Hongos endófitos de raíces de ceratozamia mirandae con potencial de biofertilizantes

Abstract

Las enfermedades en cultivos agrícolas causadas por hongos fitopatógenos provocan pérdidas económicas, el principal método de control es el uso de fungicidas impactando de manera negativa en la salud humana y medio ambiente. Una alternativa de biocontrol es el uso de microorganismos endófitos de las plantas que sintetizan sustancias biológicamente activas con diferentes propiedades. El objetivo de este trabajo fue caracterizar hongos endófitos de raíces de Ceratozamia mirandae con potencial de biofertilizantes. Los hongos fueron identificados molecularmente, caracterizados bioquímicamente y evaluados en cuanto a su efectividad biológica de micoparasitismo y/o antagonismo contra Colletotrichum karstii, Neopestalotiopsis sp. y Fusarium oxysporum (FoC), promoción de crecimiento en Arabidopsis thaliana y S. lycopersicum e inducción de protección sistémica contra Botrytis cinerea. Se identificaron 14 cepas de hongos endófitos pertenecientes a seis géneros; Fusarium, Pestalotiopsis, Trichoderma, Umbelopsis, Nectria y Podospora. De las cuales Fusarium proliferatum (JS311) y F. oxysporum (JS239) presentaron antagonismo contra los patógenos evaluados C. karstii, Neopestalotiopsis sp. y FoC. Ocho cepas produjeron ácido indol-3-acético (AIA) y promovieron el crecimiento de A. thaliana y jitomate, de las cuales F. oxysporum (JS439) y F. solani (JS240, JS256 y JS4101) produjeron sideróforos y fijaron nitrógeno. Todos los hongos endófitos indujeron resistencia sistémica contra B. cinerea en jitomate, no obstante, Nectria sp. (JS285) indujo la mayor resistencia sistémica con un valor de severidad más bajo (2.89 %), siendo estadísticamente igual al tratamiento control (agua; T1) con 0.07%. Los hongos endófitos de C. mirandae del género Fusarium son microorganismos promisorios biofertilizantes como promotores de crecimiento vegetal y biocontroladores de patógenos, este es el primer reporte en México de cepas no patogénicas del género Fusarium, es por ello que la exploración y el aislamiento de endófitos de plantas silvestres de áreas naturales protegidas y conservadas son un reservorio importante de cepas nativas. Diseases in agricultural crops caused by phytopathogenic fungi cause economic losses, the main control method is the use of fungicides, negatively impacting human health and environment. An alternative biocontrol is the use of endophytic microorganisms of plants that synthesize biologically active substances with different properties. The aim of this study was to characterize endophytic fungi of Ceratozamia mirandae roots with biofertilizer potential. The fungi were molecularly identified, biochemically characterized and evaluated for their biological effectiveness of mycoparasitism and/or antagonism against Colletotrichum karstii, Neopestalotiopsis sp. and Fusarium oxysporum (FoC), growth promotion in Arabidopsis thaliana and Solanum lycopersicum, and induction of systemic protection against Botrytis cinerea. Fourteen strains of endophytic fungi belonging to six genera were identified; Fusarium, Pestalotiopsis, Trichoderma, Umbelopsis, Nectria and Podospora. Of which Fusarium proliferatum (JS311) and F. oxysporum (JS239) presented antagonism against the evaluated pathogens C. karstii, Neopestalotiopsis sp. and FoC. Eight strains produced indole-3-acetic acid (IAA) and promoted the growth of A. thaliana and tomato, of which F. oxysporum (JS439) and F. solani (JS240, JS256 and JS4101) produced siderophores and fixed nitrogen. All endophytic fungi induced systemic resistance against B. cinerea in tomato, however, Nectria sp. (JS285) induced the highest systemic resistance with a lower severity value (2.89%), being statistically equal to the control treatment (water) with 0.07%. Endophytic fungi of C. mirandae of the genus Fusarium are promising microorganisms as biofertilizers, plant growth promoters and pathogen biocontrolers. This is the first report in Mexico of non-pathogenic strains of the genus Fusarium. For this reason, the exploration and isolation of endophytes from wild plants in protected and conserved natural areas are an important reservoir of native strains.