M., Dibut, B., and Rodríguez, J. (2016). Aislamiento y carcaterización de cepas de Gluconacetobacter diazotrophicus. Cultivos Tropicales, 37(1), 34–39. http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362016000100005
Rodríguez, N. (2019). Evaluación ecofisiológica, morfoagronómica y diversidad genética de Passiflora edulis Sims f . edulis (gulupa) para la conformación de grupos heteróticos. [Tesis de doctorado, Universidad Nacional de colombia].
Rojas Ramírez, L. (2013). Los basidiomicetos: una herramienta biotecnológica promisoria con impacto en la agricultura. Fitosanidad, 17(1), 49–55.
Rojas Restrepo, J. J. (2015). Fertilidad de suelos en plantaciones forestales del trópico colombiano. Universidad Nacional de Colombia.
Rooney-Lathan, S., Blomquist, C. L., and Schek, H. J. (2011). Primer informe de marchitez por Fusarium causada por Fusarium oxysporum f. sp. Passiflorae en fruta de la pasión en América del Norte. Enfermedad Vegetal, 4, 1478–1478. https://doi.org/10.1094/PDIS-03-11-0261
Sánchez-Fernández, R. E., Sánchez-Ortiz, B. L., Sandoval-Espinosa, Y. K., Ulloa-Benítez, Á., Armendáriz-Guillén, B., García-Méndez, M. C., and Macías-Rubalcava, M. L. (2013). Hongos endófitos: fuente potencial de metabolitos secundarios bioactivos con utilidad en agricultura y medicina. Tip, 16(2), 132–146. https://doi.org/10.1016/s1405-888x(13)72084-9
Sesan, T. E., Oancea, A. O., Stefan, L. M., Manoiu, V. S., Ghiurea, M., Constantinescu-Aruxandei, D., Toma, A., Savin, S., Bira, A. F., Pomohaci, C. M., and Oancea, F. (2020). Effects of foliar treatment with a Trichoderma plant biostimulant consortium on Passiflora caerulea L. yield and quality. Microorganisms, 8(1), 123. https://doi.org/10.3390/microorganisms8010123
Shapiro, S. S., and Francia, R. S. (1972). An approximate analysis of variance test for normality. Journal of the American Statistical Association, 67(337), 215–216. https://doi.org/10.1080/01621459.1972.10481232
Sharma, S. B., Sayyed, R. Z., Trivedi, M. H., and Gobi, T. A. (2013). Phosphate solubilizing microbes: sustainable approach for managing phosphorus deficiency in agricultural soils. Springer plus, 2, 587. https://doi.org/10.1186/2193-1801-2-587
Silva, L. J., Oliveira Silva, R. L. de, Barbosa da Silveira, E., and Tiburcio, U. M. (2006). Atividade Enzimática De Fungos Endofíticos E Efeito Na Promoção Do Crescimento De Mudas De Maracujazeiro-Amarelo Enzymatic Activity of Endophytic Fungi and Ef- Fect of Growth Promotion of Yellow Passion. Revista Caatinga, 19(2), 128–134. http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=237117566005%0AComo
Wang, Z., Wang, L., Pan, Y. et al. (2023). Research advances on endophytic fungi and their bioactive metabolites. Bioprocess Biosyst Eng 46, 165–170. https://doi.org/10.1007/s00449-022-02840-7
Wonglom, P., Ito, S. ichi, and Sunpapao, A. (2020). Volatile organic compounds emitted from the endophytic fungus Trichoderma asperellum T1 mediate antifungal activity, defense response and promote plant growth in lettuce (Lactuca sativa). Fungal Ecology, 43. https://doi.org/10.1016/j.funeco.2019.100867
Zapata, S. (2019). Desarrollo de estrategias de control del fitopatógeno Fusarium oxysporum f. sp. cubense (Foc) a partir de la diversidad microbiana. [Tesis de maestria, Universidad Nacional de Colombia-Sede Medellín].
Zapata, S., Henao, M. C., Patino, L. F., Sanchez, J. D., y Hoyos-Carvajal, L. M. (2019). Fungal endophytes in bananas cv Manzano affected by Fusarium. African Journal of Agricultural Research, 14(7), 430–438. https://doi.org/10.5897/ajar2018.13736
Cómo citar
APA
ACM
ACS
ABNT
Chicago
Harvard
IEEE
MLA
Turabian
Vancouver
Descargar cita
Licencia
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
1. La aceptación de manuscritos por parte de la revista implicará, además de su edición electrónica de acceso abierto bajo licencia Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 (CC BY NC SA), la inclusión y difusión del texto completo a través del repositorio institucional de la Universidad Nacional de Colombia y en todas aquellas bases de datos especializadas que el editor considere adecuadas para su indización con miras a incrementar la visibilidad de la revista.
2. Acta Biológica Colombiana permite a los autores archivar, descargar y compartir, la versión final publicada, así como las versiones pre-print y post-print incluyendo un encabezado con la referencia bibliográfica del articulo publicado.
3. Los autores/as podrán adoptar otros acuerdos de licencia no exclusiva de distribución de la versión de la obra publicada (p. ej.: depositarla en un archivo telemático institucional o publicarla en un volumen monográfico) siempre que se indique la publicación inicial en esta revista.
4. Se permite y recomienda a los autores/as difundir su obra a través de Internet (p. ej.: en archivos institucionales, en su página web o en redes sociales cientificas como Academia, Researchgate; Mendelay) lo cual puede producir intercambios interesantes y aumentar las citas de la obra publicada. (Véase El efecto del acceso abierto).