Published

2009-01-01

Relación de la fijación de nitrógeno y la producción de auxinas en cepas de Gluconacetobacter diazotrophicus procedentes de diferentes cultivos

Keywords:

Gluconacetobacter diazotrophicus, auxinas, fijación de nitrógeno, auxins, nitrogen fixation (es)

Authors

  • Marcia M. Rojas Investigador
  • Anar J. Rodríguez Investigador
  • Iván D. Trujillo Investigador
  • Mayra Heydrich Investigador

Relationships between nitrogen fixation and auxins production in Gluconacetobacter diazotrophicus strains from different crops

 

Resumen

Se determinó la capacidad de fijar nitrógeno mediante la actividad reductora de acetileno para 8 cepas de G. diazotrophicus aisladas de diferentes ecosistemas empleando el medio LGI-P. Además, se determinó la producción de auxinas a través del método de Salkowski y se analizó la influencia del aminoácido triptófano y del AIA en la actividad de la nitrogenasa. El triptófano, al igual que otros aminoácidos y las diferentes concentraciones de AIA, inhiben en distinta medida la actividad de la enzima solo parcialmente. Se demostró que las condiciones de nitrofijación no afectan la producción de AIA en esta bacteria. Esta relación entre ambas capacidades fisiológicas beneficiosas para los cultivos agrícolas pudiera tener gran importancia ya que pueden desarrollarse paralelamente, y potenciar la acción beneficiosa hacia la planta, basada en la dinitrofijación y la producción de auxinas estimuladoras del crecimiento vegetal.

Palabras clave: Gluconacetobacter diazotrophicus; auxinas; fijación de nitrógeno.

 

Abstract: The capacity to fix nitrogen of 8 strains of G. diazotrophicus from different ecosystems was determined by acetylene reduction assay using LGIP medium. Moreover, auxins production was determined by Salkowski’s method and the influence of triptophan and indoleacetic acid (IAA) in the nitrogenase activity were analyzed. The triptophan as other aminoacids and different concentrations of IAA, inhibit at different levels the nitrogen fixation only partially. There were demonstrated that the nitrogen fixation conditions do not affect the auxins production of this bacteria. This relationship between both crop beneficial physiological capacities should be a great importance since they may be parallely developed, and enhance the beneficial action to the plant, based on dinitrogen fixation and stimulating plant growth auxins production.

Key words: Gluconacetobacter diazotrophicus; auxins; nitrogen fixation.

ÿþ<html> <head> <title></title> </head> <body> <font face="verdana" size="2"> <p align=right><font face="verdana" size="2"><b>ART&Iacute;CULO DE INVESTIGACI&Oacute;N</b></font></p> <p><font size="4"><b> Relaci&oacute;n de la fijaci&oacute;n de nitr&oacute;geno y la producci&oacute;n de auxinas en cepas de Gluconacetobacter <i>diazotrophicus</i> procedentes de diferentes cultivos </b></font></p> <p><font size="3"> Relationships between nitrogen fixation and auxins production in Gluconacetobacter <i>diazotrophicus</i> strains from different crops </font></p> <p><i> Marcia M. Rojas<sup>1</sup> , Anar J. Rodr&iacute;guez<sup>2</sup> , Iv&aacute;n D. Trujillo<sup>3</sup> , Mayra Heydrich<sup>3</sup></i></p> <p> <sup>1</sup> Profesora asistente, Departamento de Microbiolog&iacute;a y Virolog&iacute;a, Facultad de Biolog&iacute;a, Universidad de La Habana, Cuba. <a href="mailto:marcia@fbio.uh.cu">marcia@fbio.uh.cu</a><br> <sup>2</sup> Profesora asistente, Departamento de Microbiolog&iacute;a y Virolog&iacute;a, Facultad de Biolog&iacute;a, Universidad de La Habana, Cuba.<br> <sup>3</sup> Estudiante de postgrado, Departamento de Microbiolog&iacute;a y Virolog&iacute;a, Facultad de Biolog&iacute;a, Universidad de La Habana, Cuba.<br> <sup>4</sup> Profesora auxiliar, Departamento de Microbiolog&iacute;a y Virolog&iacute;a, Facultad de Biolog&iacute;a, Universidad de La Habana, Cuba.<br> </p> <p>Recibido: febrero 2 de 2008 Aprobado: junio 16 de 2009</p> <hr> <p><b>Resumen</b></p> <p> Se determin&oacute; la capacidad de fijar nitr&oacute;geno mediante la actividad reductora de acetileno para 8 cepas de G. <i><i>diazotrophicus</i></i> aisladas de diferentes ecosistemas empleando el medio LGI-P. Adem&aacute;s, se determin&oacute; la producci&oacute;n de auxinas a trav&eacute;s del m&eacute;todo de Salkowski y se analiz&oacute; la influencia del amino&aacute;cido tript&oacute;fano y del AIA en la actividad de la nitrogenasa. El tript&oacute;fano, al igual que otros amino&aacute;cidos y las diferentes concentraciones de AIA, inhiben en distinta medida la actividad de la enzima solo parcialmente. Se demostr&oacute; que las condiciones de nitrofijaci&oacute;n no afectan la producci&oacute;n de AIA en esta bacteria. Esta relaci&oacute;n entre ambas capacidades fisiol&oacute;gicas beneficiosas para los cultivos agr&iacute;colas pudiera tener gran importancia ya que pueden desarrollarse paralelamente, y potenciar la acci&oacute;n beneficiosa hacia la planta, basada en la dinitrofijaci&oacute;n y la producci&oacute;n de auxinas estimuladoras del crecimiento vegetal.</p> <p><b>Palabras clave</b>: <i>Gluconacetobacter <i>diazotrophicus</i></i>, auxinas, fijaci&oacute;n de nitr&oacute;geno.</p> <p><b>Abstract</b></p> <p> The capacity to fix nitrogen of 8 strains of G. <i><i>diazotrophicus</i></i> from different ecosystems was determined by acetylene reduction assay using LGIP medium. Moreover, auxins production was determined by Salkowski&rsquo;s method and the influence of triptophan and indoleacetic acid (IAA) in the nitrogenase activity were analyzed. The triptophan as other aminoacids and different concentrations of IAA, inhibit at different levels the nitrogen fixation only partially. There were demonstrated that the nitrogen fixation conditions do not affect the auxins production of this bacteria. This relationship between both crop beneficial physiological capacities should be a great importance since they may be parallely developed, and enhance the beneficial action to the plant, based on dinitrogen fixation and stimulating plant growth auxins production.</p> <p><b>Key words</b>: <i>Gluconacetobacter <i>diazotrophicus</i></i>, auxins, nitrogen fixation.</p> <hr> <p><b>Introducci&oacute;n</b></p> <p> Las bacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPB, por sus siglas en ingl&eacute;s) benefician a las plantas a trav&eacute;s de diferentes mecanismos, entre los que se encuentran la producci&oacute;n de hormonas (especialmente las auxinas) del crecimiento vegetal, el mejoramiento de la disponibilidad de nutrientes para la planta (la solubilizaci&oacute;n de fosfatos inorg&aacute;nicos, la fijaci&oacute;n de nitr&oacute;geno), y el control biol&oacute;gico de pat&oacute;genos (Kloepper, 1993). Una gran parte de las bacterias identificadas para utilizarse como PGPB se han aislado de la rizosfera y pocas de estas han clasificado como end&oacute;fitas (Manjula et &aacute;l., 2002; Sessitsch et &aacute;l., 2004; Kishore et &aacute;l., 2004).</p> <p> G. <i><i>diazotrophicus</i></i> es una PGPB que se puede encontrar asociada con la ca&ntilde;a de az&uacute;car como end&oacute;fita (Cavalcante y D&ouml;bereiner, 1988). Esta especie ha sido objeto de estudio debido a su potencialidad para mejorar el crecimiento vegetal por su capacidad de llevar a cabo la fijaci&oacute;n biol&oacute;gica de nitr&oacute;geno, la producci&oacute;n de auxinas, la solubilizaci&oacute;n de fosfatos y la liberaci&oacute;n de sustancias antimicrobianas (Mowade y Bhattacharyya, 2000; Sevilla et &aacute;l., 2001; Mu&ntilde;oz-Rojas, 2005).</p> <p> Se ha informado que esta bacteria, adem&aacute;s de asociarse a la ca&ntilde;a de az&uacute;car y la chinche harinosa coligada a esta (<i>Saccharococus sacchari</i>) (Mu&ntilde;oz-Rojas, 2005), se ha encontrado en otros cultivos agr&iacute;colas como el boniato (<i>Ipomoea batatas</i>), algunos pastos de forraje (<i>Pennisetum purpureum</i> Cameroon) (Paula et &aacute;l., 1991), el cafeto (<i>Coffea arabica</i>) (Jim&eacute;nez-Salgado et &aacute;l., 1997), la pi&ntilde;a (<i>Ananas comosus</i>) (Tapia-Hern&aacute;ndez et &aacute;l., 2000), el mango (<i>Maginifera indica</i>) (Muthukumarasamy et &aacute;l., 2002), wetland rice (Oryza sativa L.) (Muthukumarasmy et &aacute;l., 2005), entre otros.</p> <p> G. <i>diazotrophicus</i> es una bacteria de especial inter&eacute;s porque adem&aacute;s de su capacidad de fijar el nitr&oacute;geno en presencia de KNO3 y a valores de pH bajos (Stephan et &aacute;l., 1991), puede excretar casi la mitad del nitr&oacute;geno fijado en una forma potencialmente disponible para la plantas (Cojho et &aacute;l., 1993; Youssef et &aacute;l., 2004).</p> <p> Adem&aacute;s de la fijaci&oacute;n biol&oacute;gica del nitr&oacute;geno se han podido determinar otras acciones beneficiosas que pueden ejercer estos microorganismos sobre las plantas. Se ha demostrado la producci&oacute;n de sustancias estimuladoras del crecimiento vegetal como &aacute;cido 3indolac&eacute;tico (AIA) y giberelinas en medio de cultivo por G. <i>diazotrophicus</i> (Fuentes-Ram&iacute;rez et &aacute;l., 1993; Heydrich et &aacute;l., 1998; Basti&aacute;n et &aacute;l., 1998, Jim&eacute;nez-Salgado et &aacute;l., 1997), lo que contribuir&iacute;a de manera general con el crecimiento de la planta.</p> <p> Mu&ntilde;oz-Rojas et &aacute;l. (2005) demostraron que cuando se inocula G. <i>diazotrophicus</i> en plantas de ca&ntilde;a de az&uacute;car, la bacteria puede fijar ciertas cantidades de nitr&oacute;geno y promover el crecimiento de las plantas predominantemente a trav&eacute;s de mecanismos hormonales, dependiendo de la variedad de ca&ntilde;a de az&uacute;car y del genotipo de la bacteria inoculada. Pedraza (2008) plantea que es necesario llevar a cabo estudios m&aacute;s profundos para esclarecer las interrogantes que existen sobre la interacci&oacute;n entre los diazotrofos y la planta, lo cual es imprescindible para su utilizaci&oacute;n comercial.</p> <p> Teniendo en cuenta estos antecedentes se plante&oacute; el presente trabajo, donde se analiza la relaci&oacute;n que se establece, <i>in vitro</i>, entre la fijaci&oacute;n biol&oacute;gica del nitr&oacute;geno y la producci&oacute;n de &aacute;cido indolac&eacute;tico por la bacteria <i>Gluconacetobacter diazotrophicus</i>.</p> <p><b>Materiales y m&eacute;todos</b></p> <p><b><i>Cepas bacterianas utilizadas</i></b></p> <p> Se utilizaron 8 cepas de referencia de la especie G. <i>diazotrophicus</i> aisladas de diferentes ecosistemas que se listan en la <a href="#t1">tabla 1.</a></p> <p align="center"><a name="t1"><img src="img/revistas/biote/v11n1/v11n1a09t1.JPG"></a></p> <p><b><i> Determinaci&oacute;n de la influencia de la fijaci&oacute;n de nitr&oacute;geno en la producci&oacute;n de auxinas </i></b></p> <p> Se midi&oacute; la producci&oacute;n de AIA por las cepas PAl5 (ATCC 49037) y 4-02 en el tiempo (24, 48,72 y 96 horas) a partir de lo cual se seleccion&oacute; el tiempo y las condiciones adecuadas para determinar la producci&oacute;n de esta auxina por todas las cepas en estudio. Se utiliz&oacute; medio LGI-P l&iacute;quido con las siguientes variantes en cuanto a las condiciones de nitrofijaci&oacute;n y la presencia de tript&oacute;fano.</p> <ul> <li>0,132 g.L<sup>-1</sup> de (NH4)<sub>2</sub> SO<sub>4</sub> y 100 &Mu;g. mL<sup>-1</sup> de Trp</li> <li>0,132 g.L<sup>-1</sup> de (NH4)<sub>2</sub> SO<sub>4</sub> y sin adici&oacute;n de Trp</li> <li>2 g.L<sup>-1</sup> de (NH4)<sub>2</sub> SO<sub>4</sub> y 100 &Mu;g. mL<sup>-1</sup> de Trp</li> <li>2 g.L<sup>-1</sup> de (NH4)<sub>2</sub> SO<sub>4</sub> y sin adici&oacute;n de Trp</li> </ul> <p> Despu&eacute;s del periodo de incubaci&oacute;n indicado se centrifugaron los cultivos a 5000 rpm a durante 10 min. A los sobrenadantes se les adicion&oacute; el reactivo de Salkowski (Sawar et &aacute;l., 1992) en una relaci&oacute;n 1:1. La mezcla se incub&oacute; durante 30 min en la oscuridad, y luego se midi&oacute; la absorbancia a 530 nM en un espectrofot&oacute;metro. Previamente se realiz&oacute; una curva patr&oacute;n empleando soluciones de 5, 10, 15, 20, 40, 60, y 80 &Mu;gmL-1 de AIA sint&eacute;tico.</p> <p><b><i> Determinaci&oacute;n de la producci&oacute;n de auxinas de las 8 cepas en estudio</i></b></p> <p> Se sembraron tubos con 5 mL de medio al 5% con los prein&oacute;culos preparados de cada una de las cepas en estudio y se incubaron a 30o C en condiciones de agitaci&oacute;n en zaranda. Para la determinaci&oacute;n de la producci&oacute;n de auxinas se sigui&oacute; la metodolog&iacute;a previamente descrita y se tuvieron en cuenta las condiciones seleccionadas en el experimento anterior respecto a las condiciones de nitrofijaci&oacute;n, la presencia de Trp y el tiempo. Todos los experimentos se realizaron por triplicado.</p> <p><b><i> Determinaci&oacute;n de la influencia de amino&aacute;cidos y hormonas en la fijaci&oacute;n de nitr&oacute;geno</i></b></p> <p> Para este experimento se utiliz&oacute; la cepa 4-02 de G. <i>diazotrophicus</i>. Partiendo de una suspensi&oacute;n de c&eacute;lulas microbianas ajustada a la concentraci&oacute;n 10<sup>8</sup> ufc correspondiente al tubo 0,5 de la escala de Mc Farland (NCCLS, 1993), se inocularon frascos de 10 ml que conten&iacute;an 5 ml de medio LGI-P semis&oacute;lido suplementado con AIA y &aacute;cido giber&eacute;lico por separado a las concentraciones de 0,025; 0,25 y 2,5 mg/l y se incubaron 5 repeticiones por concentraci&oacute;n por microorganismo a 30&deg; C durante 48 horas. Luego se les extrajo el 12% del aire con jeringuillas y se les inyect&oacute; esa misma cantidad de acetileno, se incubaron durante 96 horas y se midi&oacute; la reducci&oacute;n del acetileno a etileno en un cromat&oacute;grafo de gases por ionizaci&oacute;n de llamas acoplado a una computadora con el programa Biocrom mediante el cual se procesaron los resultados.</p> <p><b><i> An&aacute;lisis biom&eacute;tricos</i></b></p> <p> Para los an&aacute;lisis biom&eacute;tricos se realizaron pruebas de normalidad y homogeneidad de varianza a todas las variables de los experimentos y despu&eacute;s del Anova se aplic&oacute; el m&eacute;todo SNK param&eacute;trico o no param&eacute;trico seg&uacute;n el caso, utilizando el programa Statistica para Window versi&oacute;n 6.0.</p> <p><b>Resultados y Discusi&oacute;n</b></p> <p><b><i> Influencia de la fijaci&oacute;n de nitr&oacute;geno en la producci&oacute;n de auxinas</i></b></p> <p> En las &uacute;ltimas d&eacute;cadas se ha observado que las asociaciones entre los procariotas y las plantas son de gran importancia para la agricultura como herramienta para mejorar el rendimiento de los cultivos y la preservaci&oacute;n del medioambiente, lo que se complementa con la reducci&oacute;n de los riesgos por el uso de fertilizantes qu&iacute;micos (Pedraza, 2008). G. <i>diazotrophicus</i>-ca&ntilde;a de az&uacute;car representa un sistema modelo de la asociaci&oacute;n entre los diazotrofos y las monocotiled&oacute;neas, pero a&uacute;n no se ha entendido totalmente dicha interacci&oacute;n.</p> <p> Momose et &aacute;l. (2009) detectaron fijaci&oacute;n de nitr&oacute;geno en tallos de plantas j&oacute;venes de ca&ntilde;a de az&uacute;car y sugieren que esto se debe a la actividad de end&oacute;fitos como G. <i>diazotrophicus</i> que se han descrito previamente en esa misma variedad (Asis et &aacute;l., 2000).</p> <p> G. <i>diazotrophicus</i> tambi&eacute;n produce el &aacute;cido 3 indolac&eacute;tico (AIA), auxina natural de gran importancia y significativa actividad biol&oacute;gica (Arshad y Frankerberger, 1998; Vel&aacute;zquez et &aacute;l., 1999). Teniendo en cuenta estos aspectos, deber&iacute;a ser analizada y bien entendida la relaci&oacute;n entre la FBN y producci&oacute;n de AIA para aplicar esta bacteria promotora de crecimiento vegetal (PGPB) de la manera m&aacute;s eficaz en la agricultura sostenible.</p> <p> El tript&oacute;fano (Trp) es un amino&aacute;cido esencial que sirve como precursor fisiol&oacute;gico para la bios&iacute;ntesis de auxinas en plantas y microorganismos. Muchos investigadores han informado un incremento en la bios&iacute;ntesis de auxinas en suelos rizosf&eacute;ricos suplementados con Trp (Frankenberger y Poth, 1987). En este experimento se determin&oacute; c&oacute;mo se afecta la producci&oacute;n de AIA <i>in vitro</i> por la presencia de Trp como inductor y las condiciones de nitrofijaci&oacute;n, lo cual se puede observar en la <a href="#f1">figura 1</a>.</p> <p align="center"><a name="f1"><img src="img/revistas/biote/v11n1/v11n1a09f1.JPG"></a></p> <p> En este experimento se demostr&oacute; que en las dos variantes de concentraci&oacute;n de nitr&oacute;geno en el medio de cultivo las cepas 4-02 y PAl5 producen auxinas en presencia de Trp desde el primer d&iacute;a de crecimiento y de manera incrementada durante un periodo de 96 horas. Por el contrario, la producci&oacute;n de auxinas en ausencia de Trp fue nula, independientemente de si existi&oacute; suplemento de nitr&oacute;geno o no. Teniendo en cuenta este resultado se podr&iacute;a asumir que la v&iacute;a principal de bios&iacute;ntesis de AIA en G. <i>diazotrophicus</i> es dependiente de la presencia de Trp. Resultados contrastantes fueron obtenidos por Rojas (2005), quien emple&oacute; el medio SYP para la cuantificaci&oacute;n del AIA para las mismas cepas de G. <i>diazotrophicus</i>. En este caso la bacteria produjo las hormonas en ausencia de Trp a&ntilde;adido, pero no escapa su presencia en el medio con extracto de levadura, la cual es una fuente de amino&aacute;cidos.</p> <p> Se han descrito 3 v&iacute;as fundamentales para la producci&oacute;n de AIA para las plantas y los microorganismos las cuales son dependientes de tript&oacute;fano (Normanly y Bartel, 1999). Evidentemente G. <i>diazotrophicus</i> debe utilizar una de ellas, seg&uacute;n se muestra en los experimentos realizados.</p> <p> De acuerdo con los resultados obtenidos para las cepas PAl 5 y 402 se decidi&oacute; realizar el estudio de producci&oacute;n de AIA en condiciones de nitrofijaci&oacute;n para todas las cepas (no se realiz&oacute; este ensayo sin nitrofijaci&oacute;n debido a que no existieron diferencias significativas en la producci&oacute;n de AIA bajo las dos variantes de nitrofijaci&oacute;n). Se seleccionaron las 96 horas como el tiempo &oacute;ptimo de producci&oacute;n para todas las cepas del estudio debido a que existi&oacute; diferencia significativa entre las concentraciones de AIA producidas entre 72 y 96 h en condiciones de nitrofijaci&oacute;n por la cepa PAl5, que es la cepa tipo de la especie.</p> <p> Los resultados expresados en la <a href="#f2">figura 2</a> indican que todas las cepas de G. diazotrophcus del estudio son productoras de auxinas. El rango de concentraciones vari&oacute; desde 9,25 &Mu;gmL<sup>-1</sup> hasta 32,14 &Mu;gmL<sup>-1</sup>, donde UAPCf 53 fue el menor productor y CFNCf 52 el mayor. La producci&oacute;n de AIA se comporta para las diferentes cepas en orden decreciente como se se&ntilde;ala a continuaci&oacute;n: CFNCf 52, Pal 3, UAPAc10, 4-02, PRC 1, 1-05, Pal 5 y UAPCf 53, existiendo diferencias estad&iacute;sticamente significativas entre ellas, seg&uacute;n lo mostrado en la <a href="#f2">figura 2</a>.</p> <p align="center"><a name="f2"><img src="img/revistas/biote/v11n1/v11n1a09f2.JPG"></a></p> <p> Los valores de auxinas obtenidos son comparables con los de otras bacterias como <i>Azospirillum</i> y <i>Azotobacter</i> seg&uacute;n lo probado por Fuentes-Ram&iacute;rez et &aacute;l. (1993). Igualmente, si comparamos la producci&oacute;n de la hormona con otros nitrofijadores como <i>Azospirillum</i> y <i>Herbaspirillum</i> se encuentran en el mismo rango, pero siempre mayores que este &uacute;ltimo g&eacute;nero (Rives, 2006).</p> <p><b><i> Influencia de amino&aacute;cidos y hormonas en la fijaci&oacute;n de nitr&oacute;geno</i></b></p> <p> Cuando se a&ntilde;aden amino&aacute;cidos al medio de cultivo se evidencia una inhibici&oacute;n parcial de la actividad enzim&aacute;tica (<a href="#f3">figura 3</a>). Resultados similares se encontraron con las cepas PAl 3 y la PAl 5 con otros amino&aacute;cidos (Stephan et &aacute;l., 1991; Reis y Dobereiner, 1998), aunque estos autores demostraron que la inhibici&oacute;n frente a los amino&aacute;cidos depende de la concentraci&oacute;n de sacarosa en el medio de cultivo y de la cepa en cuesti&oacute;n, como se puede apreciar para la asparagina, que inhibe totalmente la actividad de la nitrogenasa en la cepa PAl5, lo que no ocurre con las cepas 4-02 y 1-05. Se ha comprobado que todas las cepas tienen buen crecimiento en presencia de estos y otros amino&aacute;cidos, siendo mayor estad&iacute;sticamente con la asparagina (Rodr&iacute;guez et &aacute;l., 2002, Tejera et &aacute;l., 2004).</p> <p> Tejera et &aacute;l. (2004) detectaron la presencia de varios amino&aacute;cidos y amonio en la savia de la ca&ntilde;a de az&uacute;car, siendo las concentraciones de amonio tanto en el fluido apopl&aacute;stico como en el simpl&aacute;stico mucho menores que las de los amino&aacute;cidos. Esto favorecer&iacute;a la fijaci&oacute;n de nitr&oacute;geno por esta bacteria, si se tienen en cuenta los resultados obtenidos respecto a la inhibici&oacute;n de la actividad nitrogenasa por estos compuestos del nitr&oacute;geno y pudiera tener importancia en la interacci&oacute;n planta-bacteria en sentido general, ya que se ha comprobado que la presencia de tript&oacute;fano estimula la producci&oacute;n de auxinas (Khalid et &aacute;l., 2001).</p> <p align="center"><a name="f3"><img src="img/revistas/biote/v11n1/v11n1a09f3.JPG"></a></p> <p> Muchos autores han abordado la influencia que pueden ejercer las fitohormonas producidas por los microorganismos sobre las plantas, pero son muy pocos los estudios realizados donde se analice la interacci&oacute;n end&oacute;fito-planta en sentido contrario, respecto a la presencia de estimuladores del crecimiento vegetal.</p> <p> En este trabajo se prob&oacute; la capacidad de G. <i>diazotrophicus</i> para fijar nitr&oacute;geno en presencia de varias concentraciones de auxinas (AIA) y giberelinas (&aacute;cido giber&eacute;lico, GA). La cepa 4-02 fija mayor cantidad de nitr&oacute;geno atmosf&eacute;rico en presencia de 0,025 mg/L de AIA, respecto a las otras concentraciones ensayadas, aunque la fijaci&oacute;n es menor que en el medio donde no hay presencia de esta hormona (<a href="#f4">figura 4</a>). Respecto a la presencia de giberelina, las mayores tasas de fijaci&oacute;n de nitr&oacute;geno se obtienen cuando est&aacute; presente esta hormona al 0,025 mg/L, la menor concentraci&oacute;n ensayada.</p> <p> Pudiera ser que para la fijaci&oacute;n de nitr&oacute;geno esta cepa necesitara niveles menores de concentraci&oacute;n de la fitohormona ya que se puede observar que la fijaci&oacute;n de nitr&oacute;geno aumenta al disminuir tanto la concentraci&oacute;n de AIA como la de GA, pero en el caso de esta &uacute;ltima con la menor concentraci&oacute;n utilizada hay una mayor actividad de la nitrogenasa (<a href="#f4">figura 4</a>).</p> <p align="center"><a name="f4"><img src="img/revistas/biote/v11n1/v11n1a09f4.JPG"></a></p> <p> Los resultados son contrarios a los reportados por Christiansen-Weniger (1988) para <i>Azospirillum brasilense</i>, donde se muestra que el AIA a concentraci&oacute;n de 2,5 mg.L<sup>-1</sup> incrementa la fijaci&oacute;n de nitr&oacute;geno y el GA a bajas concentraciones (0,025 mg.L<sup>-1</sup>) inhibe esta capacidad.</p> <p> No est&aacute; claro c&oacute;mo las sustancias del crecimiento de la planta pueden interactuar con la actividad nitrogenasa de los microorganismos, pudiera ser un efecto realmente hormonal, comparable con el que estas sustancias realizan en la regulaci&oacute;n de la fisiolog&iacute;a de la planta.</p> <p> Todas estas diferencias pudieran deberse a que la cepa de <i>Azospirillum brasilense</i> estudiada por estos autores se aisl&oacute; de la rizosfera y la utilizada en nuestro experimento proviene del interior de las plantas. Adem&aacute;s, es obvio que las auxinas y giberelinas producidas por el propio microorganismo pueden estar involucradas en la fisiolog&iacute;a de la bacteria.</p> <p> La medida de fijaci&oacute;n de nitr&oacute;geno como actividad de reducci&oacute;n del acetileno por mg de prote&iacute;na de 11 cepas de G. <i>diazotrophicus</i> a las 96 h (tiempo seleccionado con base en la curva patr&oacute;n realizada) se muestra en la <a href="#f5">figura 5</a>. Estos resultados se corresponden con los encontrados por Lee et &aacute;l. (2002), quienes se&ntilde;alan que tanto la fijaci&oacute;n de nitr&oacute;geno como la producci&oacute;n de &aacute;cido 3 indolac&eacute;tico pudieran contribuir a la promoci&oacute;n del crecimiento de la planta.</p> <p align="center"><a name="f5"><img src="img/revistas/biote/v11n1/v11n1a09f5.JPG"></a></p> <p> El estudio de la ecolog&iacute;a de la interacci&oacute;n entre los end&oacute;fitos y las plantas es de gran importancia. La influencia de los diferentes componentes de la planta en la selecci&oacute;n y el desarrollo de la comunidad microbiana end&oacute;fita es fundamental, teniendo en cuenta las perspectivas de utilizaci&oacute;n de estos microorganismos en el mejoramiento de los cultivos agr&iacute;colas.</p> <p><b> Conclusiones </b></p> <p>Se corrobor&oacute; que las cepas de G. <i>diazotrophicus</i> producen hormonas estimuladoras del crecimiento vegetal del tipo de las auxinas y fijan nitr&oacute;geno atmosf&eacute;rico.</p> <p> - El &aacute;cido indolac&eacute;tico as&iacute; como el tript&oacute;fano inhiben parcialmente la actividad nitrogenasa de la especie G. <i>diazotrophicus</i>.</p> <p> - Las condiciones de nitrofijaci&oacute;n no influyen notablemente en la producci&oacute;n de auxinas por esta bacteria, para lo cual hace falta suplemento del precursor tript&oacute;fano.</p> <p><b>Referencias bibliogr&aacute;ficas</b></p> <p>1 Arshad, M. F., Frankenberger, W. T. 1998. Plant growth-regulating substances in the rhizosphere: microbial production and functions. Advances in Agronomy 62: 45-51.</p> <p>2 Asis, C. A. Jr., Kubota, M., Chebotar, V. K., Ohta, H., Arima, Y., Nishiyama, K., Tsuchiya, K., Akao, S. 2000. Endophytic bacterial population in Philippine sugarcane cultivars and isolation of nitrogen-fixing strains. Microbes Environ 15: 209-216.</p> <p>3 Bastian, F. A., Cohen, P., Piccoli, V., Luna, R., Baraldi S., Bottini, R. 1998. Production of indole 3-acetic acid and gibberellins A1 y A3 by Acetobacter <i>diazotrophicus</i> and Herbaspirillum seropedicae in chemically-defined culture media. Plant Growth Regul 24: 7-11.</p> <p>4 Caballero-Mellado, J., Fuentes-Ram&iacute;rez, L. E., Reis, V. M., Mart&iacute;nez-Romero, E. 1995. Genetic structure of Acetobacter <i>diazotrophicus</i> populations and identification of a new genetically distant group. Appl Environ Microbiol 61: 3008-3013.</p> <p>5 Cavalcante, V. A., D&ouml;bereiner, J. 1988. 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Rojas, M. M., Rodríguez, A. J., Trujillo, I. D. and Heydrich, M. (2009). Relación de la fijación de nitrógeno y la producción de auxinas en cepas de Gluconacetobacter diazotrophicus procedentes de diferentes cultivos. Revista Colombiana de Biotecnología, 11(1), 84–93. https://revistas.unal.edu.co/index.php/biotecnologia/article/view/10329

ACM

[1]
Rojas, M.M., Rodríguez, A.J., Trujillo, I.D. and Heydrich, M. 2009. Relación de la fijación de nitrógeno y la producción de auxinas en cepas de Gluconacetobacter diazotrophicus procedentes de diferentes cultivos. Revista Colombiana de Biotecnología. 11, 1 (Jan. 2009), 84–93.

ACS

(1)
Rojas, M. M.; Rodríguez, A. J.; Trujillo, I. D.; Heydrich, M. Relación de la fijación de nitrógeno y la producción de auxinas en cepas de Gluconacetobacter diazotrophicus procedentes de diferentes cultivos. Rev. colomb. biotecnol. 2009, 11, 84-93.

ABNT

ROJAS, M. M.; RODRÍGUEZ, A. J.; TRUJILLO, I. D.; HEYDRICH, M. Relación de la fijación de nitrógeno y la producción de auxinas en cepas de Gluconacetobacter diazotrophicus procedentes de diferentes cultivos. Revista Colombiana de Biotecnología, [S. l.], v. 11, n. 1, p. 84–93, 2009. Disponível em: https://revistas.unal.edu.co/index.php/biotecnologia/article/view/10329. Acesso em: 31 oct. 2024.

Chicago

Rojas, Marcia M., Anar J. Rodríguez, Iván D. Trujillo, and Mayra Heydrich. 2009. “Relación de la fijación de nitrógeno y la producción de auxinas en cepas de Gluconacetobacter diazotrophicus procedentes de diferentes cultivos”. Revista Colombiana De Biotecnología 11 (1):84-93. https://revistas.unal.edu.co/index.php/biotecnologia/article/view/10329.

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Rojas, M. M., Rodríguez, A. J., Trujillo, I. D. and Heydrich, M. (2009) “Relación de la fijación de nitrógeno y la producción de auxinas en cepas de Gluconacetobacter diazotrophicus procedentes de diferentes cultivos”, Revista Colombiana de Biotecnología, 11(1), pp. 84–93. Available at: https://revistas.unal.edu.co/index.php/biotecnologia/article/view/10329 (Accessed: 31 October 2024).

IEEE

[1]
M. M. Rojas, A. J. Rodríguez, I. D. Trujillo, and M. Heydrich, “Relación de la fijación de nitrógeno y la producción de auxinas en cepas de Gluconacetobacter diazotrophicus procedentes de diferentes cultivos”, Rev. colomb. biotecnol., vol. 11, no. 1, pp. 84–93, Jan. 2009.

MLA

Rojas, M. M., A. J. Rodríguez, I. D. Trujillo, and M. Heydrich. “Relación de la fijación de nitrógeno y la producción de auxinas en cepas de Gluconacetobacter diazotrophicus procedentes de diferentes cultivos”. Revista Colombiana de Biotecnología, vol. 11, no. 1, Jan. 2009, pp. 84-93, https://revistas.unal.edu.co/index.php/biotecnologia/article/view/10329.

Turabian

Rojas, Marcia M., Anar J. Rodríguez, Iván D. Trujillo, and Mayra Heydrich. “Relación de la fijación de nitrógeno y la producción de auxinas en cepas de Gluconacetobacter diazotrophicus procedentes de diferentes cultivos”. Revista Colombiana de Biotecnología 11, no. 1 (January 1, 2009): 84–93. Accessed October 31, 2024. https://revistas.unal.edu.co/index.php/biotecnologia/article/view/10329.

Vancouver

1.
Rojas MM, Rodríguez AJ, Trujillo ID, Heydrich M. Relación de la fijación de nitrógeno y la producción de auxinas en cepas de Gluconacetobacter diazotrophicus procedentes de diferentes cultivos. Rev. colomb. biotecnol. [Internet]. 2009 Jan. 1 [cited 2024 Oct. 31];11(1):84-93. Available from: https://revistas.unal.edu.co/index.php/biotecnologia/article/view/10329

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