Caracterización genética de bacterias endofíticas de arroz (Oryza sativa L.) con actividad antimicrobiana contra Burkholderia glumae

Abstract

El objetivo del presente estudio fue aislar y seleccionar bacterias endofíticas de arroz capaces de inhibir al fitopatógeno Burkholderia glumae THT, así como caracterizarlas por su genética y bioquímica. También se buscó caracterizar la diversidad genética y los factores de virulencia presentes en cepas de B. glumae y de Burkholderia gladioli, otro patógeno de arroz, aisladas de campo. Se colectaron plantas de arroz en 4 departamentos del norte de Perú, y tras la desinfección de tejidos se aislaron bacterias endofíticas por cultivo en agar soya tripticasa (30 °C; 48 h) y en medio selectivo (pH 4,5; 41 °C; 72 h). Se evaluó la actividad antimicrobiana frente a B. glumae THT, la producción de sideróforos y la resistencia a la toxoflavina, toxina producida por este agente. La identificación molecular se realizó mediante BOX-PCR y secuenciación del gen 16S ARNr. Además, se determinó la producción de enzimas extracelulares y se efectuaron ensayos de motilidad y sensibilidad/resistencia a bactericidas. Se aislaron 189 bacterias endofíticas, de las cuales solo 9 presentaron actividad antimicrobiana contra B. glumae THT, sobresaliendo Burkholderia vietnamiensis TUR04-01, B. vietnamiensis TUR04-03 y Bacillus aryabhattai AMH12-02. Estas cepas produjeron sideróforos y al menos el 55,5% fueron resistentes a la toxoflavina. Por otro lado, 17 de las cepas de B. glumae y B. gladioli aisladas se agruparon en 9 perfiles BOX-PCR, 16 de ellas presentaron similitud con B. glumae LMG2196T (100%) y una con B. gladioli NBRC13700T (99,86%). Hubo elevada diversidad de acuerdo al origen geográfico y se encontraron factores de virulencia. En conclusión, se hallaron cepas del género Bacillus y Burkholderia que podrían ser agentes de biocontrol contra B. glumae.

The aim of the present study was to isolate, select and characterize endophytic bacteria in rice inhibiting Burkholderia glumae THT as well as to characterize the genetic diversity and virulence factors in strains of B. glumae and Burkholderia gladioli of rice. Rice plants were collected in 4 departments from the northern region of Peru, isolating endophytic bacteria, after tissue sterilization, at 30 ◦C (48 h) in Trypticase Soy Agar (TSA), evaluating the antimicrobial activity against B. glumae THT, production of siderophores, resistance of toxoflavine and partial sequencing of the 16S rRNA gene. Furthermore, B. glumae and B. gladioli were isolated in selective medium (pH 4.5) at 41 ◦C/72 h. Molecular identification was performed using BOX-PCR and sequencing of the 16S rRNA gene, in addition to the production of extracellular enzymes, motility tests and sensitivity/resistance to bactericides. One hundred and eighty nine (189) endophytic bacteria were isolated, and only 9 strains showed antimicrobial activity against B. glumae THT, highlighting Burkholderia vietnamiensis TUR04-01, B. vietnamiensis TUR04-03 and Bacillus aryabhattai AMH12-02. The strains produced siderophores and at least 55.5% were resistant to toxoflavin. Additionally, 17 strains were grouped into 9 BOX-PCR profiles, where 16 had similarity with B. glumae LMG2196T (100%) and 1 with B. gladioli NBRC 13700T (99.86%). High diversity was found according to geographical origin and virulence factors. In conclusion, strains of the genus Bacillus and Burkholderia are potential biocontrol agents against B. glumae.