Cepas de Rhizobium spp. con potencial biofertilizante: selección multivariada y su tolerancia a condiciones críticas de suelos tropicales

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.22458/urj.v18i1.6363

Palabras clave:

nitrógeno, fósforo, sideróforos, estrés abiótico, suelos tropicales

Resumen

Introducción: las leguminosas establecen relaciones simbióticas con bacterias del género Rhizobium spp., una importante fuente de nitrógeno orgánico en la producción sostenible. Sin embargo, la colonización bacteriana exitosa sigue siendo un desafío debido a la variabilidad del suelo y las prácticas agronómicas actuales. Objetivo: seleccionar cepas de Rhizobium spp. según su tolerancia a salinidad y toxicidad por aluminio, y evaluar su efecto sobre el contenido mineral foliar del frijol común (Phaseolus vulgaris). Métodos: realizamos ensayos por triplicado con cepas de Rhizobium spp. de un laboratorio costarricense, seleccionadas por producción de sideróforos, solubilización de fósforo y tolerancia a salinidad y toxicidad por aluminio. En invernadero, llenamos macetas de 4L con suelo autoclavado dos veces. Inoculamos semillas de las variedades guaymí y cabécar al momento de la siembra con las cepas seleccionadas a una concentración de 10⁸ UFC. Establecimos cinco tratamientos: T1 (CIAT899), T2 (CR4019B), T3 (CIAT899 + CR4019B), T4 (urea) y T5 (control) con cuatro repeticiones en un diseño aleatorizado. Finalizamos el experimento en floración y analizamos la química del tejido foliar. Resultados: la salinidad fue un factor limitante importante para la mayoría de las cepas y la exposición al aluminio restringió el crecimiento. Las cepas CIAT899 y CR4019B presentaron alta solubilización de fósforo y menor producción de sideróforos. La inoculación aumentó el contenido foliar de nitrógeno en ambas variedades y produjo diferencias significativas en calcio, zinc y boro en la variedad guaymí sin diferencias en nitrógeno foliar respecto al tratamiento con urea. Conclusión: las respuestas dependen de su cultivo, lo que resalta la necesidad de seleccionar cepas y genotipos compatibles. En general, Rhizobium spp. ofrece una alternativa sostenible, dado que la inoculación con cepas seleccionadas, especialmente CIAT899 y CR4019B, mejoran la solubilización de fósforo y la producción de sideróforos que favorecen la disponibilidad y absorción de nutrientes esenciales en P. vulgaris, incluido el nitrógeno foliar comparable al logrado con fertilizantes sintéticos (urea), así como buenos niveles de calcio, zinc y boro.

Citas

Alexander, D. B., & Zuberer, D. A. (1991). Use of chrome azurol S reagents to evaluate siderophore production by rhizosphere bacteria. Biology and Fertility of Soils, 12(1), 39–45. https://doi.org/10.1007/BF00369386

Ammar, E. E., Rady, H. A., Khattab, A. M., Amer, M. H., Mohamed, S. A., Elodamy, N. I., AL-Farga, A., & Aioub, A. A. A. (2023). A comprehensive overview of eco-friendly bio-fertilizers extracted from living organisms. Environmental Science and Pollution Research International, 30(53), 113119. https://doi.org/10.1007/s11356-023-30260-x

Artigas Ramírez, M. D., Silva, J. D., Ohkama-Ohtsu, N., & Yokoyama, T. (2018). In vitro rhizobia response and symbiosis process under aluminum stress. Canadian Journal of Microbiology, 64(8), 511–526. https://doi.org/10.1139/cjm-2018-0019

Ballhorn, D. J., Wolfe, E. R., Tyler, J., Ronan, W., & Sands-Gouner, S. (2018). Quantitative Effects of Soil Salinity on the Symbiosis of Wild Lima Bean (Phaseolus lunatus L.) and Bradyrhizobium in Costa Rica. Journal of Applied Botany and Food Quality, (91), 304–309. https://doi.org/10.5073/JABFQ.2018.091.039

Bardin, S., Dan, S., Osteras, M., & Finan, T. M. (1996). A phosphate transport system is required for symbiotic nitrogen fixation by Rhizobium meliloti. Journal of Bacteriology, 178(15), 4540–4547. https://doi.org/10.1128/JB.178.15.4540-4547.1996

Bashan, Y., Kamnev, A. A., & de-Bashan, L. E. (2013a). A proposal for isolating and testing phosphate-solubilizing bacteria that enhance plant growth. Biology and Fertility of Soils, 49(1), 1–2. https://doi.org/10.1007/s00374-012-0756-4

Bashan, Y., Kamnev, A. A., & de-Bashan, L. E. (2013b). Tricalcium phosphate is inappropriate as a universal selection factor for isolating and testing phosphate-solubilizing bacteria that enhance plant growth: a proposal for an alternative procedure. Biology and Fertility of Soils, 49(4), 465–479. https://doi.org/10.1007/s00374-012-0737-7

Ben Romdhane, S., De Lajudie, P., Fuhrmann, J. J., & Mrabet, M. (2022). Potential role of rhizobia to enhance chickpea-growth and yield in low fertility-soils of Tunisia. Antonie van Leeuwenhoek, International Journal of General and Molecular Microbiology, 115, 921–932. https://doi.org/10.1007/s10482-022-01745-5

Bērtiņš, M., Klūga, A., Dubova, L., Petrēvics, P., Alsiņa, I., & Vīksna, A. (2021). Study of Rhizobia Impact on Nutritional Element Concentration in Legumes. Proceedings of the Latvian Academy of Sciences. Section B. Natural, Exact, and Applied Sciences, 75(6), 457–462. https://doi.org/10.2478/prolas-2021-0068

Bindraban, P. S., Dimkpa, C. O., & Pandey, R. (2020). Exploring phosphorus fertilizers and fertilization strategies for improved human and environmental health. In Biology and Fertility of Soils (Vol. 56, pp. 299–317). Springer. https://doi.org/10.1007/s00374-019-01430-2

Castillo R, C. G., Rubio H, R., Urzúa S, H., & Borie B, F. (2008). Interacción Rhizobium leguminosarum bv trifolii y hongos micorrícicos en un andisol con diferentes niveles de saturación de aluminio. Idesia (Arica), 26(3), 7–19. https://doi.org/10.4067/S0718-34292008000300002

Das, K., Prasanna, R., & Saxena, A. K. (2017). Rhizobia: a potential biocontrol agent for soilborne fungal pathogens. In Folia Microbiologica (Vol. 62, pp. 425–435). Springer Netherlands. https://doi.org/10.1007/s12223-017-0513-z

Fahde, S., Boughribil, S., Sijilmassi, B., & Amri, A. (2023). Rhizobia: A Promising Source of Plant Growth-Promoting Molecules and Their Non-Legume Interactions: Examining Applications and Mechanisms. In Agriculture (Switzerland) (Vol. 13). Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). https://doi.org/10.3390/agriculture13071279

Fernandez-Aunión, C., Hamouda, T. Ben, Iglesias-Guerra, F., Argandoña, M., Reina-Bueno, M., Nieto, J. J., Aouani, M. E., & Vargas, C. (2010). Biosynthesis of compatible solutes in rhizobial strains isolated from Phaseolus vulgaris nodules in Tunisian fields. BMC Microbiology, 10(1), 192. https://doi.org/10.1186/1471-2180-10-192

Ferreira, P. A. A., Bomfeti, C. A., Soares, B. L., & de Souza Moreira, F. M. (2012). Efficient nitrogen-fixing Rhizobium strains isolated from amazonian soils are highly tolerant to acidity and aluminium. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 28(5), 1947–1959. https://doi.org/10.1007/S11274-011-0997-7/TABLES/3

Fiodor, A., Singh, S., & Pranaw, K. (2021). The Contrivance of Plant Growth Promoting Microbes to Mitigate Climate Change Impact in Agriculture. Microorganisms 2021, Vol. 9, Page 1841, 9(9), 1841. https://doi.org/10.3390/microorganisms9091841

Gadagi, R. S., & Sa, T. (2002). New isolation method for microorganisms solulbilizing iron and aluminum phosphates using dyes. Soil Science and Plant Nutrition, 48(4), 615–618. https://doi.org/10.1080/00380768.2002.10409246

Galvis Serrano, N. F., Moreno, L., Galvis Serrano, N. F., & Moreno, L. (2024). Sideróforos de rizobacterias y su aplicación en la biorremediación. Ciencia En Desarrollo, 15(2), 203–211. https://doi.org/10.19053/UPTC.01217488.V15.N2.2024.16996

Garcha, S., & Garcha, S. (2023). Microbes from Wild Plants. Metabolomics, Proteomes and Gene Editing Approaches in Biofertilizer Industry, 173–187. https://doi.org/10.1007/978-981-99-3561-1_10

García-Berumen, J. A., Flores de la Torre, J. A., de los Santos-Villalobos, S., Espinoza-Canales, A., Echavarría-Cháirez, F. G., & Gutiérrez-Bañuelos, H. (2024). Phosphorus dynamics and sustainable agriculture: The role of microbial solubilization and innovations in nutrient management. Current Research in Microbial Sciences, 8, 100326. https://doi.org/10.1016/J.CRMICR.2024.100326

Johan, P. D., Ahmed, O. H., Omar, L., & Hasbullah, N. A. (2021). Phosphorus Transformation in Soils Following Co-Application of Charcoal and Wood Ash. Agronomy 2021, Vol. 11, Page 2010, 11(10), 2010. https://doi.org/10.3390/AGRONOMY11102010

Jones, D. L., & Oburger, E. (2011). Solubilization of Phosphorus by Soil Microorganisms (pp. 169–198). https://doi.org/10.1007/978-3-642-15271-9_7

Mamalakis, A., Randerson, J. T., Yu, J. Y., Pritchard, M. S., Magnusdottir, G., Smyth, P., Levine, P. A., Yu, S., & Foufoula-Georgiou, E. (2021). Zonally contrasting shifts of the tropical rain belt in response to climate change. Nature Climate Change, 11, 143–151. https://doi.org/10.1038/s41558-020-00963-x

Masjedi, S. K., Kazemi, A., Moeinnadini, M., Khaki, E., & Olsen, S. I. (2024). Urea production: An absolute environmental sustainability assessment. Science of The Total Environment, 908, 168225. https://doi.org/10.1016/J.SCITOTENV.2023.168225

Milagres, A. M. F., Machuca, A., & Napoleão, D. (1999). Detection of siderophore production from several fungi and bacteria by a modification of chrome azurol S (CAS) agar plate assay. Journal of Microbiological Methods, 37(1), 1–6. https://doi.org/10.1016/S0167-7012(99)00028-7

Mmayi, M. P., & Musyimi, D. M. (2025). Effects of Aluminium Application and Rhizobium Inoculation on Aluminium Accumulation, Nodulation and Yields of Soy beans Grown in Kenya. Agriculture Archives, 4(2), 7–19. https://doi.org/10.51470/AGRI.2025.4.2.07

Montes de Oca, P., Mata, R., & Chaves, M. A. (1996). Estudios de salinidad en la provincia de Guanacaste (Costa Rica) y caracterización de algunos suelos con influencia salina. Agronomía Mesoamericana, 7(2), 77. https://doi.org/10.15517/am.v7i2.24766

Osorio, N. W., & Habte, M. (2001). Synergistic Influence of an Arbuscular Mycorrhizal Fungus and a P Solubilizing Fungus on Growth and P Uptake of Leucaena leucocephala in an Oxisol. Arid Land Research and Management, 15(3), 263–274. https://doi.org/10.1080/15324980152119810

Pahalvi, H. N., Rafiya, L., Rashid, S., Nisar, B., & Kamili, A. N. (2021). Chemical fertilizers and their impact on soil health. In Microbiota and Biofertilizers, Vol 2: Ecofriendly Tools for Reclamation of Degraded Soil Environs (pp. 1–20). Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-030-61010-4_1

Pla Sentís, I. (2020). Overview of salt-affected areas in Latin America: Physical, social and economic perspectives. In Saline and Alkaline Soils in Latin America: Natural Resources, Management and Productive Alternatives (pp. 3–36). Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-030-52592-7_1

Portillaϯ, J., Ramírez, R., & Lozano, Z. (2025). Fósforo liberado por bacterias nativas de las rocas fosfóricas de Riecito (Estado Falcón) y Navay (Estado Táchira) en Venezuela. Bioagro, 37(1), 111–122. https://doi.org/10.51372/bioagro371.10

Rees, D. C., Akif Tezcan, F., Haynes, C. A., Walton, M. Y., Andrade, S., Einsle, O., & Howard, J. B. (2005). Structural basis of biological nitrogen fixation. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 363(1829), 971–984. https://doi.org/10.1098/rsta.2004.1539

Reyes, I., Bernier, L., Simard, R. R., & Antoun, H. (1999). Effect of nitrogen source on the solubilization of different inorganic phosphates by an isolate of Penicillium rugulosum and two UV-induced mutants. FEMS Microbiology Ecology, 28(3), 281–290. https://doi.org/10.1111/J.1574-6941.1999.TB00583.X

Samago, T. Y., & Dakora, F. D. (2024). Combined use of Rhizobium inoculation and low phosphorus application increased plant growth, root nodulation and grain yield of common bean (Phaseolus vulgaris) in Ethiopia. Frontiers of Agricultural Science and Engineering, 0(0), 0. https://doi.org/10.15302/J-FASE-2024556

Sanga, D. L., Mwamahonje, A. S., Mahinda, A. J., & Kipanga, E. A. (2024). Soil salinization under irrigated farming: A threat to sustainable food security and environment in semi-arid tropics. Journal of Agricultural Science and Practice, 9(3), 32–47. https://doi.org/10.31248/JASP2024.468

Shome, S., Barman, A., & Solaiman, Z. M. (2022). Rhizobium and Phosphate Solubilizing Bacteria Influence the Soil Nutrient Availability, Growth, Yield, and Quality of Soybean. Agriculture, 12(8), 1136. https://doi.org/10.3390/agriculture12081136

Sigma-Aldrich. (2013). P1602 Pikovskaya’s Agar. Product Information. https://www.sigmaaldrich.com/deepweb/assets/sigmaaldrich/product/documents/191/794/p1602dat.pdf

Silva, C. R., Pereira, R. B., & Sabadini, E. (2001). Color changes in indicator solutions: An intriguing and elucidative general chemistry experiment. Journal of Chemical Education, 78(7), 939–940. https://doi.org/10.1021/ED078P939/SUPPL_FILE/JCE2001P0939W.ZIP

Singh, M., Jha, S., Pathak, D., & Maisnam, G. (2025). Advancing biofertilizers: the evolution from single-strain formulations to synthetic microbial communities (SynCom) for sustainable agriculture. Discover Plants 2025 2:1, 2(1), 226-. https://doi.org/10.1007/s44372-025-00318-w

Singh, P., Kumar, V., & Agrawal, S. (2014). Evaluation of phytase producing bacteria for their plant growth promoting activities. International Journal of Microbiology, 2014. https://doi.org/10.1155/2014/426483

Sulistiyani, T. R., Meliah, S., -, M., Kusmiati, M., Budiyanto, A., & Muslichah, D. A. (2024). Molecular Approach and Preliminary Screening of Culturable Free-Living Rhizobium as Plant Growth Enhancer. Malaysian Journal of Science, 43(2), 21–29. https://doi.org/10.22452/mjs.vol43no2.3

Timofeeva, A. M., Galyamova, M. R., & Sedykh, S. E. (2023). Plant Growth-Promoting Soil Bacteria: Nitrogen Fixation, Phosphate Solubilization, Siderophore Production, and Other Biological Activities. Plants 2023, Vol. 12, Page 4074, 12(24), 4074. https://doi.org/10.3390/PLANTS12244074

Utsumi, N., & Kim, H. (2022). Observed influence of anthropogenic climate change on tropical cyclone heavy rainfall. Nature Climate Change, 12, 436–440. https://doi.org/10.1038/s41558-022-01344-2

Verma, D. K., Pandey, A. K., Mohapatra, B., Srivastava, S., Kumar, V., Talukdar, D., Yulianto, R., Zuan, A. T. K., Jobanputra, A. H., & Asthir, B. (2019). Plant Growth-Promoting Rhizobacteria: An Eco-Friendly Approach for Sustainable Agriculture and Improved Crop Production. In Microbiology for Sustainable Agriculture, Soil Health, and Environmental Protection (pp. 3–80). Apple Academic Press. https://doi.org/10.1201/9781351247061-1

Waring, B. G., De Guzman, M. E., Du, D. V., Dupuy, J. M., Gei, M., Gutknecht, J., Hulshof, C., Jelinski, N., Margenot, A. J., Medvigy, D., Pizano, C., Salgado-Negret, B., Schwartz, N. B., Trierweiler, A. M., Van Bloem, S. J., Vargas G., G., & Powers, J. S. (2021). Soil biogeochemistry across Central and South American tropical dry forests. Ecological Monographs, 91. https://doi.org/10.1002/ecm.1453

Wekesa, C., Asudi, G. O., Okoth, P., Reichelt, M., Muoma, J. O., Furch, A. C. U., & Oelmüller, R. (2022). Rhizobia Contribute to Salinity Tolerance in Common Beans (Phaseolus vulgaris L.). Cells, 11. https://doi.org/10.3390/cells11223628

Publicado

2026-05-11

Cómo citar

Segura-Hidalgo, K., & Uribe-Lorío, L. (2026). Cepas de Rhizobium spp. con potencial biofertilizante: selección multivariada y su tolerancia a condiciones críticas de suelos tropicales. UNED Research Journal, 18(1). https://doi.org/10.22458/urj.v18i1.6363

Número

Sección

Artículos

Artículos similares

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> 

También puede Iniciar una búsqueda de similitud avanzada para este artículo.