Análisis de la producción de especies reactivas de oxígeno y de los sistemas antioxidantes en raíces de trigo inoculadas con Azospirillum brasilense Sp245

Abstract

The genus Azospirillum belongs to the plant growth-promoting rhizobacteria, which improves the growth of several economic important plants, such as wheat. Rhizobacteria induce changes in metabolic processes of the plant leading to changes in the architecture of the radical system. One of the first processes which is affected during plant-microorganism interaction is the reactive oxygen species production. These molecules are involved in several biological processes as growth, development, signaling and defense. Therefore, levels are maintained strictly by antioxidants systems. In this work, the production of superoxide anion was analyzed during wheat-Azospirillum interaction, as well as some antioxidative enzyme activities like superoxide dismutase and peroxidase. We found that Azospirillum reduces the length of wheat root; increase the formation of lateral roots and root hairs. The concentration of superoxide anion in the root meristem decreases during the interaction, probably due to the high activity of the superoxide dismutases and peroxidases present in this region. Treatment with indol acetic acid mimics the effects induced by Azospirillum. Moreover, plants treated with lanthanum chloride (an inhibitor of calcium channels) decrease lateral roots production, suggesting that calcium is involved in its formation induced by Azospirillum. Based on our results, we conclude that Azospirillum modify the superoxide anion concentration in the root meristem through the increase of the antioxidative enzymes activity.

El género Azospirillum pertenece al grupo de las rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal, que mejoran el crecimiento de varias plantas de importancia económica, tal como el trigo. Las rizobacterias inducen cambios en los procesos metabólicos de la planta que conducen a cambios en la arquitectura del sistema radical. Uno de los primeros procesos que es afectado durante la interacción planta-microorganismo, es la producción de especies reactivas de oxígeno. Estas moléculas están involucradas en varios procesos biológicos como el crecimiento, desarrollo, señalización y defensa. Por lo tanto, los niveles son estrictamente mantenidos por sistemas antioxidantes. En este trabajo, la producción de anión superóxido fue analizada durante la interacción trigo-Azospirillum, así como algunas actividades enzimáticas antioxidantes como la superóxido dismutasa y peroxidasa. Encontramos que Azospirillum reduce la longitud de la raíz de trigo; incrementa la formación de raíces laterales y pelos radicales. La concentración de anión superóxido en el meristemo de la raíz disminuye durante la interacción, probablemente debido a la alta actividad de las superóxido dismutasas y peroxidasas presentes en esta región. El tratamiento con ácido indol acético mimetiza los efectos inducidos por Azospirillum. Por otro lado, las plantas tratadas con cloruro de lantano (un inhibidor de canales de calcio) disminuyen la producción raíces laterales, sugiriendo que el calcio es involucrado en su formación inducido por Azospirillum. En base a nuestros resultados, concluimos que Azospirillum modifica la concentración de anión superóxido en el meristemo de la raíz a través del incremento de la actividad de enzimas antioxidantes.