Estudio comparativo de la diversidad rizobacteriana en las plantas de arroz (oryza sativa l.) orientada al desarrollo biotecnológico de inoculantes
- Autores: Jorge A. Garcia Cristobal
- Directores de la Tesis: Francisco Javier Gutiérrez Mañero (dir. tes.), Jose Antonio Lucas García (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad CEU San Pablo ( España ) en 2012
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Ildefonso Bonilla Mangas (presid.), Beatriz Ramos Solano (secret.), Eulogio J. Bedmar (voc.), Rafael Rivilla Palma (voc.), Dulce Nombre Rodríguez Navarro (voc.)
- Materias:
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- Resumen
El arroz (Oryza sativa L.) es un constituyente básico de la alimentación humana, su producción de arroz a nivel mundial, en 2009, fue de 685 millones de T. Dentro de las enfermedades que afectan a los arrozales, la más temible es sin duda la producida por el hongo Pyricularia oryzae que inhibe el crecimiento de los tejidos y los desorganiza. Otro de los problemas es la salinización de las aguas de riego, responsable de una reducción de la producción y por lo tanto en una perdida económica considerable. Otro problema muy acusado es el Akiochi (generada por ambientes de anoxia) , que conlleva un desarrollo raquítico de las raíces, una menor absorción de nutrientes y por tanto un desarrollo incompleto y una incapacidad para fructificar. La solución tradicional para evitar estas pérdidas económicas, es la utilización de agroquímicos cuyo coste económico y ambiental es muy elevado.
Una solución alternativa para combatir tanto los problemas de salinidad como la infección por P. oryzae, es la utilización de medidas biotecnológicas como es el uso de biofertlizantes a base de bacterias de vida libre denominadas PGPR (Kloepper et al., 1989) que mejoran el estado de salud de la planta y aumentan la producción.
La investigación con bacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPR) integra la aproximación a la producción vegetal con fines alimentarios y la utilización de dichas cepas para inducir la resistencia en plantas sometidas a estrés tanto biótico como abiótico, por ello nos planteamos utilizar un consorcio bacteriano formado por cepas PGPR con actividad contrastada, incluyendo una cepa procedente de rizosfera de arroz de una zona con alta salinización, y evaluar la protección frente a estrés salino del consorcio bacteriano y de las cepas de forma individual. En base a la eficiencia fotosintética, a los parámetros biométricos medidos, al estado de salud de la planta y a la medida de los patrones de las actividades enzimáticas relacionadas con el estrés oxidativo Otro de los objetivos de la tesis es el desarrollo de estudios de la diversidad microbiana y metabólica de la rizosfera de plantas de arroz en las zonas de producción de Sevilla (marismas de Guadalquivir) y Badajoz con el fin de comprobar la distribución de las poblaciones en función del estrés al que está sometido la planta y con el objetivo de obtener nuevas cepas capaces de proteger a las plantas de los efectos adversos de estrés tanto bióticos como abióticos.
En posteriores estudios de protección frente al patógeno Xanthomonas campestris pv. Oryzae se utilizaran las cepas que hayan dado resultados positivos en protección frente a salinidad, llevándose a cabo las medidas de los mismos parámetros medidos anteriormente.
También se llevaron a cabo el estudio de mutantes obtenidos mediante el Transposón Tn5 con las cepas que muestren mayor protección, con el objeto de localizar e identificar que genes están implicados en dicha protección.
Los objetivos concretos que se plantean en esta tesis se definen a continuación: Objetivo 1. Estudiar la diversidad microbiana de la rizosfera de plantas de arroz en zonas de producción de las Marismas del Guadalquivir y Badajoz. Relacionar los cambios estructurales y funcionales de las comunidades microbianas rizosféricas con las principales situaciones de estrés responsables de la pérdida de rendimiento en el cultivo de arroz en España: ataque por el hongo patógeno Pyricularia oryzae, salinidad en los suelos y aguas de riego y acumulación de sulfuros en el suelo debido a la anaerobiosis conocida como Akiochi.
Objetivo 2.Desarrollar las fases iniciales de un proceso de screening bacteriano en rizosfera de arroz, orientado al aislamiento, identificación y aplicación de cepas bacterianas rizosféricas procedentes de la zona de cultivo de Badajoz.
Objetivo 3. Definir el efecto y los mecanismos de acción de consorcios bacterianos, formados por bacterias con capacidades PGPR, y de dichas cepas de forma independiente, para desarrollar inóculos fortificantes de los sistemas defensivos de plantas de arroz sometidas a estrés biótico (infección por Xanthomonas campestris pv. Oyzae) y abiótico (incremento de salinidad en el agua de riego).
Se llevaron a cabo trabajos de estudios de biodiversidad con técnicas microbiológicas para la construcción de genotecas estructurales.
Se realizaron estudios en el ámbito de la inducción de resistencia sistémica en condiciones de invernadero y en laboratorio en condiciones controladas para evaluar los efectos de protección frente patógenos.
Los métodos empleados en esta Memoria se pueden concretar como sigue: Método 1. Estudio de la inducción de resistencia sistémica.
Método 2.Determinación de actividades enzimáticas relacionada Método 3. Generación de mutantes mediante el transposón Tn5.
Método 4. Construcción de genotecas estructurales de 16S de suelos e Método 5 Estudio de la diversidad metabólica del suelo mediante placas Biolog ®.
