Artículo científico / Scientific paper
BIOTECNOLOGÍA
pISSN:1390-3799; eISSN:1390-8596
http://doi.org/10.17163/lgr.n38.2023.06
PRIMER INFORME DE BACTERIAS ENDOFÍTICAS AISLADAS DE
Senecio glaucus L., EGIPTO
FIRST REPORT OF ENDOPHYTIC BACTERIA ISOLATED FROM Senecio glaucus L.,
EGYPT
Mohammed Sabry Sultan* , Ashraf Elsayed , y Yasser Ahmed El-Amier
Botany Department, Faculty of Science, Mansoura University, Mansoura, 35516, Egypt.
*Autor para correspondencia: mohammedsoltan915@gmail.com
Manuscrito recibido el 15 de febrero de 2022. Aceptado, tras revisión, el 28 de junio de 2022. Publicado el 1 de septiembre de 2023.
Resumen
Los microorganismos están naturalmente asociados con las plantas. El presente experimento se llevó a cabo para aislar
bacterias endófitas de las células internas de raíces, tallos, hojas y Tejido capitulear de Senecio glaucus recolectadas en 2
hábitats diversos (costeros y desérticos) de Egipto. Del aislamiento se obtuvieron un total de 10 bacterias endófitas; la
mayor diversidad de endófitos bacterianos se observó en raíces y hojas de muestras del desierto. Los aislamientos se
reconocieron con base en la morfología, la bioquímica y los genes de la secuencia del ARNr 16S. Todos estos aislados
indican la capacidad de producir enzimas como amilasa, celulasa, lipasa, catalasa y proteasa en sus descripciones
bioquímicas; los análisis también mostraron una indicación significativa de su potencial para producir hormonas de
crecimiento vegetal; como su capacidad para disolver el fosfato. En el mundo y en Egipto, somos los primeros en
reportar endófitos bacterianos aislados de Senecio glaucus. Este estudio podría ayudar a determinar el papel de las
bacterias endófitas en hábitats severos, así como sus posibles aplicaciones en medicina, biorremediación, agricultura
e industria.
Palabras clave: Endófitos bacterianos, Bioquímica, 16S rRNA, Senecio, Asteraceae.
Abstract
Microorganisms are naturally associated with plants in several ways. The study was conducted to isolate bacteria en-
dophytes from the internal cells of roots, stems, leaves, and capitula of Senecio glaucus collected from 2 diverse (coastal
and desert) habitats in Egypt. A total of 10 endophytic bacteria were obtained from the isolation; the highest diver-
sity of bacterial endophytes was observed in desert samples roots and leaves. The isolates were recognized based on
morphology, biochemical and 16S rRNA sequence genes. All isolates indicated the ability for enzyme production as
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Primer informe de bacterias endofíticas aisladas de Senecio glaucus L., Egipto
amylase, cellulase, lipase, catalase, and protease in their biochemical descriptions; analyses also gave a significant in-
dication of their potential to produce plant growth hormones, as their ability to dissolve Phosphate. In the world and
Egypt, we are the first to report bacterial endophytes isolated from Senecio glaucus. This study could aid in determining
the role of endophytic bacteria in severe habitats, as well as their potential applications in medicine, bioremediation,
agriculture, and industry.
Keywords: Bacterial endophytes, Biochemical, 16S rRNA, Senecio, Asteraceae.
Forma sugerida de citar: Sabry Sultan, M., Elsayed, A. y Ahmed El-Amier, Y. (2023). Primer informe de bacterias
endofíticas aisladas de Senecio glaucus L., Egipto. La Granja: Revista de Ciencias de la
Vida. Vol. 38(2):82-95. http://doi.org/10.17163/lgr.n38.2023.06.
IDs Orcid:
Mohammed Sabry Sultan: http://orcid.org/0000-0001-7030-7866
Ashraf Elsayed: http://orcid.org/0000-0003-2122-767X
Yasser Ahmed El-Amier: http://orcid.org/0000-0001-8920-8278
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Artículo científico/Scientific paper
BIOTECNOLOGÍA Sabry Sultan, M., Elsayed, A. y Ahmed El-Amier, Y.
1 Introducción
La definición de un endófito sigue siendo un tema
debatible hoy en día. Se dice que las bacterias que
se aíslan de los tejidos internos de la planta y que
no causan ningún daño a su huésped se clasifican
como endófitas. Otras descripciones indican que la
ocupación bacteriana ocurre en los tejidos internos
de la planta. El altruismo, el comensalismo, la sim-
biosis o la pasividad a la patogenicidad se han utili-
zado para describir esta interacción endófita única
del huésped; por lo tanto, en las relaciones espe-
cíficas involucradas, la colonización interna de las
plantas por bacterias constituye un nicho ecológico
vasto y, sin embargo, poco investigado (Kobayashi
y Palumbo, 2000; Hallmann y col., 1997). La diver-
sidad bacteriana que se ha descrito como endófitos
abarca una variedad de importantes bacterias Gram
negativas y Gram positivas que contienen géneros
de alfa, beta y gamma-proteobacterias, bacteroide-
tes, actinobacterias y firmicutes (Bacon e Hinton,
2007; Lodewyckx y col., 2002).
Casi 1250 especies de Senecio están ampliamen-
te distribuidas y comprenden unas 6 especies que
se encuentran en Egipto, entre ellas S. glaucus, S.
flavus, S. aegyptius, S. Vulgaris, S. hoggariensis yS.
belbeysius. Este género es importante por sus pro-
piedades farmacológicas, botánicas y toxicológicas
(Singh, Satish y Manisha, 2017; Nori-Shargh, Raftari
y Deyhimi, 2008). Un estudio sobre el examen fito-
químico de los extractos de Senecio reveló propie-
dades antioxidantes, antimicrobianas, citotóxicas
(Tundis y col., 2009), antiinflamatorias, insecticidas
y antivirales (Sultan, Elsayed y El-Amir, 2022; El-
Amier, Abdelghany y Abed Zaid, 2014; Joshi, Sah
y Mishra, 2013; Kahriman y col., 2011).
Las especies de Senecio que habitan en las llanu-
ras arenosas y en las cuevas del desierto se utilizan
como sedante del sistema nervioso central, diuréti-
co y emético en Egipto (Eissa y col., 2014). Senecio
glaucus L. (Morrar) es una hierba anual que crece
en Egipto y tiene dos subespecies S. glaucus subsp.
coronopifloius (Maire) C. Alexander. Subsp. corono-
pifloius yS. glaucus L. subsp. glaucus que crecen
en áreas desérticas, suelos salinos, arenas costeras
y bordes de cultivo y en Egipto el más común es
subsp. glaucus Boulos2002. Los endófitos pueden be-
neficiar a las plantas indirectamente al mejorar las
infecciones del herbívoro o la resistencia al estrés, o
por otros procesos que aún no se conocen (Schulz
y Boyle, 2005). En varios estudios se ha encontrado
que los endófitos pueden proteger a sus huéspedes
de la sequía (Clay y Schardl, 2002).
Según Waller y col. (2005), las plantas infectadas
con endófitos mostraron tolerancia a la sal y a la
temperatura. Los endófitos actúan como desenca-
denantes biológicos para estimular la respuesta al
estrés de forma más rápida que las plantas no sim-
bióticas, promoviendo el crecimiento de las plantas
y protegiéndolas para reducir enfermedades de in-
sectos y plagas, según Redman y col. (2002).
Las bacterias endófitas pueden solubilizar el
fosfato y proporcionar nitrógeno asimilable a las
plantas (Rosenblueth y Martínez-Romero, 2006).
Además, las interacciones entre plantas y bacterias
endófitas pueden ayudar en los procesos de restau-
ración de ecosistemas, protegiendo a las plantas del
estrés biótico y abiótico y promoviendo la produc-
ción de metabolitos secundarios importantes (Mo-
wafy y col., 2021; Cheng y col., 2019; Müller y col.,
2015; Alavi y col., 2013).
El trasfondo genético de las especies de hospe-
deros vegetales, la idoneidad, los nutrientes y los
nichos ecológicos (Jia y col., 2016), las circunstan-
cias ambientales, los genotipos de los hospederos,
las especies bacterianas (Chebotar y col., 2015), y
la etapa de desarrollo del hospedero y la densidad
del inóculo (Dudeja y Giri, 2014), tienen un impacto
significativo en la población de bacterias endófitas.
Se descubrieron algunas bacterias resistentes al
frío en las raíces y las hojas de Senecio vulgaris y se
definieron como unidades taxonómicas operativas
bacterianas básicas y se informó de que tenían un
fuerte efecto antibacteriano aparente y la capacidad
de sobrevivir en ambientes extremadamente bajos,
secos y contaminados con rayos UV (Gaspard y Ri-
ce, 1989; Koo y col., 2016; Vishnivetskaya, Kathariou
y Tiedje, 2009).
Los endófitos son ventajosos para S. vulgaris
(Cheng y col., 2019; Singh y col., 2016), y su aplica-
ción al arroz resultó en una reducción de la acumu-
lación de arsénico y la generación de IAA, lo que
ayuda en la promoción del crecimiento; la resisten-
cia a metales pesados, particularmente la tolerancia
al cadmio; la capacidad de fijación de nitrógeno
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Primer informe de bacterias endofíticas aisladas de Senecio glaucus L., Egipto
(Purchase, Miles y Young, 1997); y la promoción del
crecimiento de plantas de maíz y lechuga (Gamel
y col., 2017; Chabot, Antoun y Cescas, 1996).
Debido a su larga historia de uso en la medi-
cina tradicional y la selección en una variedad de
hábitats climáticos, edáficos y bióticos en lugares
geográficamente diferentes, S. glaucus presenta una
gran diversidad. Se informó de que existen entre 102
y 104poblaciones de bacterias endófitas por gramo
de tejido vegetal (Kobayashi y Palumbo, 2000). Es-
te estudio tiene como objetivo evaluar la variedad
de comunidades de endófitos bacterianos aislados
de S. glaucus en dos hábitats diferentes en Egipto:
Ciudad Gamasa (costa mediterránea) y Wadi Araba
(desierto oriental).
2 Materiales y Métodos
2.1 Recolección del material vegetal
Se tomaron al azar plantas enteras sanas de S. glau-
cus en las fases de floración de dos localidades sepa-
radas: Wadi Araba (Desierto Oriental, 29◦4023.7200 N
32◦25038.4900 E) y Ciudad Gamesa (costa mediterrá-
nea, 31◦26058.7800 N 31◦28036.1400 E) para el aislamien-
to de endófitos bacterianos. Las muestras se envasa-
ron en bolsas de plástico limpias y se transportaron
al Laboratorio de Microbiología para su posterior
análisis, como se muestra en la Figura 1.
2.2 Aislamiento y purificación de los endó-
fitos
El aislamiento y purificación de los endófitos se
realizó de acuerdo con el procedimiento de Bacon
e Hinton (2002) utilizando medio de agar LB (1,25 g
de extracto de levadura; 2,5 g de peptona; 2,5 g de
cloruro de sodio; 3,75 g de agar y 250 ml de agua
destilada). Las muestras de plantas se lavaron pri-
mero bajo el agua del grifo y luego se separaron
en 4 partes, que incluyen raíz, tallo, hoja y cápsula,
y luego se esterilizaron en la superficie (Geris dos
Santos y col., 2003).
La esterilización superficial se logró enjuagando
las partes de la planta con etanol (C2H5OH) al 70%
durante 30 segundos, luego hipoclorito de sodio
(NaOCl) al 0,5% durante 2-3 minutos y finalmente
agua destilada estéril (Dil.H2O) durante 10 minutos
(2-3 veces). Después de esto, se secaron los pliegues
del material vegetal usando papeles filtrantes esté-
riles.
Con un bisturí esterilizado en llama se retiraron
los extremos cortados de los segmentos esteriliza-
dos en la superficie y se colocaron en medios de
agar LB apropiados, con la superficie cortada tocan-
do el agar. Las máximas colonias posibles de endó-
fitos bacterianos se determinaron mediante la incu-
bación de placas a 35 ◦C durante 48 horas.
Figura 1. a) Vistas generales de S. glaucus, y b) Vistas en primer plano de S. glaucus en el área de estudio.
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2.3 Caracterización de bacterias endófitas
2.3.1 Caracterización morfológica
Aneja y col. (2006) y Cappuccino y Sherman (1992)
utilizaron el procedimiento de tinción de gram es-
tándar para determinar la forma celular, el color de
la colonia y la textura y para definir los aislamientos
y establecer la morfología de las células bacterianas.
2.3.2 Caracterización bioquímica
Las cepas bacterianas endófitas seleccionadas se
caracterizaron bioquímicamente mediante métodos
estándar como la prueba de amilasa, la prueba de
catalasa, la prueba de lipasa, la prueba de celulasa,
la prueba de proteasa, la prueba de nitrato reducta-
sa y la prueba de indol; y se caracterizaron median-
te métodos estándar como la prueba de solubiliza-
ción de fosfato, la prueba de producción de indol,
la prueba de producción de ácidos de giberelina y
la prueba de producción de sulfuro de hidrógeno
(Cappuccino y Sherman, 1992).
2.3.3 Secuenciación del gen 16S rRNA
Las bacterias aisladas se identificaron molecular-
mente utilizando la metodología MicroSeq® 500
16SrRNA Bacterial Identification Kits. Las reaccio-
nes de secuenciación se llevaron a cabo en los ter-
mocicladores 9700 con un volumen total de 20 l
(producto de PCR purificado de 7 l y módulo de
secuenciación de 13 l) ajustando el termociclador a
96 ◦C durante 10 segundos, 50 ◦C durante 5 segun-
dos y 60 ◦C durante 4 segundos (25 ciclos). El kit de
centrifugado Dye ExTM 2.0 se utilizó para eliminar
el exceso de terminadores de colorantes y cebado-
res de la reacción de secuenciación del ciclo (Qiagen
PN 63204). Para el análisis de las secuencias se uti-
lizó el software Finch TV (versión 1.4.0) y MEGA-X
(versión 10.2.5), y el software Seaview para la crea-
ción de árboles filogenéticos utilizando las secuen-
cias de los tipos de cepas publicadas más reciente-
mente. Las secuencias de los aislamientos obtenidas
en esta investigación fueron sometidas a la base de
datos GeneBank del NCBI.
2.4 Análisis estadístico
Los ensayos se realizaron por triplicado, calculán-
dose la desviación media estándar (DMS).
3 Resultados
En este estudio se aislaron 10 bacterias endófitas de
diferentes partes de la planta de Senecio glaucus re-
colectadas en 2 sitios diferentes (4 aislamientos de
la planta costera mediterránea y 6 aislamientos de
la planta del desierto) en medio L.B agar bajo con-
diciones asépticas y de acuerdo con la diferencia
morfológicas mostrada en las figuras 2 y 3, y con
los códigos (SGC-R, SGC-S, SGC-L, SGC-C) para las
muestras costeras y (SGD-R, SGD-S, SGD-L, SGD-
C) para las muestras del desierto.
Figura 2. Endófitos bacterianos aislados de S. glaucus SGC-R: Senecio glaucus costera, SGC-S: -tallo, SGC-L: -Hoja y SGC-C:
-Capitula; SGD-R: S. glaucus del desierto, SGD-S: -tallo, SGD-L: -Hoja y SGD-C: - Tejido capitulear.
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Figura 3. Número de bacterias endófitas aisladas de diferentes tejidos de la planta medicinal S. glaucus recolectadas en hábitats
costeros y desérticos.
Los aislamientos bacterianos se caracterizaron
morfológicamente de acuerdo con la forma de la
colonia, margen, elevación, textura y pigmentación
como se muestra en la Tabla 1, y se analizaron mi-
croscópicamente de acuerdo con la forma de la célu-
la, donde cabe mencionar que todos los aislamien-
tos tuvieron una forma de varilla y coloración de
Gram. La muestra costera mostró 3 cepas Gram po-
sitivas y 1 cepa Gram negativas; por otra parte, la
muestra del desierto mostró 3 cepas Gram positivas
y 3 cepas Gram negativas (Tabla 2).
Tabla 1. Características morfológicas de colonias de bacterias endófitas aisladas de diferentes tejidos de la planta medicinal S.
glaucus recolectadas en hábitats costeros y desérticos en Egipto.
Aislados
Origen
del
tejido
Caracterización de las colonias
Tamaño
(mm)
Forma
de la
colonia
Margen Elevación Textura Pigmentación
Muestra costera
SGC-R Raíz 3,5 Irregular Enrollado Umbonato Seco/Áspero Blanquecino
SGC-S Tallo 3,7 Irregular Enrollado Umbonato Seco/Áspero Blanquecino
SGC-L Hoja 1,5 Irregular Lobato Elevado Seco/Áspero Blanquecino
SGC-C Tejido
capitulear 2,5 Irregular Enrollado Umbonato Seco/Áspero Blanquecino
Muestra del desierto
SGD-R1
Raíz
1,2 Circular Entero Elevado Cremoso Blanco
amarillento
SGD-R2 1,4 Irregular Lobato Elevado Seco/Áspero Blanquecino
SGD Tallo 1,9 Circular Entero Elevado Cremoso Blanco
amarillento
SGD-L1
Hoja
1,3 Irregular Filamentoso Plano Crema
Brillante
Amarillo
Pálido
SGD-L2 2,1 Circular Entero Convexo Seco/Áspero Tiza
blanca
SGD-C Tejido
capitulear 2,5 Irregular Enrollado Umbonato Seco/Áspero Blanquecino
SGC-R: Raíz costera de Senecio glaucus, SGC-S: Tallo costero de S. glaucus, SGC-L: Hoja costera de S. glaucus, y
SGC-C: Capítula costera de S. glaucus; SGD-R: Raíz desértica de S. glaucus, SGD-S: Tallo desértico de S. glaucus,
SGD-L: Hoja desértica de S. glaucus y SGD-C: Tejido capitulear desértico de S. glaucus.
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Tabla 2. Características morfológicas de células de bacterias endófitas aisladas de diferentes tejidos de la planta medicinal S.
glaucus recolectadas en hábitats costeros y desérticos en Egipto.
Aislados
Origen
del
tejido
Características celulares
Tinción de
Gram
Forma
de la
célula
Tamaño
(µm) Motilidad
Muestra costera
SGC-R Raíz Gram
positivo Varilla 2,5 Móvil
SGC-S Tallo Gram
positivo Varilla 2,5 Móvil
SGC-L Hoja Gram
negativo Varilla 1,2 Móvil
SGC-C Tejido
capitulear
Gram
positivo Varilla 2,7 Móvil
Muestra del desierto
SGD-R1
Raíz
Gram
negativo Varilla 1,6 Móvil
SGD-R2 Gram
negativo Varilla 1,3 Móvil
SGD Tallo Gram
negativo Varilla 1,7 Móvil
SGD-L1
Hoja
Gram
positivo Varilla 1,9 Móvil
SGD-L2 Gram
positivo Varilla 2,3 Móvil
SGD-C Tejido
capitulear
Gram
positivo Varilla 1,8 Móvil
SGC-R: Raíz costera de Senecio glaucus, SGC-S: Tallo costero de S. glaucus,
SGC-L: Hoja costera de S. glaucus, y SGC-C: Capítula costera de S. glaucus;
SGD-R: Raíz desértica de S. glaucus, SGD-S: Tallo desértico de S. glaucus,
SGD-L: Hoja desértica de S. glaucus y SGD-C: Tejido capitulear desértico de
S. glaucus.
Los aislamientos purificados se caracterizaron
bioquímicamente de acuerdo con la actividad enzi-
mática y las propiedades funcionales. Los aislados
mostraron una capacidad variada para producir
una variedad de enzimas (Tablas 3 y 4).
Tanto los aislamientos bacterianos costeros co-
mo los desérticos fueron capaces de producir indol
en concentraciones variables que oscilaban entre al-
tas y bajas en comparación con la muestra control.
Los aislados SGC-L y SGC-C presentaron resul-
tados muy débiles, mientras que los aislados SGD-
L2 y SGD-C no mostraron resultados positivos co-
mo se muestra en la Tabla 4.
Basándose en el análisis de la secuencia del gen
16S rRNA, las cepas aisladas se identificaron como
Bacillus velezensis cepa CBMB205 (NR_116240.1), Ba-
cillus velezensis cepa CBMB205 (NR_116240.1), Ba-
cillus amyloliquefaciens cepa WS3-1 (MT579842.1),
cepa ATCC3 048 (NR_118556.1), Enterobacter bu-
gandensis cepa 247BMC (NR_148649.1), Entero-
bacter hormaechei subsp. xiangfangensis cepa 10-
17 (NR_126208.1), Sphingobacterium faecium cepa
DSM11690 (NR_025537.1), y Kitaspora aburaviensis
cepa NBRC12830 (NR_112295.1); todas las cepas se
correlacionaron en la distancia genética como se
muestra en la Tabla 5 y Figura 4.
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Tabla 3. Análisis cualitativo de la caracterización bioquímica de las bacterias endófitas aisladas de diferentes tejidos de la planta
medicinal S. glaucus recolectadas de diferentes hábitats en Egipto.
Aislados Órgano
tisular
Caracterización Bioquímica
Catalasa Amilasa Celulasa Proteasa Lipasa H2S
Costero
SGC-R Raíz +ve +ve +ve +ve +ve -ve
SGC-S Tallo +ve +ve +ve +ve +ve -ve
SGC-L Hoja +ve +ve +ve +ve +ve -ve
SGC-C Tejido
capitulear +ve +ve +ve +ve +ve -ve
Desierto
SGD-R1 Raíz +ve +ve +ve -ve +ve -ve
SGD-R2 +ve +ve +ve +ve +ve -ve
SGD Tallo +ve +ve +ve -ve +ve -ve
SGD-L1 Hoja +ve +ve +ve -ve +ve -ve
SGD-L2 +ve +ve +ve +ve +ve -ve
SGD-C Tejido
capitulear +ve +ve +ve +ve +ve -ve
+ve: reacción positiva; -ve: reacción negativa.
Tabla 4. Análisis cualitativo de parámetros promotores del crecimiento vegetal (PGP) de endófitos bacterianos aislados de la
planta medicinal S. glaucus.
Aislados Órgano
tisular
Fomento del crecimiento vegetal
Solubilización
de
fosfato
Nitrato
reductasa IAA GA3
Costero
SGC-R Raíz +ve +ve +ve +ve
SGC-S Tallo +ve +ve +ve +ve
SGC-L Hoja +ve +ve +ve +ve
SGC-C Tejido
capitulear +ve +ve +ve +ve
Desierto
SGD-R1 Raíz +ve +ve +ve +ve
SGD-R2 +ve +ve -ve +ve
SGD Tallo +ve +ve +ve +ve
SGD-L1 Hoja +ve +ve +ve +ve
SGD-L2 +ve +ve +ve +ve
SGD-C Tejido
capitulear +ve +ve -ve +ve
+ve: reacción positiva; -ve: reacción negativa.
4 Discusión
Desde hace mucho tiempo se sabe que hay endó-
fitos bacterianos en la mayoría de los tejidos sa-
nos de las plantas (McInroy y Kloepper, 1995; Sturz,
1995; Frommel, Nowak y Lazarovits, 1993). Se han
encontrado bacterias endófitas en todas las espe-
cies de plantas estudiadas, según Partida-Martínez
y Heil (2011), así como en este estudio. Se ha en-
contrado que varias especies de plantas tienen di-
versas comunidades bacterianas endófitas que mos-
traron una importante diversidad fenotípica y ge-
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notípica (Santoyo y col., 2016; Miliute y col., 2015).
El estudio de la diversidad poblacional de endófi-
tos bacterianos aislados de la muestra desértica de
S. glaucus mostró mayor diversidad de especies que
la muestra costera (Figura 3). La especie hospede-
ra de la planta, la especificidad del hospedero y los
tipos de tejido pueden afectar fuertemente el tipo
de comunidad endófita (Ding y Melcher, 2016). Las
variaciones cualitativas y cuantitativas entre espe-
cies vegetales en la colonización microbiana se de-
ben principalmente a la compatibilidad genotípica
hospedero-endófita y a las condiciones ecológicas
(tropical versus templado) (Rajan, 2012).
Tabla 5. Secuencia de referencia del gen ARNr 16S de las cepas en la base de datos GenBank.
Serie Órgano
tisular Cepa similar Similitud
%
Secuencia
NCBI
Muestra costera
SGC-R Raíz Bacillus velezensis cepa
CBMB205 (NR_116240.1) 96,08% MZ520618,1
SGC-S Tallo Bacillus amyloliquefaciens cepa
WS3-1 (MT579842.1) 99,80% OK148122,1
SGC-L Hoja Klebsiella aerogenes, cepa
ATCC13048 (NR_118556.1) 94,31% MZ520791,1
SGC-C Tejido
capitulear
Bacillus velezensis cepa
CBMB205 (NR_116240.1) 99,80% MZ520618,1
Muestra del desierto
SGD-R1
Raíz
Enterobacter bugandensis cepa
247BMC (NR_148649.1) 99,91% OK147922,1
SGD-R2 Klebsiella aerogenes, cepa
ATCC13048 (NR_118556.1) 94,31% OK057209.1
SGD Tallo
Enterobacter hormaechei subsp.
xiangfangensis cepa 10-17
(NR_126208.1)
94,03% OK044126,1
SGD-L1
Hoja
Sphingobacterium faecium cepa
DSM11690 (NR_025537.1) 87,64% OK156473,1
SGD-L2 Kitasatospora aburaviensis cepa
NBRC12830 (NR_112295.1) 100% MZ477009.1
SGD-C Tejido
capitulear
Bacillus velezensis cepa
CBMB205 (NR_116240.1) 98,06% OK147924,1
Las cepas se aislaron de las raíces, tallos, ho-
jas y tejidos capituléales de S. glaucus. La mayor
población de endófitos se obtuvo de los tejidos in-
ternos de las raíces y hojas de la planta (Figura 3).
La morfología de las colonias indicó la variación
de los endófitos. Los aislamientos evaluados fueron
elegidos por su variación morfológica y dominan-
cia (Tabla 1). Una gran variedad de bacterias Gram
negativas y Gram positivas están involucradas en
las bacterias endófitas (Lodewyckx y col., 2002).
Curiosamente, los Gram positivos fueron la pobla-
ción más distribuida en la muestra costera que los
Gram negativos aislados de S. glaucus. Por otra par-
te, la población Gram negativa fue igual a la de los
aislados Gram positivos de la muestra del desier-
to (Tabla 2), como se informó en varias plantas; se
identificó una presencia igual de bacterias Gram
negativas y Gram positivas (Zinniel y col., 2002).
Existe un predominio de bacterias gramnegativas
en los tejidos de diversas plantas (Elbeltagy y col.,
2000; Stoltzfus y col., 1997). Estas especies bacte-
rianas podrían haber coevolucionado con la planta
para adaptarse a un hábitat árido específico que es
pobre en nutrientes. Como respuesta a las condicio-
nes ambientales como pH, temperatura y salinidad,
las bacterias Grampositivas de las cepas aisladas
forman esporas, lo que puede proporcionar una
ventaja de supervivencia.
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Primer informe de bacterias endofíticas aisladas de Senecio glaucus L., Egipto
Toda la morfología de las células aisladas mostró
ser bacilos/varilla (Tabla 2). Según Jacobs, Bugbee
y Gabrielson (1985), Erwinia sp., Enterobacter sp.,
Bacillus sp., Pseudomonas sp., Micrococcus,Micro-
bacterium,Stenotrophomonas,Pantoea,Burkholderia,
Pseudomonas yFlavobacterium sp. fueron los géne-
ros bacterianos aislados más comunes de bacterias
endófitas en varias plantas como tomate, algodón,
soja, arroz y maíz (Chaturvedi, Singh y Gupta, 2016;
Hallmann y col., 1997).
Anteriormente se han aislado bacterias endófi-
tas de tejidos de especies de Senecio. Cheng y col.
(2019) y Singh y col. (2016) aislaron los endófitos
Brevundimonas diminuta yRhizobium leguminosarum
de S. vulgaris; Sphingomonas aerolata, Sphingomonas
faeni, Exiguobacterium sibiricum yOxalobacteraceae
(OTU3) y se caracterizaron en hojas y raíces de S.
vulgaris (Gaspard y Rice, 1989; Koo y col., 2016;
Vishnivetskaya, Kathariou y Tiedje, 2009).
En este estudio, los aislamientos obtenidos se
caracterizaron bioquímicamente de acuerdo con la
actividad enzimática y las propiedades funcionales
(Tabla 3). Los aislados mostraron una variada capa-
cidad para producir una variedad de enzimas tales
como enzimas catalasas, enzimas amilolíticas, celu-
lolíticas, proteolíticas y lipolíticas. Sin embargo, no
se ha realizado ningún estudio sobre la secreción
de estas enzimas por los endófitos (Elbeltagy y col.,
2000; Reinhold-Hurek y Hurek, 1998). Las bacterias
endófitas pueden actuar como factores de virulen-
cia para bacterias fitopatógenas debido a las celula-
sas y las enzimas hidrolíticas pueden desempeñar
un papel en los mecanismos que entran y persisten
en la planta huésped, como se informó para Entero-
bacter asburiae JM22 Quadt-Hallmann1997 yAzoarcus
sp. (Hurek y col., 1994).
Figura 4. El árbol filogenético se creó de las secuencias del gen 16S rRNA de las 10 cepas bacterianas endófitas.
Las bacterias endófitas aisladas del S. glaucus
costero indicaron la mayor producción de las enzi-
mas estudiadas en comparación a los aislados del
desierto, a pesar de la alta diversidad en la muestra
de S. glaucus del desierto (Figuras 4 y 5). Todos los
aislamientos secretaron amilasas, celulasas, protea-
sa y lipasa, excepto Enterobacter hormaechei subsp.
Xiangfangensis ySphingobacterium faecium que no
pudieron producir enzimas proteasas (Tabla 3). La
actividad celulósica de estos endófitos puede ser
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una ventaja para la entrada intercelular y la pro-
pagación de los endófitos en la planta huésped, ya
que la pared celular de la planta huésped contie-
ne celulosa (Hallmann y col., 1997). Las hidrolasas,
enzimas extracelulares producidas por bacterias en-
dófitas ayudan en el establecimiento de resistencia
sistémica para la invasión de patógenos en plantas
(Singh y col., 2017; Elbeltagy y col., 2000).
Además, todos los aislamientos se caracteriza-
ron bioquímicamente de acuerdo con sus propie-
dades funcionales (Tabla 4). Los aislados mostraron
una variada capacidad para producir una variación
de fitohormonas que pueden ayudar a las plantas
y pueden ser utilizadas como PGPB ácido indola-
cético, y ácidos giberélicos, ya que también indica-
ron su capacidad para solubilizar fosfato y nitrato
reductasa. Por otro lado, todos los aislamientos pre-
sentaron un resultado negativo para la producción
de sulfuro de hidrógeno, así mismo, las cepas SGD-
R2 y SGD-C aisladas de la muestra desértica fueron
negativas para IAA.
Se aislaron 10 cepas con diversas morfologías de
colonias y se analizaron sus secuencias del gen 16S
rRNA para establecer relaciones taxonómicas (Ta-
bla 5 y Figura 6). No se encontraron bacterias B.
japonicum en los aislamientos de S. glaucus esteri-
lizados en superficie, y la mayoría de ellos fueron
morfológicamente únicos. De acuerdo con el análi-
sis filogenético, se demostró que los aislados per-
tenecían a cuatro filos extremadamente diferentes
ya conocidos por estar asociados a plantas: bacte-
rioidetes, proteobacterias, actinobacterias y firmicu-
tes (Reinhold-Hurek y col., 2015). Basándose en el
análisis de la secuencia del gen 16S rRNA, las ce-
pas aisladas se identificaron como Bacillus velezen-
sis cepa CBMB205 y Bacillus amyloliquefaciens cepa
WS3-1 (Clase: Bacilli), Enterobacter bugandensis ce-
pa 247BMC y Enterobacter hormaechei subsp. xiang-
fangensis cepa 10-17 (Clase: Gamma Proteobacteria),
Sphingobacterium faecium cepa DSM 11690 (Clase:
Flavobacteria), Klebsiella aerogenes cepa ATCC 13048
(Clase: Gamma Proteobacteria) y Kitasatospora abu-
raviensis cepa NBRC 12830 (Streptomyces aburavien-
sis) (Clase: Actinomicetos). El análisis de la secuen-
cia reveló que los aislados pueden contener espe-
cies bacterianas previamente desconocidas: las ce-
pas de dos filotipos mostraron una identidad infe-
rior al 98,7% en los genes de ARNr 16S previamente
notificados de especies conocidas. Es probable que
representen al menos especies únicas, dado que es-
te valor ha sido propuesto recientemente como un
“patrón de oro” para distinguir las especies (Stac-
kebrandt, 2006). Todas las cepas se correlacionaron
con una distancia genética. El dendrograma filoge-
nético ilustró que la correlación entre seis aislamien-
tos se realizó mediante el programa MEGA-X como
se muestra en la Figura 4.
5 Conclusiones
En conclusión, este estudio confirmó la diversi-
dad y ocurrencia de endófitos bacterianos en dife-
rentes partes de Senecio glaucus (Morrar) recolecta-
dos en diferentes hábitats en Egipto. Estas bacte-
rias podrían ser candidatos prometedores para fu-
turas aplicaciones. El aislamiento de las cepas de
Bacillus abre posibilidades biotecnológicas para la
producción de S. glaucus y la aplicación prospecti-
va de especies presuntamente únicas. A través de
las descripciones bioquímicas de estos aislamien-
tos se muestra su capacidad para producir algunas
enzimas descomponedoras como celulasa, amilasa,
proteasa, catalasa y lipasa. Por otro lado, los análi-
sis descriptivos mostraron una fuerte indicación de
su capacidad para producir algunas hormonas de
crecimiento de las plantas que pueden aumentar el
crecimiento y proteger a las plantas, como su capa-
cidad para producir reductasas de nitrato, solubili-
zación de fosfato, indol y giberelinas. El hecho de
que estas plantas fueran colonizadas con éxito por
cada microbio sugiere que podrían ser utilizadas en
muchas aplicaciones, como biofertilizantes, biorre-
mediación y control biológico.
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