Estudio de los cambios fisiológicos en fresa (Fragaria x ananassa Cv. Aromas) durante la interacción con Bacillus sp. M4-96 y su relación con la infección por Botrytis cinerea

Abstract

Strawberry plants belong to the Rosaceae family and produces one of the most popular fruits all over the world. The strawberry crop has significant annual losses due to the necrotrophic fungus Botrytis cinerea; therefore, the use of bioinoculants represents an effective and sustainable strategy to promote growth, development and plant immunity. In this work the effect of Bacillus sp. M4-96 on the growth and development of strawberry plants (Fragaria x Ananassa Duch. Cv. Aromas) and the activation of the physical and chemical defense mechanisms of the plant against the fungus B. cinerea was studied. The study of plant-rhizobacteria interaction was performed in three ways, prior and during physical contact (PPC, DPC respectively) and through the emission of volatile compounds (VOCs). Results indicated that Bacillus sp. M4-96 promotes the growth and development of strawberry plants in two of the tested interaction systems, prior to physical contact and through the emission of volatile compounds. During physical contact it was observed that the bacteria induced guttation in the leaves, which took an amber-reddish coloration. A chemical analysis of the composition of these leaves and the droplets from the guttation indicated the presence of a phenolic compound with antimicrobial activity, 2, 4-di-tert-butyl-phenol, when the compound was tested against B cinerea showed a fungistatic effect at concentration of 100μg / mL. In addition, Bacillus sp. M4-96 stimulated the physical defense of the plant by increasing the number of glandular and non-glandular trichomes as the time of the interaction progressed. Likewise, the deposition of callose was differentially according to the type of interaction.

Las plantas de fresa pertenecen a la familia Rosaceae y de ellas se cosecha una de las frutas más populares en todo el mundo. El cultivo de la fresa tiene pérdidas anuales significativas a causa del hongo necrótrofo Botrytis cinerea por lo que el uso de bioinoculantes representa una estrategia eficaz y sustentable para promover el crecimiento, desarrollo y la inmunidad vegetal. En este trabajo se estudió el efecto de Bacillus sp. M4-96 sobre el crecimiento y desarrollo de plantas de fresa (Fragaria x ananassa Duch. Cv. Aromas) y la activación de los mecanismos de defensa físicos y químicos de la planta contra el hongo B. cinerea. El estudio de la interacción planta-rizobacteria se realizó de tres formas, previo y durante el contacto físico (PCF, DCF respectivamente) y mediante la emisión de compuestos volátiles (COVs). Los resultados indicaron que Bacillus sp. M4-96 promueve el crecimiento y desarrollo de plantas de fresa en dos de los sistemas de interacción probados, previo al contacto físico y mediante la emisión de compuestos volátiles. Durante el contacto físico se observó que la bacteria indujo al fenómeno de la gutación en las hojas, las cuales tomaron una coloración ámbar-rojizo. Un análisis químico de la composición de estas hojas y de las gotas provenientes del fenómeno de la gutación, indicó la presencia de un compuesto fenólico con actividad antimicrobiana, el 2,4-di-tert-butil-fenol, que al ser probado contra B. cinerea mostró un efecto fungistático a una concentración de 100μg/mL. Adicionalmente, la bacteria estimuló la defensa física de la planta al incrementarse el número de tricomas glandulares y no glandulares conforme avanzaba el tiempo de la interacción. De igual forma, se incrementó la deposición de calosa de manera diferencial en función del tipo de interacción.