Aislamiento y caracterización de hongos micorrizógenos promotores de germinación y desarrollo de protocormos de Vanilla planifolia

Abstract

Mexican vanilla (Vanilla planifolia) is the species with the highest vanillin content and the most demanded in the market. Mexico is the center of origin of this orchid. Despite its importance, V. planifolia is listed as endangered by genetic erosion due to its difficult sexual propagation and specific conditions for germination. The aim of this work was to isolate and characterize orchid mycorrhizal fungi (OMFs) isolated from the roots of adult plants of V. planifolia and Vanilla pompona that promote germination and development of protocorms of V. planifolia. The presence of mycorrhizal structures was verified by trypan blue staining. Subsequently, a substrate co-culture system was established to study the germination progression and early stages of development of V. planifolia in the presence of OMFs colonized roots. Seeds in co-cultivation with roots showed up to 100% germination at 50 days after sowing (DAS), 97% protocorm development and 29% photosynthetic protocorms. Only 50% of germination was observed at 120 DAS when colonized roots where absent. To isolate OMFs, protocorms developed in co-culture with colonized vanilla roots were used. Analysis of the sequence between ITS1 and ITS4 oligonucleotides were used to identify isolates with OMF characteristics as Rhizoctonia sp. AG-G, Tulasnella cumulopuntioides and Exophiala pisciphila. Co-cultivation of seeds of V. planifolia with T. cumulopuntioides had the highest germination and protocorm development percentages, followed by Rhizoctonia sp. AG-G. While the fungus identified as E. pisciphila did not promote germination. We conclude that OMFs that colonize the root systems of vanilla adult plants have the capacity to promote germination and early development of V. planifolia.

La vainilla mexicana (Vanilla planifolia) es la especie con mayor contenido de vainillina y la más demandada en el mercado. México es el centro de origen de esta orquídea. Pese a su importancia, V. planifolia está catalogada en peligro de erosión genética por su difícil propagación sexual y condiciones específicas para su germinación. El objetivo del presente trabajo consistió en aislar y caracterizar hongos micorrizógenos orquideoides (HMO) promotores de la germinación y desarrollo de protocormos de V. planifolia a partir de raíces de plantas adultas de V. planifolia y Vanilla pompona. Para ello, se verificó la presencia de estructuras micorrízicas por tinción con azul de tripano. Después, se estableció un sistema de co-cultivo en sustrato para estudiar la progresión de la germinación y etapas tempranas del desarrollo de V. planifolia en presencia de raíces colonizadas por HMO. Las semillas en co-cultivo con raíces presentaron hasta un 100 % de germinación a los 50 días después de la siembra (DDS), 97 % de desarrollo de protocormos y un 29 % de protocormos fotosintéticos. En ausencia de raíces colonizadas, sólo se observó un 50 % de germinación a los 120 DDS. Para aislar HMO se usaron protocormos desarrollados en co-cultivo y raíces adultas de vainilla. El análisis de la secuencia entre los oligonucleótidos ITS1 e ITS4 permitió identificar a los aislados con características de HMO como Rhizoctonia sp. AG-G, Tulasnella cumulopuntioides y Exophiala pisciphila. El co-cultivo de semillas de V. planifolia con T. cumulopuntioides tuvo los porcentajes de germinación y desarrollo de protocormos más altos, seguido de Rhizoctonia sp. AG-G. Mientras que el hongo identificado como E. pisciphila no promovió la germinación. Concluimos que los HMO que colonizan los sistemas radiculares de plantas adultas de vainilla tienen la capacidad de promover la germinación y el desarrollo temprano de V. planifolia.