Detección de los genes phlD y hcnC en bacterias antagonistas productoras de sideróforos asociadas a Rubus fruticosus L.

Gustavo Santoyo Pizano; Benjamín R. Hernández Flores; Julie Hernández Salmerón; Daniel Rojas Solís; Miguel Contreras Pérez; Pedro D. Loeza Lara; María del Carmen Orozco Mosqueda

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Detección de los genes phlD y hcnC en bacterias antagonistas productoras de sideróforos asociadas a Rubus fruticosus L.

Gustavo Santoyo ^[1] ; Benjamín Hernández Flores ^[1] ; Julie Hernández Salmerón ^[1] ; Daniel Rojas Solís ^[1] ; Miguel Contreras Pérez ^[1] ; Pedro D. Loeza Lara ^[2] ; María del Carmen Orozco Mosqueda ^[1]
1. [1] Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo
  
  Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo
  
  México
2. [2] Universidad de la Ciénega
  
  Universidad de la Ciénega
  
  México
Localización: Nova scientia, ISSN-e 2007-0705, Vol. 12, Nº. 24, 2020
Idioma: español
Títulos paralelos:
- Detection of the phlD and hcnC genes in antagonistic siderophore producing bacteria associated to Rubus fruticosus L.
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Resumen
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  Resumen Introducción: Las plantas albergan un microbioma que incluye bacterias promotoras del crecimiento vegetal, las cuales pueden fungir como agentes biológicos que antagonizan el crecimiento de fitopatógenos, disminuyendo o eliminando su efectos nocivos en plantas. En este trabajo se evaluó la presencia de los genes antifúngicos phlD y hcnC con la producción de sideróforos (agentes quelantes de Fe) en bacterias aisladas de la endósfera y rizósfera de plantas de zarzamora (Rubus fruticosus L.). Método: Se analizaron 410 aislados bacterianos asociados a plantas de zarzamora (Rubus fruticosus L.), provenientes de la rizósfera (205) y endosfera (205) para la detección de los genes antimicrobianos phlD y hcnC por reacción en cadena de la polimerasa y posterior secuenciación. La búsqueda de los genes se realizó únicamente en cepas productoras de sideróforos, utilizando el medio CAS (Cromo Azurol) para su producción. De las cepas seleccionadas, se realizaron los bioensayos de antagonismo contra los patógenos de plantas Botrytis cinerea, Fusarium oxysporum, F. solani y Rhizoctonia solani. Resultados: Los resultados de este trabajo muestran que, de los 410 aislados bacterianos analizados (50% rizosféricos y 50% endófitos), 70 aislados fueron productores de sideróforos (24 rizosféricas y 46 endófitas). Se observó que el 70% (49/70) de las cepas productoras de sideróforos, presentaron uno o dos de los genes phlD y/o hcnC. Las secuencias nucleotídicas de los genes phlD y/o hcnC mostraron una alta identidad con genes homólogos a las especies Pseudomonas sp., P. fluorescens, P. chlororaphis, P. protegens, P. putida y P. brassicacearum. La abundancia del gen hcnC fue mayor en los aislados endófitos y rizosféricos (36/70), con respecto al gen phlD (13/70). Se detectaron mayoritariamente los genes phlD y/o hcnC en cepas aisladas de la endósfera (43/70), comparado con aquellas cepas rizosféricas (6/70). Finalmente, se observó una alta relación entre la producción de sideróforos, la presencia de genes phlD y/o hcnC y la actividad antagónica hacia los fitopatógenos Botrytis cinerea, Fusarium oxysporum, Fusarium solani y Rhizoctonia solani. Conclusión: Estos resultados muestran el potencial de identificar de forma rápida, eficiente y a bajo costo, mecanismos de antagonismo hacia fitópatógenos en bacterias asociadas a plantas de zarzamora (Rubus fruticosus L.), tales como la producción de sideróforos.
- English
  Abstract Introduction: The plants harbor a microbiome that includes plant growth-promoting bacteria, which can act as biological agents that antagonize the growth of phytopathogens, diminishing or eliminating their harmful effects in plants. In this work, the presence and association of the phlD and hcnC antifungal genes with the production of siderophores (Fe chelating agents) in bacteria isolated from the endosphere and rhizosphere of blackberry plants (Rubus fruticosus L.) was evaluated. Method: In total, 410 bacterial isolates associated with blackberry plants (Rubus fruticosus L.), from the rhizosphere (205) and endosphere (205) were analyzed for the detection of the phlD and hcnC antimicrobial genes by polymerase chain reaction and subsequent sequencing. The search of the genes was carried out only in siderophore producing strains, using the CAS medium (Chromium Azurol) for its production. Of the strains selected, antagonism bioassays were carried out against the plant pathogens Botrytis cinerea, Fusarium oxysporum, F. solani and Rhizoctonia solani. Results: The results showed that from the 410 bacterial isolates analyzed here (50% endophytes and 50% rhizospheric), it was confirmed that 70 strains were siderophores-producing (24 from rhizosphere and 46 endophytes). It was observed that 70% (49/70) of the siderophore producing strains present either one or two of the phlD or hcnC genes. The nucleotide sequences of the phlD and hcnC genes showed high identity to homologous genes to species Pseudomonas sp., P. fluorescens, P. chlororaphis, P. protegens, P. putida and P. brassicacearum. The abundance of the hcnC gene was also higher in the endophytic and rhizospheric isolates (36/70), with respect to the phlD gene (13/70). Greater detection of phlD or hcnC genes was found in strains isolated from the endosphere (43/70), compared with those of rhizospheric origin (6/70). Finally, a high ratio was observed between the production of siderophores, the presence of genes phlD and hcnC with the antagonistic activity towards important phytopathogenic fungi, like Botrytis cinerea, Fusarium oxysporum, Fusarium solani and Rhizoctonia solani. Conclusion: These results showed the potential to identify quickly, efficiently and at low cost, mechanisms of antagonism towards phytopatogens in bacteria associated with blackberry plants (Rubus fruticosus L.), such as siderophore production.