Effect of a mix of oligogalacturonides on symbiotic nitrogen fixation in common bean

Abstract

The objective of this study was to evaluate the effect of a mix of pectic oligosaccharides in the common bean-rhizobia symbiosis. Cuba Cueto-25-9-N bean seeds were inoculated with Rhizobium tropici CIAT 899 and treated with a mix of oligogalacturonides, either by application to the seed (10 mg L-1, 1 ml per seed) at sowing and inoculation or by foliar spray (5 or 100 mg L-1, 1.5 ml per plant) to plants with two trefoils. Plant growth, nodulation, nitrogenase activity, and the gene expression of glutamine synthetase and glutamate synthase in nodules were evaluated in inoculated plants and oligogalacturonide-treated inoculated plants at 18 d post-inoculation. The oligogalacturonide-treated plants showed increases in shoot and root growth and number of nodules. Regarding nodule function, the oligogalacturonides increased the nitrogenase activity and the expression level of the gene coding for NADH-dependent glutamate synthase. The positive effects of oligogalacturonides resulted in higher effectiveness of the symbiotic nitrogen fixation. The application of oligogalacturonides can offer an alternative to increasing the symbiotic nitrogen fixation in common bean plants.

Oligogalacturónidos como alternativa para incrementar la nutrición nitrogenada y el crecimiento en frijol común (Phaseolus vulgaris L.)

“…En el presente trabajo, las variables de nodulación, en general, mostraron un efecto positivo del producto, tanto en condiciones controladas como semicontroladas (Figuras 1 y 4), lo que garantizó mayor cantidad de sitios de infección y de bacteroides establecidos en los nódulos. En evaluaciones realizadas a los 18 días después de la siembra (etapa de crecimiento V3), la aplicación de Pectimorf ® mostró efectos similares en el número de nódulos formados por planta, sin embargo, no incrementó la masa seca de estas estructuras (Lara et al, 2021).…”

“…El bioestimulante Pectimorf ® también incrementó la actividad de la enzima nitrogenasa (Figura 2), con valores superiores al 100 % con respecto a la actividad en los nódulos de las plantas que no se trataron con este bioestimulante. En etapas tempranas del crecimiento de las plantas de frijol Cuba Cueto-25-9-N (V3), también se obtuvo un aumento en la actividad de esta enzima con el tratamiento a las semillas y la aspersión foliar a la concentración de 100 mg L -1 (Lara et al, 2021). A este resultado no solo pudo haber contribuido el incremento en la masa de los nódulos, sino también el efecto que tiene esta mezcla de OGs en la actividad fotosintética.…”

“…En las variables de crecimiento evaluadas, tanto en condiciones controladas como semicontroladas, la aplicación de Pectimorf ® estimuló el desarrollo del sistema radical. Este efecto coincide con resultados previos (Lara-Acosta et al, 2019;Lara et al, 2021;Pérez et al, 2013;Santos et al, 2017), que confirman el poder enraizador de esta mezcla de OGs.…”

“…Además de la fijación biológica, las plantas también contaban con nitrógeno procedente del suelo, que a pesar de que se encontraba en bajos niveles, pudo favorecer el crecimiento de las plantas. En el experimento realizado en condiciones controladas en etapas tempranas del crecimiento (V3), el bioestimulante tampoco favoreció el desarrollo foliar de las plantas (Lara et al, 2021).…”

“…Este efecto conllevó a incrementar en más de un 10 % la efectividad de la fijación simbiótica del nitrógeno. Es por ello, que la aplicación del bioestimulante Pectimorf ® en plantas biofertilizadas con Azofert ® -F, se considera una alternativa para mejorar la nutrición nitrogenada en etapas tempranas del crecimiento (V3, cuando las plantas tienen el segundo par de hojas trifoliadas desplegadas) (Lara et al, 2021). Sin embargo, se desconoce el efecto de la combinación de ambos productos en etapas posteriores del crecimiento de las plantas.…”