INTRODUCCIÓN

Los ecosistemas terrestres dependen, en buena medida de la actividad microbiana del suelo. Los microorganismos benéficos intervienen en diversas funciones benéficas para las plantas con las que se asocian. Alrededor del 80% de las plantas terrestres conocidas forman la simbiosis micorrízica arbuscular (Dickson, 2004). El vocablo micorriza que significa literalmente “raíz fungosa”, describe la relación simbiótica con los sistemas radiculares (Bucher, 2006). Los hongos endomicorrízicos o arbusculares penetran, sin matar, a las células de la raíz estableciendo una membrana para el intercambio de nutrientes.

Los HMA detentan un gran potencial como bioprotectores y biofertilizantes (Deepika et al, 2008). Existen numerosos reportes en

donde se mencionan los beneficios que esta simbiosis aporta a la planta hospedera, dentro de los cuales destacan: a) El HMA tiene prolongaciones conocidas como hifas que penetran al interior de las raíces del huésped. Lo anterior conforma una interface entre el suelo y la planta que favorece la absorción de nutrientes desde la solución del suelo, hasta el interior de las raíces (Sekhara et al, 2007; Toljander et al, 2007; Toussaint et al, 2007; Jurkiewics et al, 2010). El HMA absorbe P, N, K, Zn, Cu, S, Fe, Mg, Ca y Mn para cederlos posteriormente a la raíz de la planta hospedera (Sundar et al, 2009).

b) Los hongos micorrízicos incrementan el área de contacto de la raíz con el suelo, asegurando la continuidad entre la superficie

Identificación y propagación de hongos micorrízicos arbusculares en Valle de Bravo, Edo. de Méx.

RESUMEN

En los ecosistemas actuales las plantas han evolucionado junto con los hongos micorrízicos arbusculares (HMA) durante millones de años. La micorriza arbuscular es una simbiosis mutualista en la cual las plantas proporcionan hidratos de carbono a los hongos y estos a su vez los nutrientes minerales disponibles para la planta como el fosforo y el nitrógeno. En México la diversidad de HMA ha sido poco estudiada, la mayoría son inventarios de riqueza de especies en ecosistemas o agroecosistemas. El objetivo de este trabajo fue aislar, identificar y propagar los hongos micorrízicos arbusculares presentes en la rizósfera de diferentes plantas en el rancho Valle la Paz, ubicado en el Municipio de Valle de Bravo. Los géneros que predominan son Scutellospora, Acaulospora, Gigaspora y Entrophospora.

absorbente radicular y la solución del suelo. De esta manera se optimiza la interacción del suelo con las raíces (Jurkiewics et al, 2009; Sundar et al, 2009).

c) Ante un escenario de estrés hídrico, la micorriza es capaz de tomar los líquidos aún bajo este estado de carencia, en contraste con la incapacidad que se manifestaría por la planta sin esta simbiosis. Es así que la simbiosis micorrízica tiene el potencial para disminuir los efectos nocivos de la sequía y la salinidad (Giri et al, 2005; Giri et al, 2007)

d) Cuando la planta sufre una lesión en los foliolos dejando comprometido el sistema fotosintético y por tanto los fotosintatos, las vesículas cumplen una función de almacén cubriendo la carencia de sustancias nutritivas (Jurkiewics et al, 2010; Deepika et al, 2008).

e) La colonización de hongos micorrízicos induce un cambio en el microambiente de las raíces, de tal forma que se modifica el nicho ecológico de los patógenos que pueden atacar a la planta hospedera. Además, la colonización favorece la lignificación de las raíces incrementando su resistencia, así como la activación de mecanismos de defensa del huésped (Pozo y Azcón, 2008).

f) Se reporta la tolerancia a contaminantes a través de la simbiosis micorrízica, disminuyendo la captación de metaloides y la translocación de los mismos al huésped (Kapoor et al, 2007).

g) Existen diversos reportes que mencionan un efecto positivo en el incremento de metabolitos secundarios en las plantas. Mismo que representa un alto potencial para la implementación de esta simbiosis en la producción de plantas medicinales (Kapoor et al, 2007; Guerra, 2008).

OBJETIVO

Identificar, evaluar y propagar hongos micorrizízicos arbusculares a partir de la recolección suelo rizosférico de las plantas medicinales en Valle la Paz, Estado de México, con miras a implementar un desarrollo biotecnológico que impacte significativamente en la calidad y producción de las plantas medicinales.

METODOLOGIA

Identificación taxonómica

Se tomaron 21 muestras de suelo de las distintas parcelas productivas, que consistió en la recolección de 200g de suelo próximo a las raíces de la planta con una profundidad de 20cm.

Se pesan 100 g de suelo y se agregan a 1 litro de agua; se mezcla hasta formar una suspensión y se hace pasar por los tamices de acuerdo con el método de tamizado húmedo y decantación (Gerdemann y Nicolson, 1963).

Posteriormente, las esporas se lavaron con abundante agua para evitar su plasmólisis (ruptura). La suspensión obtenida se colocó en una caja de Petri manteniéndose húmeda para impedir su desecación y mejorar la observación microscópica.

La identificación de los distintos géneros se basó en la caracterización morfológica de las esporas, considerando que algunas de estas estructuras que son determinantes en su clasificación. Para dicho fin se realizó el siguiente procedimiento descrito por González-Chávez en 1993. Las esporas del suelo sin aparente daño mecánico, fueron examinadas al microscopio y mediante agujas de disección fueron aisladas y seleccionadas por tamaño, ornamentación, hifa sustentora y

contenido citoplasmático. Una vez clasificadas las esporas, se fijaron en preparaciones permanentes. Se colocaron de 20 a 25 esporas intactas en un portaobjetos y se montan con polivinil-alcohol-ácido láctico (PVLG).

Una vez terminadas las preparaciones fueron observadas al microscopio de campo claro, para realizar mediciones de las esporas. Para corroborar los hallazgos taxonómicos, se empleó el método de reacciones químicas de la pared celular de las esporas, a través del reactivo de Melzer`s. Finalmente, la identificación se basó en las claves de Schenck y Pérez (1990), así como en los especímenes incluidos en la página web del INVAM (2008). A partir de las preparaciones, se tomaron fotografías en campo claro o Nomarski con el microscopio óptico (Olympus, Modelo BX5) para observar las estructuras.

Evaluación del porcentaje de colonización de raíces.

Dentro de las 21 muestras de suelo que se realizaron en Valle la Paz, se recolectaron raíces secundarias a fin de determinar el porcentaje de colonización. Este es un indicador del grado de virulencia de las esporas nativas, así como su afinidad con las plantas medicinales.

Las raíces son procesadas conforme a la técnica de Phillips y Hayman, (1970) mediante el clareo con KOH al 10 %, acidificación con HCl al 10% y tinción de raíces con una solución colorante de Azul de tripano al 0.05 %. Posteriormente eliminar el colorante y dejar las raíces en una solución de lactoglicerol. Una vez teñidas, se procederá a cortar las raíces en segmentos y se montarán en laminillas utilizando lactoglicerol como

liquido de montaje Se observarán las raíces al microscopio óptico a 40X de aumento y se registrará por separado la frecuencia

de las estructuras fúngicas micorrízicas en las células corticales (arbúsculos, vesículas o hifas) y segmentos de raíces no colonizadas.

Considerando que solo el 80% de las plantas forma simbiosis con los HMA, es muy importante determinar cuál de las plantas medicinales en Valle la Paz, establece esta relación simbiótica con el hongo. Es entonces que el porcentaje de colonización ayuda a determinar las plantas que son susceptibles de ser estudiadas bajo la influencia de los HMA.

Propagación

Una vez identificadas las especies, se estableció un sistema de propagación a través del método estandarizado con plantas trampa.

Las muestras de suelo rizosférico se utilizan para establecer cultivos trampa con el fin de propagar los HMA. Los cultivos trampa utilizando Zea Maiz como hospedante, se realizaron al colocar una capa de aproximadamente 150 g del suelo rizosférico sobre arena estéril contenida en macetas con capacidad de 1 kg. Esta capa se cubrió con arena estéril y posteriormente, se procedió a la siembra de semillas de maíz. Las macetas fueron irrigadas cada 15 días con 150 mL de lixiviados. La propagación de los HMA se realizó durante tres meses, en condiciones de invernadero cuya temperatura promedio mínima y máxima fue de 16 y 32 ° C, respectivamente.

Transcurridos los tres meses se retiró el maíz de las macetas, colectando raíces secundarias y una muestra del sustrato a fin de

determinar la esporulación y el porcentaje de colonización en las raíces.

Una vez extraído el maíz, se procedió a la siembra de trébol en las macetas,

considerando que esta especie, tiene una germinación acelerada y que cubre una gran superficie del subsuelo con raíces tiernas.

DISCUSIÓN

Con los últimos estudios se están develando patrones de interacción complejos entre las comunidades de HMA y de plantas, por lo que es necesario realizar más muestreos en zonas estratégicas y desarrollar metodologías más sensibles para la detección de todas las especies de HMA. Se ha observado que los patrones poblacionales y la diversidad de los HMA son fuertemente afectados por varios factores como: las propiedades del suelo, las condiciones ambientales, la planta hospedera y las prácticas agrícolas, en el caso de los cultivos (Lugo y Cabello, 2002). Aun cuando la diversidad de los HMA tiene un papel importante, la abundancia de cada especie que conforma a un consorcio puede ser determinante en la promoción del crecimiento vegetal (Lovelock et al. 2003). Sin embargo, no se descarta la posibilidad de que las especies identificadas de HMA en los consorcios puedan estar subestimadas debido a la dificultad de caracterizar aquellas especies de HMA no esporulantes (Douds & Millner 1999).

CONCLUSIONES

Se identificaron cuatro grupos taxonómicos de hongos micorrízicos arbusculares obtenidos de la rizósfera de plantas (Scutellospora, Acaulospora, Gigaspora y Entrophospora).

Este trabajo resalta la necesidad de estudiar la diversidad autóctona de HMA para usarlos como inoculantes en la producción comercial de plantas.

Las esporas muestreadas en suelo presentan altos índices de latencia, así como baja viabilidad y parasitismo que dificultan su propagación.

En las plantas muestreadas en las parcelas de Valle la Paz, se observa una simbiosis mayor al 60%.

Escudo

b

Hifa

c

Hifa

d

Pared de la espora

Escudo

e

a

Hifa Escudo

RESULTADOS

Ide ntificación morf ológ ica de es poras nativas pre se nte s e n la parce la A 5

Figur a I: a) Espora de Scutellospora cerradensis, b) Amplificación del escudo de germinación; c) Espora de Scutellospora sp; d) Amplificación de la hifa y de la pared de la espora; e) Espora rota de Scutellospora sp; f) Ampliación del escudo de germinación

e d f

i h g

b c

Ide ntificación morf ológ ica de e sporas nativ as pre se nte s en la Mil pa

Figu ra II : a) Acaulospora laevis (objetivo10x); b) Acaulospora laevis (objetivo 40x); c) Scutellospora sp (objetivo 10x); d) Scutellospora pellucida (objetivo10x); e) Scutellospora pellucida (objetivo 40x); f) Gigaspora sp (objetivo 10x); g) Entrophospora infrecuens (objetivo 10x); h) Entrophospora infrecuens (objetivo 40x); i) Acaulospora sp (objetivo 10x).

a

f e

c d

b a

Ide ntificación morf ológ ica de es poras nativas pre se nte s e n la milpa (rizós fe ra de fri jol )

Figu ra I II : a) Scutellospora sp (objetivo 20x); b) Scutellospora aff. calospora (objetivo 10x); c) Entrophospora infrecuens (objetivo 10x); d) Entrophospora infrecuens (objetivo 40x); e) Scutellospora sp (objetivo 10x); f) Scutellospora sp (objetivo 40x).

a b

c d

Ide ntificación morf ológ ica de es poras nativas pre se nte s e n la tabl a J4

 

Figu ra IV: a) Acaulospora sp (PVLG); b) Acaulospora sp (PVLG+MELZER); c) Acaulospora sp (PVLG); d) Acaulospora sp (PVLG+MELZER)

 

a b

c

Ide ntificación morf ológ ica de es poras nativas pre se nte s e n la tabl a J4

 

Figu ra V: a) Acaulospora sp (PVLG); b) Acaulospora sp (PVLG+MELZER); c) Acaulospora sp (PVLG); d) Acaulospora sp (PVLG+MELZER).

a b

c d

Ide ntificación morf ológ ica de es poras nativas pre se nte s e n la tabl a J4

 

Figu ra VI: a) Scutellospora aff. cerradensis Acaulospora sp (PVLG); b) Acaulospora sp (PVLG + MELZER); c) Gigaspora sp (10X); d) Gigaspora sp

a

b

Ide ntificación morf ológ ica de es poras nativas pr es en tes e n l a tabla J 4

 

Figu ra VII : a) Gigaspora sp (10X); b) Gigaspora sp (40X)

 

BIBILIOGRAFÍA

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Dickson, S. (2004) The Arum-Paris continuum of mycorrhizal symbioses. New Phytologist. 163: 187-200.

Douds DDJR & P Millner (1999) Biodiversity of arbuscular mycorrhizal fungi in agroecosystems. Agriculture Ecosystems and Environment 74: 77-93.

Lovelock CE, K Andersen & JB Morton (2003) Arbuscular mycorrhizal communities in tropical forests are affected by host tree species and environment. Oecologia 135: 268-279.

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