La-Rizosfera area de absorción de las plantas.pptx

Analisis detallado d ela rizoosfera como area del suelo influenciada por el sistema radicular

1. LA RIZOSFERA

2. CICLO DEL CARBONO CICLO DEL Fe CICLO DEL S CICLO DEL P CICLO DEL N 2

3. Se denomina Rizosfera , a la zona del suelo influenciada por el sistema radicular

4. Los microorganismos interactúan con las plantas a nivel del follaje y de las hojas, en el suelo, alrededor de las raíces y semillas Las plantas reciben numerosos metabolitos de la micropoblación edáfica, muchos de ellos promotores del crecimiento

5. Principales zonas de interacción biológica FILOSFERA RIZOSFERA RESTOS VEGETALES O MANTILLO ESPERMATOSFERA

6. INTERACCIONES ENTRE LOS MICROORGANISMOS Y LAS PLANTAS 1) Efectos de las plantas sobre los microorganismos DIRECTOS Aporte de sustancias energéticas, estimulante o inhibidoras, como moléculas orgánicas, vitaminas, fitohormonas, exudados, secreciones, restos de tejidos que actúan como fuente de energía, C,N,S o como sustancias tóxicas

7. 2) Modificación del medio físico (estructura) Químico (inmovilización), control biológico de microorganismos fitopatógenos

8. INDIRECTOS Modificación del medio químico por los procesos de mineralización-inmovilización, precipitación, solubilización , óxido-reducción de materiales orgánicas o minerales, el ambiente físico alterando la estructura, el régimen hídrico, el pH

9. EFECTO DE LOS MICROORGANISMOS SOBRE LOS VEGETALES DIRECTOS: por los compuestos liberados, minerales, fitohormonas INDIRECTOS: actuando como microorganismos deletéreos o fitopatógenos

10. NEUTROS : No afectan el crecimiento BENEFICOS : Existe creciente evidencia de que la microflora saprófita de la rizósfera incluye componentes benéficos que pueden incrementar el crecimiento vegetal y los rendimientos significativamente

11. Aumento de la disponibilidad y toma de nutrientes minerales Provisión de sustancias promotoras de crecimiento (PGPR) Supresión de microorganismos deletéreos y patógenos en la rizosfera

12. DELETEREOS Pueden afectar negativamente el crecimiento vegetal, sin necesidad de parasitar al tejido (alteraciones en el aporte de agua, iones y sustancias promotoras del crecimiento vegetal cambiando las funciones y/o limitando el crecimiento de las raíces)

13. PATOGENOS Disminuyen los rendimientos. Producen enfermedades: Bacterias, Actinomicetes , Hongos (provocan pérdidas importantes en los cultivos)

14. EFECTOS NEUTROS, BENEFICOS Y PERJUDICIALES Fijación nitrógeno Promoción crecimiento Estabilización suelo Competencia Fitotoxicidad Antibíosis Biocontrol Enfermedad Alelopatía Flujo nutrientes Toma de agua Liberación enzimas Adhesión Simbiósis Benéficos Perjudiciales Neutros

15. CONCEPTOS GENERALES RIZOSFERA Volumen de interacción entre el sistema radical de los vegetales y su inmediato medio suelo La microflora es afectada por los exudados radicales y por los aportes de restos de tejidos y células

16. Los microorganismos estimulados actúan sobre la planta, ponen a su disposición: Moléculas orgánicas: absorbidas por raíces (aminoácidos, vitaminas, antibióticos, fitohormonas) contribuyen a su nutrición mineral por procesos de mineralización y solubilización

17. RIZOSFERA Rizosfera cercana o próxima Rizosfera lejana o alejada Rizoplano , lo constituye el suelo en contacto íntimo con la superficie de las raíces Endofíticos , microorganismos que colonizan el interior de las raíces

18. METODOS DE ESTUDIOS Seguimiento de microorganismos en su habitat : mutantes marcados por resistencia a antibióticos Recuento del número mas probable (NMP)

19. EFECTO RIZOSFERICO N° de m.o. en la zona no rizosférica ER= N° de m.o. en la zona rizosférica

20. Rizósfera Exudados Efecto Rizosférico Rizobacterias PGPR Fijación Biológica de Nitrógeno Producción de fitohormonas Solubilización de Fosfatos Producción de Sideróforos Mineralización de Fosfatos Producción de Ácido Cianhídrico

21. COLONIZACION DE LA RAIZ MICROSCOPIA DE LUZ MICROSCOPIA FLUORESCENTE MICROSCOPIA ELECTRONICA

22. Muy útil para conocer la distribución de los microorganismos y su grado de colonización

23. MICROSCOPIA FLUORESCENTE Con anticuerpos marcados con sustancias que fluorescen en luz ultravioleta

24. Microscopio Electrónico de Transmisión y de Barrido Determinación de biomasa microbiana por recuento Empleo de elementos radioactivos, C, N,S

25. ORIGEN Y NATURALEZA DE LOS MATERIALES ORGANICOS EXUDADOS : compuestos de bajo peso molecular, en general solubles en agua que liberan las células hacia espacios intercelulares y luego al suelo. Su liberación no está mediatizada por un metabolismo

26. Son azúcares, aminoácidos, ácidos orgánicos, hormonas, vitaminas La exudación radical se puso de manifiesto en aplicaciones foliares de sustancias con elementos radioactivos P 32 14 CO 2 N 15

27. SECRECIONES Compuestos de bajo o alto peso molecular liberados como resultado de procesos metabólicos mediados por el aparato de Golgi Hidratos de carbono polimerizados, enzimas

28. MUCIGEL Es el material gelatinoso de la superficie de las raíces creciendo en suelos normales, no estériles. Incluye: Mucílagos vegetales, células bacterianas y sus productos metabólicos (cápsulas, capas mucosas, gliocalix ) así como coloides minerales y materia orgánica del suelo

29. MUCILAGOS VEGETALES Son originados en el ápice de la raíz y segregados por el Golgi o hidrolizados de polisacáridos de la pared primaria y de células del extremo de la raíz, segregados por pelos capilares o producidos por degradación bacteriana de células epidémicas muertas

30. El Mucigel es una zona muy importante que mantiene a las raíces y al suelo en contacto y es un reservorio de nutrientes y agua para el vegetal en épocas de sequía

31. LISADOS Compuestos liberados por autólisis de las células epidémicas Las paredes de estas células son digeridas por microorganismos que liberan a la rizosfera los productos de su actividad microbiana

32. MATERIALES ORGANICOS DE LA RIZOSFERA Raíz Suelo Tipo de material Ápice de la raíz Lisados Mucílagos de células epidérmicas degradadas por bacterias Exudados 2 mm Descamación de células Microorganismos mucílagos vegetales y microbianos Mucílago secretado por células epidérmicas Mucílago (hidrolizado de polisacáridos de células epidérmicas) Células epidérmicas y corticales lisadas e invadidas por bacterias Mucigel. Exudados. Secreciones

33. REGULADORES DE CRECIMIENTO VEGETAL Etileno. Ácido giberélico (AG). Ácido fusárico . Ácido indol acético (AIA). Ácido abcísico . Citoquininas , que se suman a las producidas por las plantas

34. FITOTOXINAS Ácido para-amino-benzoico. Ácido cumárico . Ácido acético. Ácido butírico. Ácido benzóico . HCN. H 2 S. Ácidos alifáticos (en ambientes anaeróbicos) y son más tóxicos

35. ANTIBIOTICOS Numerosas moléculas con carácter biostático y biocida son liberadas por bacterias, actinomicetes , hongos Pseudomonas fluorescens , Trichoderma viride se emplean como promotores de crecimiento vegetal y control biológico de micoorganismos fitopatógenos

36. AGLUTININAS Las Lectinas son glicoproteínas que actúan como receptores reconociendo sitios de adhesión en la superficie de la pared de las raíces y de bacterias ( rhizobios , azospirilos ) Los microorganismos liberan sustancias como gomas, exopolisacáridos , capas mucosas, polímeros que contribuyen a formar agregados entre partículas minerales y el humus

37. ENZIMAS Más de 50 enzimas han sido detectadas en la rizosfera Hidrolasas, pectinasas , ADNasas , oxidorreductasa , que regulan los procesos biológicos en este habitat

38. EFECTO RIZOSFERICO SOBRE GRUPOS MICROBIANOS BACTERIAS : en general se admite, que las no esporuladas , Gram negativas, son las más favorecidas. Pseudomonas predomina en la rizosfera Los requerimientos nutricionales en rizoplano y rizosfera difieren de las que habitan suelo sin vegetación

39. ACTINOMICETES Son muy abundantes y activos en la superficie de las raíces. Son los menos estudiados Producen antibióticos contra patógenos vegetales. En la rizosfera predomina Streptomyces y Nocardia

40. HONGOS Muestran un ER positivo, menos marcado que las Bacterias. Si el efecto se expresa en función de biomasa y no del número, los resultados se invierten Los benéficos son las Micorrizas

41. ER DE TRIGO SOBRE GRUPOS MICROBIANOS ( ufc g -1 suelo) ORGANISMO RIZOSFERICO NO RIZOSFERICO R/S Bacterias 120 x 10 7 5,3 x 10 7 24/1 Hongos 12 x 10 5 1 x 10 5 12/1 Actinomicetes 49 x 10 6 7 x 10 6 7/1 Protozoos 24 x 10 2 10 x 10 2 2,4/1 Amonificantes 500 x 10 6 4 x 10 6 125/1

42. ALGAS Es un grupo poco estudiado Son Autótrofos y no son afectados directamente por los exudados radicales Trabajos señalan estimulación de algunas rizosferas sobre las Algas Por liberación de Factores de Crecimiento. Antibióticos. Cambios en las propiedades físicas del medio

43. INTERACCIONES ENTRE MICROORGANISMOS Tanto Sinérgicas como Antagónicas son muy afectadas a nivel de este ambiente en particular Altas densidades de población se afectan porque compiten por nutrientes, el espacio

44. A C D E F B G Distribución de diferentes tipos de microorganismos en las raíces

45. FACTORES QUE AFECTAN EL ER Especie vegetal: pueden estimular o suprimir determinados grupos microbianos Leguminosas presentan mayor ER que los Cereales Organismos que requieren aminoácidos son más numerosos en zona apical (liberación)

46. ESTADO FENOLOGICO Comienza a manifestarse en la germinación por aportes de microorganismos de la espermatosfera y/o del suelo

47. FLORACION Y/O FRUCTIFICACION En este estado es la máxima estimulación y declina con la senescencia de las raíces. La microflora varía. Proliferan los microorganismos que descomponen los tejidos muertos La intensidad luminosa afecta la exudación

48. ER SOBRE BACTERIAS Y ACTINOMICETES (x 10 6 ) CULTIVO ESTADO FENOLOGICO S R R /S Trébol Trigo Vegetativo (4 hojas) 5,2 5,3 1 Vegetativo (6-8 hojas) 6,1 8,1 1,3 Floración 5,6 318 56,8 Vegetativo 6,1 50,3 8,2 Germinación 5,2 6,8 1,3 Grano en formación 5,6 52 9,3

49. LA ESPERMATOSFERA Las semillas ejercen un efecto sobre el suelo al movilizar sus reservas Es el origen de iniciación del ER Liberan productos de naturaleza variable Fuentes de C, N, vitaminas, aminoácidos, inhibidores ( sulfatorredución ) en cultivo de maíz

50. LA FILOSFERA Las hojas presentan en superficie bacterias, hongos filamentosos, levaduras Varían con el clima (humedad, intensidad luminosa, temperatura) Poblaciones bacterianas ricas en especies pigmentadas: Flavobacterium , Xanthomonas , Pseudomonas Levaduras: Rhodotorula , Sporobolomyces

51. EFECTO RESTO VEGETALES EFECTO MANTILLO Los vegetales perennes (bosques, praderas permanentes) afectan marcadamente a la microflora del suelo, más que los vegetales anuales La acción la ejercen los exudados Los mantillos juegan un rol importante

52. FUENTES DE ENERGIA Y ELEMENTOS NUTRITIVOS En bosques de zonas templadas y frías, en Kg C/ha/año, varían de 0,5 a 2 Tn En bosques de zonas tropicales húmedos, en Kg C/ha/año, varían de 2 a 8 Tn Son más ricos en elementos minerales y nitrógeno (zona tropical)

53. SUSTANCIAS ESTIMULANTES O INHIBIDORAS Estimulantes: Vitaminas (Factores de Crecimiento) Productos tóxicos como Fenoles o compuestos con radicales fenólicos (ácido gálico) afectan a Bacterias Nitrificantes. Fijadoras de Nitrógeno. Celulolíticos

54. OTROS EFECTOS (pH) La vegetación puede variar el pH (ácido o básico) Bosques de Coníferas (acidifican) predominan los Hongos

55. COMPUESTOS ENCONTRADOS EN LA RIZOSFERA DE VEGETALES Aminoácidos : todos los naturales Ácidos orgánicos : acético, butírico, cítrico, fumárico , láctico, oxálico, propiónico , succínico, tartárico Hidratos de carbono : arabinosa, fructuosa, galactosa, glucosa, maltosa, manosa , rafinosa , sacarosa, xilosa

56. Derivados de ácidos nucléicos : adenina , guanina, citosina , timina Factores de crecimiento : biotina , tiamina , inositol , piridoxina , ácido nicotínico, ácido p-amino benzoico Enzimas : amilasa, invertasa , fosfatasa, proteasa

57. antibióticos, auxinas, glicósidos , ácido cianhidríco , péptidos, saponinas, CO 2 , alcoholes, sustancias quelantes

58. BIBLIOGRAFIA Alexander, Martín. Introducción a la Microbiología del Suelo. AGT Editor, S.A. 1980 Brock D Tomas. Biología de los microorganismos. Edición Pearson , Prentice Hall. Decima Edición. Madrid 2000 Davis D. Bernard, Dulbecco Renato et al. Tratado de Microbiología. Salvat Editores, S.A. 2da. Edición. Madrid 1983 Frioni , Lilian . Procesos microbianos. Tomo I y II. Editorial de la Fundación Universidad Nacional de Río Cuarto. 1999 Girard H. y Rougieux R. Técnicas de Microbiología Agrícola. Editorial Acribia , Zaragoza, España. 1964 Guía para el cursado de Microbiología Agrícola. Editor F.A.Z. Cátedra de Microbiología Agrícola. 2008 Lehninger Albert L. Bioquímica. Ediciones Omega. S.A. Barcelona 1980 Pochón , Juan. Microbiología del Suelo (Traducción-en cátedra de Microbiología Agrícola) Stanier R. Y., Adelberg E. A. y Ingraham J.L. Microbiología. Editorial Reverté , S.A. Barcelona. 1984