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Streptomyces spp. Biofilmed Solid Inoculant Improves Microbial Survival and Plant-Growth Efficiency of Triticum aestivum

  • K. G. Domínguez-González
  • J. J. Robledo-Medrano
  • J. J. Valdez-Alarcón
  • O. Hernández-Cristobal
  • H. E. Martínez-Flores
  • J. F. Cerna-Cortés
  • M. G. Garnica-Romo
  • R. Cortés-Martínez
2022 - Applied Sciences
Palavras-chave: Actinobacteria, inoculante biofilme, bactérias promotoras do crescimento da planta, perlita
Termos de indexação: Rizosfera, inoculante, biofertilizante, recolonização, ensaios em vasos, sobrevivência microbiana
 

Resumo

As espécies de Streptomyces têm sido utilizadas com sucesso em diversos processos biotecnológicos; no entanto, pouco se sabe sobre a formação do biofilme actinobacterial e seu uso como biofilme inoculante. O presente estudo avaliou e comparou a capacidade de algumas estirpes actinobacteriais promotoras do crescimento de plantas formarem biofilmes em um transportador para melhorar a sobrevivência microbiana e colonizar a rizosfera e as raízes de Triticum aestivum, resultando em interações positivas e benefícios à planta. Quarenta e um isolados de actinobactérias da rizosfera de fazendas orgânicas de Persea americana foram testados no crescimento das plantas e na capacidade de formação de biofilme, mostrando seu potencial uso como biofertilizantes na agricultura. Três cepas de Streptomyces foram selecionadas e testadas para a formação de biofilme e características promotoras do crescimento de plantas (BPCP). Biofilmes foram induzidos no transportador de perlita e utilizados para inocular sete tratamentos com T. aestivum em ensaios em vasos, resultando em aumento >200% do peso da raiz e aumento >400% na biomassa total. A colonização endofítica foi alcançada em todos os tratamentos. A sobrevida microbiana variou entre 108 e 109 UFC/g após 12 semanas de tratamento, indicando permanência das actinobactérias no transportador. A formação de consórcio bem-sucedida foi observada para tratamentos com estirpes mistas, sugerindo recolonização de plantas a longo prazo.

 

Abstract

Streptomyces species have been successfully used in diverse biotechnological processes; however, little is known about actinobacterial biofilm formation and its use as a biofilmed inoculant. The present study assessed and compared the ability of some plant growth-promoting actinobacterial strains to form biofilms on a carrier to improve microbial survival and colonize the rhizosphere and roots of Triticum aestivum, resulting in positive interactions and benefits to the plant. Forty-one actinobacterial isolates from Persea americana organic rhizosphere farms were tested on plant growth and biofilm-forming capacities, showing their potential use as bio-fertilizers in agriculture. Three Streptomyces strains were selected and tested for biofilm formation and plant growth-promoting (PGP) features. Biofilms were induced on the perlite carrier and used to inoculate seven treatments with T. aestivum in pot essays, resulting in a >200% increase in root weight and a >400% increase in total biomass. Endophytic colonization was achieved in all the treatments. Microbial survival ranged between 108 and 109 CFU/g after 12 weeks of treatment, indicating actinobacterial permanence on the carrier. Successful consortia formation was observed for mixed-strain treatments, suggesting long-term plant recolonization.
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