Evaluación de la capacidad antimicrobiana de péptidos de plantas y nanopartículas de plata de síntesis verde y su efecto en el desarrollo de cactáceas in vitro

Abstract

RESUMEN La contaminación por microorganismos endófitos es un problema muy recurrente en el cultivo de tejidos de plantas. Esta contaminación en Mammillaria bombycina y Hylocereus undatus in vitro es muy persistente. Por lo que en este trabajo se analizó el efecto de los péptidos antimicrobianos sintéticos GSUNION y GSLINK y las nanopartículas de plata de acelga (Beta vulgaris var. cicla) (BvAgNP) en los microorganismos contaminantes en estas dos especies. Los extractos proteicos con GSUNION no tuvieron actividad contra E. coli, Pseudomona aeruginosa ni Staphylococcus aureus, y para el extracto con GSLINK tuvo actividad contra S. aureus. Mediante PCR con el 16s se identificó a Mycobacterium sp y Methylobacterium sp y con ITS a Spissiomyces sp, presentes en el medio de cultivo de las especies de plantas analizadas. El antibiograma mostró que Mycobacterium sp es sensible a rifampicina y Methylobacterium sp a amikacina. Las BvAgNP a 25 mg/L inhibieron al 100% a Aspergillus sp. y Colletotrichum sp., al 12.29% a Cladosporium sp. a las 3 h, y al 100% a Spissiomyces sp a los 15 min; a 50 mg/L inhibieron a Mycobacterium sp a 24 h y a 12.5 mg/L a Methylobacterium sp tras 15 min. El efecto en el crecimiento y desarrollo de M. bombycina y H. undatus con las BvAgNP afectaron el enraizamiento de M. bombycina y en H. undatus promovió la elongación de raíces y la brotación. A altas concentraciones de BvAgNP se genera la acumulación de vacuolas en el interior de células de tallo. La expresión de genes glioxalasas en M. bombycina con BvAgNP, aumentó, mientras que para H. undatus disminuyó en tallo, pero aumentó en raíz. El efecto de Methylobacterium sp sobre sobre el crecimiento y desarrollo de M. bombycina en suelo indujo engrosamiento de tallo y un mayor crecimiento que el control.

ABSTRACT Contamination by endophytic microorganisms is a very recurrent problem in plant tissue culture. This contamination in Mammillaria bombycina and Hylocereus undatus in vitro is very persistent. Therefore, in this work, we analize the effect of the synthetic antimicrobial peptides GSUNION and GSLINK and silver nanoparticles from chard (Beta vulgaris var. cicla) (BvAgNP) on contaminating microorganisms in these two species. The protein extracts with GSUNION had no activity against E. coli, Pseudomona aeruginosa or Staphylococcus aureus, and the extract with GSLINK had activity against S. aureus. Using 16s PCR, Mycobacterium sp and Methylobacterium sp were identified, and Spissiomyces sp was identified using ITS PCR, these microorganisms were found in the culture medium of the plant species analyzed. BvAgNPs at 25 mg/L inhibited the 100% of Aspergillus sp. and Colletotrichum sp., the 12.29% of Cladosporium sp. after 3 h, and the 100% of Spissiomyces bomby after 15 min; BvAgNP at 50 mg/L inhibited Mycobacterium bomby after 24 h and at 12.5 mg/L inhibited Methylobacterium bomby after 15 min. Regarding growth and development, BvAgNPs from 25 to 100 mg/L affected the rooting of M. bombycina, but to H. undatus promoted root elongation and sprouting. At high concentrations of BvAgNP, the accumulation of vacuoles inside stem cells is generated. The glyoxalase genes expression in M. bombycina with BvAgNP increased, while in H. undatus the expression decreased in the stem but increased in the root. The effect of Methylobacterium sp on the growth and development of M. bombycina in soil induced stem thickening and greater growth than the control.