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Revista mexicana de ciencias agrícolas

versión impresa ISSN 2007-0934

Rev. Mex. Cienc. Agríc vol.13 no.1 Texcoco ene./feb. 2022  Epub 02-Mayo-2022

https://doi.org/10.29312/remexca.v13i1.2664 

Artículos

Bacillus spp. en el crecimiento y rendimiento de Capsicum chinense Jacq.

Miguel Ángel Mejía-Bautista1  § 

Jairo Cristóbal-Alejo1 

Juan Ramiro Pacheco-Aguilar2 

Arturo Reyes-Ramírez1 

1Tecnológico Nacional de México. Avenida Tecnológico s/n, Conkal, Yucatán, México. CP. 97345. Tel. 999 9124135. (arturo.rr@conkal.tecnm.mx; jairoca54@hotmail.com).

2Facultad de Química-Universidad Autónoma de Querétaro. Cerro de las campanas s/n, Colonia las Campanas, Querétaro, México. CP. 76010. Tel. 442 1921200, ext. 5531. (juanramiro29@yahoo.com.mx).


Resumen

Las rizobacterias promotoras de crecimiento vegetal, son una alternativa para mejorar la producción y rendimiento de los cultivos hortícolas como es el caso del chile habanero en Yucatán. Se evaluaron once cepas del género Bacillus, caracterizadas por sus propiedades relacionadas con la promoción del crecimiento vegetal, encontrando la producción de ácido indol acético de 0.046 a 5.45 µg ml-1, índices de solubilización de fosfato de 2.1 a 2.76 mm y de 13.01 a 55.82 mg L-1 de fósforo soluble y actividad ACC desaminasa. De las cuales, se seleccionaron cuatro cepas con las mejores características por sus propiedades con la promoción de crecimiento vegetal, usando como modelo el cultivo de chile habanero, en el cual se obtuvo que la cepa de Bacillus subtilis CBMT51 promovió el crecimiento de plántulas chile habanero mejorando en el número de hojas, área foliar y biomasa de las plántulas en 37.1, 30 y 34.6%, respectivamente. En ensayos de invernadero con la misma cepa se observó incremento en el número de frutos y el rendimiento del cultivo en 79.5 y 58.8%, respectivamente, en relación con el testigo. Siendo B. subtilis CBMT2, la cepa que mejoró algunas variables de crecimiento como altura final (56%), número de brotes (92%) y biomasa seca total (86%) respecto al testigo. En conclusión, los resultados del presente trabajo muestran el potencial de la cepa de B. subtilis CBMT51 para ser empleado como biofertilizante en la producción de chile habanero.

Palabras clave Bacillus subtilis; ácido indol acético; actividad ACC desaminasa; solubilización de fosfatos

Abstract

Plant growth-promoting rhizobacteria are an alternative to improve the production and yield of horticultural crops such as habanero pepper in Yucatan. Eleven strains of the genus Bacillus, characterized by their properties related to the promotion of plant growth, were evaluated, finding the production of indole acetic acid from 0.046 to 5.45 μg ml-1, phosphate solubilization indices from 2.1 to 2.76 mm and from 13.01 to 55.82 mg L-1 of soluble phosphorus and ACC deaminase activity. Of which four strains with the best characteristics were selected for their properties with the promotion of plant growth, using as a model the habanero pepper, in which it was obtained that the strain of Bacillus subtilis CBMT51 promoted the growth of habanero pepper seedlings, improving in the number of leaves, leaf area and biomass of the seedlings by 37.1, 30% and 34.6%, respectively. In greenhouse tests with the same strain, an increase in the number of fruits and crop yield of 79.5% and 58.8%, respectively, was observed, in relation to the control. With B. subtilis CBMT2 being the strain that improved some growth variables such as final height (56%), number of shoots (92%) and total dry biomass (86%) with respect to the control. In conclusion, the results of this work show the potential of the strain of B. subtilis CBMT51 to be used as a biofertilizer in the production of habanero pepper.

Keywords Bacillus subtilis; ACC deaminase activity; indole acetic acid; phosphate solubilization

Introducción

El chile habanero (Capsicum chinense Jacq.) ocupa un lugar muy importante en la dieta de la población Yucateca, por sus características organolépticas se ha convertido en un símbolo de pungencia para el resto de los cultivares, por su alto contenido de capsaicinoides, propiedad del fruto que ha propiciado la siembra de más superficies, buscando tecnologías más eficientes para el desarrollo de este cultivo (Pérez-Gutiérrez et al., 2008). La fertilización es una de las prácticas de gran importancia para la obtención de plántulas de calidad, asegurando con ello, buen crecimiento, desarrollo y el rendimiento del cultivo de chile habanero, es por ello que optimizar la cantidad de fertilizante es una medida utilizada para evitar el deterioro de los suelos y disminuir el impacto de la fertilización en el ambiente (Noh-Medina et al., 2010).

Dentro de la fertilidad de los suelos, los microorganismos juegan un rol importante, no solo por el reciclaje de nutrientes, sino también por las asociaciones benéficas con las plantas que mejoran la disponibilidad de nutrientes (Jacoby et al., 2017). En los ecosistemas agrícolas, el género Bacilllus es uno de los más estudiados, por su capacidad para producir toxinas contra insectos, antibióticos y antifúngicos contra bacterias y hongos (Villareal-Delgado et al., 2018) y por promover el crecimiento de las plantas al optimizar el uso de fertilizantes, lo cual lo hace una alternativa viable para hacer eficiente el uso de estos recursos minerales (Souchie et al., 2006).

Entre las actividades bioquímicas y metabólicas que emplean las cepas de Bacillus spp. para promover el crecimiento vegetal, se encuentra la fijación de nitrógeno atmosférico (Yousuf et al., 2017) la producción de auxinas, que inducen el desarrollo radical (Garay-Arroyo et al., 2014), la solubilización de fosfatos (Corrales et al., 2014) la producción de sideróforos que favorecen la asimilación de hierro por las plantas (Aguado-Santacruz et al., 2012) y la enzima ACC desaminasa que degrada al precursor del etileno, para disminuir el estrés biótico y abiótico (Esquivel-Cote et al., 2013).

Las bacterias promotoras de crecimiento vegetal, por sus diversos mecanismos de acción, pueden ayudar en la nutrición vegetal, mejorando características fisiológicas en el cultivo e incrementando el rendimiento de estos, reduciendo con ello, el impacto por el uso excesivo de fertilizantes. Por lo que, además de promover el crecimiento de las plantas, pueden reducir hasta 50% la dosis recomendada de fertilización química (Hernández-Leal et al., 2011). En este estudio se determinaron las propiedades de Bacillus spp. Para solubilizar fosfato de calcio, producir ácido indolacético, sideróforos y actividad ACC desaminasa, asociados en la promoción crecimiento y rendimiento de C. chinense Jacq.

Materiales y métodos

Microorganismos utilizados

Se utilizaron once aislados de Bacillus spp., de la colección del Laboratorio de Microbiología del Tecnológico Nacional de México-Instituto Tecnológico de Conkal. Las bacterias se activaron en agar nutritivo (AN) por cuatro a cinco días a 28 ºC hasta su autólisis y fueron conservadas a 4 °C hasta su uso. Las pruebas realizadas fueron la actividad de la ACC desaminasa, producción de ácido indolacético (AIA), producción de sideróforos y solubilización de fosfato de calcio.

Actividad del 1-aminociclopropano 1-carboxilato de desaminasa (ACC desaminasa)

La actividad cualitativa de la ACC desaminasa de las 11 bacterias, se realizó mediante el uso del medio mínimo Dworkin y Foster (DF) con sulfato de amonio (NH4)2SO4 (Penrose y Glick, 2003). Primeramente, se inocularon las cepas por estría en el medio DF, utilizando como fuente de nitrógeno el (NH4)2SO4 y después de 48 h de crecimiento, se transfirieron a placas conteniendo medio DF con 1-aminociclopropano 1-carboxilato (ACC) (Sigma-Aldrich®) como fuente de nitrógeno, en ausencia del sulfato de amonio. Después, las cajas Petri fueron incubadas durante 3 días a 30 °C. Las bacterias que mostraron crecimiento fueron consideradas con actividad ACC desaminasa.

Producción de ácido indol acético (AIA)

Para determinar la producción microbiana de AIA, matraces que contenían 50 ml de caldo nutritivo suplementado con 1 g L-1 de L-triptófano, fueron inoculados con cada una de las cepas a una densidad de 1x108 UFC ml-1, posteriormente, fueron llevados a un agitador orbital para ser incubados durante 72 h a 180 rpm y 30 °C. Al término, se recuperó el sobrenadante por centrifugación a 3 000 por gravedad (xg) por 15 min. A 1 ml de sobrenadante se le adicionó 1 ml de reactivo de Salkowski. La mezcla se dejó reposar a temperatura ambiente durante 30 min y se determinó la concentración de AIA en un espectrofotómetro (Genesys 10UV) a 535 nm. Para determinar la concentración, se empleó una curva estándar de 5 a 40 µg ml-1 de AIA (Sigma) (Badía et al., 2011; Almoneafy et al., 2012).

Producción de sideróforos

Para la producción de sideróforos, las cepas fueron crecidas previamente en 7 ml de medio de cultivo que contenía sales mínimas (SM), se dejaron durante 16 h en agitación a 120 rpm a 30 °C y transcurrido el tiempo, se tomaron 70 µl del cultivo bacteriano que fueron transferidos nuevamente al medio SM, dejando en agitación durante 24-30 h en las mismas condiciones de agitación y temperatura. Posteriormente, el sobrenadante se recuperó por centrifugación a 8 000 por gravedad (xg) durante 10 min, se tomó 1 ml de éste mezclando con 1 ml cromo azurol-S (CAS), el cambio en la coloración del reactivo CAS de azul a naranja, se consideró positivo para la producción de sideróforos (Alexander y Zuberer, 1991).

Solubilización de fosfato de calcio

La actividad cualitativa de la solubilización de fosfato se realizó inoculando 8 µl de una suspensión bacteriana de 1x108 UFC ml-1, en medio sólido Pikovskaya (PKV) (Pradhan y Sukla, 2005). Los aislados que formaron halos de color amarillo en el medio de cultivo que contenía azul de bromofenol como indicador, fueron considerados como positivos para la solubilización de fosfatos, cuyo índice de solubilización (IS) fue determinado por el diámetro del halo (Qureshi et al., 2012).

Mientras que la determinación cuantitativa se realizó inoculando por picadura en 25 ml de medio NBRIP con un pH inicial de 7.2, que contenía fosfato tricálcico insoluble como única fuente de fósforo (Mehta y Nautiyal, 2001), los cultivos fueron mantenidos en agitación constante a 200 rpm por cinco días a 30 °C. Al término, los cultivos fueron centrifugados 8 000 por gravedad (xg) durante 10 min para recuperar el sobrenadante, en el cual fue determinado el fósforo soluble mediante el método de azul de molibdeno (Mussa et al., 2009).

Bacillus spp., en el crecimiento de plántulas de chile habanero (C. chinense Jacq.)

El ensayo se evaluó con las cepas de B. subtilis CBRF8, CBMT51 y CBMT2 y B. cereus BL18, mismas que mostraron mejor capacidad de solubilizar fosfatos, producción de AIA, así como la actividad ACC desaminasa y la selección se realizó con base a un análisis de conglomerados. Para el ensayo, se utilizaron semillas de chile habanero variedad naranjo criollo, las cuales se desinfectaron con hipoclorito de sodio al 2%, seguido de tres lavados con agua destilada estéril, después, las semillas fueron sembradas en charolas de poliestireno con sustrato estéril comercial Cosmopeat® dándole el manejo agronómico correspondiente (Soria et al., 2002).

A los 15 días después de la germinación (DDG), se realizó una inoculación inicial a nivel del tallo con una suspensión bacteriana ajustada a 1x108 UFC ml-1. Una segunda aplicación se realizó a los 28 días después de la germinación (DDG). Posteriormente, se realizó el trasplante en vasos de unicel de 32 onzas con sustrato de suelo tipo Luvisol con bovinaza en una proporción 2:1, previamente esterilizada. A los 60 DDG se midió altura, diámetro de tallo, número de hojas, área foliar, volumen radical, longitud de la raíz, biomasa fresca y seca de la parte aérea y raíz.

Se aplicó un diseño experimental completamente al azar con cuatro tratamientos (cepas bacterianas) con 10 repeticiones y un testigo que consistió en plántulas sin inoculación bacteriana. Con los resultados obtenidos se realizó un análisis de varianza (Andeva) con una prueba de comparación de medias (Tukey, p≤ 0.05) con ayuda del paquete estadístico SAS versión 9.3 para Windows (SAS Institute, 2010). Con los resultados obtenidos se realizó un análisis de varianza (Andeva) con una prueba de comparación de medias (Tukey, p≤ 0.05) con ayuda del paquete estadístico SAS versión 9.3 para Windows (SAS Institute, 2010).

Efecto de Bacillus spp., en el rendimiento de chile habanero (C. chinense Jacq.)

Para evaluar el efecto de las cepas de Bacillus sobre la producción del chile habanero, se realizó un ensayo en un invernadero asimétrico ubicado en las instalaciones de Instituto Tecnológico de Conkal. Dentro del cual, se utilizaron plántulas de 28 DDG, con dos inoculaciones como se describió en el apartado anterior, Posteriormente se realizó el trasplante en bolsas de 10 kg, que contenían una mezcla de suelo Luvisol con bobinaza en una proporción 2:1. Una tercera inoculación se realizó después a ocho días del trasplante. La fertilización fue realizada con base a las recomendaciones regionales del cultivo (Soria et al., 2002).

Las temperaturas máximas y mínimas promedio registradas dentro del invernadero fueron de 35.4 y 24 °C, manteniéndose una humedad promedio de 73.4%. Las plantas se mantuvieron hasta los 140 días, en las cuales se evaluaron las mismas variables de crecimiento anteriormente descritas, adicionalmente, se incluyeron variables relacionadas con rendimiento del cultivo, tales como: número de frutos por planta, diámetro polar y ecuatorial del fruto y peso total de frutos por planta. Se aplicó un diseño experimental completamente al azar con cuatro tratamientos (cepas bacterianas) con ocho repeticiones y un testigo que consistió en plántulas sin inoculación bacteriana. Con los resultados obtenidos se realizó un análisis de varianza (Andeva) con una prueba de comparación de medias (Tukey, p≤ 0.05) con ayuda del paquete estadístico SAS versión 9.3 para Windows (SAS Institute, 2010).

Resultados y discusión

Actividad del 1-aminociclopropano 1-carboxilato de desaminasa (ACC desaminasa)

En el medio mínimo DF, se observó el crecimiento de 10 de las 11 cepas bacterianas, indicando que poseen la capacidad de producir la enzima ACC desaminasa, siendo Bacillus sp., CBRF4 la única que no presentó crecimiento (Cuadro 1). Cabe mencionar que fueron observadas diferencias en el crecimiento de las bacterias, los aislados CBLMA4, CBCK44, CBCC58 y CBMT2 mostraron mayor crecimiento en el medio de cultivo. Esta actividad ha sido reportada como parte de las características de microorganismos que han sido empleados en la promoción del crecimiento vegetal en pimiento (C. annuum) y tomate (Lycopersicum esculentum) (Luna Martínez et al., 2013; Hernández-Forte et al., 2015).

Cuadro 1 Propiedades bioquímicas de Bacillus spp., relacionadas con la promoción del crecimiento vegetal. 

Aislados ACC desaminasa AIA (µg ml-1) IS (mm) P (mg L-1) pH
CBLMA4 + + + + 0.05 e 2.22 cd 23.9 ±9.38 cde 5.51 ±0.04 f
CBRF11 + 0.6 bcd 2.68 ab 13.01 ±2.62 e 5.3 ±0.03 ef
CBRF4 - 2.153 b 2.76 a 16.26 ±5.9 de 5.16 ±0.03 de
CBRM9 + + + 0.518 bcd 2.43 abcd 27.1 ±2.78 cd 5.05 ±0.12 cd
CBCK44 + + + + 1.697 bcd 2.25 c 23.19 ±1.2 cde 4.99 ±0.02 bcd
CBRF5 + 2.106 b 2.52 abcd 17.06 ±7.43 de 4.96 ±0.07 bcd
CBMT51 + 1.619 bcd 2.51 abcd 55.82 ±3 a 4.9 ±0.1 abc
CBCC58 + + + + 0.235 cd 2.64 abc 27.2 ±4.25 cd 4.87 ±0.12 abc
CBMT2 + + + + 5.455 a 2.3 bcd 42.47 ±3.87 ab 4.84 ±0.04 abc
CBRF8 + + 1.823 bc 2.34 abcd 36.86 ±3.75 bc 4.81 ±0.02 ab
BL18 + + 4.37 a 2.1 d 50.02 ±0.74 ab 4.71 ±0.03 a
DMS 1.69 0.43 13.94 0.21

Medias con letras diferentes en cada columna son estadísticamente diferentes (Tukey, p≤ 0.05). += actividad o crecimiento; ++= intensidad de crecimiento; +++= menor crecimiento; ++++= mayor crecimiento; -= sin crecimiento; ACC-desaminasa= 1-aminociclopropano 1-carboxilato de desaminasa; AIA= ácido indolacético; IS= índice de solubilización; P= fósforo; DMS= diferencia mínima significativa.

Sin embargo, una de las aplicaciones más interesantes de las cepas que poseen esta propiedad, es la relacionada con la reducción del estrés ambiental donde la aplicación de cepas de Bacillus, redujo el estrés causado por la salinidad del suelo en plantas de maíz (Misra y Singh, 2020). Por otro lado, el estrés biótico causado por enfermedades también puede ser disminuido por la actividad ACC deaminasa, en donde el uso de una cepa de Paenibacillus lentimorbus B-30488 (antes Bacillus lentimorbus) reduce el estrés causado por la infección en tomate por el hongo fitopatógeno Sclerotium rolfsii (Dixit et al., 2016).

Producción de ácido indolacético (AIA) y sideróforos

Las 11 bacterias ensayadas produjeron AIA en un rango entre 0.046 a 5.45 µg ml-1. Las cepas CBMT2 y BL18 mostraron la mayor producción con 5.45 y 4.37 µg ml-1, respectivamente (Cuadro 1) Luna-Martínez et al. (2013), en su investigación con cepas de Bacillus spp., lograron la producción de AIA en concentraciones similares a los generados en este estudio, con el cual obtuvieron incrementos en el crecimiento de plántulas de pimiento (C. annuum L.) y tomate (S. lycopersicum L.), como las generadas en C. chinense Jacq. En esta evaluación. La capacidad de producir AIA depende de varios factores: de la cepa bacteriana, de los genes implicados que moderan o regulan las rutas biosintéticas y de la presencia de enzimas para convertir el AIA en sus formas conjugadas (Patten y Glick, 2002).

Las cepas de Bacillus que producen AIA, han sido reportadas con capacidad para promover el crecimiento en plántulas de soya (G. max) (Wahyudi et al., 2011), en trigo (Triticum aestivum L.) (Abbasi et al., 2011) y tomate (Solanum lycopersicum L.) (Almoneafy et al., 2012). Esta hormona modula el crecimiento celular y la diferenciación de tejidos, participa en los fenómenos fototropismo y gravitropismo y tiene una función importante durante la formación raíz y xilema (Vega-Celedón, 2016). Estudios en suelo revelan que la producción microbiana de AIA, depende de la presencia de su precursor, el triptófano (Sarwar et al., 1992). En cuanto a la producción de sideróforos, no se observaron cambios de coloración en el reactivo CAS, sugiriendo que en las condiciones evaluadas las bacterias no sintetizaron sideróforos (Alexander y Zuberer, 1991).

Solubilización de fosfato de calcio

En los ensayos in vitro, realizados en laboratorio, las 11 bacterias mostraron diferentes índices de solubilización (IS) de fosfato de calcio, la mayor actividad se observó a los siete días de crecimiento bacteriano (Wahyudi et al., 2011; Almoneafy et al., 2012). Los IS encontrados fueron de 2.1 a 2.76 mm, el mayor IS se obtuvo con la cepa CBRF4 (Cuadro 1). Qureshi et al. (2012) reportaron valores de IS entre 3.3 a 3.8, superiores a los obtenidos en este estudio. Sin embargo, los IS reportados en Bacillus spp., en este estudio concuerda con los reportados por Badía et al. (2011).

En el ensayo en medio líquido, las cepas de estudio produjeron concentraciones de 13.01 a 55.82 mg L-1 (Cuadro 1). La cepa B. subtilis CBMT51 fue la que mostró la mayor solubilización con 55.82 mg L-1, este resultado es similar al reportado para B. megaterium (MA06) con una solubilización de fósforo 56 mg L-1 (Luna-Martínez et al., 2013). Se ha demostrado que la producción de ácidos orgánicos por las bacterias disminuye el pH, el cual a la vez favorece la solubilización de fosfatos. En este estudio se encontró una disminución del pH final del medio, fluctúan entre 4.71 a 5.51 (Cuadro 1), lo que explica en parte, que la solubilización de fosfatos por las bacterias está relacionada con el descenso del pH (Mehta et al., 2010; Walpola y Yoon, 2013).

Entre los ácidos orgánicos secretados durante la actividad de solubilización, se han reportado ácido láctico, isovalérico, isobutírico y acético (Metha y Nautiyal, 2001). Esta actividad reviste de gran importancia para mejorar la adquisición de fosfatos por la planta, ya que por sus características, cuando se agrega en forma de fertilizante al suelo, el fosfato es complejado con el calcio, fierro o aluminio presente, formando especies insolubles, no disponibles para la planta (Beltrán, 2014). Prakash y Kumar (2019), reportan que la inoculación de Bacillus sp., STJP (caracterizado previamente como solubilizador de fosfatos) en Mentha arvensis, incrementó el contenido de fósforo en raíces, tallos y hojas, conduciendo también a un incremento en la biomasa, y en la cantidad del aceite esencial.

Bacillus spp., en el crecimiento de plántulas de chile habanero (C. chinense Jacq.)

Para realizar el escrutinio de las cepas con las mejores características promotoras del crecimiento vegetal, se realizó un análisis de conglomerados, seleccionando cuatro cepas: CBMT51, CBMT2, CBRF8 y BL18. Posteriormente, estas cepas fueron inoculadas en plántulas de chile habanero de 28 DDG. A los 60 DDG, y se encontró que las plantas mostraron diferencias significativas (p≤ 0.05) en la altura, número de hojas, área foliar, peso fresco y peso seco de la parte aérea, volumen radical y peso fresco de raíz. En la prueba de comparación de medias, la cepa CBMT51 mostró el mejor efecto sobre el crecimiento de las plantas (Cuadro 2), con respecto a los demás tratamientos y al testigo.

Cuadro 2 Efecto de Bacillus spp., en la promoción de crecimiento de plántulas de C. chinense Jacq. 60 días posteriores al trasplante. 

Cepas Al (cm) NH AF (cm2) VR (cm3) PFR (g) PFPA (g) PSR (g) PSPA (g)
CBRF8 20.2 b 17 b 288.4 b 3.9 bc 3.9 b 7.9 b 0.41 a 1.3 b
CBMT2 21.4 b 21 ab 329.8 ab 4.1 bc 3.9 b 9 b 0.41 a 1.4 ab
CBMT51 25.4 a 25.1 a 421.1 a 5.9 a 5.8 a 11.7 a 0.54 a 1.8 a
BL18 20.9 b 19.4 ab 321.4 b 4.8 b 4.3 b 8.5 b 0.52 a 1.3 b
Testigo 22.3 ab 18.3 b 323.8 b 3.4 c 4.3 b 8.7 b 0.41 a 1. b
DMS 3.1 4.9 91.6 3.9 1.3 1.9 0.25 0.6

Medias con letras diferentes en cada columna son estadísticamente diferentes (Tukey, p≤ 0.05). Al= altura; NH= número de hojas; AF= área foliar, VR= volumen radical; PFR= peso fresco de la raíz; PFPA= peso fresco de la parte aérea; PSR= peso seco de raíz; PSPA= peso seco de la parte aérea; DMS= diferencia mínima significativa.

Solamente, en el peso seco de raíz (0.41 a 0.54 g) no se observaron diferencias entre los tratamientos. Varios autores reportaron a Bacillus spp., como una bacteria capaz de promover el crecimiento en C. annuum (Luna Martínez et al., 2013; Amaresan et al., 2014). Ogugua et al. (2018) reportan que la biomasa de plántulas de chile, después de 35 días, se vio incrementada 32.3%, similar al reportado en este estudio (34.6%). Las giberelinas, son otras hormonas producidas también por cepas de Bacillus, las cuales han sido involucradas en la promoción de crecimiento de plántulas de chile, tal como lo reportan Gil-Jae et al. (2004), lo que muestra la versatilidad del género.

Efecto de Bacillus spp., en el rendimiento de chile habanero (C. chinense Jacq.)

En el ensayo en invernadero se observó que la cepa B. subtilis CBMT51 presentó el mejor efecto al inducir mayor número de frutos y mayor peso fresco de los mismos, incrementándose en 79.5 y 58.8%, respectivamente, en relación con el testigo (Cuadro 3). La cepa B. subtilis CBMT2 indujo mayor altura, diámetro de tallo, número de brotes, biomasa fresca y seca total (Cuadro 3). Estudios previos, reportaron bacterias capaces de promover el crecimiento vegetal en C. annuum (Luna Martínez et al., 2013; Amaresan et al., 2014). En chile habanero inoculado con especies de Azospirillum sp., se obtuvieron incrementos en la biomasa aérea y radical del cultivo (Canto-Martín et al., 2004).

Cuadro 3 Efecto de Bacillus spp., en el desarrollo y rendimiento del cultivo de C. chinense Jacq. 140 días posteriores al trasplante. 

Cepas Al (cm) DT (mm) NB NF PFF (g) DPF (mm) DEF (mm) BFT (g) BST (g)
CBRF8 82.5 bc 12.1 ab 12 b 19.5 b 89.2 b 37.2 a 23.3 a 165.2 b 43.7 ab
CBMT2 129.7 a 13.1 a 20 a 15.4 c 69.6 c 39 a 22.6 a 187.1 a 50.8 a
CBMT51 100.6 b 11.9 ab 15.4 ab 24.6 a 104.5 a 39.7 a 24 a 152.3 b 36.1 ab
BL18 77.6 c 12.2 ab 13.2 ab 18.7 b 93.8 b 40.4 a 24.3 a 159.2 b 46.6 a
Testigo 83 bc 11.3 b 10.4 b 13.7 c 65.8 c 38.9 a 22.9 a 97.6 c 27.3 b
DMS 21.6 1.8 7.1 2 8.6 5.9 2.5 42 16.5

Medias con letras diferentes en cada columna son estadísticamente diferentes (Tukey, p≤ 0.05). Al= altura; DT= diámetro de tallo; NB= número de brotes; NF= número de frutos; PFF= peso fresco de frutos; DPF= diámetro polar del fruto; DEF= diámetro ecuatorial del fruto; BFT0 biomasa fresca total; BST= biomasa seca total; DMS= diferencia mínima significativa.

Por otro lado, inoculaciones con especies de B. amyloliquefaciens, B. licheniformes y B. subtilis en C. annuum incrementaron la altura, el número de frutos y el rendimiento (Datta et al., 2011; Yu et al., 2011), cambios que se pudieron observar en este estudio con la aplicación de B. subtilis CBMT51. Peña-Yam et al. (2016), reportan que la inoculación de plántulas de chile cv Jalapeño con la cepa de Bacillus cereus ITC-BL18, incrementó el número de yemas florales, lo que pudo también haber ocurrido en el presente trabajo con B. subtilis CBMT51, lo que finalmente condujo a un mayor número de frutos.

La mejora en el crecimiento y desarrollo de las plantas cuando se inoculan con este tipo de bacterias, se asocia, principalmente con la producción de ácido indol acético y la solubilización de fosfatos (López-Bucio et al., 2009), propiedades que se demostraron con las cepas en estudio, siendo las cepas B. subtilis CBMT51, B. cereus BL18 y B. subtilis CBMT2 las que mostraron mejor efecto en las plantas de chile habanero para las variables evaluadas. El empleo de Bacillus como biofertilizante, no solo mejora el desarrollo y producción de las plantas, estudios recientes, muestran que en los frutos de chile, mejora su calidad organoléptica e incrementa el contenido de ácido ascórbico y la actividad antioxidante (Cisternas-Jamet et al., 2020).

Conclusiones

Las cepas bacterianas en estudio presentaron propiedades bioquímicas relacionadas con la promoción de crecimiento vegetal. En la evaluación de promoción de crecimiento y rendimiento en C. chinense Jacq., se obtuvo que la cepa de Bacillus subtilis CBMT51 tuvo efecto en la promoción de crecimiento de plántulas de C. chinense Jacq. Y aumentó el número de frutos y rendimiento del cultivo; mientras que la cepa de B. subtilis CBMT2 aumentó el crecimiento y desarrollo de las plantas.

Agradecimientos

Proyecto parcialmente financiado por DGEST (clave: 5067.13-P).

Literatura citada

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Recibido: Noviembre de 2021; Aprobado: Febrero de 2022

§Autor para correspondencia: mmejia@suryucatan.tecnm.mx.

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