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Antagonic and plant growth-promoting effects of bacteria isolated from mine tailings at El Fraile, Mexico

2020; Elsevier BV; Volume: 52; Issue: 3 Linguagem: Inglês

10.1016/j.ram.2019.08.003

1851-7617

Angelina Herrera-Quiterio, Erubiel Toledo-Hernández, José Luis Aguirre‐Noyola, Yanet Romero‐Ramírez, J L A Ramos, Francisco Alberto, Jeiry Toribio-Jiménez,

Microbial Community Ecology and Physiology

Mine tailings contain high concentrations of heavy metals such as As, Pb, Cu, Mn, and Fe, which are detrimental to the health of humans and the environment. In tailings at the El Fraile mine in Guerrero, Mexico, some plant species are apparently tolerant of heavy metals and can be found growing in the tailings. These plants could be associating with heavy metal-tolerant bacteria that promote plant growth and improve biomass production, and these bacteria could be a useful alternative for bacteria-assisted phytoremediation. The objective of this study was to isolate bacteria detected in the mine tailings at El Fraile-Taxco, focusing on those in the soil from the rhizosphere, the inner tissue of the root, leachate, and water, which have the potential to promote plant growth. The ability of the isolated bacteria to promote plant growth was evaluated in vitro. Of the 151 morphotypes isolated, 51% fix nitrogen, 12% dissolve phosphates, and 12%, 39.7%, and 48.3% produce indole acetic acid, gibberellins, and siderophores, respectively. In addition, 66.7% were observed to produce lytic enzymes, such as proteases, celluloses, lipases, esterases, and amylases, which exhibited activity against Fusarium, Aspergillus, and Colletotrichum. The use of 16S rRNA analysis led to the identification of the bacterial genera Chryseobacterium, Bacillus, Pseudomonas, Mycobacterium, Staphylococcus, Curtobacterium, Enterobacter, Agrobacterium, Ochrobactrum, Serratia, Stenotrophomonas, and Acinetobacter. The bacteria isolated from the rhizosphere exhibited the greatest ability to fix nitrogen and produced indole acetic acid, gibberellins, siderophore, and lytic enzymes. In addition, the isolates collected from the soil samples demonstrated ability to solubilize phosphate. Los jales mineros contienen una alta concentración de metales pesados como As, Pb, Cu, Mn y Fe. Estas altas concentraciones de metales son perjudiciales para la salud humana y el medio ambiente. En los jales mineros de El Fraile, México, es posible detectar especies de plantas tolerantes a los metales pesados; estas plantas podrían estar asociadas con bacterias capaces de promover su crecimiento, además de poseer actividad antagonista contra hongos. El objetivo de este estudio fue aislar de diferentes microambientes (suelo rizosférico, tejido de raíz, lixiviado y agua) del área del jale El Fraile bacterias con potencial de promover el crecimiento vegetal y actividad antagonista contra hongos fitopatógenos. Estudios in vitro demostraron que el 51% de los morfotipos aislados (151 en total) fijan nitrógeno y el 12% disuelven fosfatos. Asimismo, el 12, 39,7 y 48,3% producen ácido indolacético, giberelinas y sideróforos, respectivamente. Por otro lado, se observó que el 66,7% producía enzimas líticas como proteasas, celulasas, lipasas, esterasas y amilasas, además de exhibir actividad antagonista contra Fusarium, Aspergillus y Colletotrichum. Mediante análisis del gen 16S ARNr, se identificó a estas bacterias como pertenecientes a los géneros Chryseobacterium, Bacillus, Pseudomonas, Mycobacterium, Staphylococcus, Curtobacterium, Enterobacter, Agrobacterium, Ochrobactrum, Serratia, Stenotrophomonas y Acinetobacter. Las bacterias de la rizosfera exhibieron la mayor capacidad para fijar nitrógeno y produjeron ácido indolacético, giberelinas, sideróforos y enzimas líticas. Además, se detectó que las cepas aisladas de suelo rizosférico eran las que tenían la capacidad de solubilizar fosfatos.