Quitosacáridos en la nodulación y el crecimiento in vitro de soya (Glycine max. [L.] Merrill) inoculada con Bradyrhizobium elkanii

Abstract

La capacidad de fijar el dinitrógeno atmosférico está restringida a cierto grupo de microorganismos diazotróficos (arqueobacterias y eubacterias). Las bacterias del suelo, comúnmente conocidas como rizobios tienen la capacidad, en simbiosis con las leguminosas, de reducir el nitrógeno atmosférico en amonio (NH,) e incorporarlo de esta forma a la planta y al suelo. La biofertilización con microorganismos fijadores de nitrógeno reduce la necesidad de fertilizantes nitrogenados, por lo que su uso en la agricultura resulta importante desde el punto de vista ecológico y económico. Las oligosacarinas, componentes estructurales de la pared celular de plantas y microorganismos, ejercen efectos en el crecimiento y desarrollo de las plantas, entre ellas la quitosana y sus derivados. En este trabajo, se evaluó el efecto de un polímero de quitosana y una mezcla de oligoquitosanas en el medio de cultivo microbiano y vegetal, en la viabilidad de Bradyrhizobium elkanii, la nodulación y el crecimiento de plántulas de soya inoculadas con B. elkanii. Se deteminó además la posible inducción de indicadores de resistencia basal en raíces de plántulas de soya inoculadas, específicamente, la inducción de las enzimas β 1-3 Glucanasa, Fenilalanina-amonioliasa y Quitinasa, cuando se añadió el polímero de quitosana. Se obtuvo una actividad inhibitoria de los quitosacáridos en la viabilidad de la cepa ICA 8001 de Bradyrhizobium elkanii, que resultó dependiente del tipo de compuesto de quitosana y de las concentraciones empleadas. La mezcla de oligoquitosanas benefició el número y la masa seca de los nódulos formados a concentraciones de hasta 100 mg.L-1 a diferencia del polímero de quitosana. Ambos quitosacáridos, estimularon los indicadores de crecimiento de las plántulas (número de hojas, altura y longitud radical), favorecidos hasta la concentración de 100 mg.L-1. Las concentraciones 100, 500 y 1000 mg.L-1 causaron los mayores incrementos de los niveles enzimáticos. Los resultados muestran la posibilidad de utilizar quitosacáridos, en concentraciones adecuadas para beneficiar el proceso simbiótico con B. elkanii, lo que podría mejorar la fijación y asimilación de nitrógeno por este cultivo, así como el crecimiento de las plántulas de soya. The ability to fix atmospheric dinitrogen is restricted to a certain group of diazotrophic microorganisms (archaebacteria and eubacteria). Soil bacteria, commonly known as rhizobia, have the ability, in symbiosis with legumes, to reduce atmospheric nitrogen to ammonium (NH) and incorporate it in this way into the plant and soil. Biofertilization with nitrogen fixing microorganisms reduces the need for nitrogen fertilizers, so its use in agriculture is important from an ecological and economic point of view. The oligosaccharins, structural components of the cell wall of plants and microorganisms, exert effects on the growth and development of plants, including chitosan and its derivatives. In this work, the effect of a chitosan polymer and a mixture of oligochitosanas on the microbial and plant culture medium, the viability of Bradyrhizobium elkanii, the nodulation and the growth of soybean inoculated with B. elkanii were evaluated. The possible induction of indicators of basal resistance in roots of inoculated soybean seedlings was also determined, specifically, the induction of the enzymes β 1-3 Glucanase, Phenylalanine-amonioliase and Chitinase, when the chitosan polymer was added. Chitosacharide inhibitory activity was obtained in the viability of strain ICA 8001 of Bradyrhizobium elkanii, which was dependent on the type of chitosan compound and the concentrations used. The mixture of oligochitosanas benefited the number and the dry mass of the nodules formed at concentrations up to 100 mg.L-1 unlike the polymer of chitosan. Both chitosaccharides stimulated the seedling growth indicators (number of leaves, height and root length), favored up to the concentration of 100 mg.L-1. Concentrations 100, 500 and 1000 mg.L-1 caused the greatest increases in enzyme levels. The results show the possibility of using chitosaride, in adequate concentrations to benefit the symbiotic process with B. elkanii, which could improve the nitrogen fixation and assimilation by this crop, as well as the growth of the soybean seedlings.