The morphology and bioactivity of the rice field cyanobacterium Leptolyngbya / Morfología y bioactividad de la cianobacteria Leptolyngbya en los campos de cultivo de arroz

ABSTRACT

The genus Leptolyngbya comprises filamentous cyanobacteria that are important in rice fields. In the rhizosphere, cyanobacteria produce a variety of secondary metabolites such as auxins that are important in agriculture soil performance. To assess this, Leptolyngbya strain MMG-1, was isolated from the rhizosphere of rice plants and described. For this, the morphology of this strain was studied by light microscopy as well as by confocal laser scanning microscopy. Besides, the ability of this strain to synthesize an auxin-like bioactive compound was demonstrated under various culture conditions (different amounts of tryptophan; pH; different alternating lightdark periods; duration of the incubation). The auxin-like compound was extracted from the culture of Leptolyngbya strain MMG-1 and identified as indole-3-acetic acid (IAA) by thin layer chromatography (TLC) as well as by high performance liquid chromatography (HPLC). Our results showed that the strain required the precursor L-tryptophan for the synthesis of IAA. Leptolyngbya strain MMG-1 accumulated IAA intracellularly. The IAA secreted by Leptolyngbya strain MMG-1 was significantly correlated with the initial concentration of L-tryptophan in the medium, as well as with the duration of the incubation. The bioactivity of the secreted IAA was determined by its effect on the rooting pattern of Pisum sativum seedlings. The culture supernatant of Leptolyngbya strain MMG-1 stimulated the seedling lateral rooting, while it decreased root length. Hence, rhizospheric Leptolyngbya produced auxin under different conditions and affected the plants rooting pattern. Rev. Biol. Trop. 62 (3) 1251-1260. Epub 2014 September 01.

RESUMEN

El género Leptolyngbya comprende cianobacterias filamentosas que son importantes en los campos de cultivo de arroz. En la rizosfera, las cianobacterias producen una variedad de metabolitos secundarios, tales como auxinas, que son importantes en el rendimiento de la agricultura del suelo. La cepa Leptolyngbya MMG-1, fue aislada de la rizosfera de plantas de arroz y se describe en este trabajo. La morfología de esta cepa se estudió por microscopía de luz, así como por microscopía confocal de barrido láser. Además, se estimó la capacidad de esta cepa para sintetizar el compuesto bioactivo auxina como se demostró en diversas condiciones de cultivo (diferentes cantidades de triptófano; pH; diferente luz alterna períodos oscuros; duración de la incubación). La auxina se extrajo a partir del cultivo de la cepa Leptolyngbya MMG-1 y se identificó como ácido indol-3-acético (AA) por cromatografía de capa fina (TLC), así como por cromatografía líquida de alta resolución (HPLC). Nuestros resultados mostraron que la cepa requiere el precursor de L-triptófano para la síntesis de IAA. La cepa Leptolyngbya MMG-1 acumula intracelularmente IAA. El IAA secretada por la cepa Leptolyngbya MMG-1 se correlacionó significativamente con la concentración inicial de L-triptófano en el medio, así como con la duración de la incubación. La bioactividad de la IAA secretada se determinó por su efecto sobre el patrón de enraizamiento de plantas de semillero de Pisum sativum. El sobrenadante del cultivo de la cepa Leptolyngbya MMG-1 estimuló el enraizamiento lateral en la plántula, mientras que se redujo la longitud de la raíz. Por lo tanto, la producción de auxina por Leptolyngbya rizosférica afectó el crecimiento de las plantas.