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Promoción del crecimiento de plantas de albahaca utilizando hongos micorrízicos arbusculares y una bacteria marina

Growth promotion of sweet basil by arbuscular mycorrhizal fungi and a marine bacterium

ROBERTO GREGORIO CHIQUITO CONTRERAS ROCIO SOLIS PALACIOS JUAN JOSE REYES PEREZ Bernardo Murillo Amador Luis Guillermo Hernández Montiel (2019)

La fertilización con microorganismos benéficos es una alternativa para aumentar el crecimiento y la pro-ductividad de los cultivos como la albahaca (Ocimum basilicum L.). El objetivo de este estudio fue de-terminar el efecto de hongos micorrízicos arbusculares (HMA) y la bacteria marina Stenotrophomonas rhizophila sobre el crecimiento de albahaca var. Nufar. Adicionalmente, se determinó en la bacteria la actividad de la enzima desaminasa del ácido 1-aminociclopropano-1-carboxílico (ACC) y fijación bio-lógica de nitrógeno (FBN). Posteriormente, plantas de albahaca fueron inoculadas con dos consorcios de HMA (ORECIB01 y SALCIB01) y la bacteria marina. Se cuantificó altura, longitud de tallo y raíz, área foliar, biomasa, clorofila, colonización micorrízica y población bacteriana. Los resultados muestran que la inoculación simultánea de ORECIB01 y bacteria promovieron significativamente todos los parámetros morfológicos y de clorofila en las plantas. La interacción HMA-bacteria incrementó la micorrización y la población bacteriana. La fertilización biológica de plantas de albahaca puede ser una opción viable en el manejo orgánico y sustentable del cultivo

The beneficial soil microorganisms is an alternative to increase the growth and productivity of crops such as sweet basil (Ocimum basilicum L.). The objective of this study was to determine the effect of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and Stenotrophomonas rhizophila on the growth of sweet basil var. Nufar plants. In addition, the enzyme 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) deaminase activity and biological ni-trogen fixation (BNF) were determined in the bacterium. Sweet basil plants were inoculated with two AMF consortia (ORECIB01 and SALCIB01) and marine bacteria. Height, stem length and root length, leaf area, biomass, chlorophyll, mycorrhizal colonization and bacterial population were quantified. The results show that the simultaneous inoculation of ORECIB01 and bacteria significantly promoted all the morphological parameters and chlorophyll in the plants. The AMF-bacteria interaction increased mycorrhization and bac-terial population. The biological fertilization of sweet basil plants can be a viable option in the organic and sustainable management of the crop

Article

BIOLOGÍA Y QUÍMICA Consorcios de HMA Stenotrophomonas rhizophila Parámetros morfológicos Clorofila Colonización microbiana AMF consortium Stenotrophomonas rhizophila Morphological parameters Chlorophyll Microbial colonization

Promoción del crecimiento de plantas de albahaca utilizando hongos micorrízicos arbusculares y una bacteria marina

Growth promotion of sweet basil by arbuscular mycorrhizal fungi and a marine bacterium

ROBERTO GREGORIO CHIQUITO CONTRERAS ROCIO SOLIS PALACIOS JUAN JOSE REYES PEREZ Bernardo Murillo Amador JORGE ALBERTO ALEJANDRE ROSAS Luis Guillermo Hernández Montiel (2018)

"La fertilización con microorganismos benéficos es una alternativa para aumentar el crecimiento y la productividad de los cultivos como la albahaca (Ocimum basilicum L.). El objetivo de este estudio fue determinar el efecto de hongos micorrízicos arbusculares (HMA) y la bacteria marina Stenotrophomonas rhizophila sobre el crecimiento de albahaca var. Nufar. Adicionalmente, se determinó en la bacteria la actividad de la enzima desaminasa del ácido 1-aminociclopropano-1-carboxílico (ACC) y fijación biológica de nitrógeno (FBN). Posteriormente, plantas de albahaca fueron inoculadas con dos consorcios de HMA (ORECIB01 y SALCIB01) y la bacteria marina. Se cuantificó altura, longitud de tallo y raíz, área foliar, biomasa, clorofila, colonización micorrízica y población bacteriana. Los resultados muestran que la inoculación simultánea de ORECIB01 y bacteria promovieron significativamente todos los parámetros morfológicos y de clorofila en las plantas. La interacción HMA-bacteria incrementó la micorrización y la población bacteriana. La fertilización biológica de plantas de albahaca puede ser una opción viable en el manejo orgánico y sustentable del cultivo. "

"The beneficial soil microorganisms is an alternative to increase the growth and productivity of crops such as sweet basil (Ocimum basilicum L.). The objective of this study was to determine the effect of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and Stenotrophomonas rhizophila on the growth of sweet basil var. Nufar plants. In addition, the enzyme 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) deaminase activity and biological nitrogen fixation (BNF) were determined in the bacterium. Sweet basil plants were inoculated with two AMF consortia (ORECIB01 and SALCIB01) and marine bacteria. Height, stem length and root length, leaf area, biomass, chlorophyll, mycorrhizal colonization and bacterial population were quantified. The results show that the simultaneous inoculation of ORECIB01 and bacteria significantly promoted all the morphological parameters and chlorophyll in the plants. The AMF-bacteria interaction increased mycorrhization and bacterial population. The biological fertilization of sweet basil plants can be a viable option in the organic and sustainable management of the crop."

Article

Consorcios de HMA, Stenotrophomonas rhizophila, parámetros morfológicos, clorofila, colonización microbiana AMF consortium, Stenotrophomonas rhizophila, morphological parameters, chlorophyll, microbial colonization CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA CIENCIAS AGRARIAS AGRONOMÍA FERTILIDAD DEL SUELO FERTILIDAD DEL SUELO

Diversidad funcional de los hongos micorrizógenos arbusculares de islas de recursos del Valle del Mezquital, Hidalgo

ROSALVA GARCIA SANCHEZ (2011)

Tesis (Doctorado en Ciencias, especialista en Botánica).- Colegio de Postgraduados, 2011.

Este estudio se llevo a cabo en el Valle del Mezquital, Hidalgo, el valle se caracteriza por una cubierta vegetal secundaria y fragmentada, en donde se forman islas de recursos. Esta investigación evaluó el efecto de Prosopis laevigata y Mimosa biuncifera juntas y separadas, sobre la diversidad de especies arbustivas y propiedades del suelo. Se generó información sobre la riqueza y diversidad de hongos micorrizógenos arbusculares (HMA) asociados al suelo bajo dosel de P. laevigata y de M. biuncifera, presentes en tres matorrales con diferente predominio de leguminosa. En condiciones de invernadero, se evaluó el efecto de la procedencia de los HMA sobre el crecimiento de ambas leguminosas. Se reportaron 45 especies arbustivas en estos matorrales, destacaron las especies Hechtia podantha, Jatropha dioica, Lantana camara, M. biuncifera, Opuntia stenopetala y P. laevigata por su alto índice de valor de importancia. La semejanza entre los matorrales fue del 30 al 40%. Los suelos fueron ricos en nutrimentos bajo el dosel de las leguminosas, mientras que en el suelo sin vegetación se encontró menor concentración. En el sitio 3 (Rincón) coexisten P. laevigata y M. biuncifera juntas enriquecen el suelo y generan microhábitats que pueden ser ocupados por diferentes especies, lo que promueve la diversidad vegetal y de HMA. Se determinaron 26 morfoespecies de HMA representativas de 13 géneros. La estacionalidad no ejerció influencia en la riqueza de HMA, pero sí en la abundancia de esporas; existió efecto de sitio sobre la riqueza de HMA, el sitio 3 presentó 21 morfoespecies y mayor diversidad de HMA; la mayor abundancia de esporas ocurrió en el suelo sin cubierta vegetal del sitio 2 (González). Mimosa biuncifera destacó como reservorio de los HMA. Independientemente de la procedencia de las muestras de HMA, las dos leguminosas presentaron respuesta positiva a la inoculación micorrízica, M. biuncifera mostró mejores respuestas y mayor dependencia micorrízica. Las mejores respuestas en ambas leguminosas fueron obtenidas con la inoculación de los HMA del sitio 2 y del sitio 3, mismos que presentaron mayor riqueza o abundancia de esporas. Sin embargo, los tres sitios comparten suficientes especies nativas de HMA con buen potencial para colonizar a P. laevigata y M. biuncifera. Estos datos fortalecen la hipótesis de que los HMA pueden ser un componente importante para comprender cómo estas dos especies de leguminosas mantienen su predominio en los matorrales xerófilos del Valle del Mezquital, Hidalgo. _______________ FUNCTIONAL DIVERSITY OF ARBUSCULAR MYCORRHIZAL FUNGI OF RESOURCE ISLANDS MEZQUITAL VALLEY, HIDALGO. ABSTRACT:

This study was conducted at the Mezquital Valley, Hidalgo. This valley is characterized by secondary and fragmented vegetation in where the presence of resources islands is common. This research assessed the effect of Prosopis laevigata and Mimosa biuncifera, together and separate, on plant diversity (shrub species) and on soil properties. This study also provides information about the richness and diversity of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) associated to the under canopy soil of P. laevigata and M. biuncifera collected from three xeric shrublands with different predominance of those legumes. In addition an experiment was conducted under greenhouse conditions in which AMF from three different sites were evaluated on their effectiveness for promoting the growth of both legumes.

As results, there were recorded 45 species of shrubs at the Mezquital Valley, in which the plant species with high importance values were Hechtia podantha, Jatropha dioica, Lantana camara, M. biuncifera, Opuntia stenopetala and P. laevigata; the similarity between the three conditions was 30 to 40%. The soils were rich in nutrients under the canopy of legumes. In the site 3 (Rincón) coexisted P. laevigata and M. biuncifera that result in improved soil conditions and in creating microhabitats that are occupied by different species, thus promoting both plant and AMF diversity. Twenty-six morphospecies of AMF were identified and represented 13 genera. Seasonality did not influence the richness of AMF morphospecies, but affected the spore abundance. The site 3 showed 21 morphospecies and high AMF diversity, but the greatest spore abundance was found in non-vegetated soil from the site 2 (González). The species M. biuncifera acted as an important reservoir of AMF. Regardless the origin of AMF inocula, P. laevigata and M. biuncifera showed a positive responsiveness to mycorrhizal inoculation, but M. biuncifera showed the better responses and greater mycorrhizal dependency. The AMF inocula from site 2 and site 3 significantly improved promoted better growth responses in both legumes, and both sites corresponded to those in which a high AMF-richness or spore abundance were achieved. Nevertheless, the three sites had a very good potential of native AMF to colonize P. laevigata and M. biuncifera. This finding supports the hypothesis that AMF may be an important component to understand how the two legume species maintain their dominance in the shrublands at the Mezquital Valley.

Doctoral thesis

Valle del Mezquital Hongos Micorrizógenos arbusculares (HMA) Prosopis laevigata Mimosa biuncifera Diversidad vegetal Matorral xerófilo Nutrimentos del suelo Mezquital Valley Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) Plant diversity Semiarid-thorny shrublands Soil nutrients Doctorado Botánica CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Interacción entre dosis de nitrógeno y hongos micorrízicos arbusculares en el crecimiento de plantas de Carica papaya L.

Evangelina Esmeralda Quiñones Aguilar (2013)

La producción de papaya en México tiene un impacto económico importante a nivel nacional, sin embargo la exigencia de los mercados nacional e internacional, cada vez limitan más los productos provenientes de agricultura convencional donde se emplean pesticidas químicos para su producción, lo cual limita la expansión de este cultivo. Una alternativa a esta problemática es el empleo de biotecnologías a base de microorganismos benéficos ya sea como biopesticidas o biofertilizantes. El caso particular de los hongos micorrízicos arbusculares (HMA) han sido explorados para emplearse principalmente como biofertilizantes por su capacidad de captar fósforo, sin embargo los HMA podrían contribuir en la adquisición de nitrógeno (N) por parte de la planta, por lo que el objetivo de

este trabajo fue evaluar el efecto de HMA y N en el crecimiento de plántulas de papaya a nivel de invernadero. Para lo cual se realizó un experimento factorial con doce tratamientos formados a partir de la combinación de 4 niveles del factor N (0, 150, 75, 37.5 kg ha-1) y 3 niveles del factor HMA (Barranca de la nueces –BN-, INIFAP y Sin HMA). Cada tratamiento tuvo cuatro repeticiones y se evaluaron como variables de respuesta altura de planta (AP), diámetro de tallo (DT) y numero de hojas (NH) desde el día cero hasta el 45 después del trasplante (DDT). El análisis de los datos al día 45 DDT mostró que los tratamiento con solo HMA-BN o con solo 150 kg ha-1 de N fueron iguales, pero superiores al tratamiento que no tuvo N y no fue inoculado con HMA. Lo cual indica que la inoculación con HMA podría sustituir en gran medida la fertilización química en la producción de papaya.

Conference proceedings

Micorriza; biofertilizante; HMA aislados de Agave cupreata CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Respuesta morfo/fisiológica y expresión de genes Pht1 de cuatro cultivares de Zea mays L. inoculados con hongos micorrízicos arbusculares bajo dos concentraciones de fósforo inorgánico

SERGIO DAVID VALERIO LANDA (2016)

El problema de la baja disponibilidad de fosfato inorgánico (Pi) en los suelos ocasiona una disminución en los índices de producción del cultivo de Zea mays L., debido a esto se vuelve necesario la búsqueda de nuevas tecnologías dirigidas a mejorar la absorción de Pi al mismo tiempo que sean sustentables en el ambiente. La simbiosis de hongos micorrízicos arbusculares (HMA) con raíces de plantas ha mostrado participar de manera activa en la nutrición de Pi. En contraste, la evidencia de los últimos años ha establecido la existencia de una diversidad funcional entre las posibles combinaciones de plantas huéspedes y hongos hospederos, y el ambiente en el que se desarrollan. Factores como la morfo-fisiología, estado nutricional, expresión de genes y la eficiencia simbiótica, son algunos de los parámetros que se han visto modificados. Durante este trabajo nosotros investigamos la diversidad funcional en la respuesta morfo/fisiológica y la expresión de genes Pht1 de cuatro cultivares de maíz asociados a HMA (Claroideoglomus etunicatum) que se desarrollaron en concentraciones limitantes y altas de Pi. Nuestros resultados indicaron diferentes niveles de respuesta al crecimiento y modificación fisiológica entre cultivares maíz, los cuales estuvieron en función de las concentraciones altas y limitantes de Pi, el estatus de colonización de HMA o la interacción entre los dos factores. De manera similar, entre cultivares se observó una variación en el nivel de regulación de los genes ZEAma;Pht1;3 y ZEAma;Pht1;6, esto en función de la interacción entre factores. Los cultivares 3 y 4 mostraron una mayor plasticidad fenotípica tanto a las respuestas de crecimiento como a las de modificación fisiológica. Por otro lado, plantas de maíz colonizadas por HMA a los 75 DDT mantuvieron un incremento en variables del crecimiento como el área y peso de hojas (8.25 y 6.1 %, respectivamente), mientras que redujeron hasta en un 10 % el peso seco de la raíz. Es muy probable que estas modificaciones formen parte de un mecanismo en que raíces asociadas a HMA reducen el gasto energético y de carbono utilizado en el desarrollo de raíces largas, sustituyéndolo por el micelio extra-radical de HMA. Así mismo, una mayor cantidad de biomasa aérea podría estar ligada a una respuesta de las plantas por aumentar la capacidad de fotosíntesis y las síntesis de compuestos de carbono que son necesarios para mantener la simbiosis con HMA [...]

The problem of the low availability of inorganic phosphate (Pi) in the soils causes a decrease in the production rates of the Zea mays L. crop, due to this it becomes necessary the search for new technologies aimed at improving the absorption of Pi while that are sustainable in the environment. The symbiosis of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) with plant roots has been shown to participate actively in the nutrition of Pi. In contrast, the evidence from recent years has established the existence of a functional diversity between the possible combinations of host plants and host fungi, and the environment in which they develop. Factors such as morpho/physiology, nutritional status, gene expression and symbiotic efficiency are some of the parameters that have been modified. During this work, we investigated the functional diversity in the morpho/physiological response and the expression of Pht1 genes from four maize cultivars associated with AMF (Claroideoglomus etunicatum), which developed at the limiting and high concentrations of Pi. Our results indicated different levels of growth responses and physiological changes among maize cultivars, which were based on the high and limiting concentrations of Pi, the colonization status of AMF or the interaction between the two factors. Similarly, between cultivars a variation in the regulation level of the genes ZEAma;Pht1;3 and ZEAma;Pht1;6, was observed, depending on the interaction between factors. Particularly, cultivars 3 and 4 showed higher phenotypic plasticity to both growth and physiological modification responses. On the other hand, maize plants colonized by AMF at 75 DDT maintained an increase in growth variables such as area and weight leaf (8.25 and 6.1 %, respectively), while reducing the dry weight of the root by up to 10 %. Probably these modifications are part of a mechanism in which AMF-associated roots reduce the energy and carbon expenditure used in the development of long roots, replacing it with the extra-radical mycelium of AMF. Likewise, a higher amount of aerial biomass could be linked to a response of plants by increasing the capacity of photosynthesis and the synthesis of carbon compounds that are necessary to maintain the symbiosis with AMF. The results of this research will contribute significantly to elucidate the patterns of functional diversity associated with the morpho/physiology and expression of Pht1 genes, between host plants of the same species and HA.

Master thesis

cultivo; maíz; Zea mays L.; hongos micorrízicos arbusculares; HMA; fósforo BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOLOGÍA VEGETAL (BOTÁNICA) FISIOLOGÍA VEGETAL

Viabilidad de esporas de hongos micorrízicos arbusculares y semillas de girasol para el establecimiento de la simbiosis micorrízica

Viability of spores of arbuscular mycorrhizal fungi and sunflower seeds for the establishment of mycorrhizal symbiosis

ISABEL VITAL VILCHIS EVANGELINA ESMERALDA QUIÑONES AGUILAR Luis Guillermo Hernández Montiel Gabriel Rincón Enríquez (2018)

"Dentro de las semillas de plantas y las esporas de hongos micorrízicos arbusculares (HMA), la viabilidad celular se va perdiendo con respecto al tiempo y a las condiciones ambientales como temperatura y humedad relativa. La viabilidad celular influye sobre la germinación tanto de las semillas como de esporas de HMA y sobre la capacidad de colonización de estas últimas. El objetivo de este trabajo fue determinar la viabilidad de semillas de girasol y de esporas de HMA almacenadas a temperatura ambiente, para posteriormente establecer la simbiosis entre ellos. Semillas de tres variedades de girasol ornamental (1 año de almacenamiento) y dos inóculos de HMA (dos años de almacenamiento) a temperatura ambiente, se les determinó su viabilidad empleando la técnica de tetrazolio. Posteriormente se realizó, un experimento complemente al azar bifactorial con tres niveles de HMA y dos variedades de girasol, generando así seis tratamientos, los cuales se repitieron 6 veces. A los 20 días después de inoculadas las plantas, se evaluó la altura de planta, diámetro de tallo, peso fresco de la planta y colonización micorrízica. Las variedades de girasol mostraron que después de un año de almacenamiento, pierden la viabilidad en un 90% (Gigante Simple Amarilla) y un 40% (Belleza de Otoño y Doble Gigante); mientras que las esporas de los inóculos de HMA mostraron la misma viabilidad (Tukey, p≤0.05) comparada con un inóculo recién cosechado. Los HMA a los 20 días después de iniciado el experimento no lograron establecer la colonización micorrízica y no mostraban efecto en el crecimiento de las plantas (Tukey, p≤0.05). Estos resultados sugieren que, en girasol, los tiempos de colonización micorrízica en condiciones de campo en maceta con inóculos conservados durante periodos largos son mayores a 3 semanas de simbiosis, mientras que la viabilidad de las esporas de HMA se mantiene a través del tiempo y en semillas de girasol se puede perder rápidamente dependiendo de la variedad."

"Cell viability of plant seeds and of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) spores is lost through time and due to environmental conditions such as temperature and relative humidity. Cell viability has a roll over germination of both, seeds and AMF spores, and over the colonization capacity of these last ones. The objective of this work was to determine the viability of sunflower seeds and of AMF spores, after being stored at room temperature, for further establishment of symbiosis with one another. Cell viability of three ornamental sunflower seed varieties (one-year long storage) and of two AMF inoculums (2 years long storage) at room temperature was determined with the tetrazolium test. Later, a bifactorial randomly complemented experiment was carried out with three levels of AMF and two sunflower varieties. The experiment consisted of six treatments with six replicates each. Twenty days after inoculation with AMF, plant’s height, stem diameter, fresh weight and mycorrhizal colonization were evaluated. Sunflower showed a loss in cell viability, after 1 year of storage, of 90% (Gigante Simple Amarillo) and of 40% (Belleza de Otoño y Doble Gigante); meanwhile, AMF spores showed to keep their viability (Tukey, p≤0.05) after storage compared with a freshly harvested inoculum. The AMF, after 20 days after inoculation, did not show effects over sunflower growth and did not establish mycorrhizal colonization (Tukey, p≤0.05). These results suggest that, in sunflower, timing for mycorrhizal colonization in flower pot in field conditions with inocula conserved for long periods takes longer than 3 weeks to establish symbiosis, while the viability of the AMF spores is maintained over time, sunflower seeds viability can be lost quickly depending on the variety."

Article

prueba de tetrazolio, almacenamiento, latencia, esporas de HMA, semillas, viabilidad celular tetrazolium test, storage, latency, AMF spores, seeds, cell viability CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA CIENCIAS AGRARIAS AGRONOMÍA SEMILLAS SEMILLAS