ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN
Tolerancia a diferentes tenores de NaCl Rhizobium aisladas de leguminosas pratenses
R. López, L.M. González y D. García
Instituto de Investigaciones Agropecuarias "Jorge Dimitrov". Bayamo, Granma, Cuba
RESUMEN
Se estudió el efecto de diferentes niveles de NaCl (0, 37, 74 y 148 meq/L) sobre el tiempo de generación, el número de generaciones y el crecimiento de los rizobios, medido por densidad óptica en nueve cepas comerciales de Rhizobium. Mediante el análisis de varianza y la prueba de rangos múltiples de Duncan se observaron diferencias significativas en la respuesta de las cepas a dicho estrés, por lo que se procedió a su agrupamiento mediante un análisis de conglomerado sobre la base de la distancia euclidiana. Los resultados permitieron constatar la formación de tres grupos diferentes; el primer grupo, compuesto por las cepas 1030, 1031, 4033, 1032 y Rhizobium meliloti, resultó el de mayor grado de tolerancia, al presentar los mayores valores de densidad óptica y número de generaciones, así como el menor tiempo de generación.
Palabras clave: Tolerancia a la sal, Rhizobium, leguminosas.
ABSTRACT
An experiment was conducted to determine the effect of different levels of NaCl (0, 37, 74, 148 meq/L) over generation time, generation number and Rhizobium growing rate measured through optic density in nine commercial strains of Rhizobium. Significative differences in strains responses to saline stress were detected through a variance analysis and a multiple Duncan range test. The grouping was carried out through a Cluster analysis based on Euclidian distance. The results brought evidence of the formation of three different groups and the first group composed by the strains 1030, 1031, 4033, 1032 and Rhizobium meliloti resulted to have the high tolerance level due to its major optic density index and generation number thus the shortest generation time.
Additional index words: Salt tolerance, Rhizobium, legumes.
INTRODUCCIÓN
La literatura internacional informa que además de las afectaciones que provoca la salinidad en el crecimiento y desarrollo de las plantas, se producen alteraciones importantes en la simbiosis Rhizobium-leguminosa (Craig, Atkins y Bell, 1991; Chien, Maundu, Cavaness, Dandurand y Orser, 1992; Elsheikh y Wood, 1995), lo cual afecta su eficiencia y repercute en la fijación de nitrógeno. Al respecto diversos investigadores sostienen que la habilidad de estas plantas para adaptarse a los ambientes salinos depende de la nodulación y de la fijación de nitrógeno (Keckt, Waganet, Campbell y Knighton, 1984; Zahran, 1991) y señalan la importancia de contar con cepas de Rhizobium tolerantes a la salinidad, capaces de colonizar e infectar los pelos radicales de las plantas bajo estas condiciones.
Chien et al. (1992) señalaron una alta sensibilidad a las sales en cepas de Rhizobium aisladas de diferentes leguminosas; mientras que Craig et al. (1991) informaron una marcada variación en la tolerancia a la salinidad en diferentes cepas de Rhizobium y Bradyrhizobium. En Cuba, a pesar de que se han desarrollado investigaciones sobre el efecto de la salinidad en algunas leguminosas (Blanco, Muñíz y Abreu, 1991; Ramírez, González, López y Catasús, 1995; González y Ramírez, 1996), no se conocen estudios sobre el comportamiento de cepas de Rhizobium bajo estas condiciones.
El presente trabajo tuvo como objetivo evaluar la tolerancia a la salinidad en un grupo de cepas comerciales de Rhizobium, con vistas a seleccionar las de mejor comportamiento para su posterior evaluación en condiciones de campo en asociación con algunas leguminosas de interés para la provincia Granma.
MATERIALES Y MÉTODOS
Se utilizaron nueve cepas de Rhizobium (tabla 1), las cuales se sembraron en el medio de cultivo LMA con cuatro niveles de NaCl (C-0; S1-37; S2-74 y S3-148 meq/L), se colocaron en zaranda y se inocularon con una población conocida de Rhizobium (B); a las 96 horas (t) se determinó el número de bacterias (b), con cuyos datos se calculó el número de generaciones (Ng) y el tiempo de generación (Tg) mediante las ecuaciones propuestas por Pelczar y Reid (1966):
Ng = 3,3 logb/B
Tg = t/Ng
Se determinó la densidad óptica (DO) a una longitud de onda de 420 nm. Los datos se procesaron mediante un análisis de varianza simple y las medias se compararon mediante la prueba de rango múltiple de Duncan (1955), así como se realizó un análisis de conglomerado jerárquico sobre la base de la distancia euclidiana (Sneath y Sokal, 1973) para agrupar las cepas de acuerdo con su nivel de tolerancia a la salinidad. Este análisis se realizó con las evaluaciones del nivel más alto de NaCl.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
La presencia de NaCl en el medio de cultivo inhibió significativamente el crecimiento, la multiplicación y el desarrollo de las bacterias. A medida que aumentaron los niveles de salinidad disminuyó la densidad óptica y el número de generaciones, y se incrementó el tiempo de generación en todas las cepas evaluadas (tabla 2). Las afectaciones en el tratamiento S3 variaron entre 1 y 34 % para Ng y de 15-50 % para DO; mientras que Tg aumentó entre 5 y 34 %.
Estos resultados se corresponden con los obtenidos por otros autores en diferentes cepas de Rhizobium y Bradyrhizobium (Zahran, 1991; Zhang, Herper, Karsisto y Lindstrom, 1991; Saxena y Rewari, 1992), quienes señalaron que tal comportamiento pudo ser debido a un incremento del contenido de Na+ en las células bacterianas, el cual actúa sobre los grupos sulfídricos de las proteínas activas, provocando desórdenes metabólicos a nivel de las enzimas deshidrasas, hidrolasas, amilasas y proteasas, o al efecto osmótico que se crea en el medio de cultivo.
Las cepas de Rhizobium quedaron agrupadas en tres grupos fundamentales (fig. 1). El primer grupo, formado por cinco cepas, en el nivel más alto de salinidad mostró los mayores valores de Ng y DO y los más bajos de Tg (tabla 3), por lo que resultaron las de mayor grado de tolerancia. Dentro de este grupo quedó incluida una cepa de Rhizobium meliloti, lo que aporta mayor confiabilidad al agrupamiento, pues de acuerdo con Zhang et al. (1991) las cepas de esta especie se caracterizan por tolerar concentraciones de sales (tanto en el medio de cultivo como en el suelo) superiores a las empleadas en este trabajo (hasta 500 meq/L de NaCl). Por otra parte, esta y las restantes cepas que conformaron el grupo son de rápido crecimiento, las cuales, de acuerdo con lo señalado por Zahran (1991), Chien et al. (1992) y Fujihara y Yoneyama (1993), utilizan más rápido los nutrientes necesarios para su crecimiento y multiplicación, incrementando el contenido de K+, ácido glutámico y expolisacáridos, lo que les permite realizar ajustes osmóticos bajo condiciones de estrés como un mecanismo de su tolerancia a la salinidad.
En el segundo grupo se reunieron tres cepas con valores intermedios en los indicadores evaluados, por lo que clasifican como medianamente tolerantes; mientras que el tercer grupo, constituido por la cepa 8001 con los menores valores de Ng y DO y el mayor valor de Tg, clasificó como susceptible. Esta cepa pertenece a la especie B. japonicum y su susceptibilidad coincide con lo informado por Fujihara y Yoneyama (1993), quienes señalaron que las cepas pertenecientes a este género son altamente sensibles a la salinidad y que su crecimiento se inhibe con 150 meq/L de NaCl.
La citada clasificación evidenció la existencia de variabilidad en la respuesta de las cepas de Rhizobium a la salinidad, en correspondencia con lo señalado por Craig et al. (1991). Por otra parte, en trabajos posteriores de mejoramiento genético para lograr la tolerancia de estos microorganismos a la salinidad, pudieran utilizarse los individuos del primer grupo, con lo cual se lograría la eficiencia en el proceso de selección y el ahorro de recursos materiales y humanos. Al respecto Zahran (1991) señaló que la selección efectiva de cepas de Rhizobium tolerantes a la salinidad a partir de la variabilidad natural existente, parece ser más práctica y económica que la obtención de cepas de Rhizobium tolerantes a la salinidad por métodos de ingeniería genética.
Las investigaciones sobre el comportamiento de las cepas seleccionadas en este estudio en asociación con las mejores leguminosas, continúan en condiciones de campo con el propósito de valorar su efectividad en la fijación de nitrógeno bajo condiciones de estrés.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Recibido el 30 de octubre de 1997
Aceptado el 7 de julio de 1998
