Evaluación de la actividad antagónica de bacterias presentes en cultivo de fresa contra cepas silvestres de Fusarium spp

Abstract

La fresa es una planta con una alta producción en todo el mundo, sin embargo, es muy susceptible al ataque de enfermedades, como la podredumbre de raíz por Fusarium spp., que ha obligado a la utilización de grandes cantidades de agroquímicos para su control. Esto ha generado que en la actualidad existe una creciente demanda de reemplazar la utilización de agroquímicos por productos más amigables con el medio ambiente, como el control biológico con bacterias, debido a que permite conservar los recursos naturales y no contamina el entorno. El objetivo de la presente investigación fue evaluar la actividad antagónica de bacterias presentes en cultivo de fresa contra cepas silvestre de Fusarium spp. del municipio de Silvia, Cauca. Para ello inicialmente se obtuvieron cepas silvestres de Fusarium spp. de suelo y raíz de cultivos de fresa. Durante el aislamiento de Fusarium spp. se hizo una descripción macroscópica, microscópica, conservación en glicerol y en tubos con agar inclinado, y una caracterización molecular. Posteriormente se procedió a aislar bacterias de suelo y raíz de cultivos de fresa, y se hizo una descripción macroscópica, microscópica, conservación en glicerol y se hizo una prueba de antagonismo por cultivo dual entre las bacterias aisladas y las cepas de Fusarium spp. Seguido a esto, se eligieron las bacterias con mejor porcentaje de inhibición del crecimiento radial (PICR) y se evaluó su antagonismo contra Fusarium spp. por cultivo dual con variación de temperatura (10 y 20 °C) y pH (4,0, 5,0 y 6,0), además de su capacidad antagónica por compuestos volátiles y no volátiles. Como resultado de la purificación de hongos, se logró aislar 36 hongos, coincidiendo 2 cepas (Fusarium spp. SH3 y SH26) con las características propias de Fusarium spp. y en el análisis de la base de datos GenBank de las dos secuencias, se encontró que pertenecían al género Fusarium incarnatum y Fusarium equiseti, con una certeza de identidad del 99,24 y 99,81%, respectivamente. De igual forma, en la purificación de bacterias, se aislaron 98 morfologías, teniendo el mejor PICR contra F. incarnatum y F. equiseti, los aislados SB68 (68,9%) y SB14 (68,5%), respectivamente. Se evidencio que a medida que disminuye la temperatura se afecta la capacidad antagónica de las bacterias, encontrando que en ambos casos los PICR más bajos fueron a 10 °C, así mismo, el aislado SB14 presentó una mejor tolerancia al cambio de temperatura que el SB68 con lo que respecta a antagonismo. El antagonismo con modificación del pH mostró un mayor PICR en el aislado SB14 (44,8 a 59,1%) en comparación a SB68 (9,3 a 38,4%), presentando una mejor tolerancia. En cuanto a la producción de compuestos volátiles, la morfología SB14 se encontró la mayor inhibición contra F. incarnatum con un 8,0%, mientras que el aislado SB68 presentó un antagonismo máximo del 1,3% contra F. equiseti. El antagonismo por compuestos no volátiles tuvo en la mayoría de casos la mayor inhibición con el caldo con 24 h de inoculación, presentando el mejor PICR el aislado SB14 a las 24 h con un 20,6% contra F. incarnatum y un 52,5% contra F. equiseti, mientras que SB68 contra F. incarnatum y F. equiseti obtuvo un 9,0 y 3,7%, respectivamente. En el análisis de la base de datos GenBank de las dos secuencias de bacterias, indicó con un 91,18% certeza que la identidad de la cepa SB14 corresponde al género Bacillus siamensis y el aislado SB68 se identificó como Bacillus velezensis, con un porcentaje de identidad del 90,16%.

Strawberry is a plant with a high production worldwide, however, it is very susceptible to disease attack, such as root rot by Fusarium spp. which has forced the use of large amounts of agrochemicals for its control. As a result, there is currently a growing demand to replace the use of agrochemicals with more environmentally friendly products, such as biological control with bacteria, because it conserves natural resources and does not pollute the environment. The objective of this research was to evaluate the antagonistic activity of bacteria present in strawberry crops against wild strains of Fusarium spp. from the municipality of Silvia, Cauca. Were initially obtained from the soil and roots of strawberry crops. During the isolation of Fusarium spp. a macroscopic and microscopic description, preservation in glycerol and in tubes with slant agar, and molecular characterization were carried out. Subsequently, bacteria were isolated from soil and roots of strawberry crops, and a macroscopic and microscopic description, conservation in glycerol, and an antagonism test by dual culture between the isolated bacteria and the strains of Fusarium spp. was performed. After this, the bacteria with the best percentage of radial growth inhibition (PICR) were selected and their antagonism against Fusarium spp. was evaluated by dual culture with temperature variation (10 and 20 °C) and pH (4.0, 5.0 and 6.0), in addition to their antagonistic capacity for volatile and non-volatile compounds. As a result of the purification of fungi, 36 fungi were isolated, two strains (Fusarium spp. SH3 and SH26) coinciding with the characteristics of Fusarium spp. and in the analysis of the GenBank database of the two sequences, it was found that they belonged to the genus Fusarium incarnatum and Fusarium equiseti, with a certainty of identity of 99.24 and 99.81%, respectively. Similarly, in the purification of bacteria, 98 morphologies were isolated, with the best PICR against F. incarnatum and F. equiseti, isolates SB68 (68.9%) and SB14 (68.5%), respectively. It was evidenced that as the temperature decreases, the antagonistic capacity of the bacteria is affected, finding that in both cases the lowest PICR were at 10 °C, likewise, isolate SB14 presented better tolerance to temperature change than SB68 with respect to antagonism. Antagonism with pH modification showed a higher PICR in isolate SB14 (44.8 to 59.1%) compared to SB68 (9.3 to 38.4%), showing better tolerance. Regarding the production of volatile compounds, the SB14 morphology showed the highest inhibition against F. incarnatum with 8.0%, while the SB68 isolate showed a maximum antagonism of 1.3% against F. equiseti.The antagonism by non-volatile compounds had in most cases the highest inhibition with the broth with 24 h of inoculation, presenting the best PICR the isolate SB14 at 24 h with 20.6% against F. incarnatum and 52.5% against F. equiseti, while SB68 against F. incarnatum and F. equiseti obtained 9.0 and 3.7%, respectively. Analysis of the GenBank database of the two bacterial sequences indicated with 91.18% certainty that the identity of strain SB14 corresponds to the genus Bacillus siamensis and isolate SB68 was identified as Bacillus velezensis, with an identity percentage of 90.16%.