Antagonismo de rizobacterias contra phytophthora capsici y efecto de bacillus subtilis en chile (capsicum annuum l.) infectado con el oomiceto

Abstract

RESUMEN: Phytophthora capsici es uno de los patógenos más persistentes en cultivos de chile (Capsicum annuum L.), el cual ocasiona la enfermedad de la marchitez o tizón tardío; como consecuencia se generan bajos rendimientos. Una alternativa sustentable de control del patógeno comprende aprovechar los diferentes mecanismos de antagonismo de bacterias benéficas. En el capítulo dos del presente trabajo se evaluó el efecto in vitro e in vivo de Bacillus sp. (BMBH), B. subtilis (BMBA), B. amyloliquefaciens (BMBC), Paenibacillus sp. (BMBP) y Pseudomonas putida (BMBI) sobre P. capsici (Pc) y, posteriormente en el capítulo tres, se determinó el efecto que tienen estas mismas bacterias en la protección de la enfermedad por P. capsici mediante la expresión de genes involucrados en la respuesta sistémica en C. annuum var California wonder. En los ensayos de confrontación in vitro (capítulo 2), se observó que Bacillus sp. (BMBH/Pc) y Pseudomonas putida (BMBI/Pc) alteraron la morfología del micelio del fitopatógeno, estas alteraciones incluyeron bordes irregulares y melanización, así como la promoción del crecimiento radial 15.72 ± 5.34 % y 11.01 ± 3.021 % respectivamente, en contraste; B. amyloliquefaciens (BMBC/Pc) y B. subtilis (BMBP/Pc) inhibieron el crecimiento radial en un 41.46 ± 1.61 % y 53.96 ± 1.62 %, correspondientemente. Adicionalmente, Bacillus sp. (BMBH/Pc) generó un incremento en la producción de estructuras infectivas (393 ± 72.26 esporangios), por el contrario B. amyloliquefaciens (BMBC/Pc) y B. subtilis (BMBA/Pc) generaron un declive en la producción de esporangios (37 ± 1.49 y 1 ± 0.73) respectivamente, además B. subtilis (BMBH/Pc) afectó la morfología de los esporangios (menor longitud 24.29 ± 1.09 μm y anchura 24.29 ± 1.09 μm) con respecto al tratamiento control. Al evaluar la severidad de P. capsici en hojas desprendidas de C. wonder (capítulo 3), al día ocho, las colonias previamente confrontadas con B. amyloliquefaciens (BMBC/Pc) y B. subtilis (BMBA/Pc) mantuvieron valores bajos de infección (1.5 ± 0.30 y 0 ± 0.30 respectivamente), de igual forma el micelio de estas colonias patógenas y las confrontadas con P. putida (BMBI/Pc) no lograron infectar plantas de C. wonder. Al evaluar el efecto protector de las bacterias in vivo en plantas de C. wonder únicamente B. subtilis (CW+BMBA+Pc), generó un retraso en la infección por P. capsici al día 14 (5.0 ± 0.44) (capítulo 3). En cuanto a la determinación de la expresión de los genes dependientes de la vía del ácido salicílico (PR1, PR5) y EAS, todos los genes se sobren expresaron a las 8 horas en presencia de P. capsici (CW+Pc). Sin embargo, únicamente PR1 y EAS mantuvieron su sobreexpresión a las 24 h, estos mismos genes se expresaron de manera permanente con niveles bajos en las plantas que se inocularon únicamente con B. subtilis (CW+BMBH+Pc), lo cual indica su participación en la respuesta sistémica, inducida por B. subtilis, por lo tanto; se determinó que B. subtilis posee la capacidad de suprimir el crecimiento y desarrollo de P. capsici in vitro y genera un retraso in vivo de la infección por este mismo fitopatógeno. Palabras clave: Antagonismo, severidad, sobreexpresión, respuesta sistémica inducida

ABSTRACT: Phytophthora capsici is one of the most persistent pathogens in Capsicum annuum L. crops, due it caused late blight and wilting disease, consequently, low productivity and economic yields are generated. A sustainable control alternative for the pathogen consists of taking advantage of the different mechanisms of antagonism of beneficial bacteria. In chapter 2 of this work, the in vitro and in vivo effect of Bacillus sp. (BMBH), B. subtilis (BMBA), B. amyloliquefaciens (BMBC), Paenibacillus sp. (BMBP) and Pseudomonas putida (BMBI) against P. capsici (Pc). Subsequently in chapter 3, the effect of these same bacteria in protecting against P. capsici disease was evaluated through the expression of genes involved in the systemic response in C. annuum var California wonder. In the in vitro confrontational essays (chapter 2), it was observed that Bacillus sp. (BMBH/Pc) and Pseudomonas putida (BMBI/Pc) altered the morphology of the mycelium of the phytopathogen these alterations included irregular borders and melanization, as well as the promotion of radial growth 15.72 ± 5.34% and 11.01 ± 3.021% respectively. In contrast, B. amyloliquefaciens (BMBC/PC) y B. subtilis (BMBP/Pc) inhibited radial growth by 41.46 ± 1.61% and 53.96 ± 1.62%, correspondingly. Additionally, Bacillus sp. (BMBH/Pc) generated an increase in the production of infective structures (393 ±72.26 sporangia), on the contrary B. amyloliquefaciens (BMBC/Pc) and B. subtilis (BMBA/Pc) generated a decline in the production of sporangia ( 37 ± 1.49 and 1 ± 0.73) respectively, in addition, B. subtilis (BMBH/Pc) affected the morphology of the sporangia (shorter length 24.29 ± 1.09 μm and width 24.29 ± 1.09 μm) with respect to the control treatment. When evaluating the severity of P. capsici in detached leaves of C. wonder (chapter 3), on day eight, the colonies previously confronted with B. amyloliquefaciens (BMBC/Pc) and B. subtilis (BMBA/PC) maintained low values of infection (1.5 ± 0.30 and 0 ± 0.30 respectively). Similarly, the mycelium of these pathogenic colonies and those confronted with P. putida (BMBI/Pc) failed to infect leaves C. wonder. When evaluating the protective effect of bacteria in vivo in C. wonder plants, only B. subtilis (CW+BMBA+Pc) generated a delay in P. capsici infection at day 14 (5.0 ± 0.44) (chapter 3). Regarding the determination of the expression of genes dependent on the salicylic acid pathway (PR1, PR5) and EAS, all genes were overexpressed at 8 hours in the presence of P. capsici (CW+Pc). However, only PR1 and EAS maintained their overexpression at 24 h, these same genes were permanently expressed at low levels in plants that were inoculated only with B. subtilis (CW+BMBH+Pc), which indicates their participation in the systemic response, induced by B. subtilis. Thus, it was determined that B. subtilis has the ability to suppress the growth and development of P. capsici in vitro and generates an in vivo delay of infection by this same pathogen. Keywords: Antagonism, severity, overexpression, induced systemic response