Bacterias endófitas promueven la biosíntesis de glucósidos de esteviol, compuestos fenólicos y flavonoides en Stevia rebaudiana Bertoni

Abstract

RESUMEN: Stevia rebaudiana (Bertoni) Bertoni es una planta de interés económico en la industria alimentaria y farmacéutica por sus glucósidos de esteviol (GEs), compuestos 300 veces más dulces que la sacarosa. Además, contienen compuestos fenólicos y flavonoides con actividad antioxidante. Las bacterias endófitas promueven el crecimiento y desarrollo y modulan el metabolismo de la planta huésped. En este estudio se evaluó el papel de las bacterias endófitas sobre el crecimiento; síntesis de GEs, concentración de compuestos fenólicos y flavonoides; y la densidad de tricomas y fotosíntesis. Las 12 bacterias probadas no incrementaron el crecimiento de las plantas de S. rebaudiana; sin embargo, el contenido de GEs aumentó con la inoculación de las bacterias Enterobacter hormaechei H2A3 y E. hormaechei H5A2. La concentración de SG en las hojas fue paralelo a un aumento en la densidad de tricomas glandulares, cortos y grandes. El análisis de imágenes de hojas de S. rebaudiana mostró una fuerte autofluorescencia (canal azul, 440 nm) en tricomas glandulares y cortos, lo que indica la presencia de GEs, compuestos fenólicos y flavonoides. No se evidenció un efecto sobre las clorofilas, carotenoides y actividad fotosintética. El aumento en los niveles de transcripción de los genes KO, KAH, UGT74G1 y UGT76G1 estuvo relacionado con la concentración de SG en plantas de S. rebaudiana inoculadas con E. hormaechei H2A3 y E. hormaechei H5A2. Estos resultados representan una estrategia biotecnológica para el uso de E. hormaechei H2A3 y E. hormaechei H5A2 como estimuladoras de la concentración de metabolitos secundarios en S. rebaudiana. ABSTRACT: Stevia rebaudiana (Bertoni) Bertoni is a plant of economic interest in the food and pharmaceutical industry for its steviol glycosides (SG), compounds 300 times sweeter than sucrose. In addition, they contain phenolic compounds and flavonoids with antioxidant activity. Endophytic bacteria promote growth and development and modulate the metabolism of the host plant. In this study, the role of endophytic bacteria on growth was evaluated; synthesis of SGs, concentration of phenolic compounds and flavonoids; and the density of trichomes and photosynthesis. The 12 bacteria tested did not increase growth of S. rebaudiana plants; however, the SG content increased with the inoculation of Enterobacter hormaechei H2A3 and E. hormaechei H5A2 bacteria. The SG concentration in the leaves was paralleled by an increase in the density of short and large glandular trichomes. Image analysis of S. rebaudiana leaves showed strong autofluorescence (blue channel, 440 nm) in glandular and short trichomes, indicating the presence of SGs, phenolic compounds, and flavonoids. There was no evidence of an effect on chlorophylls, carotenoids and photosynthetic activity. The increase in the transcription levels of the KO, KAH, UGT74G1 and UGT76G1 genes was related to the concentration of SGs in S. rebaudiana plants inoculated with E. hormaechei H2A3 and E. hormaechei H5A2. These results represent a biotechnological strategy for the use of E. hormaechei H2A3 and E. hormaechei H5A2 as stimulators of the concentration of secondary metabolites in S. rebaudiana.