Selección de microorganismos endofíticos de arroz (Oryza sativa L.) con actividad inhibitoria in vitro frente a Burkholderia glumae en la zona norte del Perú

Abstract

El arroz es el cereal más importante para más del 50% de la población mundial, sin embargo las enfermedades pueden limitar su producción. El añublo bacterial de la panícula, es una de las enfermedades con mayor vigilancia en el cultivo de arroz, debido a los cambios climáticos que exacerban su incidencia. El agente etiológico de la enfermedad, se atribuye a Burkholderia glumae y Burkholderia gladioli. El presente estudio, tuvo como objetivo seleccionar controladores biológicos contra B. glumae THT, a partir de la microbiota endofítica del cultivo de arroz. Para ello, se realizaron colectas de 7 cultivares de arroz en los departamentos de Tumbes, Piura, Amazonas y San Martín. Las muestras de arroz fueron procesadas para aislamiento de grupos funcionales asociados a control biológico (Bacillus, Pseudomonas y Burkholderia). Las cepas de bacterias endofíticas fueron seleccionadas para evaluar la inhibición de crecimiento contra la cepa B. glumae THT. Cada cepa fue identificada empleando el gen 16S rRNA y por su capacidad de producir sideróforos así como degradar toxoflavina. En paralelo se realizaron aislamientos de B. glumae en medio selectivo CCNT, para luego estudiar su diversidad genética empleando la técnica BOX-PCR e identificar cepas representantes por el gen 16S rRNA, finalmente se evaluó la producción de enzimas extracelulares, ensayos de motilidad y sensibilidad/resistencia a agentes bactericidas, como factores de virulencia. De un total de 189 bacterias endófitas, solo 9 inhibieron el crecimiento de B. glumae THT, las cuales pertenecieron a los géneros Bacillus y Burkholderia. Las cepas Burkholderia vietnamiensis TUR04-01, TUR04-03 y Bacillus aryabhattai AMH12-02, presentaron una mayor inhibición de crecimiento contra B. glumae THT. La producción de sideróforos estuvo en el rango de 16.00 - 97.36% unidades de sideróforos y al menos el 55.5% degradó toxoflavina hasta una concentración de 40 μg ml-1. Por otro lado, se obtuvieron 16 aislamientos de B. glumae y 1 de B. gladioli, agrupados en 9 perfiles BOX-PCR. Estas cepas fueron altamente diversas de acuerdo a su origen geográfico y presentaron diversidad en la expresión de virulencia en catáfila de cebolla, producción de enzimas extracelulares y sensibilidad/resistencia al peróxido de hidrógeno (H2O2) y ácido oxolínico (OA). Se concluye que cepas del género Bacillus y Burkholderia pueden ser consideradas como potenciales agentes biocontrol para el añublo bacterial de la panícula.

Rice is the most important cereal for more than 50% of the world population, however diseases can limit its production. Bacterial blight of the panicle, is one of the diseases with greater vigilance in rice cultivation, due to climatic changes that exacerbate its incidence. The etiological agent of the disease is attributed to Burkholderia glumae and Burkholderia gladioli. The objective of the present study was to select biological controllers against B. glumae THT, from the endophytic microbiota of rice cultivation. For this, collections of 7 rice cultivars were carried out in the departments of Tumbes, Piura, Amazonas and San Martín. The rice samples were processed for isolation of functional groups associated with biological control (Bacillus, Pseudomonas and Burkholderia). Strains of endophytic bacteria were selected to evaluate growth inhibition against the B. glumae THT strain. Each strain was identified using the 16S rRNA gene and for its ability to produce siderophores as well as to degrade toxoflavin. In parallel, isolates of B. glumae were made in selective CCNT medium, to then study their genetic diversity using the BOX-PCR technique and identify representative strains by the 16S rRNA gene. Extracellular enzyme production, motility and sensitivity assays were finally evaluated. / resistance to bactericidal agents, as virulence factors. Of a total of 189 endophytic bacteria, only 9 inhibited the growth of B. glumae THT, which belonged to the genera Bacillus and Burkholderia. Strains Burkholderia vietnamiensis TUR04-01, TUR04-03 and Bacillus aryabhattai AMH12-02, showed a greater inhibition of growth against B. glumae THT. The production of siderophores was in the range of 16.00 - 97.36% units of siderophores and at least 55.5% degraded toxoflavin up to a concentration of 40 μg ml-1. On the other hand, 16 isolates of B. glumae and 1 of B. gladioli were obtained, grouped into 9 BOX-PCR profiles. These strains were highly diverse according to their geographical origin and presented diversity in the expression of virulence in onion cathilla, production of extracellular enzymes and sensitivity / resistance to hydrogen peroxide (H2O2) and oxolinic acid (OA). It is concluded that strains of the genus Bacillus and Burkholderia can be considered as potential biocontrol agents for bacterial blight of the panicle.