“Respuestas ecofisiológicas de Echinocactus platyacanthus en interacción con un consorcio microbiano ante estrés hídrico”

Abstract

"Respuestas ecofisiológicas de Echinocactus platyacanthus en interacción con un consorcio microbiano ante estrés hídrico” Echinocactus platyacanthus es una cactácea en riesgo debido a su lento crecimiento, a la extracción ilegal y a la degradación de su hábitat. La sequía es una amenaza significativa para las etapas tempranas de los individuos de esta especie y es un fenómeno cada vez más acentuado debido al cambio climático. Existen baterías benéficas que en interacción con la planta pueden generar interacciones benéficas como la mejora en la absorción de nutrientes, producción de fitohormonas, mejora de la tolerancia al estrés hídrico, protección contra patógenos, entre otras., por lo tanto, se busca determinar si la inoculación con cepas bacterianas previamente aisladas de la raíz y de las semillas de esta especie puede aumentar la capacidad de germinación de las semillas y supervivencia de las plántulas en condiciones de déficit hídrico. El objetivo general del estudio fue evaluar cómo la interacción entre un consorcio de bacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPR, por sus siglas en inglés) y E. platyacanthus puede conferir mayor tolerancia a la escasez de agua en las primeras etapas del desarrollo. En este proyecto se ensambló un consorcio con cepas bacterianas con rasgos promotores del crecimiento vegetal capaces de producir exopolisacáridos (EPS), los cuales pueden contribuir a retener la humedad en el suelo, beneficiando a las plantas durante los periodos de escasez de agua y permitiéndoles sobrevivir en condiciones adversas. Se determinó la capacidad de producción de EPS por parte de las cepas bacterianas bajo escasez de agua, se probó el efecto de la inoculación específica del consorcio en la germinación de semillas bajo niveles diferentes de estrés hídrico y se analizaron los efectos de la inoculación en diversos parámetros fisiológicos de las plántulas sometidas a supresión de riego. Sin embargo; los resultados de la inoculación con el consorcio de PGPR no mostraron un efecto benéfico significativo durante la germinación de las semillas, por lo cual se resalta la importancia de considerar qué otros factores influyen durante esta etapa y la necesidad de investigaciones adicionales para comprender esta dinámica. Por otra parte, se observaron efectos positivos durante el crecimiento temprano de las plántulas de E. platyacanthus inoculadas con el consorcio de PGPR bajo condiciones de estrés hídrico, demostrados por mejoras en parámetros ecofisiológicos como el contenido relativo de agua, suculencia, longitud del tallo y el contenido de carotenoides. Estos resultados sugieren que las PGPR pueden contribuir al aumento de la tolerancia a la escasez de agua, así como promover el crecimiento y la supervivencia de las plántulas en condiciones adversas. Aunque se reconoce la necesidad de una comprensión más profunda de los mecanismos subyacentes, estos hallazgos abren perspectivas prometedoras para el uso de PGPR en la mejora de la tolerancia a la escasez de agua en especies de plantas silvestres en alguna categoría de riesgo, lo que podría llevar a aplicaciones prácticas más efectivas en la conservación de la flora en ambientes áridos."

"Echinocactus platyacanthus is an at-risk cactus species due to its slow growth, illegal harvesting, and habitat degradation. Drought is a significant threat to the early stages of individuals of this species and is an increasingly pronounced phenomenon due to climate change. There are beneficial bacteria that, in interaction with the plant, can generate positive effects such as improved nutrient absorption, production of phytohormones, enhanced drought tolerance, and protection against pathogens, among others. Therefore, this study aims to determine whether inoculation with bacterial strains previously isolated from the roots and seeds of this species can increase seed germination capacity and seedling survival under water deficit conditions. The general objective of the study was to evaluate how the interaction between a consortium of plant growthpromoting bacteria (PGPR) and E. platyacanthus could confer greater tolerance to water scarcity during the early developmental stages. In this project, a consortium was assembled with bacterial strains exhibiting plant growth-promoting traits capable of producing exopolysaccharides (EPS), which can help retain moisture in the soil, benefiting plants during water shortages and enabling them to survive under adverse conditions. The ability of the bacterial strains to produce EPS under water scarcity was determined, the effect of specific consortium inoculation on seed germination under varying levels of water stress was tested, and the effects of inoculation on various physiological parameters of seedlings subjected to water suppression were analyzed. It was demonstrated that the bacterial strains forming the consortium are capable of producing EPS under water scarcity. However, the results of the inoculation with the PGPR consortium under the experimental conditions did not show a significant beneficial effect during seed germination, highlighting the importance of considering other factors influencing this stage and the need for further research to understand this dynamic. On the other hand, positive effects were observed during the early growth of E. platyacanthus seedlings inoculated with the PGPR consortium under water stress conditions, as evidenced by improvements in eco-physiological parameters such as relative water content, succulence, stem length, and carotenoid content. These results suggest that PGPR can contribute to increased drought tolerance, as well as promote growth and survival of seedlings under adverse conditions. Although a deeper understanding of the underlying mechanisms is needed, these findings open promising perspectives for the use of PGPR in improving drought tolerance in wild plant species at risk, which could lead to more effective practical applications in the conservation of flora in arid environments."