Estudio de la biodiversidad bacteriana asociada a nódulos de lotus corniculatus y análisis de los procesos de infección, nodulación y producción vegetal inducidos por cepas del género mesorhizobium

Resumen

El aumento de las enfermedades respiratorias y de alergias, el incremento de las infecciones parasitarias o la toxicidad directa por NO2, son solo algunos de los efectos más importantes que sobre la salud humana genera el abuso indebido de fertilizantes químicos nitrogenados. En los ecosistemas también es palpable su efecto con una disminución considerable de la biodiversidad asociada a los sistemas terrestres y acuáticos entre otros graves problemas. Frente a las indudables desventajas ambientales y de salud pública que presentan los fertilizantes químicos, podemos contraponer los beneficios de los biofertilizantes, sustancias que contienen microorganismos vivos que ayudan, entre otros aspectos, a la expansión del sistema radicular y a una mejor germinación de la semilla. A partir de la leguminosa forrajera Lotus corniculatus se seleccionaron una serie de nódulos efectivos, que fueron esterilizados en superficie. A partir del interior de los mismos se aislaron 90 cepas diferentes que recibieron la nomenclatura CSLC seguida de un número de ordenación y de una N. Del total de los 90 aislados, 38 cepas se identificaron dentro de diferentes especies del género Mesorhizobium. Algunas de estas cepas se identificaron como Mesorhizobium jarvisii, endosimbionte natural de Lotus corniculatus. Las 52 cepas endofíticas restantes, se identificaron en 25 especies englobadas en 15 géneros diferentes. En el Capítulo I pudimos observar la elevada diversidad filogenética asociada a nódulos de Lotus corniculatus, y que se desconocía hasta la fecha. En el Capítulo II estudiamos la potencial capacidad de las 90 cepas aisladas para promover el crecimiento vegetativo. De tal manera que se realizaron diferentes pruebas de caracterización fenotípica como la capacidad para producir sideróforos, solubilizar fosfato y producir ácido indól acético (AIA). Pero también se determinó la capacidad de los 90 aislados para producir celulosa, formar biofilms y poseer actividad enzimática. Con el conjunto de los resultados obtenidos, pudimos observar que muchas de las cepas aisladas tienen un elevado potencial PGPR, buenas candidatas a ser inoculantes de Lotus corniculatus. En el Capítulo III observamos el potencial biotecnológico asociado a las cepas identificadas dentro del género Mesorhizobium. En concreto se estudio la capacidad de nuestros aislados para producir biopolímeros de elevado interés industrial como la celulosa bacteriana y los ácidos polihidroxialcanoatos (PHAs). Los resultados nos demostraron el enorme potencial que nuestras cepas presentan para ser estudiadas en mayor profundidad. A continuación, en el Capítulo IV se llevó a cabo el estudio de la capacidad de las 38 cepas identificadas dentro del género Mesorhizobium para volver a nodular su planta hospedador Lotus corniculatus, comprobando la efectividad de las mismas en tal proceso y constatado que existen diversidad de especies capaces de nodular dicha leguminosa y que se desconocía hasta la fecha. Además también se comprobó la capacidad de nodulación del género Mesorhizobium en coinoculación con bacterias no rizobianas identificadas dentro de diferentes géneros bacterianos, aislados en el presente estudio. En el Capítulo V se llevó a cabo el análisis de los procesos de colonización e infección de dos especies del género Mesorhizobium en raíces de Lotus corniculatus. Finalmente, en el Capítulo VI se evaluó el efecto de inoculantes bacterianos previamente seleccionados en los capítulos previos, en la producción vegetal de Lotus corniculatus. De tal manera que pudimos observar que las bacterias aisladas en el presente estudio tienen un elevado potencial en la promoción del crecimiento vegetativo. Por tanto, teniendo en cuenta los resultados obtenidos en los diferentes capítulos, podemos decir que hemos alcanzado el objetivo principal propuesto al inicio de nuestro trabajo, la búsqueda de un futuro biofertilizante para Lotus corniculatus.