Bacterias Promotoras del Crecimiento Vegetal PGPR 30 años de historia Javier Gutierrez Mañero Pamplona 2008 RIZOSFERA Los organismos vivos y su actividad se concentran alrededor de las raíces formando un micro-mundo repleto de microorganismos especializados en facilitar la supervivencia de la planta • Efecto rizosfera: Lorentz Hiltner (1904) • Trilogía del Suelo James M. Lynch (1990) 2 1978 El término PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria) fué introducido por primera vez por Kloepper y Schroth (1978) para describir las rizobacterias que inducen el crecimiento de las plantas DEFINICIÓN DEL CONCEPTO PLANT–GROWTH PROMOTING RHIZOBACTERIA – EVIDENCE THAT THE MODE OF ACTION INVOLVES ROOT MICROFLORA INTERACTIONS Kloepper JW, Schroth MN, 1979. Phytopathology 69:1034-1034 Citas: 2 Tipo de documento: Abstract 3 1979-1980 BENEFICIAL BACTERIA ENHANCE PLANT GROWTH Suslow TV, Kloepper JW, Schroth MN, Burr TJ, 1979. California Agriculture 33:15-17 Citas: 21 Documento Acrobat EFFECTS OF RHIZOSPHERE COLONIZATION BY PLANT GROWTHPROMOTING RHIZOBACTERIA ON POTATO PLANT DEVELOPMENT AND YIELD Kloepper JW, Schroth MN, Miller TD, 1980. Phytopathology 70:1078-1082 Citas: 254 Tipo de documento: Artículo 4 1981 DEVELOPMENT OF A POWDER FORMULATION OF RHIZOBACTERIA FORM INOCULATION OF POTATO SEED PIECES. INOCULANTES Kloepper JW, Schroth MN, 1981. Phytopathology 71:590-592 Citas: 52 PLANT-GROWTH-PROMOTING RHIZOBACTERIA AND PLANT GROWTH UNDER GNOTOBIOTIC CONDITIONS. PROMOCIÓN DEL CRECIMIENTO Kloepper JW, Schroth MN, 1981. Phytopathology 71:642-644 Citas: 67 RELATIONSHIP OF IN VITRO ANTIBIOSIS OF PLANT GROWTHPROMOTING RHIZOBACTERIA TO PLANT-GROWTH AND THE DISPLACEMENT OF ROOT MICROFLORA Kloepper JW, Schroth MN, 1981. Phytopathology 71:1020-1024 ESTRUCTURA DE COMUNIDADES Citas: 149 5 1982 ROLE OF DELETERIOUS RHIZOBACTERIA AS MINOR PATHOGENS IN REDUCING CROP GROWTH. Suslow TV, Schroth MN, 1982. Phytopathology 72:111-115 Citas: 156 BACTERIAS DELETEREAS RHIZOBACTERIA OF SUGAR-BEETS. EFFECTS OF SEED APPLICATION AND ROOTA COLONIZATION ON YIELD. Suslow TV, Schroth MN, 1982. Phytopathology 72:199-206 Citas: 192 COLONIZACION 6 1983 EFFECT OF SEED PIECE INOCULATION WITH PLANT GROWTHPROMOTING RHIZOBACTERIA ON POPULATIONS OF ERWINIA CAROTOVORA ON POTATO ROOTS AND IN DAUGHTER TUBERS. Kloepper JW, 1983. Phytopathology 73:217-219 Citas: 50 ESTRUCTURA DE COMUNIDADES Y PATÓGENOS EVALUATION OF PLANT-GROWTH PROMOTING RHIZOBACTERIA (PGPR) FOR CONTROL OF THERHIZOCTONIA DISEASE COMPLEX AND PLANT-GROWTH PROMOTION IN WHITE POTATO. BIOCONTROL Murdoch CW, Leach SS, 1983. Phytopathology 73:217-219 Citas: 50 RHIZOBACTERIA INFLUENCE OF CULTIVAR AND SOIL TYPE ON PLANT-GROWTH AND YIELD OF POTATO. PROMOCIÓN CRECIMIENTO Howie WJ, Echandi E, 1983. Soil Biology and Biochemistry 15:127-132 Citas: 45 7 1984 BENEFICIAL PLANT BACTERIA. Burr TJ, Caesar A, 1984. CRC Critical Reviews in Plant Sciences 2:1-20 1985 REVIEW Citas: 106 AÑO EN BLANCO 1986 Primera patente Bacteriophage-resistant plant growth promoting rhizo-bacteria - used for enhancing yield of root crops such as potatoes, sugar beets and radishes Patent Number(s): US4584274-A Inventor(s): Suslow TV, UNIVERSITY OF CALIFORNIA (REGC-C) Primera publicación interacción PGPR-VAM Response of subterranean clover to dual inoculation with vesicular arbuscular mycorrhizal fungi and a plant growth-promoting bacterium, Pseudomonas putida Meyer, JR y Linderman, RG Source: SOIL BIOLOGY & BIOCHEMISTRY Volume: 18 Issue: 2 Pages: 185-190 Published: 1986 8 Publicaciones por años 70 60 50 40 30 20 10 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 197 198 198 198 198 198 198 198 198 198 198 199 199 199 199 199 199 199 199 199 199 200 200 200 200 200 200 200 200 200 0 9 TOPICS MAS RELEVANTES ÁREAS DE INVESTIGACIÓN PGPR-MICORRIZA TRIPLE INTERACCIÓN PLANTA-MICORRIZA-PGPR PROMOCIÓN EFECTO DE PGPR EN EL CICLO BIOLÓGICO DE LAS PLANTAS INOCULANTES SISTEMAS DE INCORPORACIÓN DE LA PGPR COMUNIDADES Cambios en la estructura- Estudio del impacto ambiental-capacidad de supervivencia y colonización de las PGPR DELETEREAS Efecto de las bacterias no patógenas pero deletéreas en equilibrio con PGPR COLONIZACIÓN Capacidad de las PGPR para colonizar sistemas rizosféricos. Factores determinantes de la capacidad de colonización Relación entre colonización y efectos 10 TOPICS MAS RELEVANTES ÁREAS DE INVESTIGACIÓN ISR Inducción de resistencia sistémica por PGPR Bases moleculares Determinantes de la Inducción Coste de la inducción ......... TAXONOMIA Clasificación e identificación de PGPR (métodos clásicos, moleculares y secuenciación) DIAZOTROFÍA Y PGPR Triple interacción planta-rizobio-PGPR Formación de nódulos Interacciones ciclo de nutrientes y promoción de crecimiento Interacciones implicadas en control de patógenos SCREENING Proceso de búsqueda, selección y aislamiento de PGPR 11 TOPICS MAS RELEVANTES ÁREAS DE INVESTIGACIÓN PGPR-STRES ABIÓTICO PGPR relacionadas en procesos de protección frente situaciones de estrés abiótico Fundamentalmente salinidad y estrés hídrico PGPR-FITORREMEDIACIÓN Empleo de PGPR para optimizar la función de las plantas en la remediación interacción planta-PGPR-agente contaminanate BIOCONTROL Triple interacción PGPR-Patógeno-Planta RIZOBIO-COMO PGPR Papel de los rizobios como PGPR Promoción del crecimiento en no leguminosas Capacidad para ISR MECANISMOS-PGPR 12 20 20 20 20 19 19 19 19 19 19 07 05 03 01 99 97 95 93 91 89 87 85 Internacional 19 19 4 83 81 79 20 20 20 20 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 07 05 03 01 99 97 95 93 91 89 87 85 83 81 79 12 19 19 19 R ev ie PG P R Pat w e m nte ic Pr orr o m i za In oci o C cu ón om la un nt e s i D dad el e C ete s ol on rea M iza s e c ci an ón T a i sm xo os no m ía FN IS R -P R izo G B bi o ioc PR co o m ntr PG o o PG l PG PR S PR -Es cre PR -F t ré en ito s a in rre bi g m ótic ed o ia ci on O tro s Publicaciones (1978-2008) 120 100 80 60 40 20 0 13 Publicaciones españolas 1979-2008 Representación española (1978-2008) 100% 80% 10 60% 40% 8 20% 60% Españolas 2 0 14 8 6 4 2 Internacional FN IS -P R izo G bi Bio PR o c o c on m t PG o r ol P PG PRSc GP E re R PR s -F trés eni n ito rre abio g m t ed i c o ia ci ón O tro s 10 R 12 0% Re v ie w Pa PG te n PR te mi co P ro rri za mo Ino ci ó n cu l an Co tes mu nid a d De es le C o te r ea lon s Me izaci ó ca ni s n mo Ta s xo no mí a FN IS R - PG R iz B io PR ob co io n tr co ol mo PG PG P Sc P ree R P G R- E st r nin PR és g - Fi ab to r i ó rem ti co ed ia c io n Ot ro s ev ie PG Pa w PR t e m nte ic Pr orri om z a In oci ó o C c ul n om a un nt e id s D ad el es C eter ol on eas M iza ec c i an ón is m o Ta s xo n R Publicaciones por topic España (1978-2008) 14 PGPR-Micorriza COMUNIDADES MECANISMOS SCREENING 0 15 Porcentaje de publicaciones españolas por topic 100% 80% 60% 40% 20% Españolas 16 1975 9 trabajos 1980 Azotobacter comunidades 13 trabajos 1970 1978 Ocampo, J.A. PGPR-Micorriza (7) Screening (1) PGPR-Dizotrofía (2) Promoción (1) Mecanismos (2) Grupo Granada EE Zaidín J. M. Barea R. Azcon C. Azcon TRIPLE INTERACCIÓN Micorriza-PGPR-Planta Bacillus sp. GRANADA Movilizadores de fósforo Azcon,R. y Barea, J.M. 1975. Plant and Soil, 43: 609-619 Synthesis of auxins, giberellins and cytokinins by Azotobacter vinelandii and A. Beijerinckii related to effects produced on tomato plants. Primera en ISI con topic PGPR Barea, J. M., Azcón-Aguilar, C. y Azcón, R. 1993. The interactions between mycorrhizal fungi and other rhizosphere microorganisms in crop productivity. In: Trends in Microbial Ecology (Eds. R. Guerrero y C. Pedrós-Alió). Spanish Society for Microbiology, Madrid, pp. 653-666. 17 Growth and nutrition of nodulated mycorrhizal and nonmycorrhizal Hedysarum-coronarium as a result of treatment with fractions from a plant growth-promoting rhizobacteria Author(s): AZCON, R Source: SOIL BIOLOGY & BIOCHEMISTRY Published: AUG 1993 Volume: 25 Pages: 1037-1042 GRANADA 7 en ISI como PGPR 2007 1993 Grupo Granada EE Zaidín J. M. Barea R. Azcón C. Azcón PGPR-Micorriza Rizobium como PGPR Interacciones con numerosos grupos 18 GRANADA 1986 Grupo Universidad Granada Gonzalez-López, J Ródelas, B. Salmerón, V. Martinez-Toledo, M.V. 22 trabajos 2000 Azotobacter Azospirillum Grupo Granada ZAIDIN 2000 M. Espinosa J.L. Ramos M. Ramos 3 trabajos P. putida KT2440 Promoción (3) PGPR-Diazotrofía (5) Screening (1) Mecanismos (13) 2007 Colonización (1) Análisis Genómico Colonización (2) 19 Grupo Universidad de Sevilla Microbiología Farmacia Y Biología SEVILLA Megias, M. Ollero J Hamid, M 8 trabajos 2000 Grupo Sevilla CIFA LAS TORRES F. Temprano A. Daza D. Rodriguez-Navarro M. Camacho C. Santamaría M. Albareda 2007 PGPR-Diazotrofía (2) Colonización (1) PGPR-Micorriza (1) Biocontrol (1) Inoculantes (1) Mecanismos (1) Screening (1) 20 Grupo Universidad Salamanca SALAMANCA E. Martinez-Molina P. Mateos González E. Velázquez Pérez A. Peix Geldart M.Villar Igea R. Rivas González J.L. Zurdo Piñeiro 2000 Rizobium-PGPR (1) Promoción (2) Comunidades (1) Screening (4) 2006 8 trabajos Grupo Universidad La Laguna TENERIFE 2004 M. León Barrios R. Pérez Galdona 1 trabajo Screening (1) 21 Grupo Universidad Girona E.Montesinos 2 trabajos GERONA 2008 PGPR (2) MADRID Grupo Madrid Universidad Autónoma 5 trabajos Bonilla, I. Rivilla, R. Martín, M 2006 2002 Colonización (5) Grupo Madrid CSIC M.R. De Felipe M. Fernández M. Pascual A. Rincón 2 trabajos 2005 2007 PGPR-Micorriza (2) 22 Grupo Madrid USP-CEU MADRID F.J. Gutiérrez Mañero B. Ramos Solano JA. Lucas García A. Probanza Lobo J. Barriuso Maicas A. García-Villaraco J. García Cristobal E. Algar Parejo L. Grijalbo A. Bonilla Martin 40 trabajos 2008 1991 -PGPR-Diazotrofía (2) -Biocontrol (1) -Comunidades (7)) -Screening (6) - Colonización (1) -PGPR-Micorriza (5) -Biocontrol (1) -Mecanismos (9) -Promoción (4) -ISR (6) Hitos RED: La Cristalera TOPIC: Interacción planta microorganismo SEFV: SEFIN 23 Profesores de plantilla Dra. Beatriz Ramos Dr. F. Javier Gutiérrez Mañero. Profesora Agregada Profesor Catedrático (Fisiología Vegetal) (Fisiología Vegetal). Postdoctorales Dr. Jorge Barriuso Maicas. Dra. Ana García-Villaraco Velasco Dr. José Antonio Lucas Dr. Agustín Probanza Profesor Agregado Profesor Agregado Alfonso Bonilla Martínez. (Ecología) (Ecología) Profesor Colaborador Fisiología Vegetal Predoctorales Elena Algar Parejo. Jorge García Cristóbal Lucia Grijalbo 24