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Efecto de Trichoderma asperellum cepa T34 y compost en plantas de tomate frente estrés biótico

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Universitat de Barcelona. Departament de Biologia Evolutiva, Ecologia i Ciències Ambientals

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[spa]  En los últimos años se ha promovido el control integrado de plagas y enfermedades para reducir el uso de productos fitosanitarios de origen químico y su negativo impacto sobre el medio ambiente y la salud humana. Algunas cepas de Trichoderma spp. utilizadas como agentes de control biológico (ACB) y ciertos tipos de compost son capaces de mejorar la salud de las plantas. Esta tesis consta de 3 capítulos y su objetivo general es estudiar el efecto del ACB Trichoderma asperellum, cepa T34 (T34) y un compost de alperujo empleados como medios de cultivo en el crecimiento de plantas de tomate y frente a la enfermedad producida por el patógeno foliar Botrytis cinerea. En el Capítulo I se evaluó la inducción de resistencia en plantas de tomate cultivadas en compost de alperujo comparado con un sustrato mineral (perlita), sin inocular o inoculado con T34. La separación espacial entre B. cinerea y los microorganismos del compost o el ACB permitió evaluar fenómenos de inducción de resistencia. El compost de alperujo indujo el mayor control de la enfermedad (reducción del 60% de severidad); seguido de la perlita inoculada con T34 (reducción del 35% severidad), siendo la perlita un sustrato conductor de la enfermedad. La ruta SA /ABA estuvo implicada en la inducción de resistencia sistémica por el compost pero no por T34. Las plantas cultivadas en compost y en perlita inoculada con T34 mostraron un mayor crecimiento (biomasa y altura) comparadas con las crecidas con perlita. Los parámetros fisiológicos evaluados (estado hídrico, la relación raíz / brote, isótopos estables de C y la fluorescencia de las clorofilas) mostraron que las plantas cultivadas en compost estaban próximas a una situación de estrés sugiriendo una situación de euestrés. En el capítulo II se evaluaron los exudados de las plantas de tomate y su relación con la inducción de resistencia en perlita inoculada con T34 frente a B. cinerea. Las plantas de tomate infectadas con B. cinerea en las hojas indujeron un cambio en el patrón de secreción de los exudados radiculares, que incrementó los niveles de ácido glucónico y disminuyó los niveles de sacarosa e inositol. T34 desencadenó inducción de resistencia sistémica reduciendo la severidad de la enfermedad, y además, en las plantas de tomate infectadas con B. cinerea se mantuvieron las poblaciones de T34, mientras que éstas disminuyeron en las plantas no inoculadas con el patógeno. El ácido glucónico (misma concentración que en exudados) tuvo un efecto positivo en el crecimiento in vitro de T34. Estos resultados indicaron la existencia de una comunicación entre la hoja y la raíz que además comporta un aumento de las poblaciones de T34 y una reducción de severidad de la enfermedad. En el capítulo III se evaluó el efecto de la luz y la disponibilidad de nutrientes en el crecimiento de las plantas de tomate crecidas en perlita inoculada o no con T34, su efecto en la expresión génica de las plantas de tomate y su relación con la mejora del crecimiento. La presencia de T34 en la rizosfera indujo en las plantas cambios en la expresión de 64 genes (63 aumentaron y uno descendió). Las categorías de procesos biológicos respuesta a estrés, respuesta a estímulos y proteólisis se hallaron sobrerepresentadas en el conjunto de genes sobreexpresados. Estos cambios inducidos por T34 promovieron el crecimiento de las plantas en condiciones favorables (solución nutritiva completa y 300-400 μmol m-2 s-1 PPFD), y de manera similar podrían estar relacionados con la promoción del crecimiento a baja disponibilidad de nutrientes (dilución 1: 3 de la solución nutritiva completa) tanto a 60-80 como a 300-400 μmol m -2 s- 1 PPFD.

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[eng]  This thesis consists of 3 chapters. In Chapter I, we evaluated the induction of resistance in tomato plants grown in olive marc compost (OMC) compared to perlite, inoculated or not with Trichoderma asperellum strain T34 (T34). OMC induced the greatest control of Botrytis cinerea leaf infection (60%); followed by perlite inoculated with T34 (35%), being perlite a disease conductive substrate. The SA / ABA route was involved in the induction of systemic resistance by OMC but not by T34. OMC and perlite inoculated with T34 used as growth media increased plants growth. Some physiological parameters showed that plants grown in OMC were close to stress, suggesting a eustress situation. In Chapter II, we evaluated tomato plants root exudates and their relation with the induction of resistance in perlite inoculated with T34 against B. cinerea. Tomato plants infected with B. cinerea in leaves induced changes in the secretion pattern of root exudates, increasing gluconic acid levels and decreasing sucrose and inositol levels. T34 induced systemic resistance and reduced disease severity. Tomato plants infected with B. cinerea maintained T34 root populations, while T34 populations decreased in plants not inoculated with the pathogen. Gluconic acid (same concentration as in exudates) had a positive effect in the in vitro growth of T34. These results indicate the existence of leaf to root communication that also involves an increase in the populations of T34 and a reduction of disease severity. In Chapter III, we evaluated light and nutrient availability effect on the growth of tomato plants grown in perlite inoculated or not with T34, its effect in plants gene expression and its relation with growth improvement. T34 in the rhizosphere induced changes in the expression of 64 genes. The biological process terms response to stress, response to stimulus and proteolysis were enriched mong the 63 up-regulated genes. These changes promoted plants growth under favorable conditions (complete nutrient solution and 300-400 μmol m-2 s-1 PPFD), and similarly they could be related to growth promotion at low availability of nutrients (1: 3 dilution of complete nutrient solution) at both 60-80 and 300-400 μmol m -2 s -1 PPFD.

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Tesis Doctorals - Departament - Biologia Evolutiva, Ecologia i Ciències Ambientals

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Efecto de Trichoderma asperellum cepa T34 y compost en plantas de tomate frente estrés biótico