Published

2016-09-01

Presence of mycorrhizal fungi and a fluorescent Pseudomonas sp. in the rhizosphere of cacao in two agroecosystems and their effects on cacao seedling growth

Presencia de hongos micorrízales y una Pseudomonas sp. fluorescente en la rizosfera de cacao en agroecosistemas y sus efectos en el crecimiento de plántulas de cacao

DOI:

https://doi.org/10.15446/agron.colomb.v34n3.57950

Keywords:

tropical dry forest, tropical moist forest, Glomus sp. (en)
bosque húmedo tropical, bosque seco tropical, Glomus sp. (es)

Downloads

Authors

  • Joaquin Guillermo Ramirez Universidad Nacional de Colombia - Sede Medellín
  • Laura Osorno Universidad Nacional de Colombia - Sede Medellín
  • Nelson Walter Osorio Universidad Nacional de Colombia - Sede Medellín
In recent years the cultivation of cacao (Theobroma cacao L.) in Colombia has been growing up, resulting in the need to develop a sustainable production system. In this regard, ben eficial soil microorganisms are an alternative for improving plant productivity, but this requires knowledge of their ecology and functioning. This study had the objective of identify and quantify arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and fluorescent Pseudomonas sp. associated with the soil and rhizosphere of cacao plants in two agroecosystems, one of them was in a tropi cal dry forest (TDF) and the other in a tropical moist forest (TMF). In a second stage of the study, native strains of Glomus sp., Acaulospora sp., and fluorescent Pseudomonas sp. were se lected and multiplied in the lab. Subsequently, the effectiveness of these strains to promote cacao seedling growth was tested in a greenhouse experiment. The results indicate that there was a significant (P<0.05) greater mycorrhizal colonization and diversity associated to the roots of cacao growing in agroeco systems of the tropical moist forest. However, not significant differences were detected regarding the presence of fluorescent Pseudomonas sp. in the two agroecosystems. Otherwise, in the greenhouse experiments, the inoculation with the mycorrhizal fungus Glomus sp. was the only treatment that promoted the cacao seedling growth.
En los últimos años, el cultivo de cacao (Theobroma cacao L.) en Colombia viene creciendo, esto hace necesario desarrollar un sistema de producción sostenible. Es así, como los micro organismos benéficos del suelo son una excelente alternativa para mejorar la productividad de la planta, pero es importante conocer su funcionamiento y ecología. Este trabajo tuvo como objetivo identificar y cuantificar hongos micorrízicos arbus culares (HMA) y Pseudomonas sp. fluorescente associados al suelo y la rizosfera de plantas de cacao en dos agroecosistemas, bosque seco tropical (BST) y bosque húmedo tropical (BHT). En una segunda etapa del trabajo se seleccionaron y multiplicaron cepas nativas de Glomus sp., Acaulospora sp., y Pseudomonas sp. fluorescente en el laboratorio. Asi la efectividad de estas cepas para promover el crecimiento de plántulas de cacao bajo condiciones de invernadero fue evaluada. Los resultados indican que hubo una diferencia significativamente (P<0.5) mayor en la colonización micorrizal y diversidad asociada a raíces de cacao creciendo en el agroeosistema asociado al bosque húmedo tropical. Sin embargo, no se encontraron dife rencias significativas asociados a la presencia a Pseudomonas sp. fluorescente asociados a los dos agroecosistemas. Por otro parte en los experimentos en invernadero, la inoculación con el hongo micorrízico Glomus sp. fue el único tratamiento que promovió el crecimiento de plántulas de cacao.

References

Azizah-Chulan, H. and K. Martin. 1992. The vesicular-arbuscular (VA) mycorrhiza and its effects on growth of vegetatively propagated Theobroma cacao L. Plant Soil. 144, 227-233. Doi: 10.1007/BF00012879

Aziz, T. and M. Habte. 1987. Determining vesicular arbuscular micorrizal effectiveness by monitoring P status of leaf disk. Can. J. Microbiol. 33, 1097-1101. Doi: 10.1139/m87-191

Ballesteros, W., A. Unigarro, C. Cadena, and J. Cadena. 2004. Evalu ación de hongos formadores de micorrizas vesiculo arbuscula res (MVA) en la etapa de almacigo de cacao (Theobroma cacao L.), en Tumaco, Nariño. Rev. Cienc. Agríc. 21(1-2).

Barea, J.M., R. Azcon, and C. Azcon. 2002. Mycorrhizosphera interations to improve plant fitness and soil quality. Antonie Van Leeuwenkoek 81, 343-351. Doi: 10.1023/A:1020588701325

Barea, J.M. and M.J. Pozo. 2013. Arbuscular mycorrhizas and their significance in promoting soil-plant systems sustainability against environmental stresses. pp. 353-387. In: Rodelas, B. and J. González-López (eds.). Beneficial plant-microbial interac tions: Ecology and applications. CRC Press, Boca Raton, FL. Doi: 10.1201/b15251-16

Bolívar, A., M. Toro, M. Sandoval, and M. López. 2009. Importancia ambiental y socioeconómica de las micorrizas en el cultivo de cacao caso: hacienda cata, municipio Ocumare costa de oro, estado Aragua Venezuela. Agron. Trop. 59(4), 491-501.

Bonfante, P. and A. Genre. 2010. Mechanisms underlying beneficial plant-fungus interactions in mycorrhizal symbiosis. Nature Comm. 1(4), 1-11. Doi: 10.1038/ncomms1046

Brady, N.C. and R.R. Weil. 2008. The nature and properties of soils, 14th ed. Pearson Education, Hoboken, New Jersey.

Brundrett, M.C. and L.K. Abbott. 1995. Mycorrhizal fungus propa-gules in the jarrah forest. II. Spatial variability in inoculum levels. New Phytologist 131, 461-469. Doi: 10.1111/j.1469-8137.1995.tb03083.x

Clap, J., J. Young, J. Merryweather, and A. Fitter. 1995. Diversity of fungal symbionts in arbuscular mycorrhizas fron natural community. New Phytologist 140, 259-265. Doi: 10.1111/j.1469-8137.1995.tb03047.x

Coyne, M. 2000. Microbiología del suelo. Un enfoque exploratorio. Micorrizas. Paraninfo, Madrid, España.

Cuadros, G., R. Gómez, and N. Rodríguez. 2011. Asociación sim biótica entre hongos micorrízicos arbusculares y el sistema radicular de plántulas de cacao (Theobroma cacao L.): efecto de la formononetina y la disponibilidad de fósforo en el suelo. Corpoica Cienc. Tecnol. Agropecu. 12(1), 77-85. Doi: 10.21930/rcta.vol12_num1_art:217

Cuenca, G. and E. Meneses. 1996. Diversity patterns of arbuscular mycorrhizal fungi associated with cacao in Venezuela. Plant Soil 183, 315-322. Doi: 10.1007/BF00011447

Cuenca, G., R. Herrera, and E. Meneses. 1991. Las Micorrizas ve-sículo arbusculares y el cultivo del cacao en Venezuela. Acta Cient. Venez. 42, 153-159.

Enríquez, G. 2004. Cacao orgánico: Guía para productores ecuato rianos. Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias, Quito, Ecuador.

Fox, R. and E. Kamprath. 1970. Phosphate sorption isotherms for evaluating the phosphate requirements of soils. Soil Sci. Soc. Amer. Proc. 34, 902-907. Doi: 10.2136/sssaj1970.03615995003400060025x

Gerdemann, J. and T. Nicholson. 1963. Spores of mycorrhizal endogone species extracted from soil by wet sieving and decanting. Brit. Mycol. Soc. 46, 235-244. Doi: 10.1016/S0007-1536(63)80079-0

Giovannetti, M. and M. Mosse. 1980. An evaluation of techniques for measuring vesicular-arbuscular mycorrhizal infection in roots. New Phytologist 84, 489-500. Doi: 10.1111/j.1469-8137.1980.tb04556.x

Gordon, S.A. and R.P. Weber. 1951. Colorimetric estimation of indol-acetic acid. Plant Physiol. 26, 192-195. Doi: 10.1104/pp.26.1.192

Gunes, A., K. Karagoz, M. Turan, R. Kotan, E. Yildirim, R. Cak-makci, and F. Sahin. 2015. Fertilizer efficiency of some plant growth promoting rhizobacteria for plant growth. Res. J. Soil Biol. 7(2), 28-45. Doi: 10.3923/rjsb.2015.28.45

Hallmann, J., A. Quadt-Hallmann, W. Mahaffee, and J. Kloepper. 1997. Bacterial endophytes in agricultural crops. Can. J. Microbiol. 43, 895-914. Doi: 10.1139/m97-131

Hammer, O., D. Harper, and P. Ryan. 2001. PAST: paleontological statistics software package for education and data analysis. Palaeontol. Electron. 4, 1-9.

Heijden, M., R. Tanja, and A. Brader. 2004. Taxonomic and functional diversity in arbuscular mycorrhizal fngi is there any relationship?. New Phytologist 164, 201-204. Doi: 10.1111/j.1469-8137.2004.01205.x

Holdridge, LR. 1967. Life zone ecology. Tropical Science Center, San José, Costa Rica.

Jena, N. 2012. Pseudomonas and Trichoderma: The most effective bio-control agents against damping off pathogens of vegetable crops. As. J. Microbiol. Biotechnol. Environ. Sci. 14(2), 295-298.

King, E., M. Ward, and D. Raney. 1954. Two simple media for demonstration of pyocyanin and fluorescin. J. Lab. Clin. Med. 44, 301-307.

Kormanik, P.P., AC. Mcgraw, and R.C. Shultz. 1980. Procedures and equipment for staining large number of plant roots for endomycorrhizal assay. Can. J. Microbiol. 26, 536-538. Doi: 10.1139/m80-090

López, M., I. López de Rojas, A. Espa-a, M. Izquierdo, and L. Her rera. 2007. Efecto de la fertilización inorgánica sobre la dis ponibilidad de nutrimentos en el suelo, nivel nutricional de la planta y hongos micorrizicos arbusculares en plantaciones de Theobroma cacao L. Agron. Trop. 57(1), 31-43.

Lugtenberg B. and F. Kamilova. 2009. Plant-growth-promoting Rhizobacteria. Annu. Rev. Microbiol. 63, 541-556. Doi: 10.1146/annurev.micro.62.081307.162918

Meason, D.F., T. Idol., and J. Friday. 2009. Effects of fertilisation on phosphorus pools in the volcanic soil of a managed tropical forest. For. Ecol. Manag. 258 (10), 2199-2206. Doi: 10.1016/j.foreco.2009.04.001

Motamayor, J.C., P. Lachenaud, J.W. da Silva e Mota 2008. Geograph ic and genetic population differentiation of the Amazonian chocolate tree (Theobroma cacao L.). PLOS ONE 3(10), e3311.

Osorio N.W. 2011. Microorganismos del suelo y su efecto sobre la disponibilidad de nutrientes en suelo ácidos del trópico. Suelos Ecuat. 41(1), 74-91.

Patten C.L. and B.R. Glick. 2002. Role of Pseudomonas putida indole acetic acid in development of host plant root system. Appl. Environ. Microbiol. 48, 3795-3801. Doi: 10.1128/AEM.68.8.3795-3801.2002

Phillips, J.M and D.S. Hayman. 1970. Improves procedures for clearing roots and staining parasitic and vesicular arbuscular mycorrhizal fungi for rapid assesment of infection. Trans. Brit. Mycol. Soc. 55, 158-161. Doi: 10.1016/S0007-1536(70)80110-3

Peterson, R., H. Massicotte, and L. Melvilla. 2004. Mycorrhizas: Anatomy and cell biology. NRC Research Press, Ottawa, Canada.

Peters, S. M. and M. Habte. 2001. Optimizing Solution p concen tration in a peat-based medium for producing mycorrhizal seedlings in containers. Arid Land Res. Manag. 15(4), 359-370. Doi: 10.1080/153249801753127642

Pii, Y., T. Mimmo, N. Tomasi, R. Terzano, S. Cesco, and C. Crecchio. 2015. Microbial interactions in the rhizosphere: beneficial in fluences of plant growth-promoting rhizobacteria on nutrient acquisition process. A review. Biol. Fert. Soils 51(4), 403-415. Doi: 10.1007/s00374-015-0996-1.

Porter, W. 1979. The "Most Probable Number" method for enu merating infective propagules of vesicular arbuscular micorrizal fungi in soil. Aust. J. Soil Res. 17, 515-519. Doi: 10.1071/SR9790515

Prieto, O., C. Belezaca, W. Mora, F. Garcés, F. Sabando, and P. Cedeo. 2012. Identificación de hongos micorrízicos arbusculares en sistemas agroforestales con cacao en el trópico húmedo ecuatoriano. Agron. Mesoamer. 23(2), 233-239. Doi: 10.15517/am.v23i2.6482

Ramírez, C.A. 2005. Aislamiento y evaluación de rizobacterias con potencial biocontrolador y promotor de crecimiento en plantas en banano. MSc. thesis. Universidad Nacional de Colombia, Medellín, Colombia.

Ramírez, J.G., L. Osorno, N. Osorio, and J. Morales. 2013. Alterna tivas microbiológicas para mejorar el crecimiento del caupí. Rev. Fac. Nac. Agr. Medellín 66, 7035-7044.

Ramírez J.G., D.A. Castañeda, J.G. Morales. 2014. Alternativas microbiológicas para el manejo de Phytophthora cinnamomi Rands., en Persea americana Mill., bajo condiciones de casa malla. Cultivos Trop. 35(4), 19-27.

Ramírez, J., M. Muñoz, L. Osorno, N. Osorio, and J. Morales. 2015. Germination and growth of purple passion fruit seed lings under pre-germination treatments and mycorrhizal inoculation. Pesq. Agropecu. Trop. 45(3), 257-265. Doi: 10.1590/1983-40632015v4533273

Sieverding, E. 1991. Vesicular arbuscular mycorrhiza management in tropical agroecosystems. GTZ, Eschborn, Germany.

Sieverding, E., G.A. da Silva, R. Berndt, and F. Oehl. 2015. Rhi-zoglomus, a new genus of the Glomeraceae. Mycotaxon 129, 373-386. Doi: 10.5248/129.373

Schüßler, A. and C. Walker. 2010. The Glomeromycota: a species list with new families and genera. The Royal Botanic Garden, Ed inburgh & Kew, U.K.; Botanische Staatssammlung München, Munich, Germany; Oregon State University, Corvallis, OR.

Simon, A. and E.H. Ridge. 1974. The use of ampicillin in a simplified selective medium for the isolation of fluorescent Pseudomo nas. J. Appl. Bact. 37, 459-460. Doi: 10.1111/j.1365-2672.1974.tb00464.x

Suárez, J. and F. Aranzazu. 2010. Manejo de las enfermedades del cacao (Theobroma cacao L.) en Colombia, con énfasis en monilia (Moniliophthora roreri). Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria (Corpoica), Mosquera, Colombia.

Tena, A. 2002. Presencia de hongos micorrízicos arbusculares en plantas silvestres de suelos salinos en el estado de Colima. MSc. Thesis. Universidad de Colima, Colima, Mexico.

Toro, M., I. Bazó, and M. López. 2008. Micorrizas arbusculares y bacterias promotoras del crecimiento vegetal, biofertilizantes nativos de sistemas agrícolas bajo manejo conservacionista. Agron. Trop. 58(3), 215-221.

Uchida, R. and N.V. Hue. 2000. Soil acidity and liming. pp. 101-111. In: Silva, J.A. and R.S. Uchida (eds.). Plant nutrient manage ment in Hawaiian soils - approaches for tropical and subtropi cal agriculture. College of Tropical Agriculture and Human Resources, University of Hawaii, Manoa, Honolulu.

Van Veen, J., L. Oberbeek, and J. Elsas. 1997. Fate and activity of microorganisms introduced into soil. Microbiol. Mol. Biol.Rev. 61, 121-135.

Xiao, C., R. Chi, X. Huang, W. Zhang, G. Qiu, and D. Wang. 2008. Optimization for rock phosphate solubilization by phosphate-solubilizing fungi isolated from phosphate mines. Ecol. Eng. 33, 187-193. Doi: 10.1016/j.ecoleng.2008.04.001

Zandavalli, R.B., L.D. Dillenburg, and P.V. De Souza. 2004. Growth responses of Araucaria angustifolia (Araucariaceae) to inocula tion with the mycorrhizal fungus Glomus clarum. Appl. Soil Ecol. 25, 245-255. Doi: 10.1016/j.apsoil.2003.09.009

Zapata, R. 2002. Química de la acidez del suelo. In: In: http://www.bdigital.unal.edu.co/1735 ; consulted: September, 2016.

Dimensions

PlumX

Article abstract page views

1178

Downloads

Download data is not yet available.

How to Cite

Ramirez, J. G., Osorno, L., & Osorio, N. W. (2016). Presence of mycorrhizal fungi and a fluorescent Pseudomonas sp. in the rhizosphere of cacao in two agroecosystems and their effects on cacao seedling growth. Agronomía Colombiana, 34(3), 385-392. https://doi.org/10.15446/agron.colomb.v34n3.57950